Реферат: Химия в хозяйстве

Министерствообразования УкраиныЛицей при ЖИТИ <span Haettenschweiler",«sans-serif»; letter-spacing:1.0pt;mso-ansi-language:RU">РЕФЕРАТ

ПО ХИМИИ НАТЕМУ:

<span Verdana",«sans-serif»">“Химия в хозяйстве”

<span Verdana",«sans-serif»">

Выполнил: ученик 3  группы

СвободаДенис

<img src="/cache/referats/7251/image002.jpg" v:shapes="_x0000_s1028">

ЖИТОМИР 2002

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Земля как планета солнечнойси­стемы существует около4,6 млрд.

лет. Считают, что жизнь наней зародилась800—1000 тыс. лет назад.Ученые обнаружили следы деятельности первобытного человека, возраст которыхоценивается 600—700 тыс. лет. Эраземледелия насчитывает всего лишь17 тыс.лет.

За многомиллионные эпохивода, воздух, а затем и живые организмы разрушали и измельчали каменные породыземной коры. Отмирая, живые организмы обра­зовывали перегной или, как егоназывают ученые, гумус. Он смешивался с измельченной породой, склеивал и це­ментировалее. Так зарождалась почва на нашей плане­те. Первая почва послужила основойразвития после­дующих более крупных растений, которые, в свою оче­редь,способствовали новому ускоренному образованию гумуса. Еще с большим ускорениемпроцесс почвообра­зования стал протекать с появлением животных, особен­нонаселявших почвенный слой. Превращению органи­ческого вещества в гумусспособствовали различного рода бактерии. Образование и распад органических ве­ществв почве считается главной причиной почвообразо­вания.

Таким образом, почва состоитиз минеральной и орга­нической (гумуса) частей. Минеральная часть составляет от90 до99 %и более от всей массы почвы. В ее состав входят почти все элементыпериодической системы Д. И. Менделеева. Однако основными составляющимиминеральной части почв являются связанные в соедине­ния кислород, кремний,алюминий и железо. Эти четыре элемента занимают около93 % массы минеральной ча­сти. Гумус является основным источникомпитательных веществ для растений. Благодаря жизнедеятельности населяющих почвумикроорганизмов происходит мине­рализация органического вещества сосвобождением в доступной для растений форме азота, фосфора, серы и другихнеобходимых для растений химических элементов. Органическое вещество оказываетбольшое влияние на формирование почв и изменение ее свойств. При разло­женииорганических веществ почвы выделяется углекис­лый газ, который пополняетприземную часть атмосферы и ассимилируется растениями в процессе фотосинтеза.Однако какой-бы богатой питательными веществами ни была почва, рано или поздноона начинает истощаться. Поэтому для поддержания плодородия в нее необходимовносить питательные вещества (удобрения) органиче­ского или минеральногопроисхождения. Кроме того, что удобрения поставляют растениям питательныевещества, они улучшают физические, физико-механические, хими­ческие ибиологические свойства почв. Органические удобрения в значительной степениулучшают водно-воз­душные и тепловые свойства почв. Способность почвы поглощатьпары воды и газообразные вещества из внеш­ней среды является важнойхарактеристикой. Благодаря ей почва задерживает влагу, а также аммиак,образующийся в результате разложения органических веществ и служащий важнымпитательным веществом.

Почвы обладают ионообменнымисвойствами, анало­гичными свойствам ионообменных смол. Благодаря им почвызадерживают катионы и анионы солей и постепен­но замещают их на другие,поступающие извне. При избытке влаги эти анионы легко вымываются изповерхностных слоев почв и переносятся в более глубокие слои. Считают, что вподземные воды уходит до13 % нитратногоазота, содержащегося во вносимых на поля удобрениях. Поэтому нитратные удоб­рениявводят в почву во время посева или в период развития растений в виде подкормки.

