"Химия. Профильный уровень", Габриелян О.С., Лысова Г.Г.
Агрохимия изучает химические процессы в почве и питание растений, а также применение удобрений и средств защиты урожая. Растениям нужны вода, углекислый газ и минеральные элементы: если одного из необходимых веществ не хватает, рост замедляется. Удобрения восполняют запас питания, а пестициды защищают от сорняков, вредителей и болезней. Чтобы химические средства приносили пользу, важно учитывать их состав, дозу и условия применения: избыток может навредить растениям и окружающей среде.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Агрохимия — область знаний о химических процессах в почве и питании растений, а также о применении удобрений и других химических средств в сельском хозяйстве. Она помогает понять, какие вещества нужны растениям и как обеспечить ими посевы. Эти знания позволяют повышать урожайность, не выбирая средства наугад.
Минеральные удобрения — неорганические вещества или смеси веществ, которые вносят в почву либо на растения, чтобы обеспечить их элементами питания. Их состав бывает разным: одни поставляют преимущественно азот, другие — фосфор или калий. Поэтому при выборе удобрения учитывают, какого элемента не хватает растениям.
Пестициды — химические средства защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Они воздействуют на организмы, которые повреждают культурные растения или мешают им расти. Такое средство подбирают по объекту воздействия, а не используют вместо удобрения.
Регуляторы роста растений — вещества, которые в малых количествах изменяют рост и развитие растений. Они могут влиять на отдельные процессы, например на рост побегов или созревание. Их задача отличается и от питания растений, и от уничтожения вредителей.
Растению нужны углерод, вода и минеральные элементы, но поступают они из разных источников. Углерод растение получает преимущественно из углекислого газа, а воду и минеральные вещества — из окружающей среды, в том числе почвы. Минеральные элементы участвуют в построении клеток и работе организма растения, поэтому отсутствие одного из необходимых элементов способно стать ограничением даже при достатке остальных.
Минеральные удобрения применяют, когда почвенного запаса доступных элементов недостаточно для потребностей культуры. Азот связан с ростом зелёной массы, поэтому азотные удобрения особенно важны для развития листьев и стеблей. Фосфор необходим для развития корней и образования семян, а калий способствует устойчивости растений. Различия в действии объясняются тем, что элементы участвуют в разных процессах жизнедеятельности.
Действие удобрения зависит от содержащихся в нём соединений и элементов: именно они определяют, что поступит в почву и станет доступно растению. Поэтому одинаковую массу двух разных удобрений нельзя считать одинаковым количеством питания. Дозу и способ внесения выбирают с учётом культуры, типа почвы и стадии развития, поскольку потребности растения и доступность веществ меняются. При расчётах отдельно учитывают массу удобрения и массу нужного элемента.
Пестициды используют, чтобы уменьшить потери урожая от сорняков, вредителей и заболеваний. Их различают по тому, на какой объект они направлены: гербициды действуют против сорняков, инсектициды — против насекомых-вредителей, фунгициды — против грибковых заболеваний. Такое разделение помогает подобрать средство по причине повреждения растений, а не обрабатывать их случайным препаратом.
Удобрения и средства защиты могут повышать урожайность, если их применяют обоснованно. Но избыток питательных веществ способен попасть в почву и воду, а неправильное использование пестицидов — затронуть организмы помимо вредителей. Поэтому химические средства применяют в подходящей дозе и с учётом условий: так снижают риск вреда растениям, экосистемам и здоровью человека.
В таблице сопоставлены средства, объекты их действия или поставляемые вещества и главная цель применения. Сначала определите, какую проблему нужно решить: недостаток питания, сорняки, насекомые или грибковое заболевание. Затем найдите подходящую группу и учитывайте, что конкретный состав и инструкция зависят от препарата.
| Средство | На что воздействует или что поставляет | Назначение | Пример |
|---|---|---|---|
| Азотные удобрения | Поставляют азот | Поддерживают рост зелёной массы | Аммиачная селитра |
| Фосфорные удобрения | Поставляют фосфор | Способствуют развитию корней и образованию семян | Суперфосфат |
| Калийные удобрения | Поставляют калий | Повышают устойчивость растений | Хлорид калия |
| Гербициды | Воздействуют на сорняки | Защищают посевы от сорных растений | Средство против однолетних сорняков |
| Инсектициды | Воздействуют на насекомых-вредителей | Защищают растения от насекомых | Средство против тли |
| Фунгициды | Воздействуют на возбудителей грибковых заболеваний | Предупреждают или ограничивают грибковые болезни | Средство против мучнистой росы |
| Регуляторы роста растений | Изменяют процессы роста и развития | Направленно регулируют развитие растений | Стимулятор корнеобразования |
Задача 1. В удобрении содержится 20% азота. Какую массу азота получит почва при внесении 150 кг этого удобрения? Здесь известны масса смеси и доля нужного компонента. Процент переводим в десятичную дробь: 20% = 0,20.
