Минеральные удобрения 9 класс химия

Обновлено: 19.09.2024

Загрузить презентацию (697 кБ)

познакомить учащихся с основными видами минеральных удобрений, их многообразием
определить состав удобрений, способы их получения и распознавания
рассмотреть физические и химические свойства удобрений
выявить роль удобрений в жизни растений.

Продолжительность урока: 2 часа.

1. Актуализация знаний учащихся

Учитель: Какие химические вещества входят в состав живых растений?
Учащиеся: Неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты)
Учитель в ходе обсуждения учащиеся заполняют на интерактивной доске обобщающую схему:

Химический состав растений

? ?
? ? ? ? ? ? ?

Учитель: Из каких химических элементов состоят данные вещества? На данной интерактивной схеме найдите соответствие между веществами и их поэлементным составом:

Учащиеся предлагают свое решение и выполняют его, соединяя на интерактивной доске стрелками соответствующие элементы правого и левого столбика.

Учитель: Проверим ваше решение, сравнив его с поясняющей таблицей.

(В случае обнаружения ошибок класс исправляет и дает обоснованные комментарии своего выбора)

Учитель: Рассмотрим перечень предлагаемых химических элементов на динамической схеме (символы элементов предварительно крепятся на магнитной доске)
Какие химические элементы, по вашему мнению, чаще всего встречаются в растениях? Классифицируйте выбранные вами элементы на 2 группы. Какой признак вы взяли за основу своей классификации?

Учащиеся: распределяют выбранные химические элементы, делят их на 2 группы, обосновав свой выбор.

Учитель: Сравним ваше решение с данной интерактивной схемой:

Химические элементы
? ?
C O H N P S K Ca Mg Fe Mn Cu Zn Cr

Учитель: Блицопрос:
– Откуда растения получают необходимые им питательные элементы?
– Откуда в растение поступает углерод?
– Откуда растение может взять кислород и водород?
– Что является источником азота для растений?

Учащиеся в ходе блицопроса приходят к выводу, что в питании растений важную роль играет ионный состав почвенных растворов.

Нитрат-ионы
Ионы аммония
Фосфат-ионы
Гидрофосфат-ионы
Дигидрофосфат-ионы
Сульфид-ионы
Катионы калия, кальция, магния…

Учащиеся по цепочке выходят и записывают напротив названий соответствующие формулы. Следующий ученик должен проверить формулу предыдущего ученика, при обнаружении ошибки – зачеркнуть и записать правильный вариант ответа.

Учащиеся: В ходе рассуждений приходят к идее о том, что в минеральном питании растений важнейшую роль имеют особые вещества, в состав которых обязательно должны входить элементы фосфор, азот и калий.

Учитель: вещества, три важнейших питательных элемента: азот, фосфор, калий и способные в почвенном растворе диссоциировать на ионы, называются минеральными удобрениями.

(Делается совместное с учащимися обобщение, определение демонстрируется на слайде)

– Как вы думаете, какую цель мы можем сегодня поставить перед собой на уроке и реализовать ее?

(Учащиеся обсуждают и предлагают возможные цели)

– классификация удобрений
– названия, состав удобрений
– питательная ценность удобрений
– некоторые общие физические и химические свойства удобрений
– отдельные удобрения, их распознавание

3. Изучение нового материала с элементами промежуточного закрепления

Учитель: Рассмотрим классификацию минеральных удобрений по:
А) основному питательному компоненту (азотные, калийные и фосфорные)
Б) числу питательных элементов (простые и комплексные: сложные и смешанные)

Назовите простые удобрения, укажите их химический состав
Назовите комплексные удобрения
Поясните свой выбор

Учащиеся работают с таблицами, анализируют состав удобрений, определяют признаки классификации:

Для группы № 1:

Для группы № 2:

Для группы № 3:

– Почему данные удобрения относят к комплексным?
– Назовите комплексные удобрения, содержащие наибольшее число питательных элементов

Учащиеся дают ответы со своими обоснованными комментариями. В результате обобщения информации, поступившей от трех групп, сделаем вывод по многообразию комплексных удобрений:

Сложные удобрения – это комплексные удобрения, в которых атомы питательных элементов объединены химической связью. (Сложное удобрение – это одно вещество, его состав выражен одной формулой)
Смешанные удобрения – это комплексные удобрения, которые представляют собой смеси нескольких (двух, трех) различных веществ.