Для развития и роста растениюнеобходимо много различных химических элементов. Их растения берут главнымобразом из почвы. С наибольшей скоростью почва истощается азотом, фосфором икалием. Эти хими­ческие элементы усваиваются растениями в наибольшем количествеи поэтому для поддержания плодородия полей в почву необходимо вноситьсоответствующие удобрения. На протяжении тысячелетий земледелие знало лишьорганические удобрения— различные отходыхозяйства и прежде всего навоз. Однако даже в сбалансированном хозяйстве, гдерастениеводство сочетается с животно­водством, внесение в почву навоза необеспечивает восполнения азота и фосфора, выведенных из почвы с урожаем.

Продукцию растениеводстваделят на товарную и нетоварную. Например, зерно и овощи— товарная про­дукция. Она направляется к потребителю и содержа­щиесяв ней химические элементы в основном не возвра­щаются на поля. Солома, ботва,пожнивные остатки и корни, как правило, возвращаются в почву. Солома идет наподстилку и возвращается в почву в виде навоза, а ботва и другие отходызапахиваются. Товарная про­дукция содержит много азота и фосфора, а нетовар­ная— содержит много калия. Таким образом, врезуль­тате круговорота веществ в земледелии калий может быть в основномвозвращен в почву, а возврат азота и фосфора не обеспечивается даже внесениемнавоза.

Поэтому какие бы ни былипредубеждения против минеральных удобрений, в научно обоснованных коли­чествахих необходимо вносить в почву.

Установлено, что каждая тоннакукурузы забирает из земли55 кгпитательных веществ, тонна колосовых— примерно60 кг, а тонна хлопчатника— почти120кг. Такого рода цифры позволяют вести расчет вносимых в почву удобрений.Безусловно, при этом ведется учет различного рода потерь удобрений.

Соединения азота (оксиды иазотная кислота) в не­больших количествах образуются в атмосфере. Вслед­ствие электрическихразрядов азот взаимодействует с кислородом в соответствии с уравнением

Na2 + O2= 2NO

Далее оксид азота окисляетсядо диоксида:

2NO+02= 2N02

В присутствии кислорода иводы последний превращает­ся в азотную кислоту:

4NO2+ О2+ 2Н2О= 4НNОз

С атмосферными осадками на1 га площади в год поступает2,5—4 кг связанного азота. За счет свободноживущих в почве бактерий и грибков (азотофиксаторов), ассимилирующихатмосферный азот,1 га почвы ежегоднополучает от5 до15 кг связанного азота. Если учесть, что даже при урожае озимойпшеницы25 ц с зерном из почвы уноситсяоколо70 кг связанного азота, то станетясно, что естественного пополнения азотом почв никак недостаточно. Однакоуместно подчеркнуть, что клубень­ковые бактерии бобовых растений и особеннобобовых трав поставляют в почву в год100—200кг связанного азота на1 га. Зерновыебобовые, хотя и дают почве не­сколько меньше (до70 кг), но тем не менее это может позволить обойтись без азотныхудобрений. Таким обра­зом, при использования клевера и люцерны и при рацио­нальномсевообороте азотный баланс в почве может быть достигнут.

Если содержание связанногоазота различным путем почва может восполнять, то источников естественногопополнения почв фосфором нет. Его необходимо вносить с тем или иным видомудобрений.

Навоз.В навозе в среднемсодержится0,5 % связан­ного в химическиесоединения азота,0,25 % фосфора и0,6 % калия. Содержание этих питательныхэлементов зависит от вида скота, характера скармливаемых кормов, от видаподстилки и других факторов. Кроме азота, фосфора и калия навоз содержит всеэлементы, включая и микроэлементы, необходимые для жизни растений. В качествеподстилки используют солому, опилки, но на­илучшей считается торф. Подстилкапозволяет лучше сохранять в навозе питательные вещества.

Ценным и быстродействующимсредством является навозная жижа. Она содержит до0,8 % азота и до1 % калия,но сравнительно небольшое количество фосфора. Ее применяют для подкормкирастений в весенне-летний сезон и для приготовления компостов. Компосты— смеси двух или нескольких удобрений. Для ихприготовления используют главным образом торф. В результате полу­чаютторфо-навозные, торфо-жижевые, торфо-фекальные, торфо-фосфорнтные и другиекомпосты.

Концентрированным и весьмаэффективным удобре­нием является птичий помет. Он содержит в среднем 6 % азота,4,3 %калия и2,6 % фосфора. Для избежаниепотерь питательных веществ птичий помет хранят в смеси с торфом.

