С чего все началось

Сижу я себе на лавочке, ем огурец и думаю так: «А почему этот огурец такой вкусный и красивый, а вчерашний как-то и не очень, горьковат был. Может, поливали больше, или рос на солнечной стороне. Нет, скорее всего, питание у него было лучше.» Вот так и продолжала думать, пока мама не позвала ужинать. На ужин вместо салата были соленые огурчики. А они маленькие и хрустят. Ой, вкусно. И тут я не выдержала и спросила у мамы, в чем разница. Мама посмотрела на меня как-то странно, и сказала, что утро вечера мудренее. Потом все сама узнаешь. В общем, я ночь не спала, все об огурцах размышляла. А наутро пришла к маме и потребовала ответа.

И тут я поняла: не зря мамин вчерашний взгляд показался странным. Она указала мне на скопление пластиковых ведер и велела делать в них отверстия шуруповертом. Зачем нужны дырявые ведра? Я решила пока не спрашивать. Дело было творческое, интересное. Я дырочками рисовала на дне ведер цветочки и звездочки. Забавлялась как могла. В порыве трудового энтузиазма я таким образом испортила пять ведер. Могла бы и еще одно, последнее, но вовремя проголодалась.

После завтрака мы поехали в магазин. Я осталась в отделе «Садоводство», где пришлось делать выбор. Между сортами огурцов. Странности — дело многогранное. И мне казалось, что все эти пакетики с семенами смотрят на меня и ведут разговоры. «Ой, наконец-то девочка пришла, а не бабушка. Девочка, девочка, выбери меня! Я вырасту большим и сильным. Нет меня, я вкуснее. Нет меня, у меня пупырышки больше, и я зеленый, как лягушка. Ты же любишь лягушек... Да никого она не выберет. Она нас не любит, она петь любит.» У меня звенело в ушах! И я взяла несколько пакетиков с самыми подходящими семенами. Сорт «Серпантин» я выбрала потому, что он раннеспелый и универсальный (рис. 1). Значит, раньше вырастет и подойдет для любого случая. Терпение — дело хорошее. Но мне возраст не позволяет быть терпеливой. Хочется всего и сразу.

А мама меня уже звала искать грунт и еще всякие нужные вещи (рис. 2). Мы выбрали грунт для огурцов. Пакетик был такой немаленький, что пришлось взять тележку. И тут в мою голову медленно закралась мысль-догадка о цели этой поездки.

Приехав домой, мама сказала, что хватит дурака валять, пора и делом заняться. Дело заключалось в том, что мне пришлось выучить всю теорию по части огурцово-садоводческой науки. И, хотя ботанику на биологии мы еще не начали изучать, но я многое уже знала об устройстве растения в целом и цветка в частности. Только вот огурец как растение меня несколько удивил. Это растение имеет особенность, оно однодомное. То есть женские и мужские цветки расположены на одном растении, но каждый сам по себе, чтобы самоопыление исключить, видимо. Хотя не факт. Какая-нибудь ленивая пчелка может и совершить нежелательное действие. Для меня это была важная информация, потому что я бы радовалась мужским пустоцветам, а потом совсем бы запуталась. И да, мужские цветки в своем большинстве мне придется удалять, чтобы ускорить процесс созревания новых плодов (рис. 3).

Вечером мы с мамой замочили семена в растворе марганца (рис. 4). Поставили емкости в теплое место, накрыли влажной марлей и пошли спать. Как известно, утро вечера мудренее.

Начинающий садовод-любитель

Утром я взяла тетрадку, озаглавила ее «Самый вкусный огурец». Сюда я буду записывать все этапы процесса изучения роста и развития этого растения. И еще нужно не забыть про размер! Размер тоже имеет значение. Что ж, каникулы начались весело. Я еще вчера поняла, что на свой вопрос я буду искать ответ опытным путем, своими силами. А потом сама же и объясню маме, почему один огурец вкуснее другого. Итак, темой работы будет изучение влияния различных грунтов на рост и развитие растений на примере огурца посевного, сорт «Серпантин».

Для начала нужно было понять, а как все это «изучение» будет происходить.

Я решила рассадить семена огурца в одинаковые емкости, заполнив их различным грунтом. В качестве грунта мы возьмем глину, речной песок, грунт, купленный в магазине, и чернозем с маминой грядки в качестве контрольного эксперимента. В виде емкости мы используем уже знакомые нам строительные пластиковые ведра из-под краски объемом 12 литров. Но видов грунта всего четыре, а у меня осталось еще одно ведро с отверстиями и одно совершенно без дырок. И тут я вспомнила, что в магазине продают зелень, выращенную на гидропонике. Почему бы не попробовать и мне? Озвучив свою идею маме, я опять увидела этот глубокий взгляд. Понятно, гидропоникой тут не ограничишься. И я молча пошла изучать теорию по выращиванию растений при помощи гидропонных установок в домашних условиях [1].

Основной принцип гидропоники, который заключается в том, что растение помещается в емкость, заполненную пористым веществом, а сама емкость погружается в тару с питательным раствором, я знала. Важно было понять, как нам осуществить данную идею в домашних условиях. Да еще и в рамках ведра в качестве емкости. Путем тщательной мыслительной деятельности мы придумали сделать так. В крышке от ведра, которая плотно закрывает это самое ведро, мы просверлили отверстия диаметром 10 см. Их получилось четыре. В каждое отверстие мы вставили емкость в виде пластиковой коробки для розетки, предварительно высверлив дно и заполнив субстратом. В качестве субстрата мы решили использовать кокосовое волокно и битый кирпич. В стенке ведра сверху мы сделали отверстие, куда герметично установили пластиковую трубку таким образом, чтобы она не доставала до дна. А на дно был установлен аэратор для аквариума. Само ведро мы заполнили водой с питательным раствором и накрыли крышкой. Таким образом, подключив аэратор к сети, мы получим активное обогащение кислородом жидкости в ведре и избежим загнивания корней и застоя жидкости (рис. 5). Получилось очень даже ничего, учитывая объединенный креатив и домашние условия.

На семейном совете моя идея получила одобрение. Но, видимо, чтобы жизнь малиной мне не показалась, тут же было высказано предложение о повышении уровня эксперимента путем добавления опыта с электродами. То есть, как выразился брат, осуществить воздействие на грунт слабым электрическим током. И вот тут я задумалась.

Нельзя сказать, что к шестому классу я совсем ничего не знала об электричестве. Но электроды... И что при этом должно происходить в грунте? А как это в принципе может отразиться на растениях? Все это, конечно, интересно. Поэтому я снова отправилась гуглить и думать над тем, как все это осуществить и зачем оно надо [2]. А в голове упрямо засела мысль, что взрослые надо мной просто-напросто издеваются и хотят взять на «слабо». Нет уж, я им этого не позволю. Тем более, что ведер уже не осталось. Эксперимент с электричеством займет оставшееся. Быстро поняв, что нужно для последнего эксперимента, я добавила в тетрадке: «Выяснить влияние слабого электрического тока на рост и развитие растений на примере огурца посевного». Каждый из нас не раз замечал, что после грозы растения начинают чувствовать себя свободнее и разрастаются с удвоенной энергией. Но кто-нибудь задавался вопросом, что это может происходить не столько от увлажнения почвы, сколько от действия молний и электрических разрядов, которые происходят в атмосфере. Или, например, почему используют электростимулятор для того, чтобы вновь заставить работать сердце, которое уже остановилось. Видимо, потому, что электрический ток способен стимулировать работу мышц. Почему бы и нам не проверить, как будет влиять поток заряженных частиц на развитие наших растений?

Вот теперь, когда план действий расписан, можно записать приборы и оборудование, которое понадобится для опыта. А именно: шесть емкостей для высадки семян, грунт — чернозем, глина, песок, грунт из магазина специализированный, питательный раствор для гидропоники, аэратор, кокосовое волокно, щебень (битый кирпич), два графитовых электрода, провода, адаптер для подключения электродов, лопатка, спицы и шнур для подвязывания растения, лейка, торфяные горшочки, пластиковые стаканы, измерительные приборы — линейка малая, линейка большая, рулетка, ножницы, пульверизатор, карандаш, тетрадь, фотоаппарат. Вроде бы ничего не забыла. Ах, да, ну и сами семена огурца посевного сорта «Серпантин».

Подготовка емкостей для высадки семян была организована мной на следующий день и проходила под девизом сплочения семьи. Брату было дано ответственное задание — бить кирпич для дренажа. Папа готовил гидропонную установку по описанной выше схеме. Мы с мамой дружно заполняли ведра различными видами грунта и подписывали, что где находится. Электроды готовили тоже мы с папой. Оказалось, ничего сложного в этом нет. Мы взяли два графитовых стержня диаметром 2 мм, подсоединили к ним медный провод. Эти провода подключили к адаптеру, который впоследствии будет подключаться в сеть (рис. 6).

Электроды решили установить непосредственно перед началом эксперимента на диаметрально противоположных точках емкости. А до этого пролили каждое уже заполненное ведро водой и оставили до высадки семян.