Промежуточное закрепление:

Учитель:

Задание 1: Разделите данные удобрения на три группы:

– простые
– комплексные сложные
– комплексные смешанные

Задание № 2. Заполните интерактивную схему:

Минеральные удобрения

? ?
. ??

Учитель: Рассмотрим питательную ценность минеральных удобрений.
Основные положения вопроса:
– Удобрения с высоким содержанием питательного элемента (с высокой массовой долей его) называются концентрированными.
– Питательная ценность минерального удобрения определяется массовой долей питательного элемента в нем.
– Почему предпочтительнее использовать концентрированные удобрения?

Промежуточное закрепление:

Группы 1 – 3 учащихся производят расчеты массовых долей питательного элемента для выбранных удобрений и определяют среди них концентрированные.

Учитель: рассмотрим некоторые физические свойства минеральных удобрений.

Практическое задание: Проверьте практически растворимость в воде выданных вам образцов минеральных удобрений. Результаты оформите в виде таблицы. Сделайте выводы.

Учащиеся проверяют на практике данное физическое свойство и комментируют полученные результаты.

Удобрения селитры – взрывоопасны.
Гигроскопичность – способность поглощать влагу даже из сухого воздуха.

Например:

– Сильногигроскопичное удобрение – аммиачная селитра
– Слабогигроскопичное удобрение – сульфат аммония

Гигроскопичные удобрения выпускают в виде гранул. А в чем может быть преимущество гранул перед порошкообразным удобрением? При каких условиях надо хранить селитры?

Учащиеся:

Меньше поглощают влагу
Экономически более выгодны
Растениями используются дольше

Условия безопасного хранения селитр:

– Предохранять от слеживания
– Контролировать температурный режим, предотвращать нагревание

4. Закрепление полученных знаний на практике:

Учитель: познакомимся с планом характеристики минерального удобрения.

Простое или комплексное удобрение
Концентрированное или неконцентрированное удобрение
Внешний вид (агрегатное состояние, цвет, гранулированное или порошкообразное)
Растворимое или нерастворимое
Гигроскопичное или негигроскопичное
Гидролизуется или не гидролизуется
Способ получения

Задание 1: Дайте характеристику удобрения по плану

1 вариант: Аммиачная селитра
2 вариант: Аммиачная вода

Задание 2: Распознайте минеральные удобрения практическим путем:

1 вариант: докажите практически качественный состав аммиачной селитры
2 вариант: докажите качественный состав сульфата аммония
3 вариант: распознайте опытным путем, в каком из пакетов находится аммиачная селитра и сульфат аммония

Что значит распознать удобрение?
Как доказать наличие в составе удобрений иона аммония?
Какова качественная реакция на нитрат – ионы?
Какова качественная реакция на сульфат – ионы?

Запишите соответствующие реакции.

5. Представление учащимися опережающего творческого задания

Учитель: Рассмотрим биологическое значение минеральных удобрений в жизни культурных растений.

Задание: Распознайте практическим путем фосфорные удобрения.

Выполните задания:

Вариант 1: Рассмотрите в коллекции двойной суперфосфат, простой суперфосфат, фосфоритную муку.
Вариант =2: Дайте характеристику двойного суперфосфата по плану.

Выполните задание: Как доказать практически что в выданном вам пакете содержится сложное калийно – фосфорное удобрение? Запишите соответствующие уравнения реакций.

Представление опережающего задания.