Для обогащения почвы азотомприменяют так назы­ваемое зеленое удобрение—это специально выращенная и запаханная растительная масса. Для этой цели исполь­зуютглавным образом бобовые растения, которые способны связывать в химическиесоединения азот воздуха. Обычно молекулярный азот недоступен для растений вкачестве питания. Однако он способен усваиваться некоторыми микроорганизмами.Давно установлено, что на корневой системе бобовых растений размножаютсяклубеньковые бактерии, которые обладают способностью переводить молекулярныйазот в химические соединения. В процессе своей жизнедеятельности клубеньковыебакте­рии и обогащают почву соединениями азота. Кроме того, некоторые бобовыерастения имеют корневую систему, уходящую глубоко в землю. Благодаря этому онипере­носят в пахотный слой извлеченные из глубоких горизон­тов питательныевещества и таким путем также способ­ствуют повышению урожайности.

Минеральные удобрения. Вмире минеральные удоб­ренияначали применять сравнительно недавно. Инициа­тором и активным поборником ихиспользования в земле­делии был немецкий химик Юстус Либих. В1840 г. он выпустил в свет книгу «Химия вприложении к земле­делию». В1841 г. поего почину в Англии была построена первая суперфосфатная установка. Калийныеудобрения начали производить в 70-х годах прошлого века. Мине­ральный азот в товремя поставлялся в почву с чилий­ской селитрой. Следует отметить, что внастоящее время считают рациональным вносить в почву фосфорные, калийные иазотные удобрения в отношении питательных веществ, примерно равном1:1,5:3.

Спрос на минеральныеудобрения быстро увеличи­вается так, что их мировое потребление с начала текуще­гостолетия удваивается за каждые десять лет.

К счастью, запасы главныхэлементов удобрений на Земле большие и их истощения пока не предвидится.

Азотные удобрения.Для синтеза белков растениямнеобходим азот. Поэтому азотные удобрения могут при­водить к увеличению в зернебелков и, что особенно важно, они повышают содержание клейковины, от кото­рой взначительной степени зависит качество хлеба, его рассыпаемость. Таким образом,азотные удобрения повы­шают кормовую и пищевую ценность продукции.

Азотсодержащие минеральныеудобрения подразде­ляют на аммиачные, нитратные и амидные. К первой группеотносится сам аммиак  (безводный и водныерастворы) и его соли— прежде всегосульфат (NH4)2SOi и хлорид аммония NH4Cl. Ко второй группе— селитры:

натриевая NaN03,калиевая KNO2и кальциевая Са(NОз)2. Промышленностью такжевыпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная се­литра NH4N03.К амидным удобрениям относятся цианамид кальция и мочевина (карбамид). Для уменьшения пыления цианамида каль­ция часток нему добавляют до3 % нефтяных масел. Врезультате такое удобрение имеет запах керосина. Цианамид кальция при гидролизедает аммиак и карбо­нат кальция:

CaCN2+ЗН20= СаСОз+ 2NНз

Мочевинапри.взаимодействии с водой в конечном счете тоже превращается в аммиак. Нарядус ним получается диоксид углерода, который также является питательным веществомдля растений

NH2CONH2+ H2O == 2NH3+ СO2

Поскольку цианамид и мочевинавзаимодействуют с водой постепенно, то питательное вещество аммиак поступает изних к растениям также постепенно. Аммиак, хотя и не очень сильно, но токсичен.Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет20 мг/м3. Отравление аммиакомвызывает обильное слезотечение, боль в глазах, удушье, боли в желудке. Припопадании в глаза брызг раствора аммиака необходимо промыть их водой или0,5—1,0 %-ным раствором квасцов. При по­раженииаммиаком кожи необходимо обильное обмыва­ние ее водой с последующим наложениемпримочки из слабых растворов уксусной или лимонной кислот. При поражениидыхательных путей пострадавшего сле­дует вынести на свежий воздух. В этомслучае также полезно вдыхание теплых водяных паров и лучше с до­бавками к воделимонной или уксусной кислоты.