Ожидаемые результаты

В этот день я зафиксировала всё в своей волшебной тетрадке и подумала: а что же в результате можно ожидать [3]. Получается примерно так:

Черноземы — плодородные почвы. В их составе имеется высокое содержание гумуса и калия. Этот грунт отлично поглощает и сберегает воду. Из-за рыхлости почвы сохраняется много кислорода, и корни растений не гниют.

Черноземы считаются эталоном, поэтому подходят для выращивания любых видов культур. Они самые урожайные. На наших грядках чернозема вполне достаточно. Емкость с черноземом будет контрольной. И, по ожиданиям, в этой емкости будет высокая урожайность.

Песок относят к легким видам почв. Из-за их рыхлости они хорошо пропускают влагу. При их обработке не нужна сложная техника. Рыхлый грунт легко прогревается и увлажняется. Дыхание корней происходит с легкостью. Но минеральные вещества из плодородного слоя вымываются на глубину, что приводит к снижению питательности.

На песчаниках может произрастать ограниченное количество культур. Для получения обильного урожая нужно часто вносить удобрения.

Поэтому в данной емкости, предположительно, урожайность будет низкая.

Глиноземы относят к тяжелым типам почв. В их составе присутствует много глины и илистых пород. Поэтому их структура очень плотная.

Глинозем плохо поглощает влагу, поэтому в них застаивается жидкость. Из-за высокой плотности массы и влажности, этот вид почвы плохо прогревается. А поскольку там наблюдается дефицит кислорода, то растения развиваются плохо. Вода застаивается, снабжение кислородом низкое, поэтому корни могут загнивать. Плодородность этих почв крайне мала.

Несмотря на недостатки, в глиноземе отлично приживаются влаголюбивые культуры, мы ожидаем, что эксперимент в этой емкости даст невысокий урожай.

По описанию, грунт из магазина содержит растворимые формы основных элементов питательных веществ, обеспечивающих растение элементами питания продолжительное время. Дополнительного внесения извести и минеральных удобрений не требуется. Этот грунт наиболее сбалансирован по составу для хорошего развития растения. Скорее всего, в этой емкости урожайность будет самая высокая.

Гидропонная установка. Как известно, любому растению для питания требуется набор микроэлементов, который определяет его качества. Гидропоника способна максимально раскрыть этот момент. Садоводы успешно выращивают различные агрокультуры дома, в том числе и огурцы. Я думаю, что стоит попробовать сделать этот эксперимент. И не только порадовать себя урожаем. Но и попробовать, насколько это удобно, выгодно и вкусно. Учитывая совершенное отсутствие опыта, в данном вопросе ожидания урожая стремятся к нулю, вплоть до полного провала эксперимента. Но, если все будет хорошо и правильно, то растение в этой емкости будет самое большое и сильное, и первое даст урожай.

Емкость с электродами будет заполнена тем же грунтом, что и контрольный образец. Это обеспечит чистоту эксперимента. Всем известно, что электричество — направленное движение электронов. Отсюда мы можем предположить, что в нашей емкости частицы будут двигаться от одного электрода к другому. Таким образом, состав земли у противоположных электродов будет различаться. Значит, мы будем наблюдать отличие в развитии у растений, размещенных в разных концах емкости. Количество урожая, по нашим предположениям, при этом существенно не будет отличаться от контроля.

Исходя из вышеизложенного, я скорректировала и записала в своей тетрадке задачи эксперимента.

Задачи:

1. проконтролировать процесс роста и развития растения в разных условиях;
2. выяснить влияние слабого электрического тока на рост и увеличение плодоношения;
3. научиться выращивать растения в гидропонной среде;
4. провести сравнительный анализ урожайности исследуемой культуры в различных видах грунта.

Высаживание проростков

Очередное «мудрое» утро началось с проверки прорастающих семян. На шестой день эксперимента они выглядели вполне самостоятельными. С корешком, стебельком и двумя семядольными листочками (рис. 7). Пора их высаживать. К сожалению, проросли далеко не все семена, и на каждую емкость приходилось всего по три хороших сильных проростка, которые мы отобрали для высадки.

В торфяной горшочек я засыпала соответствующий грунт и на глубину 3 см укладывала проросшее семя. Каждый горшочек устанавливала в емкость и обильно поливала. Увлекшись таким интересным делом, я и не заметила, как за мной через забор наблюдала соседка. «И что это вы тут делаете?» — спросила она. И, так как с соседкой у нас были очень доверительные отношения, то я ей рассказала суть своего действия. Немало порадовавшись моему стремлению к знаниям, она предложила внести свою лепту. Как раз на тот момент у моей замечательной соседки оставалось с десяток растений огурца в виде уже готовой рассады на стадии двух листов. Почему бы и нет, подумала я, и с радостью согласилась. Мне торжественно были переданы растения с условием «ненавязчивого отслеживания судьбы». Что ж, пусть будет так.

Подводя итоги высадки растений, могу отметить, что в каждую емкость было высажено по четыре растения на равноудаленном расстоянии, три из которых были в виде проросшего семени, а одно в виде рассады, любезно подаренной соседкой. Почему я так сделала? Ответ простой: 1) Вполне возможно, что какое-то из растений погибнет, не прорастет и нужно будет корректировать опыт в сторону уменьшения всходов. В этом случае получится даже лучше, потому что растения будут меньше конкурировать между собой. 2) Соседкино растение более взрослое, а значит, сильное, и оно однозначно начнет плодоносить раньше. А у меня время эксперимента ограничено месяцем. И я боюсь не успеть. 3) Разнообразие радует глаз и повышает результативность.

Внушало опасение только одно обстоятельство. А вдруг у нашей соседки рассада разносортная, как тогда сравнивать? В ответ на мой вопрос она с уверенностью убедила меня в обратном. То бишь, я могу быть в этом отношении спокойна, потому что в одном пакетике могут быть семена только одного сорта (рис. 8).

После посадки семян емкости были выставлены рядом, на солнечную сторону двора, так, чтобы все растения имели одинаковые условия. Дождик, как и прямые солнечные лучи на них не попадали, поскольку все участники эксперимента стояли под навесом. При этом каждая емкость была пронумерована в соответствии с заполняющим ее грунтом. Емкость № 1 — песок, емкость № 2 — глина, емкость № 3 — грунт из магазина, емкость № 4 — гидропоника, емкость № 5 — контроль, емкость № 6 — электроды (рис. 9).

На работу как на праздник

И вот началась у меня веселая жизнь. Я поняла, что человек вполне себе счастлив, когда ему есть чем заниматься в каникулы. Каждый день я вставала раненько утречком, бежала поздороваться к своим огурчикам, покормить их, а заодно посмотреть, насколько они выросли. И представляете себе, сколько было у меня восторга, когда на четвертый день появились первые всходы молодых растений. Ростки появились в каждой емкости, но не все. Подождав несколько дней, я поняла, что время вышло, и надо бы уже всходы посчитать и привести к общему количеству в каждом горшке (рис. 10).

Получилось так, что в емкостях 3, 4, 5 и 6 вышли все три растения. В емкостях 1 и 2 — по два. У меня рука не поднялась просто взять и выкинуть лишние растения. Поэтому я их вынула и высадила на грядку под открытое небо. Пусть растут и развиваются себе вне рамок эксперимента. Хотя, почему нет? По окончании опыта мы их тоже можем сравнить с опытными образцами. Так сказать, на приз зрительских симпатий.

Хорошо, что мои маленькие растения были изначально высажены в торфяные горшочки. Я их без проблем переместила в емкостях, соблюдая одинаковое расстояние между растениями. Пусть растут дальше!

06.06.22 г. Ростки выпустили настоящий лист. (Рисунок 11). Причем в емкости с электродами растение явно выше остальных. Стебель более длинный, но листья без существенных отличий.

Полив производился каждый день по утрам. Также, учитывая, что огурец — влаголюбивое растение, каждый вечер растения опрыскивались из пульверизатора обычной водой. Погода на протяжении всего опыта была теплой, без туманов и дождей. Растения чувствовали себя очень комфортно, росли быстро. На десятый день все растения были подвязаны. Однако нужно отметить, что опыт в емкости со специальным грунтом показывал наиболее быстрый рост. И наоборот, в емкости, где проходил опыт с гидропоникой, растения были маленькие и угнетенные. Хотя их корневая система вполне развита и уже омывалась раствором. Причем в субстрате с кокосовым волокном растения чувствовали себя более уверенно. А главное, что именно в емкости с гидропоникой мы получили первое цветение (рис. 12).

Но уже через несколько дней я была сильно огорчена. Молодые растения в опыте с гидропоникой ослабли, а затем погибли. Более взрослое растение держалось еще неделю, а потом тоже стало сдавать позиции. Наилучший рост на всем протяжении опыта показывали растения в емкости с грунтом из магазина. В емкости с песком мы наблюдали цветение и даже формирование молодого огурца. А вот опыт с глиной меня не порадовал. Сами растения в нем выглядели сильными, но цветения, а, соответственно, и формирования плодов до этого момента не произошло. Очень интересно было наблюдать за растениями в емкости с электродами. Они вытянулись в длину и показали активный рост. По сравнению с растениями в других емкостях, они выглядели, как неуклюжие подростки. Причем у разных электродов высота молодых растений была различна. Я объясняю это тем, что на одном из электродов должен быть заряд «+», а на другом «—». Так вот, на отрицательном электроде росток чувствовал себя не очень уверенно, а образец грунта, взятый для анализа, показал более высокую кислотность. Я это узнала, приложив специальные полоски для определения кислотности. Такие можно купить в магазине для аквариумов.