… Многочисленные эксперименты показали, что растения особенно нуждаются в фосфоре в начальный период развития. При нехватке его растения остаются низкорослыми их листья приобретают грязно-зеленый цвет с фиолетовым оттенком. В 20-х годах 20 века А.Н.Ферсман открыл крупное месторождение апатитов на Кольском полуострове, в Хибинах. Производство фосфорных удобрений возросло…(содержание выступления может быть и иного содержания)

Задание: Распознайте практическим путем калийные удобрения.

Распознайте практическим путем калийную соль.
Запишите уравнения соответствующих реакций.

Представление опережающего задания.

Задание 4. Химический диктант:

1 Вариант: Запишите химический состав удобрений: мочевины, преципитата, простого суперфосфата, кальциевой селитры, нитрофоса.
2 Вариант: Запишите химический состав удобрений: аммиачной селитры, фосфоритной муки, карбамида, двойного суперфосфата, аммофоски.

6. Подведение итогов работы на уроке. Оценка работы учащихся с комментариями. Самооценка.

Минеральные удобрения — неорганические соединения, содержащие необходимые для растений элементы питания. В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах – молибдена, на черноземах – марганца и т. п. Применение минеральных удобрений – один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью минеральных удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель. Для внесения минеральных удобрений используются туковые сеялки.

Установлено, что в состав растений входит около 70 элементов. Некоторые из них – макроэлементы – необходимы растениям в больших количествах; другие же – микроэлементы – требуются в незначительных количествах.

1. МАКРОЭЛЕМЕНТЫ – углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, магний, калий, кальций.

2. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ – железо, марганец, бор , медь, цинк, молибден, кобальт и др.

Три важнейших элемента – азот, фосфор и калий – необходимы растениям в больших количествах. Поэтому удобрения, содержащие эти элементы, получают в промышленных масштабах.

При недостатке азота задерживается образование зелёной массы, растения плохо растут, их листья желтеют. Азотные удобрения необходимы растениям в весенний период.

Фосфор необходим при росте и развитии репродуктивных органов растений (цветков, плодов).

Калий ускоряет процесс фотосинтеза и содействует накоплению углеводов (сахара – в сахарной свекле, крахмала в картофеле). У злаковых он способствует укреплению стебля и тем самым устраняет их полегание.

Железо, марганец, бор и другие микроэлементы играют определённую роль в жизни растений. Так, например, при наличии микроэлемента бора растения лучше усваивают азот, фосфор, и калий. Медь, марганец и цинк ускоряют окислительно-восстановительные процессы и тем самым способствуют росту растений. Железо участвует в синтезе хлорофилла.

Растения поглощают макро – и микроэлементы из почвенного раствора в виде ионов (NH ₄ + , NO ₃ - , K + и других)

Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных минеральных солей. В зависимости от того, какие питательные элементы содержатся в них, минеральные удобрения подразделяют на простые и комплексные .

1) Простые минеральные удобрения содержат один какой-либо элемент питания (P, K, N). К ним относятся фосфорные, азотные, калийные и микроудобрения.

2) Комплексные минеральные удобрения содержат одновременно два или более основных питательных элемента.

Цели урока: познакомиться с основными видами минеральных удобрений, их классификацией и составом; изучить способы определения минеральных удобрений; научиться проводить расчеты по химической формуле; совершенствовать экспериментальные умения; развивать умения работать со справочной литературой.

Оборудование: коллекция удобрений, слайд-фильм, спиртовка, держатель, спички, лучинка, стакан, колба с водой, штатив с пробирками, хлорид бария, нитрат серебра, гидроксид натрия, универсальная индикаторная бумага.

I. Организация класса

Один мой знакомый решил заняться фермерством. Он был полон радужных надежд и с жаром говорил о выгодах своего предприятия.

Ребята, а как вы думаете прав ли этот начинающий фермер? Какой урожай он может получить со своими знаниями. Ответ поясните.

А какие способы повышения урожайности вы можете предложить?

(Ребята предлагают свои варианты, из которых наиболее приемлемым является использование минеральных удобрений.)

Итак, тема сегодняшнего урока “Минеральные удобрения”.