В почве аммиак и аминыпревращаются в нитраты. Процесс биологического превращения восстановленных формазота в окисленные называют нитрификацией. Он протекает под действием целогоряда бактерий. Обыч­но нитрификация протекает в две стадии: сначала амми­ачныйазот окисляется до нитрит-ионов:

В этом процессе участвуютбактерии: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Затемс участи­ем бактерий Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus нитрит-ныеионы окисляются в нитратные:

Энергия, выделяющаяся приокислении аммиачного азо­та до нитратного, используется бактериями для ассими­ляцииуглекислого газа и для других эндотермических процессов.

Существуют другие бактерии игрибки, которые про­водят нитрификацию не только аммиачного азота, но и азотаорганических соединений, осуществляя таким образом минерализацию органическихсоединений, попав­ших в почву.

В результате действияразличных нитрифицирующих бактерий аммиак и органические амины, содержащиеся вбольших количествах в навозе, превращаются в нит­раты. Последние попадают вгрунтовые воды, водоемы и колодцы. Вследствие этого вода колодцев, расположен­ныхвблизи больших ферм, часто содержит недопустимо большое количество нитратов ипотому непригодна для питья и приготовления пищи.

Из азотных удобрений длянечерноземных почв наибо­лее быстродействующей и эффективной является натрие­ваяNaNO2и кальциевая селитра Са(NОз)2. Однако следует иметь ввиду, что при ее применении происходит подщелачивание (понижение кислотности)почв, посколь­ку растения связывают азотную кислоту и освобождают щелочь:

NaNO3+HaO = [HNO2]+NaOH

Выше уже было написано, чтонитратные ионы отно­сительно легко вымываются из почвы и потому нитрат­ныеудобрения используются не полностью. Имеется и другая причина, приводящая кснижению эффектив­ности усвоения азотных удобрений,— это бактерии. В це­пи биохимических превращений аммиачного азотав ни­тратный в качестве промежуточного соединения может образоватьсямолекулярный азот, который и уходит из почвы в атмосферу. Таким образом, еслипри производ­стве азотных удобрений из молекулярного азота полу­чаютсяхимические азотсодержащие соединения, то неко­торые бактерии осуществляютпроцессы в обратном на­правлении, т. е. азотсодержащие соединения превра­щаютсяв молекулярный азот. В результате деятельности таких бактерий происходят потериогромных количеств азотных удобрений.

В настоящее время почтикаждый взрослый человек знает, что содержащиеся в пищевых продуктах солиазотной кислоты (нитраты) опасны для здоровья. А ведь еще недавно их вводилидля консервирования мяса, ветчины, колбасы. Специалисты считают, что опасностьзаключается не в самих нитратах, а в продуктах их восстановления— нитритах, т. е. солях азотистой кисло­ты.Нитриты образуются из нитратов в желудке как чело­века, так и животных. Они-тои обладают ядовитым действием на организм. Однако дело этим не ограничи­вается.Нитриты способны нитрозировать аминные груп­пы в белках и аминокислотах,приводя к образованию нитрозаминов. Существуют указания на то, что некото­рыеиз нитрозаминов обладают канцерогенными свой­ствами.

В настоящее времяраспространение получили жид­кие удобрения. К их числу относят жидкий аммиак иаммиачную воду(20—22 % по NНз), а такжерастворы в жидком аммиаке или в концентрированной аммиачной воде, в которыхрастворяют аммиачную селитру, карба-мид, кальциевую селитру. При растворении ваммиаке NH4NO2иСа(NОз)2давление паров аммиакаснижается и при определенной концентрации солей при обычных температурах оностановится равным атмосферному. Жидкие удобрения легче вносить на поля и удобноиспользовать для подкормки растений. В то же время их производство проще идешевле, чем твердых удоб­рений.

Фосфорные удобрения.Фосфор необходим растениямдля синтеза белков клеточных ядер—нуклеопротеидов, а также многих других биологически активных органи­ческихсоединений. Он накапливается в растениях в до­вольно больших количествах.Растения как объекты питания обеспечивают фосфором организмы животных, а такжечеловека. В табл.2 приведено содержаниефосфора Р в продуктах питания растительного и живот­ного происхождения.

