Городская научно-практическая конференция «Старт – 2016»
Тема исследовательской работы: «Использование гидрогеля в выращивании растений»
Выполнила: ученица 4 «Б»
Колдарова Ксения
Научный руководель: А. С. Колдарова
Учитель физической культуры
МАОУ СОШ № 68
Тюмень 2016
Содержание
……………………………………………………………………………………………………………………………15
Введение
В наши дни актуально то, что выращивание рассады и комнатных растений зачастую сопряжено с некоторыми трудностями. Для получения сильных сеянцев требуется не только хорошо подготовленная почва и освещенное место, но и правильный полив. Именно влага может быть как другом для молодых всходов, так и стать причиной загнивания корневой системы, ведущей к дальнейшей гибели.
Избежать подобных ситуаций поможет использование нового полимерного материала - гидрогель, обладающего уникальной способностью впитывать и удерживать для роста растений необходимое количество воды в почве. В нашей стране работы по созданию сильно набухающих полимерных гидрогелей были начаты в начале восьмидесятых годов XX века в Институте химической физики АН СССР под руководством профессора К. С. Казанского.
Поэтому главной целью моей научно-исследовательской работы – определить наиболее продуктивное использование гидрогеля как помощника для почвы и как отдельное составляющая для растений.
Исходя из поставленных целей, главными задачами является:
Выяснить, что такое гидрогель и где его применяют;
Изучить особенности выращивания растений в гидрогеле;
Рассмотреть возможность выращивания комнатных культур в гидрогеле;
Определить растения, для которых гидрогель лучшее условие для их существования;
Опросить учащихся школы узнать, насколько они знают о гидрогеле.
Гипотеза: если применить гидрогель для школьных цветов, то можно сократить частоту и объём полива.
Объект исследования: гидрогель, спатифиллум, семена укропа, огурца.
Практическая значимость: на основании проделанной работы можно составить брошюры, как для учащихся, так и для местного населения о руководстве применения гидрогеля.
Место проведения исследования и объект исследования
Исследования проводилось в домашних условиях, в течение 3 месяцев. В качестве комнатного растения для эксперимента взяли Спатифиллум. Для наблюдения роста сеянцев, семена вьющегося огурца, базилика и укропа.
Глава 1. Теоретическое обоснование.
Однажды я увидела, как мама смешивает землю с гранулами гидрогеля. Мне стало любопытно, что это такое. Этот материал очень интересен, и мне захотелось узнать побольше об этом веществе.
Гидрогель - это водопоглощающий полимер в виде порошка или гранул, обладает уникальной способностью поглощать и удерживать при набухании до 2-х л дистиллированной воды на 10 г гидрогеля или около 0,11 л питательного раствора на 1 г препарата. Когда гидрогель находится в сухом состоянии, полимерные цепочки находятся в "свернутом" состоянии, при добавлении воды они расходятся и вода проникает внутрь. Происходит набухание гранул с образованием гидрогеля.
Гидрогель не токсичен, сохраняет свои свойства при высоких и низких температурах в почве в течение пяти лет. В конце концов, гидрогель распадается на углекислый газ, воду и азот. Гидрогель впитывает в себя воду, не давая ей уйти в грунт, а затем медленно отдает влагу растениям в соответствии с их потребностями. И в саду, и в огороде гидрогель позволяет экономно расходовать воду и удобрения. Добавив в землю гидрогель, вы создаете доступный для корней запас воды и удобрений. При этом Вы сократите частоту и объем полива, а удобрения больше не будут обжигать корни растениям и загрязнять грунтовые воды.
Применение гидрогеля пока не столь велико в настоящий момент, ведь гидрогель появился в продаже не так давно. Пока ещё не все знакомы с этой полезной новинкой, которая помогает ухаживать за различными видами растений. Гидрогель можно использовать в различных целях. Во-первых, как дополнительный полив для растения. А также гидрогель не только позволяет обеспечивать растение водой, но также способен впитывать излишки воды при чрезмерном поливе, создавая оптимальный режим водоснабжения растений и позволяя тем самым исключить такую проблему, как «перелив».
Ещё одно преимущество гидрогеля – в нём можно перевозить растения с меньшей травматичностью для них и большим удобством для людей. Гранулы геля прилипнут к корням растений и предохранят их от высыхания на несколько дней. Также преимуществом гидрогеля является его нейтральность – а потому его могут использовать люди с аллергической реакцией на землю. Ещё можно сказать, что растения в гидрогеле выглядят более эстетично, чем в земле.
Использование гидрогеля имеет большое количество преимуществ, но, к сожалению, гидрогель, как и все инновации, содержит и отрицательные стороны. Например, следует помнить, что гидрогель не может полностью заменить растению естественной питательной почвы, хотя он и обладает отличными характеристиками в качестве заменителя субстрата, так как гранулы гидрогеля не пропускают воздух к корневой системе растения. Ещё одним недостатком является ограниченный срок выращивания растений в чистом гидрогеле, т.е. без использования удобрений. Гидрогель нейтрален, в этом его преимущество и недостаток: он не содержит никаких нужных растению веществ, кроме воды. Поэтому растения не могут долго и полноценно существовать только в гидрогеле. Декоративный гидрогель на солнечном свету может «зацвести» через 6 месяцев после создания композиции в стеклянном горшке, требуется его промывка или замена.
Таким образом, нельзя сказать, что во всех случаях можно заменить почву гидрогелем. Но в то же время гидрогель можно использовать частично, т.е. для каких-то определённых целей. Например, добавлять к комнатным растениям в почву для дополнительного источника воды. Но и, конечно же, не добавлять к растениям, которые не привыкли к влаге (кактусы).
Роль воды в жизни растений
Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Без воды растение увядает, начинают дрябнуть, скукоживаться, сохнуть и отмирать. Поэтому обеспечить растения достаточным количеством воды – первейшая задача. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги.
Второе значение воды заключается в транспортировке питательных веществ, растворенных в ней, ведь растения не в состоянии усваивать их в сухом виде.
Увлажненность местообитания и, как следствие, водообеспечение наземных организмов зависят, прежде всего, от количества атмосферных осадков, их распределения по временам года, наличия водоемов, уровня грунтовых вод, запасов почвенной влаги и тд. Влажность оказывает влияние на распространение растений и животных, как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность.
Ученые ищут новые способы применения этого полимера. Например, для решения проблем полива растений в засушливых регионах, тушения пожаров, обработки ран, для опреснения воды, сортировки ядерных отходов.
Применение гидрогеля в других сферах.
Так как выяснили что гидрогель не токсичен, абсолютно стерилен, сохраняет свои свойства при высоких и низких температурах в течении пяти лет. В конце концов, гидрогель полностью биоразлогаем – распадается на углекислый газ, воду и азот. На сегодняшний день сфера применения гидрогеля выглядит так:
Гидрогель – средство для транспортировки. Помогает удержать влагу и не повредить корневую систему.
Гидрогель в медицине, заменил традиционные перевязочные материалы. Не допускает потерю жидкости и попадание микроорганизмов.
Гидрогель в косметологии. Охлаждает кожу, уменьшает воспаление, зуд. Не делает кожу жирной. Хорошо смывается и смешивается с кожными секретами.
Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Опыт №1. Уход за Комнатным растением Спатифиллум
Цель опыта – выяснить, где комфортней расти комнатному растению спатифиллуму.
Взяты для эксперимента два цветка спатифиллума с разной почвой (смесь грунта с гидрогелем и чистый грунт), чтобы затем можно было провести сравнительный анализ.
Уход за растениями спатифоллум заключался в поливе водой комнатной температуры обычную почву 2-3 раза в неделю, смесь земли с гидрогелем 1-2 раза в неделю. Кроме этого следили за тем, чтобы температура в помещении была оптимальной.
Моя задача была фиксировать время полива, количество затраченной воды и фиксировать всё в таблице для сравнительного анализа.
Информация о растенлии. Спатифилум
Спатифиллум – домашнее растение, которого именуют «женским счастьем».
Родина растения – жаркие и влажные тропики (что скажется на уходе за цветком) Южной Америки и Филиппинских островов. Происхождение цветка во многом объясняет причины его «требовательности» к уходу. Ему необходимо тепло. Оптимальной температурой для этого растения считается 18-23 градуса. Так же ему необходима повышенная влажность воздуха. Его нужно часто опрыскивать и поливать.
Выращивание спатифиллума в разном количестве земли и геля. Гипотеза: В земле с содержанием гидрогеля растение будет жить дольше.
Изменения, происходящие с растениями в течение времени и его затраты воды. Приложение 1.
Вывод: Гипотеза подтвердилась. В земле с гидрогелем спатифиллум растёт лучше, к тому же требуется меньше полива. Следовательно, влаголюбивые растения растут лучше с повышенным количеством гидрогеля. В гидрогеле есть дополнительная влага для жизни таких растений.
Окончание эксперимента 10 марта. В результате проведённого мной эксперимента были получены следующие результаты:
Саженец спатифиллума, высаженный в природный растительный грунт, «прижился» и растет, не требуя дополнительных условий для выращивания. Необходим полив 3-4 раза в неделю.
Саженец спатифиллума, высаженный в смесь природного грунта и гидрогеля, «прижился» и растет, требуя меньше полива, чем растение в природном (садовом) грунте. Достаточно поливать один раз в неделю.
Наиболее благоприятный для выращивания растений природный грунт. Смешанный грунт также не требует дополнительных условий, преимущество в том, что достаточно поливать 1 раз в неделю. И если оба образца поливать один раз в неделю, то спатифиллум посаженый в грунт вянет.
Фото1. Спатифилум высаженный в грунт с гидрогелем и полив 1 раз в неделю. Фото2. Спатифилум высаженный в грунт без гидрогеля и полив 1 раз в неделю.
Для полива спатифиллума в чистом грунте ушло 2100мл воды, затрата по времени с частотой два раза в неделю. В смешанном 1100мл воды, затрата по времени один раз в неделю. А значит в смешанном грунте расход времени и воды экономичен. Приложение 1.
При выращивании комнатных культур гидрогель не надо использовать для всех растений подряд – применяется он только для потребляющих большое количество воды растений, требующих частых поливов такие как спатифиллум. Гидрогель, например, не подходит эпифитам и некоторым растениям с плотными кожистыми листьями, поскольку при использовании гидрогеля такие растения могут не требовать полива месяцами. В итоге, земля в горшке долго будет оставаться влажной, а на поверхности почвы начнут расти грибки и водоросли, перекрывая доступ воздуха к корням растений.
Опыт №2. Выращивание семян укропа и вьющегося огурца в гидрогеле.
Цель опыта – выяснить, где лучше всходят семена.
Посадка производилась как в обычной почве, почве смешанной с гидрогелем, так и в гидрогеле, для того чтобы затем можно было провести сравнительный анализ о взращивание семян.
Мы выяснили, что гидрогель хорошо удерживает воду, поэтому в своем эксперименте я решила проверить, а можно ли заменить природную почву гидрогелем. Мой эксперимент начинается 21 января 2016 года.
Был куплен: грунт для растений, гидрогель, семена.
Семена базилика выбыли из эксперимента, тк были не качественные, они нигде не взошли.
Гипотеза: В чистом гидрогеле ростки вырастет быстрее, чем в простой земле. Мною были посажены семена в равных количествах в три горшка. Один с чисто гидрогель, второй смешанный гидрогель и земля, третий только земля. Следующая моя роль было поливать и записывать всё, что происходило в этих горшках. Таблица ниже.
Процесс роста растений в течение времени.
Вывод: Гипотеза подтвердилась. Но лучше всего прорастание происходило в земле с гидрогелем. Там проросло самое большое количество семян. Там и достаточное количество питательных веществ, и достаточное количество влаги в гидрогеле.
По фотографиям мы можете наглядно увидеть, что опыт свидетельствуют о том, что семена хорошо всходят и растут как в гидрогеле смешанной с землей, так и в обычной почве. А на чистом гидрогеле растения не растут, т.к. гидрогель не содержит необходимые питательные вещества.
Анкетирование.
Мне удалось выяснить удивительные свойства гидрогеля.
Я решила проверить, а знают ли об этих удивительных гранулах ребята и учителя нашей школы. Для этого я провела анкетирование в 4 классах. Приложение 2.
Вопросы для анкетирования: Знаете ли вы, что такое гидрогель? Какими свойствами он обладает? Где можно использовать свойства гидрогеля? Съели бы вы продукты, выращенные на гидрогеле?
В анкетировании принимали участие 35 обучающихся. Были получены следующие результаты.
Из проведенного анкетирования видно, что о гидрогели знают 10 из 35. Лишь 5 человек знает о свойствах этих интересных кристаллов и знают, где его можно применить. А вот съесть продукты выращенные на гидрогеле отважились только 4, остальные написали нет или не знаю. По-моему это связано с тем, что это пока новый материал для нас и не применяется в хозяйстве. Хотя возможно, что мы уже едим продукты, выращенные на гидрогеле. Это помидоры, огурцы, перец и зелень. Ведь эти культуры выращивают в промышленных теплицах круглый год на гидропонике и продают в супермаркетах.
Чтоб у ребят была полная информация о гидрогеле, мы провели открытые классные часы, где я ребятам подробно рассказала о гидрогеле и дали возможность самим всё потрогать и развести сухой гидрогель. А так же все желающие взяли брошюры, чтоб поделиться этой информацией.
Фото1. Демонстрационный материал гидрогеля.
Фото 2. Выступление перед ребятами Фото 3. Гидрогель вызвал большой интерес у ребят и у гостей конференции
Заключение
В результате исследования мы изучили особенности выращивания спатифиллума и зеленных культур на гидрогеле, в обычной земле и в грунте смешанной с гидрогелем.
В ходе исследования мы решили задачи, которые поставили перед собой и сделали выводы:1) Гидрогель очень хорошо разбухает в воде. Это происходит благодаря его химическому составу. 2) В земле с повышенным содержанием гидрогеля влаголюбивые растения растут лучше, даже если землю редко поливать. В гидрогеле есть дополнительная влага для жизни таких растений. 3) В гидрогеле нет питательных веществ, поэтому растения не могут жить в нём.4) Семена прорастают лучше и быстрее в гидрогеле с землёй. У семян есть питательные вещества, образованные при оплодотворении, поэтому так им не нужно так много питательных веществ из земли, но для прорастания нужна вода, которая в избытке содержится в гидрогеле. Растения вырастают более крепкие и здоровые. Поэтому я бы порекомендовала вам использовать гидрогель:
При выращивании цветов и зелени круглый год на балконе или под открытым небом в саду.
Для уменьшения периода прорастания семян. Увеличения всхожести семян, с последующей пересадкой растения. Возможность вырастить здоровую рассаду.
Компактно расположить растения. Это даст возможность содержать растения не только в напольных емкостях, но и располагать их вертикально. Таким образом, даже в обычной квартире можно на стене вырастить целый сад.
У метода гидропоники есть свои положительные стороны: растения выращенные таким способом практически не подвержены поражению насекомыми-вредителями, обитающими в почве, следовательно, отпадает необходимость в использовании ядохимикатов при выращивании растений.
Нет необходимости каждый день поливать растение. В зависимости от выбранной ёмкости и системы выращивания нужно добавлять воду гораздо реже — от 1 раза в неделю до раза в месяц. Не возникает проблемы недостатка удобрений или их передозировки.
Таким образов гипотеза исследовательской работы подтвердилась.
Бедующее за новыми технологиями. Мы предполагаем, что скоро в пустыне яблони зацветут, а соседи не будут топить друг друга.
Желаю всем удачных саженцев и красивых комнатных цветов.
Литература
Александрова М., Александрова П. Комнатное цветоводство / М.: Лабиринт - Пресс, 2004. – 416с. (Серия «Золотая коллекция»).
Громов А. Н. Книга цветовода. – М. – 1983. - 225 с.
Полозов С.В. Гидропоника. Руководство для начинающих и интересующихся. – С-Пб, 2002
Интернет ресурсы
http://www.gidrogel.ru/rick -Гидрогель.ру
Myflora.com.ua - комнатные цветы, лекарственные растения, энциклопедия растений.
Приложение 1
Объём полива спатифиллума
График полива спатифиллума
Приложение 2
Анкета
Диаграмма анкетирования
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.