В 1840 году великий немецкий химик Юстус Либих впервые указал на истощение почв минеральными веществами и на необходимость возвращения их в почву. Не сразу, но его теория была принята. Согласно ей минеральные удобрения должны содержать три основных элемента – азот, фосфор и калий.

Из курса биологии вы знаете, что растение – это, прежде всего уникальная фабрика, перерабатывающая в процессе фотосинтеза в глюкозу углекислый газ и воду. На восстановление одной молекулы СО 2 требуется четыре молекулы воды и четыре кванта света. КПД процесса фотосинтеза 75%, что больше, чем у любого производственного процесса. Питание растений без воды невозможно, так как в водном растворе происходят все процессы метаболизма, вода служит для растения источником кислорода и водорода, составляет 80% массы растения. Без нее невозможно и дыхание растений, поэтому, если лишить растение воды, оно погибнет не только от “жажды”, но и от “удушья”.

А вот как влияют на состояние здоровья растения другие минеральные вещества, вам предстоит выяснить самостоятельно, изучив текст о минеральных удобрениях.

Класс делится на 3 группы. Каждая группа получает по два вопроса.

2. Азотные удобрения, их значение. Исследование азотных удобрений: сульфат аммония, аммиачная селитра, мочевина.

1. Классификация удобрений.

2. Фосфорные удобрения, их значение. Исследование фосфорных удобрений: суперфосфат, фосфоритная мука, костяная мука.

1. Калийные удобрения, их значение. Исследование калийных удобрений: сильвинит, калийная селитра, хлористый калий.

2. Экологические последствия, связанные с применением минеральных удобрений.

Свои результаты ребята заносят в таблицу.

Получение и нахождение в природе

Первый текст “Азотные удобрения”

Азот один из основных элементов, необходимых для жизни, так как входит в состав всех аминокислот, а значит и белка. Вне белковых тел жизнь невозможна. Атмосферный азот растения усваивать непосредственно не умеют, зато они усваивают азот из почвы в двух формах: одна нитратная (в виде нитрат – ионов), другая – аммонийная (в виде ионов аммония). Причем наиболее предпочтительна аммонийная, потому что азот в этой форме сразу идет на построение аминокислот, образующих белок.

А вот нитратная форма должна сначала восстановиться до аммонийной и только потом будет усвоена растением. Без достаточного количества азота в почве растение не сможет набрать нужную вегетативную массу, а вот если его совсем не будет хватать, тогда нижние листья растений становятся бледно-зелеными, а потом уже все, начиная с верхушки, буреют и отпадают.

После уборки урожая азот в больших количествах уносится из почвы и вновь внести его в землю можно только с помощью минеральных удобрений. Недостаток азота в почве издавна восполняли органическими подкормками: перегноем и навозом. Производимые сейчас минеральные удобрения нельзя также вносить неконтролируемо, например, сульфат аммония после многократного внесения из-за гидролиза соли может привести к закислению почв, и его нужно нейтрализовать известью.

Все азотные удобрения хорошо растворимы в воде. Самое первое широко применяемое минеральное удобрение – это чилийская селитра (нитрат натрия), его впервые обнаружили и стали вывозить из Чили. Однако, запасы чилийской селитры стали быстро истощаться в связи с тем, что ее использовали и для производства пороха. Другим даже более ценным для растения стало удобрение – аммиачная селитра, его производство наладили после открытого немцем Фридрихом Габером способа связывания атмосферного азота в аммиак. Аммиачная селитра содержит азот сразу в двух формах: в нитратной и аммонийной. Получают ее так:

HNO 3(разб.) + NH 3 => NH 4 NO 3

Неудобство в ее использовании состоит в том, что оно легко слеживается, поэтому его нужно гранулировать, а также оно хорошо растворимо в воде, поэтому может быть смыто с поля первым же ливнем, и кроме того, при определенных условиях (при повышении температуры около 200 о С) становится даже взрывоопасным.