Природа создала многокладовых фосфорного сырья, в том числе и в нашей стране. Эти кладовые состоятиз апатитов и фосфоритов. Эти минералы называют фторапатитом, хлорапатитом,гидроксидапатитом. Наиболее распростра­нен фторапатит. Апатиты входят в составизверженных магматических пород. Осадочные породы, в которых со­держится апатитс включениями частичек посторонних минералов (кварца, кальцита, глины и др.),называют фосфоритами.

В далекие геологические эпохифосфориты образо­вались путем минерализации скелетов животных (кости, какизвестно, состоят в основном из фосфата кальция) или осаждением из водыфосфатных ионов ионами кальция. В природе встречаются аморфные и кристалли­ческиефосфориты. Первые легче поддаются химическому и микробиологическому разложению.Поэтому на некото­рых почвах измельченные фосфориты (фосфоритная мука)использовались в качестве удобрений без завод­ской химической переработки. Дляэтой же цели приме­няется костяная мука, которую получают размалываниемобезжиренных костей. Минеральная часть костной ткани состоит изгидроксидапатита. Следует от­метить, что люди применяли кости для удобренияполей с древнейших времен. Теперь мы знаем, что особенно большой эффекткостяная мука дает на кислых почвах.

В прошлом на Руси были весьмапопулярны суточные (томленые) щи. Они вкусны и весьма полезны. Основны­микомпонентами суточных щей являются мясо с костями и квашеная капуста. Горшок сосваренными щами поме­щали в хорошо прогретую русскую печь, которая удержи­валатепло целые сутки. Молочная и другие органи­ческие кислоты квашеной капустыспособствовали рас­щеплению белков и растворению минеральной части костей. Дляэтого требовалось время и повышенная температура. Немногие оставшиеся свидетеливспоми­нают, что косточки в суточных щах были настолько мягкими, что могли бытьпережеваны. По существу, процесс взаимодействия гидроксидапатита костей с кис­лотаминапоминает переработку фосфоритов и апатитов в суперфосфат. Из малорастворимыхфосфатных соеди­нений под действием кислот получаются более раство­римые кислыефосфаты кальция. Эти же химические превращения происходят при внесении костяноймуки в кислые почвы.

Химическая сущностьпроизводства наиболее деше­вого фосфорного удобрения— суперфосфата— сводится кобработке фторапатита серной кислотой:

2Ca5F(РO4)3+ 7H2S04+ ЗН2О==  ЗСа(Н2Р04)2• H2O+ 7CaS04+ 2HF

Недостатком суперфосфатаявляется низкое содержание в нем фосфора. Сульфат кальция (гипс) можно рассмат­риватьлишь как транспортный балласт. Правда, для подзолистых и супесчаных почв, вкоторых содержится мало серы, сульфат кальция оказывается полезным длянекоторых растений, потребляющих много серы—бобо­вые, крестоцветные и др. Однако для большинства растений гипс практическибесполезен.

Для получения удобрения сболее высоким содержа­нием фосфора проводят процесс в две стадии. Вначалеполучают фосфорную кислоту:

Получающуюся фосфорную кислоту отделяют от гипса идействуют ею на новую порцию сырья:

Ca5F(РO4)3+ H3РO4+ 5H2O= 5Ca5(H3РO4)2*H2O+ HF

Образующийся продукт называютдвойным суперфосфа­том потому, что в отличие -от простого суперфосфата онсодержит примерно вдвое больше питательного ве­щества. Для устраненияслеживаемости и обеспечения хорошей рассеиваемости суперфосфат гранулируют.

Еще одно фосфорное удобрение производятнейтрали­зацией фосфорной кислоты известковым молоком (сус­пензией гашенойизвести):

Hз Р04+Са(ОН)2= СаНР04.2Н2О

Полученныйтаким образом продукт называют преципи­татом. Он обладает

При большом содержаниикарбонатов, т. е. при низкой кислотности почв, превращение может пойти дальше:

Са(Н2РO4)2+2СаСОз= Саз(Р04)2 + 2С02+2Н20

В результате вновь получаетсямалорастворимый фосфат кальция Саз(Р04)2, которыймалодоступен для питания растений.

