Летом 2021 года в Горном улусе и во многих улусах нашей Республики Саха Якутия бушевали пожары, сгорели многие пастбища и, что печально, даже многочисленные стога заготовленного сена. А прошлым летом 2022 года в результате оттаивания вечной мерзлоты после пожара и продолжительных дождей многие пастбища были затоплены. По данным УСХ Горного улуса, в прошлом году было подтоплено около 3000 га пастбищных земель.

Вместе с тем, в современной науке накоплен значительный материал об альтернативных методах выращивания растений. Необходимо непрерывно искать, осваивать и практически применять новые экологически безопасные методы выращивания растений на небольших площадях с применением минимального количества удобрений, воды и человеческого труда.

Задавая себе подобные вопросы, мы пришли к выводу, что такой метод существует — гидропоника. Метод выращивания растений гидропоникой является очень полезной именно в нашей республике. Ведь у нас теплые дни бывают только 3 месяца. А благодаря гидропонике можно выращивать растения целый год.

Но тут возникает наша гипотеза : можно ли автоматизировать гидропонику так, чтобы была возможность автоматического регулирования оптимального и быстрого выращивания овса в домашних условиях. Ведь в нашей семье все либо учатся, либо работают весь день, а гидропоника всё же нуждается в незначительном уходе.

Цель работы: Разработка автоматизированной гидропонной установки по выращиванию овса для прикорма лошадей на базе Arduino.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи : Изучить особенности выращивания растений методом гидропоники; изучить работу микроконтроллера Arduino; собрать малогабаритную гидропонную установку в домашних условиях; разработать макет автоматизации гидропоники на базе Arduino с необходимыми датчиками и встроенными оборудованиями; подготовить и провести эксперимент по выращиванию овса с использованием разработанной автоматизированной гидропонной установки; определить прирост растений, выращенных выбранным методом; выделить преимущества выращивания растений методом автоматизированной гидропоники.

Объект исследования — гидропоника, как способ выращивания овса в домашних условиях. Предмет исследования — автоматизация гидропонной установки по выращиванию овса. Методы исследования — сбор и анализ информации из различных источников, наблюдение, эксперимент, исследование.

У нас на прилавках магазинов в Якутии в последнее время круглогодично имеются в продаже свежие овощи и зелень, выращенные даже зимой в наши якутские морозы.

Это продукт ООО «Саюри» — совместного российско-японский проекта, реализуемого в Якутии с 2016 года в рамках территории опережающего развития «Якутия». Разработчиком проекта выступает японская Hokkaido Corporation.

Оказалось, они выращивают все помидоры, огурцы и зелень гидропонным методом, используя автоматический полив.

У нас, в Горном улусе, в селе Джикимдя на участке Эбэ, гидропоникой занимается Чемезов Руслан Владимирович, фермер крестьянского хозяйства «Маяк». При беседе с ним я узнал, что гидропонное оборудование он в 2021 году заказал из Новосибирска за 560 тысяч рублей. На мой вопрос можно ли давать проросший овес лошадям, Руслан Владимирович ответил, что не только можно, но и нужно добавлять гидропонный зеленый корм лошадям, особенно зимой и весной, и такой корм существенно будет полезным ожеребившимся кобылам и жеребятам.

Гидропонный натуральный корм — это питательный корм, богат ежедневными витаминами, минералами, микро- и макроэлементами и белками для домашних животных. Витамины в нем могут обеспечить 75 % витаминов, необходимых для каждой головы домашнего скота. Богатый перевариваемыми белками и минералами, это означает, что 85–90 % питательных веществ хорошо усваиваются.

Пророщенный корм — наиболее естественная пища для животных.

Наиболее оптимальным типом гидропонной системы для выращивания овса для прикорма лошадей является Система Питательного Слоя ( NTF ) т. к. её очень легко смонтировать из комплектующих, купленных в местном хозяйственном магазине. Она крепится на слегка наклонной раме.

Сборка гидропонного устройства. По плану практической части, далее, нам нужно определить какие дополнительные датчики и модули необходимо подключить к микроконтроллеру Arduino для автоматизации нашей гидропонной установки:

Принцип работы проектируемого устройства автоматизации гидропоники будет основан на таймерном включении и выключении подачи раствора насосом в определенное время суток, также мы будем задавать через Arduino время работы фитоламп через реле-модуль. Растения любят стабильность, для этого встроенный датчик температуры и влажности воздуха рядом с установкой будет сообщать нам информацию об окружающей среде — эти характеристики должны соответствовать требованиям выращиваемой культур.

Убедившись в правильности работы автоматизации гидропонной установки можно начинать выращивать овес для прикорма лошадей.

Мы посадили 1 кг овса, и при этом по истечении 7 дней получили 4,6 кг гидропонной зеленой массы. В итоге через семь дней после посадки нам удалось получить зеленые, сочные, красивые рулоны с плотными корнями гидропонной зелени.

Эти рулоны мы отнесли нашей кобыле с жеребенком. И какова была наша радость, когда увидели, с каким удовольствием они съели наш проросший овес! Значит, наши труды были не напрасны. И еще, мой отец очень заинтересовался гидропоникой, и решил, что с весны будет проращивать овес для наших лошадей. Чему я очень рад, значит, мой проект действительно актуален и необходим в сельском хозяйстве.

Расчет примерного бюджета для создания автоматического гидропонного устройства. Для создания нашего автоматического гидропонного устройства мы рассчитали бюджет, в который он нам обошелся.

Итого, мы израсходовали 8657 рублей на нашу автоматическую гидропонную установку и при этом получили готовый зеленый корм, ничем не отличающийся от овса, проросшего в дорогостоящем устройстве. Тем самым мы доказали, что можно недорого самим установить данное устройство в домашних условиях.

Заключение. Создать гидропонную установку можно своими руками за короткое время и совсем не дорого. В ходе проекта было установлено:

1. При гидропонном выращивании растений они растут здоровыми и быстрее, чем в почве;
2. Корни растений не пересыхают и получают достаточное количество кислорода;
3. Исчезают такие проблемы, как почвенные вредители и болезни;
4. Вполне возможно самому разработать автоматизацию гидропонной установки, которые в готовом в виде продаются за очень крупные суммы, поэтому многие люди не могут себе позволить такие автоматические установки.

Гидропоника имеет все шансы заместить традиционный способ выращивания зелени. Он менее трудоемкий, эффективный и имеет много преимуществ. Освоив принципы функционирования установки, можно сооружать уже более серьезные гидропонные установки в больших масштабах.