Самое концентрированное и лекгоусваиваемое растениями азотное удобрение – это широко известная мочевина или карбамид – (NH 2 ) 2 CO, массовая доля азота в нем 46%. Технологический процесс его производства довольно сложен и идет под давлением 20000 КПа и температуре около 200 0 С и выражается уравнением:

2NH 3 + CO 2 => (NH 2 ) 2 CO + H 2 O

Химическая промышленность выпускает также и сульфат аммония, гораздо более бедный по содержанию азота в нем, но зато очень дешевый, ведь это удобрение получают как побочный продукт при очистке коксового газа от аммиака серной кислотой:

2NH 3 + H 2 SO 4 => (NH 4 ) 2 SO 4

К его недостаткам можно отнести относительную бедность азотом и при многократном его использовании закисление почв.

Второй текст “Фосфорные удобрения”.

Фосфор – элемент важнейшего органического соединения для любого организма аденозинтрифосфорной кислоты – АТФ. Эта кислота служит аккумулятором энергии в живой клетке. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, а без них невозможно хранение и воспроизведение генетической информации, содержащейся в клетке. Фосфор принимает активное участие в восстановлении и и распаде углеводов, оказывая большое влияние на рост растения, его цветение и плодоношение.

Растения усваивают фосфор из почвы главным образом в виде фосфат – иона (РО 4 -3). Как известно, фосфорная кислота образует три типа солей: орто- , гидро- и дигидрофосфаты. Для усвоения растением удобрение должно быть растворимо в воде, из средних фосфатов растворимы только соли щелочных металлов, гидрофосфаты растворимы лучше, зато дигидрофосфаты растворимы все без исключения.

Однако, и нерастворимая фосфоритная мука Са 3 (РО 4 ) 2 и труднорастворимый преципитат СаНРО 4 прекрасно усваиваются некоторыми культурами (люпин, горох, горчица, гречиха…). Дело в том, что корневые волоски этих растений выделяют органические кислоты, растворяющие неподатливые в воде соли.

Одно из первых фосфорных удобрений – это простой суперфосфат CaSO 4 . Ca(H 2 PO 4 ) 2 . Массовая доля оксида фосфора в нем не превышает 20% (это немного), кроме того, большую часть этого удобрения составляет балласт – сульфат кальция. Однако, пользоваться им будут еще долго, из-за легкости его получения:

Са 3 (РО 4 ) 2 + 2 Н 2 SO 4 => 2 Ca SO 4 + Ca(H 2 PO 4 ) 2

В другом фосфорном удобрении – двойном суперфосфате Са(Н 2 РО 4 ) . Н 2 О - в отличие от простого нет балласта – неусваиваемого растениями гипса. Производство этого удобрения связано с применением фосфорной кислоты вместо серной, сырьем может служить как фосфорит (ортофосфат кальция), так и известняк (карбонат кальция):

Са 3 (РО 4 ) 2 + 4 Н 3 РО 4 + 3Н 2 О => 3Са (Н 2 РО 4 ) 2 . Н 2 О

СаСО 3 + 2Н 3 РО 4 =>Са (Н 2 РО 4 ) 2 . Н 2 О + СО 2

На основе фосфорной кислоты также можно получить еще одно фосфорное удобрение – преципитат Са НРО 4 , содержащий 27–42 % фосфорного ангидрида:

2Н 3 РО 4 + Са(ОН) 2e => Са(Н 2 РО 4 ) 2 + 2 Н 2 О

Са(Н 2 РО 4 ) 2 + Са(ОН) 2 => 2 СаНРО 4 + 2Н 2 О

А если заменить в этих удобрениях довольно безразличный для растений кальций на ион аммония? Нейтрализацией фосфорной кислоты газообразным аммиаком получают высокоэффективные удобрения - аммофосы:

NH 3 + H 3 PO 4 => (NH 4 ) H 2 PO 4

2NH 3 + H 3 PO 4 => (NH 4 ) 2 HPO 4

Третий текст “Калийные и комплексные удобрения”