Таким образом, дляэффективного использования удобрений нужно знать и регулировать кислотностьпочв. Наличие в почве в больших количествах соеди­нений железа(III) и алюминия(III) также снижает эффективность фосфорных удобрений, так какданные ионы образуют с фосфатными ионами малорастворимые соли.

Калийные удобрения.Человек давно заметил, чтовне­сение в почву золы приводит к увеличению урожайности. О том, что ееактивным началом является карбонат калия—поташ, стало ясно гораздо позже. До разработки промышленных способовпроизводства соды поташ играл исключительно важную роль в различныхпроизводствах:

стекольном, текстильном,мыловаренном и др. Его полу­чали сжиганием древесины, обработкой водой золы спо­следующим выпариванием водного раствора. Из золы сожженного 1м3вяза получали0,76 кг поташа, ивы— 0,63, липы—0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до серединыXIX в. Содержание калия в золе от сгоревшихрастений обычно очень высокое: в золе соломы злаков от9 до22 %, гречишной соломы— 25— 35, стеблей подсолнечника36—40, торфа0,5—4,7 %. Само слово «поташ» произошло от древнего нем. «пот»— горшок и «аш»— зола, так как щелок, получаю­щийся при обработке золы водой,выпаривался в горшках.

В организме растений калийрегулирует процесс ды­хания, способствует усвоению азота и повышает накоп­лениебелков и Сахаров в растениях. Для зерновых культур калий увеличивает прочностьсоломы, а у льна и конопли повышает прочность волокна. Калий повышает стойкостьозимых хлебов к морозам и к перезимовке и овощных культур к ранним осеннимзаморозкам. Недостаток калия у растений проявляется на листьях. Их краяприобретают желтую и темно-коричневую ок­раску с красными крапинками.

Больше всего калийных удобрений требуется для картофеля,сахарной свеклы и других клубне- и корне­плодов, а также подсолнечника, бобовыхкультур, гре­чихи. Зерновые хлеба характеризуются средней потреб­ностью вкалии. Из почв с низким содержанием калия отличаются торфянистые, супесчаные ипойменные. Ионы калия хорошо поглощаются и удерживаются почвами и потому он впочве малоподвижен. Поскольку калийные удобрения всегда содержат соединениямагния, которые, как правило, весьма гигроскопичны, то они легко отсыревают ихранить их нужно в сухом складе.

Калийные удобрения обычноприменяют в сочетании с азотными и фосфорными. Естественно, что в таких случаяхбыло бы нерационально вносить отдельно каж­дое из них. Это потребовало быбольших трудовых затрат. Поэтому часто механически или химически гото­вят смесиразличных удобрений. Смешанные в опреде­ленных пропорциях различные удобренияназывают туками. При подборе смесей не должно быть потерь пита­тельных веществи перехода удобрений в малоусвояемую форму, что может быть вызвано химическимвзаимодействием компонентов. Так, нельзя добавлять к аммоний­ным удобрениямудобрения щелочного характера, напри­мер поташ. Поэтому к приготовлениюмногокомпонент­ных удобрений должны привлекаться химики.

Другие макроэлементы,входящие в питательные ве­щества.Как уже было отмечено, почвы быстрее всегоистощаются азотом, фосфором и калием. Кроме них растениям необходимы в довольнобольших количествах и другие химические элементы: кальций, магний, сера,железо. Их содержание в почвах часто близко к потреб­ностям растений и их выносс товарной продукцией относительно невысок.

Ионы кальция в растенияхвходят в плазму клеток и играют в ней активную роль. Они необходимы дляразвития корневой системы, в частности корневых во­лосков. В растениях кальцийнакапливается в основном в листьях и товарной части урожая. Поэтому кальций взначительной мере возвращается в почву в процессе естественного круговорота.Извне кальций обычно вно­сится в почву при ее известковании.