Ответ: почва получит 30 кг азота.
Задача 2. Сколько килограммов удобрения с массовой долей фосфора 16% потребуется, чтобы внести 8 кг фосфора? В этой задаче известна масса элемента, а найти нужно массу всей смеси. Поэтому действие обратное: делим массу фосфора на его долю в удобрении.
Ответ: потребуется 50 кг удобрения.
Задача 3. Участку площадью 0,4 га рекомендовано 60 кг азота на гектар. Сколько нужно удобрения с массовой долей азота 30%? Сначала найдём потребность в азоте для всего участка: норма дана на один гектар, поэтому её умножаем на площадь. Лишь после этого переводим массу азота в массу удобрения.
Ответ: на участок нужно внести 80 кг удобрения.
Считать, что любое удобрение содержит все элементы питания в одинаковых количествах, — неверно: состав зависит от конкретного продукта. Так ошибаются, перенося свойства одного удобрения на все остальные. Проверяйте, какой элемент указан в составе и какова его доля.
Путать массу удобрения с массой содержащегося питательного элемента — значит не учитывать, что удобрение является смесью. Например, 150 кг продукта с 20% азота содержат не 150 кг, а 30 кг азота. Для самопроверки умножьте массу смеси на долю компонента и убедитесь, что результат не больше массы смеси.
Считать пестициды и удобрения взаимозаменяемыми нельзя: первые защищают растения, а вторые обеспечивают их питанием. Путаница возникает потому, что оба вида средств применяют в сельском хозяйстве. Проверяйте назначение препарата: он должен решать именно проблему питания или защиты.
Предполагать, что увеличение дозы всегда улучшает результат, опасно: избыток может повредить растениям и окружающей среде. Ошибка появляется из-за мысли, что большее количество средства обязательно даёт более сильную пользу. Сверьте расчёт с рекомендованной дозой и условиями применения; если доза превышена, это не основание считать обработку эффективнее.
Для расчётов с удобрениями нужны знания о массовой доле вещества в смеси: они позволяют отделить массу питательного элемента от массы всего продукта. Тема связана и с химическими свойствами солей, потому что многие удобрения являются солями и поступают к корням в виде растворов. Далее эти знания помогают разбираться в химии окружающей среды, круговороте веществ и экологических последствиях хозяйственной деятельности.
Почему растениям недостаточно только воды и углекислого газа?
Из воды и углекислого газа растения получают не все нужные им элементы. Для построения клеток, роста корней и других процессов им необходимы также минеральные элементы, которые поступают из почвы. Недостаток хотя бы одного необходимого элемента может ограничивать рост.
Чем минеральные удобрения отличаются от пестицидов?
Минеральные удобрения снабжают растения элементами питания или восполняют их запас в почве. Пестициды применяют для защиты от вредных организмов, например сорняков, насекомых или грибков. Это разные средства с разными задачами.
Почему азотные, фосфорные и калийные удобрения действуют по-разному?
В них преобладают разные элементы, которые участвуют в разных процессах жизнедеятельности растения. Азот поддерживает рост зелёной массы, фосфор важен для развития корней и образования семян, а калий помогает повышать устойчивость растений. Поэтому выбор зависит от потребностей культуры и условий выращивания.
Как определить массу питательного элемента в удобрении?
Нужно умножить массу удобрения на массовую долю нужного элемента, записанную десятичной дробью. Например, в 150 кг удобрения с 20% азота содержится 150 · 0,20 = 30 кг азота. Масса элемента обычно меньше массы всего удобрения.
Чем опасно избыточное применение удобрений и пестицидов?
Избыток удобрений может привести к загрязнению почвы и воды и нарушить равновесие экосистем. Неправильное применение пестицидов также способно вредить живым организмам и здоровью людей. Поэтому дозу и способ обработки выбирают с учётом инструкции и условий.
§ 34. Химия и сельское хозяйство