Калий, так же как азот и фосфор, нужен любому растению. Но особенно в нем нуждаются технические культуры: клевер, подсолнечник, лен, картофель, табак. Один килограмм оксида калия, внесенного в почву, позволяет дополнительно получить 8 кг зерна, 35 кг картофеля или 40 кг сахарной свеклы. Если листья бледнеют и отмирают , а стебель становится слабым и сгибается под собственной тяжестью, значит в “пище” растений наверняка не хватает калия. При недостатке этого элемента снижается интенсивность фотосинтеза, а дыхания, напротив, повышается, то есть растение начинает как бы “судорожно глотать воздух”, как бегун после длинной дистанции. Без калия сахарная свекла не наберет положенного ей количества сахара, а картофель крахмала. По запасам калийного сырья наша страна занимает первое место в мире. Чаще всего эти удобрения получают из сильвинита – (NaCl . KCl). Другими природными источниками калия являются карналлит (KCl . MgCl 2 . 6H 2 O) и каинит (KCl . MgSO 4 . 3H 2 O) .

К сожалению, ни одна из этих солей в чистом виде удобрением служить не может. Поскольку все соли калия растворимы, то растения легко усваивают ион калия , пропуская его через мембрану клеток корневых волосков. Одно плохо, в таких больших количествах сопутствующий ион хлора растениям не нужен. Поэтому ценятся бесхлорные калийные удобрения сульфат калия и карбонат калия – поташ. Правда, поташ можно вносить только на закисленные почвы, ведь у него в водном растворе из – за гидролиза ярко выраженная щелочная реакция.

Несмотря на богатство минералами, содержащими калий без технологических процессов по выделению из них хлорида калия не обойтись. Вся технология процесса построена на том, что растворимость хлорида калия значительно растет при повышении температуры, а растворимость хлорида натрия от температуры почти не зависит. Значит, если обработать исходную смесь нагретым до 80 – 1000С рассолом хлоридов натрия и калия, насыщенным в холодном состоянии, раствор будет обогащаться калием. А когда насыщенный уже при высокой температуре раствор охладится , в осадок выпадет только хлорид калия. Полученный хлорид калия – самое концентрированное удобрение по содержанию в нем калия, но хлорид – ион не нужен растениям в таком большом количестве, поэтому, наиболее употребляемым удобрением является сульфат калия. хотя он содержит меньше действующего вещества, но зато используется для удобрения любых культур.

Способ получения довольно не сложен:

2KCl + 2 MgSO 4 e=> K 2 SO 4 . MgSO 4 + MgCl 2

K 2 SO 4 . MgSO 4 + 2 KCl => 2 K 2 SO 4 + MgCl 2

В настоящее время все чаще используют комплексные удобрения. Преимущества их очевидны. Ведь в них питательные вещества распределяются более равномерно, затраты на внесение значительно уменьшаются и поля не засоряются балластом. В таких удобрениях составляющие их вещества должны входить в строгих соотношениях, так как растения сразу будут реагировать на недостаток или избыток чего-либо. Комплексное удобрение может быть очень простым – это, например, калийная селитра . Наиболее используемое из тройных удобрений - это нитроаммофоска, в ней соотношение питательных элементов азота, фосфора и калия соответственно 1:1:1.

Упомянутый фосфат аммония – тоже комплексное удобрение, к тому же не содержащее балласта.

Питательная ценность минеральных удобрений.

Содержание питательного элемента фосфора в фосфорных минеральных удобрениях определяют в пересчете на оксид фосфора(V). Сколько этого оксида в простом и двойном суперфосфате?
Определите питательную ценность натриевой селитры.
Рассчитайте питательную ценность хлорида калия.

Учитель предлагает учащимся вернуться в рабочие группы, обменяться информацией, полученной в экспертной группе, и заполнить сводную таблицу и презентовать ее. Затем учитель предлагает

IV. Домашнее задание : §29 (учебник “Химия -8” О.С. Габриеляна).

Учащиеся усаживаются поудобнее, расслабляются, тихо звучит спокойная музыка.