Известно, что процессфотосинтеза протекает с учас­тием хлорофилла, непременной составной частью кото­рогоявляются ионы магния. Магний оказывает большое влияние на образование углеводовв растениях и, следо­вательно, на плодообразование. Недостаток магния в почвахвыражается в появлении на листьях «мраморовидности»— белесой пятнистости, в их скручивании и по-желтении. Этоначинается с краев нижних листьев. Листья при недостатке магния становятсяхрупкими. При недостатке магния замедляется рост и вегетация растений, а прибольшом его дефиците в почве— расте­ниевовсе не вступает в фазу плодоношения.

Поскольку сырье для калийныхудобрений обычно содержит много магния, то последний переходит в эти удобренияи с ними вносится в почву. Минералы, в со­став которых входит магний, весьмараспространены в природе. Один из них—доломит MgC03-CaC03, измель­ченный в виде муки, применяютв качестве магниевого удобрения. Одновременно он проявляет и другую функ­цию— как средство известкования почвы.

Наибольшая потребность вмагнии характерна для табака, свеклы, картофеля, зерновых и зернобобовыхкультур и бобовых трав. Большой чувствительностью к недостатку магнияотличаются просо, чумиза, кукуруза, конопля, сорго. Задержка развития растенийнаступает в томслучае, если содержание магния в почве падает до1—2 мг на100 г почвы.

Магний необходим и организмучеловека. Врачи счи­тают, что одной из причин спазм кровеносных сосудов являетсянедостаток магния. Они установили, что внутри­венные и внутримышечные вливаниярастворов солей магния снимают спазмы и судороги. В организм человека магнийпоступает с овощами и фруктами. В заметных количествах он содержится в капусте,картофеле и поми­дорах, но особенно богаты им абрикосы и персики.

Сера входит в некоторыеаминокислоты, которые, в свою очередь, входят в состав растительных белков. Счи­тают,что растениями усваивается только сульфатная сера и этому процессу способствуютсеробактерии. Около75 % серы,находящейся в растении, входит в нетоварную часть урожая.

Весьма распространенноезаболевание растений— хлороз— связано с недостатком железа. Оно проявляет­сяв пожелтении листьев из-за их неспособности синте­зировать хлорофилл. Недостатокв растениях железа приводит также к разрушению биологически активного веществаауксина, необходимого для корнеобразования и общего роста. Общая потребностьрастений в железе довольно низкая. В среднем с1га с урожаем зерновых культур выносится около1,5кг железа. Поэтому соедине­ния железа можно было бы отнести к числу микро­удобрений.Конечно, граница между микроудобрениями и макроудобрениями весьма условна.

Микроудобрения.Микроудобрениями называютпита­тельные вещества, которые содержат химические элемен­ты, потребляемыерастениями в очень малых количест­вах. В настоящее время выявлена биологическаяроль в жизни растительных и животных организмов бора, меди, марганца, молибденаи др. Удобрения, содержащие эти микроэлементы, получили соответствующиеназвания.

Борные удобрения вносят внебольших количествах, но они совершенно необходимы. При борном голоданииотдельные растения ведут себя по-разному. Например, сахарная свекла загнивает вверхней части корнеплода еще в поле, лен поражается бактериозом и почти необразует семян, а его волокно становится коротким и ослабленным, бобовыерастения дают мало семян, а у яблонь и груш происходит «опробкование» внутриплодов.

У растений бор содержитсябольше всего в пыльце.

Он участвует в кислородномпитании тканей и передви­жении углеводов из пластинки листа в другие частирастения.

Медные удобрения такжевносятся в небольших коли­чествах. Растения обеспечиваются медью, если ее содер­жаниевыше0,4 мг на1 кг сухой почвы. В самих же растениях содержание меди составляетот3 до15мг на 1 кг сухой массы. Медь входит всостав некоторых окислительных ферментов и, значит, принимает участие вокислительно-восстановительных процессах, она влияет на углеводный обмен иобразование хлорофилла. Без ме­ди злаковые растения не синтезируют белок, азначит, и не образуют зерна. Установлено, что кости животных и человекасодержат относительно много меди. Ее дефи­цит в организме приводит кискривлению и ломкости костей.

Марганцевые удобрения обычноиспользуют на черно­земных и других нейтральных или слабощелочных поч­вах. Ихвнесения в кислые подзолистые почвы обычно не требуется. Марганец способствуетусвоению расте­ниями азота и накоплению хлорофилла, а также синтезуаскорбиновой кислоты (витамина С). Недостаток марган­ца в растениях проявляетсяв побурении и опадании листьев.

