Исследовательская работа "Аквапоника - технология будущего"

Выращивать урожай, не прилагая особых усилий – мечта многих садоводов и огородников. Теперь это не сказка, а реальность, ставшая возможной благодаря такому явлению, как аквапоника.

В настоящее время на Земле существуют глобальные проблемы, которые на прямую коснулись сельского хозяйства: истощение и разрушение пахотных земель, нехватка и загрязнение пресной воды. Поэтому уже сейчас необходимы новые подходы к ведению сельского хозяйства. Мы заинтересовались этим вопросом и решили провести исследование. В ходе нашего исследования мы поставили перед собой цель.

Цель проекта: изучение высокотехнологичного способа ведения сельского хозяйства – аквапонику, сочетающею аквакультуру и гидропонику — систему замкнутого цикла, в которой полностью отсутствует утилизация питательного раствора, сводится практически до нуля применение ядохимикатов, полное отсутствие грунта или субстратов.

Задачи проекта:

смоделировать аквапонную систему в домашних условиях;

провести эксперименты по выращиванию зелени в симбиозе с рыбами;

разработать рекомендации по применению аквапоники в домашних условиях

Для решения поставленных задач использовались следующие методы: изучение научной литературы, наблюдение и эксперимент, а также использовались приёмы: сопоставления, доказательства, обобщение, анализ.

Актуальность выбранной темы обосновывается следующим: сегодня аквапоника является самым перспективным направлением с точки зрения технологии производства и научных исследований. Эта технология займет очень важное место в развитии сельского хозяйства в будущем, т.к в процессе производства исключается использование химических удобрений. Процесс химизации, переработки и очистки происходит естественным путем в замкнутом цикле.

Инновационность ( новизна ) проекта – прежде всего в способе решения основного вопроса – это «Урожайность в условиях защищенного грунта», а возможности аэропоники и спектр применения очень велики.

Применяя различные модели, достигается значительное увеличение продуктивной посадочной площади, к примеру, на салатной линии при вертикальном выращивании площадь посадок увеличивается до десятка раз.

Гипотеза: аквапоника - наиболее экологически чистый способ выращивания растений.

Практическое значение: Развитие данной технологии выращивания зеленных культур может значительно удешевить получение свежих овощей в условиях закрытого грунта во внесезонный период, что положительно скажется на здоровье населения.

Теоретическая часть

Прошлое и настоящее аквапоники

Хотя термин «аквапоника» появился не так давно, очевидные преимущества совместного выращивания растительности и пресноводных животных были замечены древними и использовались сотни десятков лет: ценный пищевой продукт — водный обитатель, не только удобряет воду процессом своей жизнедеятельности, но и помогает бороться с вредителями и сорняками.

В Вавилоне траншеи для разведения рыбы, наполненные богатой питательными веществами водой, питали растения, которые свисали и ниспадали на землю под ними. Более двух тысячелетий существует практика выращивания рыб на рисовых полях в Юго-Восточной Азии, это так называемое рисорыбное хозяйство– комбинированное хозяйство, в котором залитое водой рисовое поле одновременно используется для выращивания риса и рыбы.

Комплексный метод использования земли с древнейших времён применяется в Китае, Японии, Индии, Индонезии, Вьетнаме, на острове Тайвань, а также в странах Южной Америки.

Современную аквапонику справедливо считают разновидностью гидропоники, история которой начинается с опытов голландца И. В. Гельмонта в первом десятилетии семнадцатого века, который доказал, что растения можно выращивать и без грунта, правильно готовя воду. Многочисленные наблюдения показали, что вода, используемая для выращивания растений методом гидропоники, самоочищается, то есть вещества, растворенные в ней, усваиваются корневой системой.

В 1885 году Н. Ф. Золотницкий в книге «Аквариум любителя» было замечено, что растения, украшающие аквариумы, корни которых были опущены вводу, растут не с меньшей эффективностью, чем на грунте с интенсивным удобрением. А рыбы, плавающие в такой воде, хорошо развиваются и не болеют.