Учащиеся выполняют рефлексивный тест, который не подписывают. В случае согласия с утверждением ставят напротив него знак “+”:

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Минеральные удобрения источник различных питательных элементов для растений и свойств почвы, в первую очередь азота, фосфора и калия, а затем кальция, магния, серы, железа. Все эти элементы относятся к группе макроэлементов ( „ Макрос ” по-гречески большой), так как они поглощаются растениями в значительных количествах. Кроме того, растениям необходимы другие элементы, хотя и в очень небольших количествах. Их называют микроэлементами ( „ Микрос ” по-гречески маленький). К микроэлементам относятся марганец, бор, медь, цинк, молибден, иод, кобальт и некоторые другие. Все элементы в равной степени необходимы растениям. При полном отсутствии любого элемента в почве растение не может расти и развиваться нормально. Все минеральные элементы участвуют в сложных преобразованиях органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Растения для образования своих органов стеблей, листьев, цветков, плодов, клубней используют минеральные питательные элементы в разных соотношениях.

В почвах обычно имеются все необходимые растению питательные элементы. Но часто отдельных элементов бывает недостаточно для удовлетворительного роста растений. На песчаных почвах растения нередко испытывают недостаток магния, на торфяных почвах молибдена, на черноземах марганца и т. д. Недостаток элементов восполняется при помощи удобрений. Почвенную кислотность устраняют при помощи углекислых солей кальция и магния.

Применение минеральных удобрений один из основных приемов интенсивного земледелия. С помощью удобрений можно резко повысить урожаи любых культур на уже освоенных площадях без дополнительных затрат на обработку новых земель. При помощи минеральных удобрений можно использовать даже самые бедные, так называемые бросовые земли.

Всем живым организмам необходимы вещества, регулирующие скорость биохимических реакций. Микроэлементы и входят в состав таких веществ, например ферментов. Действие их многообразно. Например, железо, марганец и цинк входят в состав некоторых ферментов катализаторов окислительно-восстановительных реакций. Железо способствует образованию хлорофилла. При внесение ничтожных количеств молибдена урожайность бобовых резко возрастает. Соединения молибдена повышают каталитическую активность ферментов, участвующих в реакциях связывания атмосферного азота бактериями.

Как же осуществляется питание растений содержащимися в почве элементами? Обратимся к теории электролитической диссоциации. Растения избирательно извлекают необходимые элементы из водного почвенного раствора в виде ионов (катионов NH4 , К, Mg, Ca, H, анионов NO3 , H2PO4, SO4 и другие ). По мере извлечения питательных веществ растениями почвенный раствор должен пополняться ими. Как это происходит? Азот почвыпочти целиком входит в недоступные растениям органические соединения. Основная масса фосфора входит в состав нерастворимых в воде неорганических соединений (фосфаты алюминия, железа и другие) и органических соединений. В почвах содержится много соединений серы, калия, магния, микроэлементов. Но лишь малая часть их находится в доступных усвоению растениями формах.

Под влиянием разнообразных химических реакций и при участии микроорганизмов происходит постепенный переход питательных элементов из неусвоемого состояния в ионное. Но эти ионы были бы вымыты водой, если бы они не удерживались почвенными ионитами. Удерживаемые ионитами ионы составляют основную массу содержащихся в почве питательных материалов в доступной для растений форме. Между ионитами и растворенными веществами протекают обменные реакции, в результатеорганических веществ, и прежде всего углеводов. Значит, растению прежде всего необходимы фосфорные удобрения. Содержание питательных веществ в удобрении выражают в процентах P 2O5, N и K2O.

Выпускаются также удобрения, содержащие два или три элемента, иногда с добавлением и микроэлементов.

Азотные удобрения производят на заводах, связывая азот воздуха с водородом. В результате образуется аммиак, который затем окисляется до азотной кислоты. Соединяя аммиак с азотной кислотой, получают наиболее распространенное азотное удобрение аммиачную селитру, которая содержит около 34% азота.