Молибдена в отличие отмарганца мало в кислых почвах, но обычно достаточно в нейтральных и слабо­щелочных.Установлено, что молибден непременно входит в клубеньковые бактерии,связывающие в соединения атмосферный азот. При недостатке молибдена в почвенарушается синтез в растениях белковых веществ. Он способствуетусвоению растениями азотного удобрения— селитры.

Вероятно, важную роль вжизнедеятельности расте­ний играет кобальт, но пока об этом можно судить лишьна основании косвенных данных. В конце прошлого века в некоторых районах НовойЗеландии, Австралии, Англии и других стран была распространена болезнь скота— сухотка. Это заболевание влекло за собой сни­жениесодержания гемоглобина в крови животных, поте­рю аппетита, сокращение удоевмолока, прекращение прироста живой массы. Трудом многих ученых было уста­новлено,что сухотка связана с недостатком в организме кобальта (акобальтоз), который, всвою очередь, связан с недостатком его в почвах этих районов. Для устранениязаболевания в корм скоту стали добавлять кобальтсодержащие соли. В настоящеевремя установлено, что ор­ганизм животных и человека синтезирует витамин Biz,недостаток которого приводит к злокачественному мало­кровию. Непременнойсоставной частью витамина В12 являетсякобальт. Вероятно, недостаток кобальта в почве приводит к недостатку его врастениях, а затем и в орга­низме животных, что сказывается на содержании ворга­низме витамина Bia.

Хотелось бы еще раз отметить,что удобрения хороши при употреблении в научно обоснованных количествах.Большой избыток любого удобрения не на пользу расте­ниям, а через них ичеловеку. Во всем должна быть мера. В случае удобрений эту меру определяютхимики-анали­тики, проводящие химический анализ почв. Уместно так­же напомнитьстарую поговорку, которая гласит: «Нет плохих почв, а есть плохие хозяева».

Для выращивания урожаякультурные растения необ­ходимо защищать от сорняков и болезней. Химическиевещества, применяемые для уничтожения растений (чаще всего сорных), называют гербицидами. Это слово проис­ходитот латинских герба— трава, растение ициде— убивать. В настоящее время имеетсябольшой ассорти­мент сложных органических соединений, обладающих гербициднымисвойствами. Старейшим же гербицидом была соль NaCl03. Она относитсяк гербицидам сплош­ного действия, так как уничтожает все растения подряд. Ееприменяли для удаления травы с дорог и дорожек. Первым гербицидомизбирательного действия была сер­ная кислота, которая широко использовалась внекото­рых странах еще перед второй мировой войной. При раз­брызгивании ееводного раствора на посевах злаковых культур она легко стекала с узких листьевзлаковых растений, имеющих воскоподобную поверхность. В ре­зультате кислота непричиняла вреда этим культурным растениям. Широколистные двудольные сорнякизахваты­вали больше серной кислоты, лучше удерживали ее и по­тому гибли. Такимобразом, серная кислота является гербицидом морфологической избирательности.

Специалисты считают, чтосвыше80 % заболеваний культурныхрастений обусловлено грибками. Химические средства борьбы с грибковыми ибактериальными болез­нями сельскохозяйственных растений называют фунгици-дами(от лат. слова фунгус—гриб). Наиболеераспро­страненные среди садоводов-любителей фунгициды со­держат соединения меди(II). Широко известна бордосекая жидкость,являющаяся раствором, в состав которо­го входят медный купорос CuS04и гашеная известь Са(ОН)2. Она впервые была использована в1885 г. для борьбы с мучнистой росойвиноградных лоз. Не трудно догадаться, что это произошло во Франции в окрестно­стяхгорода Бордо. Несколько позже было установлено, что раствор, состоящий из ЗСu(ОН)2*СиСl2, имеет преи­мущества, таккак обладает меньшей коррозионной активностью. Еще раньше для борьбы смучнисторосяными грибками растений начали использовать измель­ченную серу. Этосредство применяют и по сей день. Наряду с серой для этой же цели исполь