Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 11 класс>> Химия: Химия и сельское хозяйство

Химизация — это одно из направлений научно-технического прогресса, основанное но широком применении химических веществ, процессов и методов в различных отраслях, например в сельском хозяйстве.

Основные направления химизации сельского хозяйства:
1. Производство минеральных макро- и мнкроудобреннй, а также кормовых фосфатов.
2. Внесение извести, гипса и других веществ для улучшения структуры почв.
3. Применение химических средств защиты растений: гербицидов, эооцидов и инсектицидов и т. д.
4. Использование в растениеводстве стимуляторов роста и плодоношения растении.
б. Разработка способов выращивапия экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
6. Повышение продуктивности животных с помощью стимуляторов роста, специальных кормовых добавок.
7. Производство и применение полимерных материалов для сельского хозяйства.
8. Производство материалов для средств малой механизации, использующихся в сельском хозяйстве.

Около половины всех элементов Периодической системы Д. И. Менделеева применяется в сельском хозяйстве. Влияние многих из них еще неизвестно, и тем из вас, кто станет в будущем специалистами сельского хозяйства, предстоит выяснить это.

Основная цель химизации сельского хозяйства — обеспечение роста производства, улучшение качества и продление сроков сохранности сельскохозяйственной продукции, повышение эффективности земледелия и животноводства.

Важным направлением химизации сельского хозяйства является использование методов биотехнологии и генной инженерии для решения продовольственных проблем.

Растения и почва
Почва и растения не только взаимосвязаны, но и взаимозависимы. Рассмотрим, что дает почва растению:

1) она является средой обитания корней и подземных видоизменений стебля (корневища, клубни, луковицы);
2) почву можно рассматривать как посредника между растением и удобрениями, растением и влагой;
3) почва — это источник питательных веществ для растения.

Рассмотрим и обратную связь — что дает растение почве:
1) воз и ик новей нем своим и дальнейшим «развитием» почва «обязана» главным образом жизнедеятельности низших и высших растений (В. В. Докучаев, П. А. Костычев, В. Р. Вильяме);

2) важнейшие свойства почвы: содержание перегноя и его качество, структура и прочность (а также связанные с ними режим водо-, воздухо- и теплообмена, динамика питательных веществ), поглотительная способность, кислотность — определяются во многом жизнедеятельностью растений и микроорганизмов.

Способы воздействия на почву растений и микрофлоры, обитающей в их подземных частях, можно разделить на физические, химические и биологические.

1. Физические:
а) затеняющий эффект растительности приводит к уменьшению нагревания почвы солнцем и сокращению испарения почвенной воды;
б) разрыхляющее и сжимающее влияние корневой системы на структуру почвы.

2. Химические:
а) в результате корневого дыхания в почву выделяется углекислый газ, который, растворяясь в почвенной влаге, образует угольную кислоту, диссоциирующую. Эти ионы активны и вытесняют из гумуса и минералов, разрушая их, в почвенный раствор катионы и анионы

б) меняется химический состав различных почвенных горизонтов в результате поглощения корнями зольных элементов из более глубоких слоев и отложения их при отмирании растений в почве;

в) корни растений выделяют в почву органические вещества — кислоты, углеводы, аминокислоты и др.

3. Биологические:
а) корневыми выделениями питаются микроорганизмы, которым принадлежит важная роль в мобилизации питательных веществ для растений: фиксации атмосферного азота, разложении труднорастворим их фосфатов, минерализации органических соединений, выделении ростовых веществ и витаминов, образовании гумуса из растительных остатков и т. д.;

б) микрофлора почвы, кроме пользы, может приносить и вред: она содержит паразитов и возбудителей грибных и бактериальных заболеваний. Кроме полезных аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий в почве имеются денитрн-фикаторы, разрушающие селитру и выделяющие азот.

Удобрения и их классификация
Эффективность удобрений значительно возрастает, если их применяют в комплексе с другими приемами агротехники.

Д. И. Менделеев в 1867 г. писал: «Я восстаю против тех, кто печатно и устно проповедует, что все дело в удобрении, что хорошо удабривая, можно и кое-как пахать».

Применение удобрений дает хороший результат, если соблюдаются следующие условия:

1. Правильно и спогврсмевво обрабатывают почвы, внедряют комплексы мероприятий по борьбе с ее эрозией, сорняками, различными вредителями и болезнями растении, а также подбирают лучшие сорта. Например, для Нечерноземья аффекта в в ость минеральных удобрений во многом знвиент от известкования кислых почв и от фосфатного режима в них.

2. Правильно сочетают органические и минеральные удобрения, широко применяют местаые удобрения.

3. Выбирают дозы, соотношения, формы, сроки и способы внесения удобрений с учетом севооборотов.