В настоящее время, в эпоху энергосбережения и экологических приоритетов, аквапоника получила новое развитие. На западе имеется немало ферм, в которых выращиваются экологически чистые продукты методомаквапоники.

Поначалу овощеводство на аквапонике дополняло рыбоводство, и было вторичным, однако с ростом спроса на экологическую продукцию, первичным стала именно аквапоника.

Суть и основы аквапонического метода

Аквапоника – это новая высокотехнологичная сельскохозяйственная технология, которая сочетает в себе как выращивание растительной продукции, так и производство продукции рыбной. Основной целью метода является органическое производство мясной и растительной продукции для пищи людей. В основе производства — использование естественных процессов в жизнедеятельности пресноводных животных (рыб, креветок) в качестве питательной среды для растений промышленного производства. В ходе процесса растения потребляют необходимые им продукты выделений живых организмов — химические вещества (азотистые, калийные, фосфорные соединения, углекислый газ и др.), растворённые в воде, и — при этом, естественным путём очищают и обогащают её кислородом.

В процессе производства исключается потребность в использовании различных химических удобрений, со сложной системой их дозирования и хранения: процесс химизации, переработки и очистки происходит естественным путём и в замкнутом цикле. Они представляют собой сбалансированные экосистемы, способные производить органику, не содержащую токсичные вещества, часто встречающиеся в овощных культурах, выращиваемых по традиционным методам.

1.3. Виды рыб, рекомендуемые для содержания в системах аквапоники

В системах аквапоники содержание рыб требует некоторых знаний и навыков, но это, однозначно, проще, чем содержать аквариумных рыб. Для начала рекомендуется использовать одну или несколько из перечисленных ниже рыб:

Тилапия - очень популярна для выращивания в системах аквапоники. Ее легко разводить, она быстро растет, выдерживать очень плохие условия воды, всеядна и хорошо питается.

Кои - еще один вид карпа, который очень распространен во многих азиатских странах и часто встречается в больших декоративных водоемах. Для тех, кто любит кои, аквапонная система является отличным способом для ее выращивания.

Форель - является отличным выбором для разведения в аквапонных системах, в которых температура воды немного прохладнее (от 10 °С до 20 °С). Она чрезвычайно быстро растет и имеет отличные коэффициенты конверсии корма.

Другие виды, которые прекрасно растут в условиях аквапонных систем - это мидии, пресноводные креветки и раки.

1.4. Продукты и вещества выделительной системы организмов

Основным продуктом микробиологического разложения отходов от жизнедеятельности рыб и иных представителей водной фауны является аммиак — NH 3 , выделяемый и растворяемый в воде, который — в свою очередь, при жизнедеятельности аэробных бактерий и также растворённого в воде кислорода — O 2 , окисляют аммиак и его газообразные производные — амины с образованием нитритов и нитратов — «селитры. Это снижает химическую токсичность воды в жизнедеятельности животных и позволяет растениям удалить образующиеся соединения нитратов потреблением необходимых элементов для их жизнеобеспечения. Растения также могут поглощать аммиак непосредственно из воды, однако растворённые соли они усваивают гораздо охотнее и легче. Колонии бактерий — населяемые субстрат и корневую систему растений в замкнутом цикле аквакультуры, очищают воду от токсичных веществ, a растения потребляют растворённые в воде соли, газы и химические элементы — нитраты, азот — N, фосфор — P, углекислый газ — CO 2 и в некоторой степени обогащают кислородом воду, которая также возвращается животным в очищенном виде. Прекрасным удобрением для выращиваемых растений служит и детрит, — твердые отходы жизнедеятельности живых организмов экосистемы в аквапонике.

1.5. Флора и фауна в аквапонике

Культивируемые в аквапонике растения требуют теплой воды. Поэтому в аквапонике используются теплолюбивые животные. Наиболее эффективным в аквапонике является выращивание зелени, рассады декоративных растений, а из рыб — чаще, выращивается тилапия, африканский клариевый сом, карп из аквариумных – гуппи.

Денитрификация при аквапонике происходит естественным путём — сбалансированной работой растений и бактерий, однако — в экстренных случаях, применяется дополнительная очистка угольными элементами фильтров. Дополнительно используются и фильтры биологической очистки воды.

1.6. Корма и гидрохимические показатели воды в аквапонных установках

Качество корма влияет не только на здоровье рыб, но и значительно влияет на здоровье растений. Корм для рыб состоит из белков, жиров, минералов, углеводов и других питательных веществ, которые рыба в дикой природе имеет в своем обычном рационе. Источниками этих питательных веществ в условиях аквапонных систем, как правило, является рыбная мука, кукуруза, соя и другие побочные продукты животного происхождения.

Существует много рекомендаций по кормлению рыб. Но лучше всего придерживаться принципа, давать корма столько, сколько рыбы съедят за 5 минут. Излишки корма следует удалять из резервуара, в котором содержится рыба.

1.7. Специфика, преимущества и проблемы использования аквапоники

В своем изначальном виде системы, основанные на гидропонике и аквакультуре, создают некоторое количество вредных отходов, загрязняющих окружающую среду. В аквакультуре в качестве таких отходов выступают естественные отходы, содержащие аммоний, и как следствие, приходится

убирать загрязненную воду из системы, чтобы предотвратить негативное влияние на рыбу. А в системах, использующих гидропонику, растворы, питающие растения, со временем теряют свои качества, и их также приходится выводить из зоны выращивания растений.

Недостатком традиционных гидропонных систем является также то, что рецептуры питательных растворов составляются на основе синтетических элементов.

В условиях аквапонной установки имеет место дополнительная очистка воды за счет прямого поглощения и усвоения ионов азота корнями растений. Для аквапонного выращивания используются такие же виды растений, как и при выращивании гидропонным методом: овощи, зелень, клубника и т.д. Эти установки являются экологически целесообразными. Например, они особенно выгодны при дефиците воды и почвы, необходимых для ведения традиционного сельского хозяйства.

«Вода является ценным товаром в развивающихся странах; а в аквапонике большая часть используемой воды возвращается в систему, и в итоге потребляется значительно меньше воды, чем в традиционном сельском хозяйстве».

Аквапоника дает возможность «сводить на нет» отходы обеих из систем, образуя закрытую экосистему, в которой выбросы рыб поглощаются растениями, питая их, а вода, где проживают рыбы, очищается растениями.

В аквапонике не используются гербициды и пестициды, так как они губительны для бактерий и животных. Естественным образом в аквапонике экономятся средства на покупку азотных и фосфоросодержащих удобрений. Детрит - твердые отходы жизнедеятельности рыб - становится в аквапонике эффективным удобрением. Если выращенные растения или часть их скармливается рыбам, аквапоника дает возможность сэкономить на покупке корма для животных.

Чистая вода, «обработанная» растениями, позволяет ускорить процесс разведения рыб. Кроме того, постоянная очистка воды естественным способом позволяет содержать большее количество рыб на один квадратный метр площади водоема. В свою очередь, овощи, выращенные с использованием «рыбных» удобрений, содержат в себе значительно меньше нитратов, чем их «сородичи», выращенные на обычном грунте. То есть, используя аквапонику, можно предложить рынку большое количество действительно экологически чистой и вкусной продукции.

II . Практический этап

Объекты и методика исследования

Объектом и предметом исследования является аквапонная установка, т.е симбиоз зеленых растений и рыбок в аквариуме (гуппи)

Оборудование и реактивы: аквариум с рыбками, цветочный вазон, керамзит, семена салата или лука.

Простейшая схема работы аквапонной системы

Простейшее аквапоническое устройство, сконструированное в домашних условиях, представляет собой внешний биофильтр для комнатного аквариума и одновременно является гидропонной установкой для выращиваемых растений.

В исследовательском аквариуме животный мир представлен: карпом.

В самом вазоне был помещен микс из вермикулита и перлита, чтобы в нём завелась популяция полезных бактерий. Затем в эту смесь посадили семена лука.