На 17-й день нашего эксперимента мы провели замеры и подсчеты. Результаты определили в таблицу 1.

В первой строке таблицы записан рост растений в сантиметрах, начиная от самого развитого. Количество листьев, цветков и плодов подсчитывалось у главного растения. Исходя из данных, мы можем сказать, что лучше всего чувствует себя растение в емкости № 3. Наглядно различие в развитии растений можно видеть на рисунке 14.

В последующие дни продолжалось наблюдение за ростом и развитием растений (рис. 15). В основном изменения происходили в росте молодых растений. Опытные растения в емкости с гидропоникой погибли. Я предполагаю, что это произошло из-за неправильной дозировки раствора.

В остальных емкостях первые плоды набирали массу. По моим наблюдениям, рост растений происходил так же, как и раньше. Причем в контрольном горшке и горшке с электродами растения существенно не отличались, кроме количества плодов. В емкости с электродами цветков и плодов было больше (рис. 16).

В емкости № 2 с глиной женские цветки формировались, но плодов на этом растении мы, сожалению, так и не дождались (рис. 17).

Лучше всего себя чувствовало растение в емкости со специальным грунтом. Оно было самым высоким, сильным, и плод у него по величине существенно отличался от плодов на других растениях (рис. 18).

В контрольной емкости растение чувствовало себя комфортно и дало средние показатели. Через месяц после высадки на нем было два сформированных огурчика, которые уже можно было снимать для употребления в пищу (рис. 19).

В емкости № 1 с песком растение было слабое, стебель тонкий, хотя плод все-таки сформировался (рис. 20). Учитывая, что питательных веществ в этом виде грунта крайне мало и вода плохо задерживается, можно считать результат хорошим.

Общий вид растений на момент 24.06.2022 г. представлен на рисунке 21.

Через неделю, 30.06.2022 г., я собрала все огурцы и принесла их домой. В принципе, опыт показал, что самый лучший результат был получен в емкости № 3 со специальным грунтом. Но, чтобы это доказать, нужно было взвесить урожай. Результаты взвешивания представлены на рисунке 22.

И, конечно, я не забыла про те ростки, что я пересадила из опытных емкостей в открытый грунт, чтобы посмотреть разницу в развитии. Как мне показалось, в открытом грунте огурцы себя чувствовали вполне неплохо, может быть, даже лучше, чем те, за которыми я так ухаживала в течение месяца. Нельзя сказать, что они были совсем без пригляда, но на самом деле они не требовали той заботы и контроля, что я дарила своим опытным огурцам. Посмотрите на них (рис. 23).

Итоги

Итак, урожай собран, взвешен, измерен. С огромным отрывом первое место получила емкость № 3. И неудивительно. Специально подобранный грунт с удобрениями и микроэлементами сыграли свою значительную роль. В сочетании с достаточным поливом, освещением, температурой воздуха, растение в этом горшке дало максимальный результат. Отсюда можно сделать вывод, что начинающему садоводу не стоит тратить лишнее время на поиски лучших сочетаний удобрений. Можно просто пойти в магазин и купить все необходимое.

Но для меня как для начинающего исследователя опыт с электродами показал интересный результат. Я уверена, если бы мой эксперимент длился все лето, а не месяц, то этот эксперимент показал бы более высокий результат. Потому что само растение хоть и было невысоким, но стебель был мощным и сильным, и в пазухах листьев формировалось гораздо больше женских цветков, чем у растений в других емкостях.

И самое важное. На мой взгляд, огурец из этой емкости был самым вкусным. На вкус он был более сладким, чем все остальные. А огурец из емкости с песком был немного суховат. И, справедливости ради могу добавить, что огурцы из контрольной емкости по вкусу ничем не отличались от огурцов с грядки под открытым грунтом.

Литература

1. Глазунова Д.Ю., Юрина А.В. ,(2018). Особенности выращивания огурца на малообъемной гидропонике. Уральский государственный аграрный университет. 7, 1–32;
2. «Элементы»: Сложная судьба электрокультуры;
3. Красинская Т.А., Кухарчик Н.В. (2011). Основные характеристики субстратов, применяемых в сельском хозяйстве. Плодоводство. 23, 402–419.