Необходимость применения удобрений в сельском хозяйстве ярко иллюстрирует утверждение Ю. Либнха о том, что цивилизации процветают и гибнут вместе со своей почвой: Рим выбрасывает в сточные трубы плодородие Сицилии. Он имел в виду, что вместе с пшеницей из Сицилии в Рим вывозил и и важнейшие питательные вещества, которые уже не возвращались в почву Сицилии, а безвозвратно выносились через сточные трубы столицы Италии в море. Сицилия, бывшая житница Рима, превратилась со временем в район с самыми бедными почвами в мире.

По утверждению французского ученого Андре Вуазена сейчас в мире более 90% удобрений не возвращается в почву, откуда они взяты с урожаем, а безвозвратно теряется в стопных трубах городов и населенных пунктов. Он пишет: «Идет ли речь о Риме или о других больших метрополиях прошлого, чудовищная концентрация населении в юродах привела к извлечению (отчуждению) из почвы всех минеральных удобрений. Даже если урожаи остаются еще в течение некоторого времени достаточно высокими, все же почва производит продукты питания с недостатками (например, с недостаточным содержанием иода и кобальта), низкого биологического качества, которые снижают энергию и жизнедеятельность народа с такой же неизбежностью, с какой почва пастбища, из которой постепенно уходит фосфорная кислота или ассимилируемая медь, снижает энергию и жизненность животных.

Другими словами, истощение почвы из-за недостатка минеральных элементов вследствие их выноса в сточные трубы гигантских метрополий ослабляет людей, вызывая скрытые недостатки, которые американский ученый Альбрехт называет скрытым голоданием, убивающим народы медленно, но так я<е верно, как и настоящее голодание».

Однако чрезмерное и неправильное использование удобрений в сельском хозяйстве дает также значительный отрицательный эффект. Возникновение важнейших проблем: избыточное содержание нитритов и нитратов в сельскохозяйственной продукции; необходимость выращивания экологически чистых плодов и овощей; загрязнение водоемов, морей и океанов вымываемыми удобрениями; включение ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве, в круговорот веществ — вот та цена, которую платит человечество в обмен за достижение высоких урожаев при использовании удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве.

Рассмотрим классификацию удобрений. По происхождению их разделяют на неорганические или минеральные, органические, органо-минеральные и бактериальные. По агрегатному состоянию они могут быть твердыми, жидкими и сустизированными.

Минеральные удобрения — неорганические вещества (в основном соли), содержащие необходимые для растений элементы питания. Их получают химической или механической обработкой неорганического сырья.

К минеральным относят также удобрения, получаемые из азота воздуха или являющиеся побочными продуктами при выплавке металла (томасшлак), коксохимическом производстве и производстве капролактама (сульфат аммония).

Минеральные удобрения, получаемые химической переработкой сырья, отличаются более высокой концентрацией питательных элементов.

По составу минеральные удобрения подразделяются на азотные, фосфорные, калийные и микроудобрения (борные, молибденовые и т. д.).

Органические удобрения. Питательные элементы в них находятся в веществах растительного и животного происхождения. Это в первую очередь навоз, а также различные продукты переработки веществ растительного и животного происхождения (торф, жмых, рыбная и кровяная мука, птичий помет, фекалии, городские отходы и отбросы различных пищевых производств). Сюда относят и зеленые удобрения (люпин, сераделла).

Органо-минеральные удобрения содержат органические и минеральные вещества. Их получают путем обработки аммиаком и фосфорной кислотой органических веществ (торфа, сланцев, бурого угля) или путем смешивания навоза либо торфа с фосфорными удобрениями.

Бактериальные удобрения — препараты, содержащие культуру микроорганизмов, фиксирующих органическое вещество почвы и удобрений (азотобактерин, нитрагин почвенный).

По агрохимическому воздействию минеральные удобрения разделяют на прямые, косвенные и препараты, регулирующие рост растений.

I. Прямые удобрения предназначаются для непосредственного питания растений. Они содержат азот, фосфор, калий, магний, серу, железо и микроэлементы и делятся на:

Простые, которые содержат один из элементов питания: азот, фосфор, калнй, молибден и т. л- В свою очередь, их подразделяют на:

1) азотные удобрения, которые различают по форме соединений азота: аммиачные, аммонийные, нитратные, амидные, и их сочетания;

2) фосфорные удобрения, в основу классификации которых положена их растворимость в иоде и органических кислотах, они делятся на: растворимые в воде (гидрофосфат аммония, дигидрофосфат аммония, двойной суперфосфат), нерастворимые в воде, но растворимые в растворах лимонной кислоты и ее солей (преципитат), трудиорастворнмые в воде (фосфоритная мука, простой суперфосфат);

3) калийные удобрения разделают на: сырые соли (минералы каинит, сильвинит), концентрированные удобрения, полученные переработкой природных калийных солей (KCI, KgS04), золы (древесные и торфяные);

4) микроудобрения — технические смеси, содержащие микроэлементы В(ОН)3 (Н3ВО3, молибдат аммония и др.).

Комплексные удобрения содержат не менее двух питательных элементов.

II. Косвенные удобрения применяют для химического, физического, микробиологического воздействия на почву с целью улучшения условий использования удобрений. Например, для нейтрализации кислотности почв примениют молотые известняки, доломит, гашеную известь; для мелиорации солонцов используют гипс; для подкисления почв используют гидросульфит натрия.

Органические удобрения
В сельскохозяйственных растениях выявлено более 70 химических элементов. Но для нормального роста, развития и плодоношения растений необходимы лишь 16 из них. в том числе: элементы, поглощаемые ил воды и воздуха, — кислород, углерод и водород; макроэлементы — азот, фосфор, калий, кальций, магний и сера; микроэлементы молибден, медь, цинк, марганец, железо, бор, кобальт, иод и т. д.

Каждый из химических элементов необходим для выполнения строго определенной физиологической функции. Отсутствие в почве хотя бы одного из них ведет к резкому нарушению жизненных процессов в растительном организме. Эти элементы постуиают в почву с органическими удобрениями.
Вносимая на поля органика не только обогащает почву элементами питания, но и повышает в вей содержание гумуса, который после разложения его микроорганизмами обеспечивает растения многими необходимыми веществами. Кроме того, органические удобрения значительно улучшают физические свойства почвы, увеличивают ее воздухо- и влагопроницаемость.

Недаром говорят: Клади напои густо — в амбаре не будет пусто. Наяпя является полным удобрением, так кик в состав его входят основные питательные вещества, участвующие в образовании растительной массы. Твердые и жидкие выделения животных, солома и другие материалы подстилки скота являются составными частями навоза.

Действие навоза продолжается и течение рада лет и часто во второй культуре бывает более высоким, чем в первой, а при кисок их дозах возрастает в последующих ротациях севооборота. Применяют ппвоэ на самых различных почвах и под разнообразные культуры.

Торф образуется и результате отмирания и неполного распада болотных растении в условиях повышенной влажности и недостаточного доступа воздуха.
Качество торфа определяется его ботаническим составом, степенью разложения, содержанием азота, золы и зольных элементов, а также кислотностью.
Торф должен под влиянием микроорганизмов разложиться, и только после этого азот становится доступным растению. Ежегодно в стране на сельскохозяйственные нужды расходуют около 120 млн т торфа, то есть почти 3/4 всей его добычи.

Птичий помет - быстродействующее удобрение, содержит все основные питательные вещества.

Состав питательных веществ в помете домашних птиц в основном зависит от качества корма. Азотсодержащие вещества, имеющиеся в птичьем помете, быстро разлагаются с образованием аммиака, поэтому лучше всего хранить и применять помет, смешанный с торфом или перегноем.

Зола древесная и соломы содержит калий, фосфор, кальций и ряд других элементов. Калий содержится в золе в виде поташа, то есть в форме, наилучшей для всех культур, особенно для чувствительных к хлору. Больше всего калия содержится в гречишной золе, а также в подсолнечной. Много его в золе ржавой и пшеничной соломы. Древесная зола содержит в 2—3 раза меньше калия, чем зола соломы, во зато в ней больше кальция.

Компосты — это смеси различных разлагающихся веществ, содержащих элементы питания, доступные для усвоения растениями. В нх состав могут входить самые разнообразные материалы животного и растительного происхождения, представляющие собой отходы хозяйства. Сейчас большое внимание обращают па компостирование торфа с навозом, золой, фосфоритной мукой, су1юрфосф*сгом. Совместное применение органических и минеральных удобрений осуществляют ве только в виде компостов, но и в форме оргаао-мннеральвых смесей различного состава. Зеленые удобрения — это зеленая масса некоторых растоний-си-дерагов, выращиваемых на полях и запахиваемых в землю в целях повышения плодородия почв. Для этих целей применяют растения, ва корнях которых образуются клубеньки. В этих клубеньках живут бактерии, усваивающие азот воздуха. 1 т зеленого удобрения по своему действию равноценна 1 т навоза. Из всех видов зеленых удобрений наиболее распространены люпины. Это растения, хорошо растущие на всех почвах, включая самые бедные пески и тяжелые суглинки.

При запашке ендерлтов полезно вносить фосфорные и калийные удобрения, которые способствуют более быстрому разложению зеленой массы и обогащают почву питательными веществами. Сапропель — ценный природный концентрат с содержанием органических веществ до 96%. Образуется в стоячих озерах лесотундровой, лесной и лесостепной зон в результате сложного и длительного биохимического процесса разложения ежегодно отмирающих и оседающих ни дно обитателей водоемов — растений и животных. Прибавка урожая сельскохозяйственных культур при внесении сапропеля может составлять до 30% и более. В нашей стране насчитывается около 350 тыс. озер, в большинстве их имеются сапропелевые отложения. Обследование более 2 тыс озер показало, что толщина слоя сапропеля в них колеблется от 3 до 10 м, а в отдельных случаях достигает 20 м. По прогнозам запасы сапропелей в стране составляют не менее 250 млрд т.

Минеральные удобрения
Минеральные удобрения не только обогащают почву питательными элементами, но и наменяют в желательном направлении реакцию почвенного раствора, активизируют многие биологические процессы. Рассмотрим значение химических элементов в жизни растений. В состав растений вхолит около 70 химических элементов. Роль всех химических элементов, входящих в состав живых клеток, чрезвычайно велика.

Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ферментов, хлорофилла. При недостатке азота в почве растения развиваются слабо, особенно их вегетативная масса. Листья теряют свой зеленый цвет н приобретают желтые тона. Наоборот, при усиленном питании азотом у растений образуется мощная вегетативная масса, зерновые полегают, у них уменьшается выход зерна, а у картофеля при мощной ботве снижается клубнеобразование. При этом в растениях накапливается избыток нитратов и нитритов, которые оказывают вредное влияние на организм человека.

Фосфор вхолит в состав важнейших веществ клеток: ДНК и РНК, фосфолипндов (сложных эфиров глицерина, жирных кислот и фосфорной кислоты), сахарофосфатов (фосфорных эфиров сахаров), участвующих в фотосинтезе. Он образует АТФ — универсальное энергетическое вещество клетки, уско ряет созревание растений. При его недостатке слабо формируется корневая система, листья приобретают тускло-серый цвет, задерживаются рост и созревание, снижается урожайность.

Калий содержится в большом количестве в молодых листьях и побегах. Он способствует регулированию водного баланса растений. При его недостатке происходит нарушение окраски листьев (краевой ожог) и даже их опадение. Так называемый краевой ожог листьев (или запал) — важнейший признак калийного голодания: зерно у злаков получается щуплое, невсхожее.

Элементы, присутствующие в растениях в небольших количествах, от 0.001% и менее, называются микроэлементами.Удобрения, содержащие эти элементы, называются микроудобрениями.Элементы, находящиеся в растениях в количествах от 0,00001% и менее, называются ультрамикроэлементами.

Микроудобрения вносят в почву для ликвидации в ней дефицита микроэлементов, которые хотя и входят в состав растений в ничтожно малых количествах, но тем не менее играют важную роль в их росте, развитии и формировании полноценного урожая. Микроэлементы необходимы растениям для построения биохимических катали заторов-ферментов. Исследования показали, что рациональное применение микроудобрений повышает урожайность возделываемых культур на 10— 12% и улучшает качество продукции растениеводства.

Доказано, что при оптимальном обеспечении растений микроэлементами содержание белка в зерне возрастает на 0,8—1,1%, масла в семенах подсолнечника — на 0,5—0,8%, сахара в корнеплодах сахарной свеклы — на 0,5—1,2%.

Наиболее научен оор. соединения которого обеспечивают фотосинтез, оплодотворение, уменьшают накопление фенолов и других вредных для растения веществ. Однако избыток его снижает действие азота и фосфора. Признаки недостатка бора в почве проявляются у каждой культуры по-своему:

• сахарная свекла начинает загнивать в верхней части корнеплода еще в поле;
• лен поражается бактериозом и почти не образует семян, а волокно его становится коротким и непрочным;
• зерновые и зернобобовые образуют мало семян.

Медь участвует в синтезе белка, при ее недостатке злаки почти не дают зерна. В качестве медного удобрения используют в основном медный купорос и отход химической промышленности — медный огарок.

Молибден улучшает азотное питание растений, влияет на урожай семян и сена бобовых и цветной капусты. В качестве молибденового удобрения служит техническая соль — молиб-даты аммония и натрия.

Марганец, как и железо, регулирует окислительно-восстановительные процессы в растениях, повышает урожай сахарной свеклы на 20—30 ц/га. овощных и ягодных культур ни 10 ц/га. Как удобрения применяют пылевидные отходы предприятий по добыче марганца — марганцевый шлам.

Цинк активизирует 30 ферментных систем в клетке, конкурирует с бором, фосфором. Как удобрение преимущественно используют сульфат цинка. Цинковые удобрения эффективны на карбонатных почвах при выращивании кукурузы, хлопчатника и плодовых культур.

В общей прибавке урожая, полученной человечеством в последние десятилетия, примерно 50% достигнуто благодаря применению удобрений, 25% — использованию высокоурожайных сортов и 25% — совершенствованию технологии возделывания растений.

Химическая мелиорация почв
Химическую мелиорацию проводят для улучшения качества почв с повышенной кислотностью или щелочностью. В первом случае осуществляют известкование, во втором — гипсование.

Из вест ко панне действует на почву многосторонне: улучшает деятельность клубеньковых н иэотфпкенруюпшх бактерий, повышает коагулирующую способность почвенных коллоидов, а потому ив 30—40% повышает эффективность минеральных удобрений; улучшает структуру почв, их водный и ноадушный режим; способствует развитию корневой системы растений. Основное известковое удобрение — молотый известняк СаСО3. Нерастворимый в воде карбонат кальция иод действием углекислого газа (продукта жизнедеятельности микроорганизмов) и воды превращается и растворимый гидрокарбонат кальция.

Культурные растения по-разному реагируют на кислотность почвы и известкование. Люцерна, капуста, клевер, свекла очень чувствительны к кислотности ночи, им нужна среда, близкая к нейтральной (рН 6.2—7,2). поэтому почни нужно известковать. Пшеница, ячмень, кукуруза, горох, бобы, пика, турнепс, брюква хорошо растут при слабокислой реакции (рН 5.1—6) и известковании. Рожь, овес, тимофеевка, гречиха переносят умеренную кислотность (рН 4.5—5,0) н положительно реагируют ип высокие дозы нанести. Картофель, лен. подсолнечник легко переносят умеренную кислотность и требуют известкования только на сильно- и средвекислых почвах. Люпин, сераделла, чайный куст малочувствительны к повышенной кислотности почв. Кроме известняков, в качестве известковых удобрений применяют другие карбонатные минералы: известковый туф, мергель, доломит, мел.

Гипсование солонцеватых почв можно рассматривать кик процесс противоположный известкованию. В южных районах европейской части страны, в Западной Сибири и некоторых других регионах в течение нескольких геологических эпох сформировался особый тип почв — солонцы к солончаки. Они содержат в почвено- поглощающем комплексе много катионов натрия и имеют щелочную реакцию среды. Для улучшения таких бесструктурных почв, заплывающих но влажном состоянии и глыбистых — в сухом, требуется мелиоративный прием, по химическому действию противоположный известкованию. — гипсование. Кто проводят, как правило, в сочетании г орошением, посевом многолетних трав, например люцерны, с внесением органических удобрений. Гипс СаБОч выравнивает реакцию почвенного раствора.

Химические средства защиты растений (ХСЗР)
Ежегодно из-за вредителей, сорняков и болезней в мире теряется до 24% урожая. Суммарный ущерб сельскому хозяйству ежегодно исчисляется в 70 млрд долларов.

Почему же сорняки наносят большой вред урожайности возделываемых культур? По сравнению с культурными растениями жизненная сила сорняков очень велика. Они активнее поглощают на почвы влагу и питательные вещества, затеняют поля, а их корни выделяют в почвенный раствор вредные для культурных растений вещества. Сорняки не только снижают урожай и ухудшают качество продукции, но иногда могут полностью загубить посевы. Во всем мире ежегодные потери зерна составляют 33 млн т, которых хватило бы на то, чтобы прокормить 150 млн человек в год. Не меньший урон, чем сорняки, культурным растениям наносят вредители и болезни. Достаточно сказать, что сельскохозяйственные культуры поражаются примерно 4 тыс. видов насекомых.
Для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями в нашей стране ежегодно выпускают более 500 тыс. т пестицидов. Их применение позволяет сберечь до сотни тысяч тонн урожая в год.

Рассмотрим классификацию пестицидом.
По на.Iнаитию пестициды делят на несколько видов. Для борьбы г вредными насекомыми применяют инсектициды, для излечения растений п почвы от грибковых заболеваний — фунгициды, для уничтожения сорняков — гербициды, для уничтожения вредных микроорганизмов — бактерициды, грызунов — лооциды. Большое значение приобретает в последнее время использование особых пестицидов, которые ие убивают вредные организмы, а ноз-действуют на них иначе. Половые аттрактанты применяют для приманки вредителей и их уничтожения, репелленты — для отпугивания вредных насекомых от растений, которыми ови питаются, хемостерилмнты — для стерилизации вредных насекомых. Рассмотрим отдельных представителей пестицидов.


В марте 1940 г. швейцарский химик Пауль Мюллер получил 4.4-дихвордифснилтрихлорметилметан (ДДТ) и был за это удостоен Нобелевской премии. ДДТ — яд контактного и внутреннего действия. За последние 30 лет благодаря ДДТ более 1 млрд человек спасено от малярии. Без его применении для борьбы с личинками комарои-переноечнков от «того заболевания ежегодно погибало бы более 1 млн человек в тех районах, где угроза заболевания малярией особенно велики. Кроме этого. ДДТ тособстнует искоренению таких болезней, как чума, тиф, желтая лихорадка, лейшманиоз, фнлярноз, колорадская клещевая лихорадка и др. Однако исследования биосферы показали, что в настоящее время в природной среде продолжает циркулировать 1 млн т ДДТ, загрязняющего почну и растения, попадающего в организмы человека и животных. Такое огромное количество этого стойкого ток сіпшого вещества осталось в биосфере из 1,5 млн т ДДТ. использованных много лет назад для борьбы с вредителями сеяьскохо-зяйгткеаных культур.

Пестицид ДДТ токсичен (ядовит). Он очень уетойчни в природных условиях, накапливается в окружающей среде, жировых тканях животных и людей. Это вещество отрицательно влияет на нервную систему и обмен веществ у высших жипотных и человека, поэтому очень опасно. С 1970 г. применение ДДТ в сельском хозяйстве ян-шей страны запрещено. Многие другие государства привяли такие же решения, но до сих пор в жировой ткани животных, даже обитающих вдали от районов ивтеигииного земледелия (белые медведи, моржи и пингвины), находят ДДТ. Этот пример показывает, как важно учитывать отдаленные последствия массового применения пестицидов и исех других биологически активных веществ, особенно таких, которые не встречаются в природе, а синтезированы человеком и чужды ей. Факты, подобные истории применения ДДТ питают хемофобию - отрицательное отношение к использованию людьми достижений химической науки и производства. Не стоит культивировать у себя такой настрой по отношению к химии, ведь человечеству просто не выжить и наше время без ее продукции. Но надо постоянно помнить об экологическом аспекте ее применения, учитывать прямые и отдаленные последствия воздействия на экосистемы Земли и человека как их части. Открытое через дна года после ДДТ другое биологически активное вещество — гексахлорциклогексан С6Н6С16. или гексахлоран, или ггкеа. тоже является стойким пестицидом, который может содержаться и пищевых продуктах. В связи с этим н нашей стране изъяты из употребления такие токсичные и особо стойкие препараты, как ДДТ, тиофос, гексахлоран, соединения мышьяка, меркаптофос и др. Благодаря этому средний уровень токсичности приме-няемых в сельском хозяйстве ядохимикатов снизился в 5 раз. Для сохранения собранного урожая применяют ну мари новые со единения, вызывающие у грызунов внутренние кровотечения. Эти вещества не опасны для людей и домашних животных. Феромоны - это химические средства внутривидовой сигнализации у животных, летучие вещества, выделяемые в окружающую среду. Различают феромоны половые, возбуждающие, успокаивающие, сбора, тревоги, следа. Первые наиболее изучены, многие из них синтезированы и применяются для борьбы с вредными насекомыми путем знманивания самцов в ловушки и дезориентации их в период спаривания. В качестве феромонов используют производные щсклогексенкарбоновых кислот — сиглуры, медлу-ры, тримедлуры и друше вещества.

Гербицидами могут служтъ ростовые вещества. К наиболее важным ромовым гербицидам откосят 2,4-дихлорфсноксиуксусную кислоту. В высоких концентрациях это вещество способствует ускоренному росту сорняков, в результате чего они погибают, ибо рост их становится настолько бурным, что корневая система не успевает обеспечить растения питательными веществами. Действие гербицидов может быть избирательным (на однодольные или двудольные растения, на отдельные виды) или сплошным. Это зависит от состава вещества и его дозы. 80% гербицидов используют для уничтожения сорняков (химической прополки) в посевах кукурузы, сои. хлопчатника, пшеницы, риса, сахарной свеклы. Для предуборочного удаления листьев хлопчатника, семенных посевов бобовых, картофеля, подсолнечника и риса применяют особые вещества — дефолианты, вызывающие опадание листьев растений. В качестве дефолианта в нишей стране чаще всего применяют хлорат магния.

В заключение важно упомянуть о регуляторах роста, которые стимулируют или тормозят рост и развитие растений. Примером таких веществ могут служить тиомочевнна, роданид аммония и др. Лучшее укоренение черенков, регулирование плодоношения, чеканка растений, ускорение созревания плодов и прорастания клубней доспивются применением ауксинов и антиауксинов.

Отрицательные последствия применения пестицидов и борьба с ними
Широкое применение пестицидов не только ведет к росту урожайности, увеличению производительности труда, рентабельности сельскохозяйственного производства, но и имеет отрицательные последствия. В качестве последних можно назвать:

1) гибель диких животных при обработке полей пестицидами;
2) массовое размножение вредителей после применения пестицидов;
3) появление вредителей, устойчивых к пестицидам.

Гибель диких зверей объяснялась тем. что пестициды оказывались опасными не только для вредителей, но и для теплокровных животных, чему способствовала концентрация пестицидов в трофических цепях. Так, при обработке одного из водоемов на северо-западе США против комаров препаратами ДДТ его концентрация в воде была 0,14 мг/л; в планктоне — 5 мг/л; в теле рыб, питавшихся планктоном, - 40—1000 частей на миллион, в теле хищных рыб — 350-2500 частей на миллион- Результатом такого увеличения концентрации ДДТ была гибель 970 пар песчанок из 1000, обитавших на этом озере. С ростом применения пестицидов их стали обнаруживать в продуктах питания. Хорошо известен механизм острой интоксикации пестицидами при несчастных случаях. Стало ясно, что даже в небольших дозах они действуют на нервную, эндокринную, половую и другие системы.

Массовое размножение вредителей после применения пестицидов объясняется тем. что вместе с вредными насекомыми уничтожалось и последующее звено — хищные насекомые. Живая природа - это не пассивный объект нашего воздействия, она отвечает на него активной приспособительной реакцией. Этим объясняется появление вредителей, устойчивых к пестицидам, причем их количество увеличивается. В 1965 г. было 120 устойчивых видов, в 1978г. — 260, в 1983 г. 430. а в 1988 г. — уже более 500 видов.

Движение воздуха в атмосфере и воды в гидросфере, другие физико-химические процессы приводят к тому, что при обычной технологии применения пестициды распространяются далеко за пределы объекта, для которого были предназначены. Часты случаи, когда распылевие гербицидов нпиацией приводит к их попаданию на лесополосы, а в результате гибнут и полезные насекомые, и птицы, и млекопитающие.

Пестициды способны мигрировать но очень большие расстояния. В осадках, выпавших над островом Барбадос, были обнаружены следы ДДТ. Они представляли собой частицы земли, принесенные из Марокко.

Однако отказаться сейчас от пестицидов человечество не может, но уменьшить их влияние на природу возможно, если использовать интегрированную систему борьбы с вредителями, включающую в себя следующие методы:

1. Карантинный метол включает комплекс мер. полно лающих предупредить распространение наиболее опасных вредителей.

2. Селекционным метод состоит в выведении сортов растений и пород животных, устойчивых к болезням и нргдным насекомым. Сорта подсолнечника, выведенные Л. А. Ждановым и В. С. Пустовойтом. устойчивы к подсол ноч ни новой моли-огневке, заразихе и мучнистой росе.

3. Агротехнический метод включает приемы обработки почвы, введение севооборотов, соблюдение срока посевов И технологии уборки, строгое соблюдение научных рекомендаций применения пестицидов: внесение их в укааанных дозах а обусловленной концентрации, неукоснительное соблюдение правил транспортировки, хранения и внесения. Можно проиллюстрировать этот метод примером из практики, когда при весенней культивации и бороновании зяби чисть личинок хлебного жука гибнет от механического воздействии, и оказавшиеся на поверхности становятся добычей грачей. При посеве одной и той же культуры на одном месте из года в год i врантируеття не только обилие корма для вредителей, но и его постоянство. Смена культуры ухудшает кормовые условия и приводит к снижению численности вредных насекомых.

4. Химический метод непрерывно совершенствуется благодаря созданию новых пестицидом с высокой избирательностью действия и большой скоростью распада.

Технология применения пестицидов совершенствуется. Уменьшается их расход, а следовательно, и раеггространение в окружающей среде- Применяется ультрамялоечтъеиное опрыскивание, позволяющее уменьшить расход препарата во много раз при той же эффективности. Она еще более возрастает, если сообщить распыляемым каплям электрический заряд, при котором они прилипают к листьям растений, имеющих противоположный заряд. Еще пример: почти в 2 раза уменьшается расход пестицидов при высеве семян свеклы, помещенных н капсулу из слоев фунгицида, инсектицида, удобрений и нейтрального слоя. Необходимое количество семян при этом снижается.

5. Физический способ можно проиллюстрировать на таком примере: в борьбе С ночными насекомыми применяют оп-тнческие ловушки, представляющие собой лампы накаливания или ультрафиолетовые лампы. Ультразвук оказывает подавляющее действие на микробов, отпугивает грызунов. Ток высокого напряжения можно использовать для прополки сои. хлопка, сахарной свеклы. Электрогенератор, работающий от вала отборв мощности трактора, создает напряжение 1600-3000 В. которое сообщается на горизонтальную штангу, вынесенную в полевую зону. С ней соприкасаются и погибают сорняки, более высокие, чем культурные растения. Большое достоинство злектропропольщика уничтожение сорняков не только а междурядье, но и в самом рядке.

6. Биологический метод наиболее перспективен в экологическом отношении, поскольку не вызывает загрязненнн окружающей среды. Он основан на использовании: 1) энтомо-фагов и паразитов вредителей; 2) хищных и насекомоядных птиц и млекопитающих; 3) микробов и вирусов — возбудителей болезней вредителей; 4) синтетических аналогов биологически активных веществ. Например, паразита-яйцееда три-хограмму успешно используют для уничтожения кукурузного мотылька, капустной совки и других вредителей. Созданы микробиологические препараты, вызывающие болезни у вредителей: зктобактерин и др.

Хорошие результаты дает применение аналогов природных биологических веществ, выделяемых вредителями.

Химизация животноводства
Химизация животноводства - это комплекс мер, способствующих повышению качества кормов и продуктивности животных. Основные ее направления:
• производство химических консервантов и стабилизаторов кормов;
• производство кормовых дрожжей и микробиологического белка;
• использование мочевины и других кормовых добавок;
• применение стимуляторов роста животных.

Так, для создания прочной кормовой базы важно не только увеличить заготовку кормов, но и улучшить их качество, снизить потерн при уборке и хранении. Наиболее прогрессивная форма заготовки зеленых кормов -- химическое консервирование, так как оно обеспечивает хорошую сохранность питательных веществ, подавляет развитие гнилостных и мас-лянокислых бактерий, предотвращает нежелательные ферментативные процессы.

