1 апта

Мақсат

• суару жүйелерін автоматтандыру жолдарын зерттеу
• инженерлік құрылыстарды жоспарлауды және салуды үйрену
• күн энергиясын және күн панельдерін пайдалану туралы білу
• бірлесіп, топпен жұмыс жасауды үйрену

Күтілетін нәтижелер

Оқушылар келесі ұғымдарды меңгеруі тиіс:

• суару жүйелері және суару жүйелерін жобалау
• күн энергиясын пайдалану
• нақты әлемдік мәселені шешу жоспары
• инженерлік объектілерді жоспарлау және салу
• мұғаліммен және басқа студенттермен ынтымақтастық үшін коммуникативті дағдылар
• суару жүйесінің кем дегенде бір түрі

Пәнаралық байланыс

• Биология (өсімдіктердің өсуі мен дамуы)
• Физика (электроникамен жұмыс)
• Информатика (бағдарламалау)

Кіріспе

Ғасырлар бойы дүние жүзіндегі фермерлер жауын-шашын жаумаған кезде шығармашылық танытуға мәжбүр болды. Су тапшылығын жеңу және өнімді арттыру үшін олар суару жүйелері технологияларын пайдаланды.

Дегенмен, суару жүйелерінің көпшілігі тиімсіз. Суару суларының жартысына жуығы ағын су, жел және булану салдарынан ысырап болады. Өйткені суару жүйелерінің көпшілігінде егістіктерді кесте бойынша суару үшін қарапайым таймерлер мен контроллерлер қолданылады. Әлдеқайда тиімді тәсіл – суды қажет кезде ғана пайдалануды және суды дұрыс мөлшерде жұмсауды мақсат ететін смарт суару жүйесін пайдалану [1].

Интеллектуалды суару жүйесі датчиктерден ақпаратты жинап суару суын іске қосатын жетектерге командалар жібереді. Суару жүйесіне арналған командаларды пайдаланушы алдын ала анықтайды [2]. Ақылды суарудың көптеген артықшылықтары бар. Солардың бірі – фермерлерге суару процестерін автоматтандыруға және су шығынын азайтуға мүмкіндік беретін топырақ ылғалдылығын бақылау.

Басқа артықшылықтарға сонымен қатар суды аз жоғалту арқылы шығындарды үнемдеу, ауытқулар кезінде смарт хабарландырулардың жіберілуі, топырақ сипаттамаларына бір шолу және т.б. кіреді [1].

        Өсімдіктердің өсуі. Апикальды бүйректің жасушаларының құрылымы мен тіндерінің түрін және тамырдың бөліну аймағын еске түсіріңіз. Есіңізде болсын, білім беру матасы бар. Оның жасушаларының үздіксіз бөлінуіне байланысты тамырлар мен қашу өседі. Өсімдіктердің өсуі көбеюмен байланысты-жасушалар санының көбеюі және өсімдіктің құрамына кіретін заттардың қайта бөлінуі. Фотосинтездің арқасында жарықта жасыл өсімдіктердің өсуі әдетте дене салмағының жоғарылауына әкеледі, өйткені Органикалық заттардың жинақталуы олардың тыныс алу ағынынан басым болады. Қараңғыда жасыл өсімдіктердің өсуі Органикалық заттардың арқасында, оларды тыныс алу процесіне жұмсайды.

      Тамырды, сабақты және жапырақты зерттеген кезде бұл органдардың өсу жолдары анықталды: тамыр ұшымен өседі, ал өсу аймағы 8-10 мм-ден аспайды, ал сабағы жоғарғы және жоғарғы интеродтарда өседі. Сабақтың өсу аймағы бірнеше сантиметрге жетеді, кейде 10 см немесе одан да көпке жетеді.

       Дәнді дақылдар мен басқа монокотилонды өсімдіктердің сабақтарының өсуі негізінен интеродтарда жүреді. Олардың білім беру тіндері жапырақтардың түбінде (түйіндерінде) орналасқан, сондықтан сабақтың өсуін шпиглеттің қалай қозғалатындығымен салыстыруға болады (кірістіру биіктігі) 

      Егер күн сайын бір уақытта бұршақ сабағының ұзындығы миллиметрлік бөлімдері бар сызғышпен өлшенсе, онда сіз өсімдіктің бүкіл өмірлік цикліндегі өзгерістерді байқай аласыз. Алдымен сабақтың өсуі баяу жүреді, содан кейін жеделдейді, максимумға жетеді, содан кейін баяулайды және толығымен тоқтайды. Бақылау көрсеткендей, барлық өсімдіктер бірдей өседі. Жас ағаш басында баяу өседі, содан кейін оның өсуі жеделдейді, максимумға жетеді, содан кейін баяулайды және тоқтайды, бірақ тіпті ескі ағаштарда жаңа бұтақтар пайда болады және әр көктемде жаңа жапырақтар гүлдейді және өседі.