За аквариумной экосистемой велось наблюдение, где было замечено, что через неделю в аквариуме вода заметно очистилась. Спустя неделю в вазоне стал прорастать лук.

К сожалению, большинство руководителей сегодняшних тепличных хозяйств все еще не доверительно относятся к аквапонике. Их главный аргумент — то, что это неестественно, потому что растения выращиваются без почвы. Это очень странный и не обоснованный аргумент, потому, что данная система является самой безвредной для окружающей среды из всех существующих на данный момент, так же эта система самая эффективная по использованию воды. Этот факт был подтвержден в ходе данного эксперимента. Выращивание в почве не так эффективно и экологично, как выращивание на аквапонике. Несомненно, в условиях нехватки водных ресурсов и деградации земель за таким способом выращивания растений будущее земледелия. К сожалению, такой древний способ ведения сельского хозяйства, нашел широкое применение только в нескольких странах Европы и в США. Единственным недостатком этого способа его высокая себестоимость, которая приводит к высокой цене продукции.

Литература и источники

Мейен В. А., Разведение рыбы на рисовых полях, М., 1940; Рекомендации по выращиванию рыбы на рисовых чеках, Краснодар, 1970

Сборник информационных материалов по теме «Аквапоника», Белгород 2015 г.

Ситников. А. Бизнес идея: рыба плюс доход. Интернет ресурс. Фейсбук.

И.Г.Хомченко, А.В.Трифонов, Б.Н.Разуваев "Современный аквариум и химия".

Земледелие будущего: как высокотехнологичная аквапоника делает еду правильной.

• подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

• Сейчас обучается 939 человек из 80 регионов

Курс повышения квалификации

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 23 человека из 14 регионов

Курс повышения квалификации

• Сейчас обучается 40 человек из 24 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

• ЗП до 91 000 руб.
• Гибкий график
• Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

«Взбодрись! Нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

5 589 668 материалов в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

33 конкурса для учеников 1–11 классов и дошкольников от проекта «Инфоурок»

«Психологические методы развития навыков эффективного общения и чтения на английском языке у младших школьников»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

• Биология
• Научные работы

• 28.02.2017
• 589
• 0

• Биология
• 10 класс
• Другие методич. материалы

• 28.02.2017
• 6019
• 28

• Биология
• Статьи

• 28.02.2017
• 830
• 0

• Биология
• 5 класс
• Другие методич. материалы

• 28.02.2017
• 705
• 0

• Биология
• 6 класс
• Конспекты

• 28.02.2017
• 3572
• 16

• Окружающий мир
• 3 класс
• Другие методич. материалы

• 28.02.2017
• 438
• 0

• Биология
• 7 класс
• Презентации

• 28.02.2017
• 1232
• 4

• Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
• Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
• Курс профессиональной переподготовки «Биология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
• Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
• Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
• Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
• Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
• Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
• Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
• Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»
• Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

• 28.02.2017 6305
• DOCX 1.9 мбайт
• 37 скачиваний
• Рейтинг: 1 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Воронкова Светлана Валерьевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

• На сайте: 6 лет и 7 месяцев
• Подписчики: 14
• Всего просмотров: 279389
• Всего материалов: 43

40%

• Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной переподготовки и повышения квалификации педагогов

Дистанционные курсы для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Минпросвещения подключит студотряды к обновлению школьной инфраструктуры

Время чтения: 1 минута

Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии

Время чтения: 3 минуты

Студенты российских вузов смогут получить 1 млн рублей на создание стартапов

Время чтения: 3 минуты

Приемная кампания в вузах начнется 20 июня

Время чтения: 1 минута

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

В ростовских школах рассматривают гибридный формат обучения с учетом эвакуированных

Время чтения: 1 минута

• Курсы «Инфоурок»
• Онлайн-занятия с репетиторами на IU.RU

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Только 23 февраля!Получите новую специальность по низкой цене

Цена от 1220 740 руб. Промокод на скидку Промокод скопирован в буфер обмена ПП2302 Выбрать курс Все курсы профессиональной переподготовки