Химические добавки при силосовании трав, кукурузы, подсолнечника и бобово-злаковых смесей повышают качество корма и значительно сокращают потери питательных веществ. Для повышения содержания перевариваемого протеина в рационах скота и птицы используют кормовые дрожжи, белки микробного происхождения, мочевину и другие вещества. Так, применение 1 т кормовых дрожжей а рационе птицы позволяет дополнительно получить по 2 т мяса или 35 тыс. яиц.

При составлении пищевых рационов для откорма животных в настоящее время экологически более обоснованно вводить в растительную пищу незаменимые аминокислоты, которые получают ферментативным или полным синтезом. Так добавкой 0,4% лизина к пшеничной муке можно повысить ее биологическую ценность не менее чем на 50%.

В птицеводстве и свиноводстве в качестве источника белка выбрана соевая мука, обогащенная метионнном.

В нашей стране налажено промышленное производство кормового концентрата лизина — одной из незаменимых аминокислот. Включение в рацион двухмесячных поросят по 40 г этого концентрата (2,5 г в пересчете на чистый лизин) обеспечивает прирост живой массы на 15,6%, а затраты кормов на единицу прироста уменьшаются при этом на 15%.

Недостаток протеина в рационе животных можно восполнить, используя мочевину, бикарбонат аммония и другие аммонийные соли органических и минеральных кислот, безопасные в экологическом отношении. Скармливание животным мочевины позволяет экономить от 20 до 35% кормовоп» белка.
Полноценность рационов сельскохозяйственных животных во многом определяется тем, насколько они сбалансированы по содержанию минеральных веществ, витаминов и других биологически активных веществ. Всего в организмах животных обнаружено более 80 элементов Периодической системы Д. И. Менделеева, но изучено значение пока лишь одной трети из этих элементов. Минеральные веществл входят в состав всех органов животных и выполняют в них специфические функции.

Макро- и микроэлементы обеспечивают оптимальные условия биохимических реакций, функционирование ферментов и гормонов, распад и синтез органических соединений. Эти вещества активно содействуют процессам расщепления, всасывания и усвоения питательных и энергетических веществ, обезвреживания и выведения из организмов продуктов распада. Напомним значение одною из важнейших биогенных элементов — фосфора. Он входит в состав молекул сложных белков, нуклеиновых кислот, фосфатидов, фитина и других веществ, без которых невозможна жизнь. Содержание фосфора в теле животного достигает 1%. Фосфор вместе с кальцием составляют основу костей животных. На эти два элемента приходится около 65 70% всех минеральных веществ. Они играют очень важную роль в обмене веществ, поэтому для нормального роста и развития животные нуждаются в кормовых фосфатах. Включение их в рацион коров на 5—10% увеличивает надои молока. Для восполнения дефицита фосфора в качестве кормовых добавок используют также гидроартофосфаты натрия и аммония, кормовой преципитат. Вместе с тем избыток фосфора в рационе затрудняет псасывание и усвоение организмом животного солей магния.

Важную роль в организме животных играют и другие химические элементы. Железо, медь, марганец, кобальт и кальций участвуют к синтезе гемоглобина, сера - в синтезе белка. Иод является составной частью гормона щитовидной железы, хлор — соляной кислоты. Многим животным необходима поваренная соль, содержащая натрий и хлор.

Применение витаминов и стимуляторов роста обеспечивает увеличение суточных привесок крупного рогатого скота, свиней, овец и цыплят.
Чище всего биологически активные вещества дают в виде так называемых премиксов — смеси микроэлементов, витаминов, ферментных препаратов, антибиотиков.

1. Что понимают под химизацией сельского хозяйства? Каковы ее основные направления?
2. Рассмотрите на примерах взаимосвязь растении и почвы.
3. Что такое ППК? Какие существуют виды поглощения веществ почвой?
4. Рассмотрите общую классификацию удобрений и сравните апологическую безопасность минеральных и органических удобрений.
5. Какова классификация удобрений: а) минеральных, б) органических? Ответ иллюстрируйте примерами.
6. Какую роль играют микроудобрения в повышении урожайности сельскохозяйственных культур? Существуют ли ультрамикроудобрення? Приведите примеры.
7. Что понимают под химической мелиорацией почп? Какие ее виды вам известны? В чем сущность каждого из видов?
8. Чтотакое пестициды? Какие виды пестицидов вы знаете? Какие из них используются: в) в вашем приусадебном (дачном) хозяйстве, б) в быту?
9. Как уменьшит), отрицательные последствия применения пестицидов на практике?
10. Какие направления химизации животноводства вы знаете? Расскажите о каждом из них и опишите значение отдельных химических веществ в животноводстве для решения продовольственной проблемы.

_{кейсы по химии, вопросы и ответы по химии 11 класс, книги для школьников}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.