     Өсімдіктердің дамуы. Тірі организмдердің өмірі мен құрылымындағы сапалық өзгерістер оның дамуы деп аталады. Даму барысында жаңа қасиеттер, органдар қалыптасады.

Дененің дамуы эмбрионның пайда болуынан басталады. Өсімдіктердің дамуындағы бірінші кезең эмбрион деп аталады. Ол эмбрионның пайда болуынан бастап тұқымның өнуіне дейінгі уақытты қамтиды. Бұл кезде өсімдіктердің өнуіне әсер ететін негізгі факторлар температура мен ылғалдылық болып табылады. Төмен температурада тұқымдар өніп шықпайды. Құрғақ тұқымдар да өсе алмайды.

      Өсімдіктердің дамуындағы екінші кезең-жастар. Ол тұқымның өну сәтінен бастап алғашқы гүлденуге дейін созылады. Өмірдің осы кезеңінде өсімдік белсенді өсіп, жасыл массасын едәуір арттырады. Ол бұтақтайды, жаңа жас өскіндер (бұтақтар) мен жапырақтарды құрайды, биіктікте өседі.

Өсімдіктің дамуы

Пайдаланған әдебиеттер:

[1] https://intellias.com/smart-irrigation-in-agriculture/

[2] https://qubino.com/smart-irrigation/

Дайындық және кіріспе сұрақтар:

Оқушыларды талқылауға қатыстыра отырып, егін өсіруге судың қажеттілігін түсіндіріңіз. Оқушылардан сұраңыз:

• Өсімдіктер өсуі үшін не қажет? (су, топырақ, күн сәулесі, тыңайтқыштар, т.б.)
• Өсімдіктерге су жеткіліксіз болса не болуы мүмкін? (олар сарғайып, қурап, кеуіп, өліп қалуы мүмкін және т.б.)
• Суарудың не екенін білесіңдерме? Оқушылар өз ойларымен бөліссін. (Суғару – өсімдіктердің өсуіне көмектесу үшін суды бір жерден екінші жерге жылжыту процесі)

       Оқушылардан өз ауылында суару мысалдарын көрген-көрмегендерін сұрап, мысалдармен бөлісуге рұқсат етіңіз. Қандай суару әдістері қолданылғанын немесе қолдануға болатынын сұраңыз (каналдарды, резервуарларды, құбырларды, шлангтарды және т.б. пайдалану).

Оқушыларыңызға айтыңыз:

Бұл сабақта сендер инженер болып жұмыс жасайсыңдар. Инженер екендеріңді елестетіңдер [Инженерлер – техникалық механизмдерді (моторлар, машиналар) жасайтын немесе жетілдіретін мамандар]. Сендер егінді суару үшін суару жүйесін қалай автоматтандыруға болатынын анықтау үшін шағын топтарда жұмыс жасайсыңдар.

Оқушыларды 4 адамнан тұратын топтарга бөліңіз. Әр топқа бір материалдар жинағын беріңіз.

Ескерту:

Әрі қарай материалда суару жүйесін автоматтандыру жобасын іске асырудың мысалы келтірілген. Сіз бұл мысалды сілтеме ретінде пайдалана аласыз. Студенттерге жобаның дизайнын құрастыруға және оны жақсарту үшін идеяларды енгізуге мүмкіндік беріңіз.

Топырақты дайындау және өсімдік тұқымын отырғызу

 1. Бізге төртбұрышты қорап қажет. Біздің жағдайда бұл келесі өлшемдері бар қораб: ұзындығы 29 см, ені 20 см, биіктігі 6,5 см. Сонымен қатар өлшемдері кем дегенде жоғарыда көрсетілген өлшемдермен бірдей кез келген қорапты алуға болады. Егер мұндай қорап болмаса, оны картоннан жасауға болады [ макет өлшемдерін жүктеу ].

2. Топыраққа арналған орынды дайындау

3. Топырақты дайындау және өсімдік тұқымын отырғызу

Топырақтың қажетті мөлшерін пластикалық ыдысқа салыңыз (ортасынан жоғары). Өз өсімдігіңіздің тұқымын отырғызыңыз. Біздің жағдайда бұл салат жапырақтары (өйткені көшеттер бір аптада пайда болады). Жобаны одан әрі жүзеге асырумен қатар өсімдіктеріңізге қамқорлық жасап отырыңыз.