Применяют как удобрение водный раствор аммиака, содержащий около 20% азота. Его производство обходится значительно дешевле, чем производство аммиачной селитры. Но перевозить жидкий аммиак и вносить его в почву сложнее: нужны специальные цистерны и особые культиваторы растениепитатели. Для того, чтобы аммиак не улетучивался из почвы, его необходимо заделывать по меньшей мере на глубину 10-15 см.

Из других азотных удобрений применяются сернокислый аммоний, содержащий до 20% азота, натриевая селитра (16% азота), калийная селитра (13,5% азота и 46,5% окиси калия) и мочевина наиболее богатое азотом соединение (до 46% азота).

Сырьем для изготовления фосфорных удобрений служат минералы апатит и фосфорит. Тонко размолотый апатит или фосфорит обрабатывают серной кислотой и получают суперфосфат основное фосфорное удобрение. Почти вся фосфорная кислота, находящаяся в суперфосфате, растворяется в воде и хорошо усваивается растениями. Большая часть суперфосфата выпускается заводами в гранулированном виде. Фосфорная кислота из суперфосфата, внесенного в почву в виде порошка, быстро переходит в соединения, малодоступные для растений. В гранулах же фосфорная кислота значительно дольше остается в том состоянии, в котором она легко усваивается растениями.

Хорошее фосфорное удобрение то масшлак, особенно для кислых почв. Его получают из отходов переработки железной руды, содержащей фосфор. Изготовляются также термофосфаты. Их получают, сплавляя минералы, содержащие фосфор, с содой и щелочами.

Применяют как удобрение и фосфористую муку, т. е. тонко размолотые, но не обработанные химические фосфориты. Фосфор в таком удобрении все же малодоступен растению. Хорошие результаты фосфоритная мука дает только на почвах со значительной кислотностью на подзолистых и на северных черноземах. Но некоторые растения, например гречиха и люпин, отличаются высокой способностью использовать фосфоритную муку даже на малокислых почвах.

Наиболее распространенное калийное удобрение 40% калийная соль. Ее получают из хлористого калия, добавляя к нему соответствующее количество сильвинита или каинита. С ними в калийную соль попадает немного натрия, который хорошо действует на некоторые культуры, особенно заметно повышается урожай сахарной свеклы и увеличивается сахаристость плодов томатов. Внесение калийной соли в почвы, бедные калием, например в торфяные или болотные, может давать значительную прибавку урожая.

Все больше выпускают удобрений, содержащих 2 или 3 питательных элемента. По 2 питательных элемента в калийной селитре и аммофосе, 3 элемента в нитрофосках и аммофосках. В таких комбинированных удобрениях меньше балласта ненужных для растений соединений.

Для разных культур необходимы разные количества и соотношения удобрений. Точные дозы удобрений устанавливаются агрохимическими лабораториями на основе анализов почв каждого поля.

Как было сказано в начале доклада, некоторые почвы бедны отдельными микроэлементами. В этих случаях вносят микроудобрения. Бор вносят в почву в виде боромагниевого удобрения, содержащего около 6% борной кислоты. Нашей промышленностью выпускается двойной борный суперфосфат, содержащий 36% фосфорной кислоты и около 7% борной кислоты.

Медь вносят в виде пиритных огарков (отходов, получаемых при производстве серной кислоты), которые содержат только около 0,5% меди. Хорошим источником меди служит медный купорос.

Марганцевыми удобрениями служат марганцевые шлаки, содержащие до 15% марганца, а также сернокислый марганец. Но наибольшее распространение получил марганизированный суперфосфат, содержащий около 2-3% марганца.

Микроудобрения применяют также в виде некорневых подкормок, опрыскивая растения соответствующим раствором или замачивая в нем семена перед посевом.

Применение минеральных удобрений один из основных приемов интенсивного земледелия. При высоком уровне агротехники и применении удобрений можно управлять урожайностью, повысить ее в несколько раз такую задачу решают наши химики и сельскохозяйственные работники работники в настоящее время, с тем, чтобы в достатке обеспечить потребности страны в продуктах питания и промышленности в сырье.

Узнать стоимость написания работы -->

Читайте также: