Для чего нужна химия в сельском хозяйстве

Химия и сельское хозяйство

Применение различных химических веществ, процессов и методов химического анализа в сельском хозяйстве называют химизацией. Увеличение роста производства, а также улучшение качества сельскохозяйственной продукции, увеличение сроков её хранения и повышение эффективности животноводства и других отраслей с/х является основной целью химизации.

Выделяют несколько направлений химизации с/х, такие производство минеральных удобрений, кормов и кормовых добавок, а также стимуляторов роста; повышение плодородности почв путем внесения извести и гипса, применение химических средств защиты растений (гербицидов, эооцидов, инсектицидов, пестицидов) и т.д.

Удобрения

Все удобрения, производимые химической промышленностью можно классифицировать по нескольким признакам:

Минеральные удобрения – это неорганические соли, которые содержат необходимые для питания растений химические элементы. Выделяют азотные, фосфорные, калийные и микроудобрения (борные, молибденовые и т. д.), получение которых происходит при химической или механической обработке неорганического сырья или из азота воздуха. Среди минеральных удобрений различают прямые, предназначенные для питания растений, и косвенные, предназначенные для улучшения воздействия удобрений на почву. Среди прямых минеральных удобрений выделяют простые, содержащие один элемент питания – N, P, K, Mo (аммиачные, аммонийные, суперфосфаты, калийные удобрения, золы, микроудобрения) и косвенные, содержащие несколько элементов питания растений.

Химические средства защиты растений

Для защиты растений в с/х активно используют различные пестициды, представляющие собой вещества, предназначенные для борьбы с вредными организмами. Среди пестицидов выделяют:

— инсектициды – средства, предназначенные для борьбы с вредными насекомыми. Выделяют хлорорганические ( альдрин, ДДТ, гексахлоран и др.), фосфорорганические ( тиофос, карбофос, метилмеркаптофос, дихлофос, диазинон, хлорпирифос и др.), производные карбаминовой кислоты (метилкарбамат) и др. виды инсектицидов.

— фунгициды — средства, предназначенные для лечения растений и почвы от грибковых заболеваний;

— гербициды — средства, предназначенные для уничтожения сорняков. Выделяют гербициды сплошного действия (убивают все виды растений) и селективного действия (поражающие определенные виды растений).

— бактерициды — средства, предназначенные для уничтожения вредных микроорганизмов;

— зооциды — средства, предназначенные для уничтожения грызунов;

— половые аттрактанты — средства, предназначенные для приманки вредителей и их уничтожения;

— репелленты — средства, предназначенные для отпугивания вредных насекомых от растений, которыми они питаются;

— хемостерилянты — средства, предназначенные для стерилизации вредных насекомых.

Химизация животноводства

Под химизацией животноводства понимают меры, предпринимаемые для повышения качества кормов и продуктивности животных, такие как производство различных кормовых добавок и стабилизаторов кормов, стимуляторов роста и различных консервантов.

Так, например, в качестве стимуляторов роста используют различные витамины, гормоны, ферменты и антибиотики. Среди стимуляторов роста выделяют гормональные и негормональные препараты. Используют препараты как природного происхождения (фитоэстрагены), так и синтетические гормоны (диэтилстильбэстрол).

Источник

Химия и сельское хозяйство

Описание презентации по отдельным слайдам:

Химия и сельское хозяйство Химизация сельского хозяйства — одно из направлений научно-технического прогресса, основанное на широком применении химических веществ, процессов и методов в сельском хозяйстве. Основные направления химизации сельского хозяйства: Производство минеральных удобрений, а также кормовых фосфатов. Внесение химических веществ для улучшения структуры почвы. Применение химических средств для защиты растений: гербицидов, инсектицидов и т.д. Использование в растениеводстве стимуляторов роста и плодоношения растений. Разработка способов выращивания экологически чистой продукции. Повышение продуктивности животноводства с помощью стимуляторов роста и специальных кормовых добавок. Производство и применение полимерных материалов для сельского хозяйства. Производство материалов для средств малой механизации, использующихся в сельском хозяйстве.

Минеральные удобрения по количеству элементов, необходимых растению: Макроудобрения (содержат C, H, O, S, N, P, K, Ca, Mg, Fe) — основные химические элементы, необходимые для жизнедеятельности растений. 2. Микроудобрения (содержат B, Mn, Cu, Co, Zn, Mo) — присутствуют в растениях в небольших количествах, от 0,001%. Органические удобрения: 1. Растительного происхождения (зеленые удобрения, торф). 2 Животного происхождения (навоз, птичий помет). Микроудобрения содержат микроэлементы, которые необходимы растениям для построения ферментов, они играют важную роль в росте и развитии их, а также формировании полноценного урожая. Ультрамикроудобрений не существует. Химическая мелиорация почв — процесс нормализации кислотности почв. Виды мелиорации: 1. Известкование проводят для кислых почв 2.Гипсование проводят для почв с повышенной щелочностью. Они содержат большое количество Na+, внесение CaSO4 в которые выравнивает реакцию почвенного раствора.

Пестициды — вещества, применяемые для борьбы с болезнями, сорняками, вредителями. Классификация пестицидов: По назначению: Инсектициды 2. Фунгициды 3. Гербициды 4. Бактерициды 5. Зооциды На приусадебных участках используют: Инсектициды 2. Гербициды 3. Зооциды В быту применяют (для комнатных растений и домашних животных): Инсектициды 2. Фунгициды

Вредное влияние на природу возможно уменьшить, если использовать следующие методы: 1. Строго соблюдать научные рекомендации применения пестицидов. 2. Использование более современных научных разработок пестицидов. А также использовать интегрированные методы: Карантинный — предупреждение распространения вредителей. 2. Селекционный — выведение сортов растений и пород животных, устойчивых к болезням и вредным насекомым. 3. Физический — использовать оптические ловушки, ультразвуковые приборы и электропропольщик. 4. Биологический — использовать естественных врагов животных вредителей.

Основные направления химизации животноводства: Производство химических консервантов и стабилизаторов кормов. Химическое консервирование обеспечивает хорошую сохранность питательных веществ, подавляет развитие гнилостных и маслянокислых бактерий, предотвращает нежелательные ферментативные процессы. Используют C6H5COOH, Na2S2O7, NaHSО4. 2) Производство кормовых дрожжей и микробиологического белка для повышения содержания перевариваемого протеина. 3) Использование мочевины и других кормовых добавок также для повышения содержания перерабатываемого протеина. 4) Применение стимуляторов роста животных. Различные пищевые добавки повышают биологическую ценность кормов. Добавление 2,5 г лизина в рацион двухмесячных поросят обеспечивает прирост живой массы на 15,6%.

Источник

Химия и сельское хозяйство

Предмет и задачи химии в целом, неорганической химии и химической технологии.

Задачи химизации сельскохозяйственного производства. Классификация средств химизации. Роль неорганической химии в сельскохозяйственном образовании.

1.1 Химия: наука и технология

Химия — наука, изучающая состав, строение, свойства и превращения простых и сложных веществ.

С точки зрения химика, земной шар — это гигантский химический комбинат, действующий с момента возникновения нашей планеты, а живая клетка — миниатюрное химическое производство необычайной сложности. Весь окружающий нас мир — это мир химических веществ и их превращений. Большинство протекающих в нем процессов имеет химическую природу. К настоящему времени химия в такой степени вошла в жизнь каждого человека, что невозможно назвать область деятельности, где не использовались бы химические процессы или вещества, полученные с их помощью.
Химия — область естествознания. Особенность, выделяющая химию среди других естественных наук, состоит в том, что она, рассматривая вещество и процессы его превращения на уровне атомов и молекул, ограничивается только теми превращениями, которые затрагивают валентные электроны свободных и входящих в соединения атомов.
Химию принято подразделять на неорганическую, органическую, физическую и аналитическую.

Неорганическая химия — это раздел химии, изучающий химические элементы и образуемые ими простые и сложные неорганические вещества.

Границы между разделами химии, а также между химией и другими естественными науками условны. Во всех разделах химии используют общие, специфические для этой области естествознания методы исследования. Вместе с тем химики широко используют достижения физики и математики. Изучаемые биологическими науками фундаментальные процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов, такие, как фотосинтез, дыхание, минеральное питание, происходят с участием неорганических веществ.
Теоретические основы неорганической химии объединяют учение о строении атомов и молекул и законы их взаимодействия. Многие из рассматриваемых при этом вопросов тесно смыкаются с проблемами, решаемыми физикой и физической химией. В то же время разработанные химиками-неорганиками теоретические представления широко используют в таких дисциплинах, как геохимия, биогеохимия, космохимия, радиохимия, биохимия и агрохимия.
Со времени своего зарождения в глубине веков и до наших дней химия была и остается наукой, тесно связанной с практической деятельностью человека. В процессе развития прикладной химии из нее выделилась самостоятельная научная дисциплина — химическая технология.

Химическая технология — наука об экономичных и безопасных для окружающей среды методах и процессах химического изменения состава, внутреннего строения и свойств вещества
с целью переработки природного сырья в химические продукты с нужными качествами.

1.2. Химизация сельского хозяйства

Термин химизация введен в 1924 г. российским агрохимиком академиком для обозначения одного из главных направлений научно-технического прогресса по аналогии с уже давно общепризнанным в то время термином механизация

Химизация — это внедрение методов химической технологии и продукции химической промышленности в производство с целью его интенсификации и повышения эффективности.

Химизация любой отрасли материального производства, в том числе и сельского хозяйства, целесообразна потому, что она приводит к резкому повышению производительности труда в результате уменьшения расходов материалов и энергии, понижения капитальных затрат и затрат человеческого труда. Химизация сельского хозяйства включает в себя применение разнообразных химических продуктов: минеральных удобрений, пестицидов и мелиорантов в земледелии, кормовых добавок и ветеринарных препаратов в животноводстве
, искусственных субстратов и полимерных пленок в технологиях защищенного грунта, консервантов для сохранения продукции.

Минеральные удобрения — соединения, содержащие необходимые для питания растений химические элементы и используемые для повышения плодородия почвы.

Большинство минеральных удобрений представляет собой неорганические вещества, главным образом соли. Различают макроудобрения, которые содержат по крайней мере один из трех главных питательных элементов — азот, фосфор или калий (их называют макроэлементами), и микроудобрения, содержащие микроэлементы — бор, железо, кобальт, марганец, медь, молибден и цинк, которые потребляются растениями в небольших количествах, но без них растения не могут нормально развиваться. Химическая промышленность выпускает как простые удобрения: азотные, фосфорные, калийные, содержащие один питательный элемент, так и комплексные удобрения, которые содержат два или три макроэлемента. Современные интенсивные технологии в земледелии немыслимы без использования минеральных удобрений. При разумном и правильном применении минеральных удобрений не только возрастает урожайность, но и повышается качество сельскохозяйственной продукции. Например, при строгом соблюдении доз и необходимого соотношения питательных элементов, оптимальных сроков внесения и равномерности распределения удобрения по поверхности поля увеличивается содержание белка в зерне, улучшается его аминокислотный состав.
Однако внесение минеральных удобрений — это искусственное вмешательство в экологическую систему, нарушающее ее равновесие. Если такое вмешательство осуществляется с соблюдением норм, сроков и способов применения удобрений, то агроэкосистемы дают высокие урожаи. При нарушении правил внесения неиспользованные выращиваемыми растениями удобрения вымываются из почвы и загрязняют окружающую среду.
Инициатор химизации сельского хозяйства в нашей стране видел обе эти стороны химизации. Он говорил, что применение химических удобрений в сельскохозяйственном производстве равноценно освоению новых материков, но неправильное, неграмотное применение средств химизации означает химическую войну против самих себя.
Для улучшения физических, физико-химических и биологических свойств почв, для повышения их плодородия осуществляют химическую мелиорацию.

Химические мелиоранты — вещества, используемые для проведения мероприятий по коренному улучшению почв с неблагоприятными химическими и физическими свойствами.

Мелиорация обеспечивает повышение плодородия имеющихся угодий и использование земель, бывших ранее непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур. Основные способы химической мелиорации почв — это известкование и гипсование.
Большой ущерб сельскохозяйственному производству наносят сорняки, насекомые, грибковые и вирусные заболевания растений, которые уничтожают, если с ними не бороться, около половины урожая.

Пестициды — химические средства борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

В зависимости от назначения пестициды подразделяют на инсектициды — средства борьбы с насекомыми, гербициды — с сорными растениями, фунгициды — с грибами, бактерициды — с бактериями, зооциды — с нежелательными позвоночными. К пестицидам относятся также репелленты и анптифиданты, отпугивающие насекомых, птиц и грызунов, гормональные инсектициды и хемостерилизаторы, препятствующие размножению и нормальному развитию сельскохозяйственных вредителей, и аттрактанты, привлекающие насекомых в ловушки для последующего их уничтожения. Перед машинной уборкой хлопчатник обрабатывают дефолиантами, ускоряющими опадание листьев и раскрытие коробочек. Для предуборочного высушивания надземных частей растений подсолнечника, картофеля, льна и других культур применяют десиканты. Регуляторы роста растений используют для предпосевной обработки семян (с целью интенсификации их прорастания) и для обработки растений в различных фазах вегетации с целью ускорения роста, увеличения биомассы, усиления устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, повышения урожайности и качества продукции.
Большая часть пестицидов используется в сельском хозяйстве. Однако они находят применение и в быту (средства борьбы с тараканами, муравьями, мухами, для отпугивания комаров), и в здравоохранении (для борьбы с насекомыми — переносчиками таких опасных болезней, как малярия и тиф).
При использовании пестицидов в сельском хозяйстве повышается производительность труда и снижаются потери продукции, однако систематическое применение таких сильнодействующих средств химизации невозможно без строжайшего контроля над их ассортиментом и технологией обработки растений, без специальных мер по предотвращению накопления остатков пестицидов в почвах, попаданием их в природные воды и сельскохозяйственную продукцию.
Химизация затронула также и животноводство. Для обеспечения рационального, биологически полноценного питания сельскохозяйственных животных используют кормовые добавки.

Кормовые добавки — химические или биологические препараты, вводимые в небольших количествах в рационы сельскохозяйственных животных для более полного удовлетворения их потребностей в питательных, минеральных и биологически активных веществах.

К, кормовым добавкам относятся производящиеся химической промышленностью синтетические аминокислоты, витамины, минеральные добавки, антибиотики, ферментные и гормональные препараты. Минеральные добавки позволяют нормировать содержание в рационах сельскохозяйственных животных как макроэлементов (кальций, фосфор, натрий, хлор, магний, калий, сера), так и микроэлементов (железо, цинк, медь, йод, марганец, кобальт, молибден, селен, фтор).
При заготовке силоса используют химические консерванты, которые не только подавляют нежелательные биохимические и микробиальные процессы, но и обогащают силос жизненно необходимыми макроэлементами: азотом, фосфором, серой. К их числу относятся аммиак, хлорид аммония, карбонат аммония и гидрокарбонат аммония, ортофосфорная кислота, дигидрофосфат натрия, дигидрофосфат и гидрофосфат аммония, серная кислота, сульфат натрия и др.
Несмотря на наметившуюся в постиндустриальных странах с середины 90-х гг. ХХ в. тенденцию к отказу от агрохимика, в качестве альтернативы которым предлагается переход на
трансгенные сорта и гибриды, большая часть товаропроизводителей продолжает совершенствовать традиционные системы сельскохозяйственного производства. Отказ от средств химизации сельского хозяйства в настоящее время невозможен как по экономическим, так и по экологическим причинам. Без применения минеральных удобрений, пестицидов и кормовых добавок резко уменьшатся как продуктивность земледелия и животноводства, так и питательная ценность продукции, что неминуемо приведет к падению качества жизни у подавляющего большинства населения Земли. В результате снижения урожайности сельскохозяйственных культур и роста потерь от болезней и вредителей возникнет необходимость в распашке новых земель, в уничтожении среды обитания диких видов растений и животных.

1.3 Влияние химии на биологические и сельскохозяйственные науки

Применение химии в биологии — очень масштабное явление: химия стала краеугольным камнем, который лежит в основе всех наук о жизни. Первой пограничной научной дисциплиной между химией и биологией стала биохимия, основы которой были заложены во второй половине ХУIII в. Изучая химическими методами вещества, входящие в состав живых организмов, биохимия стала родоначальницей новых химических дисциплин, например бионеорганической и биоорганической химий, молекулярной биологии, энзимологии, генной инженерии. Этот комплекс химических наук о живом веществе образует научную основу промышленной и сельскохозяйственной биотехнологии, медицины и экологии. Неорганическая химия является фундаментом этого комплекса.
Химизация сельского хозяйства и сельскохозяйственных наук приводит к тому, что специалисту, работающему в этой отрасли производства, необходимо владеть знаниями не только в области биологии, но и химии, так как в непосредственной работе ему очень часто приходится сталкиваться с химическими понятиями и закономерностями. При изучении неорганической химии создается научная база для понимания и усвоения последующих дисциплин химического цикла — аналитической, органической, физической и коллоидной химии, биохимия, агрохимии и почвоведения. Без освоения неорганической химии невозможно также глубокое изучение биологических дисциплин, составляющих основу подготовки специалиста сельского хозяйства. Неорганическая химия составляет неотъемлемую часть и профессионального, и мировоззренческого багажа любого специалиста сельского хозяйства.

Источник

Реферат: Химия в сельском хозяйстве и её направления

Химия в сельском хозяйстве и её направления

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

Основные направления химизации сельского хозяйства:

— Производство минеральных макро- и микроудобрений, а также кормовых фосфатов.

— Внесение извести, гипса и других веществ для улучше­ния структуры почв.

— Применение химических средств защиты растений: гербицидов, зооцидов и инсектицидов и т. д.

— Использование в растениеводстве стимуляторов роста и плодоношения растений.

— Разработка способов выращивания экологически чис­той сельскохозяйственной продукции.

— Повышение продуктивности животных с помощью сти­муляторов роста, специальных кормовых добавок.

— Производство и применение полимерных материалов для сельского хозяйства.

— Производство материалов для средств малой механиза­ции, использующихся в сельском хозяйстве.

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

Удобрения и их классификация

Э ффективность удобрений значительно возрастает, если их применяют в комплексе с другими приемами агротехники. С ейчас в мире более 90% удобрений не возвращается в почву, откуда они взяты с урожаем, а безвозвратно теряется в сточ­ных трубах городов и населенных пунктов. Ч удовищная концентрация населения в городах привела к из­влечению из почвы всех минеральных удобре­ний, вследствие чего почва производит про­дукты питания низкого биологического каче­ства, которые снижают энергию и жизнедеятельность народа. О днако чрезмерное и неправильное использование удобре­ний в сельском хозяйстве дает также значительный отрица­тельный эффект. И спользование удобрений и пести­цидов в сельском хозяйстве приводит к избы­точному содержанию нитритов и нитратов в сельскохозяйствен­ной продукции, загрязнению водоемов, морей и океа­нов вымываемых удобрениями.

По происхожде­нию удобрения разделяют на:

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

— Микроудобрения (борные, молибденовые и т. д.)

Органические удобрения. Питательные элементы в них находятся в веществах растительного и животного происхож­дения. Это навоз, торф, жмых, фекалии, пищевые отходы и отбросы, 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 агрегатному состоянию они могут быть:

По агрохимическому воздействию они могут быть:

— Препараты, регули­рующие рост растений

I . Прямые удобрения предназначаются для непосредст­венного питания растений. Они содержат азот, фосфор, ка­лий, магний, серу, железо и микроэлементы (В, Mo, Cu, Zn) и делятся на:

a ) Простые , которые содержат один из элементов питания: азот, фосфор, калий, молибден и т. д. В свою очередь, их под­разделяют на:

1)азотные удобрения, которые различают по форме со­единений азота:

2)фосфорные удобрения, в основу классификации кото­рых положена их растворимость в воде и органических кисло­тах, они делятся на:

— растворимые в воде (гидрофосфат аммо­ния)

— нераст­воримые в воде, но растворимые в растворах лимонной кисло­ты и ее солей (преципитат)

— труднорастворимые в воде (фосфоритная мука, простой суперфосфат)

3)калийные удобрения разделают на:

— сырые соли (мине­ралы каинит, сильвинит)

— концентрированные удобрения, по­лученные переработкой природных калийных солей (КС1, K₂ SO₄ ), золы (древесные и торфяные), содержащие поташ — К₂ СО₃

b ) 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 применяют моло­тые известняки, доломит, гашеную известь; для мелиорации солонцов используют гипс; для подкисления почв используют гидросульфит натрия.

Химическая мелиорация почв

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

Химические средства защиты растений

Ежегодно из-за вредителей, сорняков и болезней в мире теряется до 24% урожая. Суммарный ущерб сельскому хозяй­ству ежегодно исчисляется в 70 млрд долларов.

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.

По назначению пестициды делят на:

— инсектициды (для борьбы с вредными насекомыми)

— фунгициды ( для излече­ния растений и почвы от грибковых заболеваний)

— гербициды ( для уничтожения сорняков)

— бактерициды ( для уничтожения вред­ных микроорганизмов)

— зооциды ( для уничтожения грызунов)

— половые аттрактанты ( для приманки вредителей и их уничтожения)

— репелленты ( для отпу­гивания вредных насекомых от растений, которыми они питаются)

— хемостерилянты ( для стерилизации вредных насекомых)

Широкое применение пестицидов не только ведет к росту урожайности, но и к таким отрицательным последствиям, как:

— гибель диких животных при обработке полей пестици­дами

— массовое размножение вредителей после применения пестицидов

— появление вредителей, устойчивых к пестицидам

Уменьшить вредное влияние пестицидов на природу можно, пользуясь следующими методами борьбы с грызунами:

— Карантинный метод (предепреждение распространения вредителей)

— Селекционный метод (выведении сортов расте­ний и пород животных, устойчивых к болезням и вредным на­секомым)

— Агротехнический метод (обработки почвы, введение севооборотов и т.д.)

— Химический метод (созданию новых пестицидов с высокой избирательностью действия и большой скоростью распада)

— Физический способ (ультразвук, ультрафиолет, электропропольник и т.д.)

Источник

• Популярная книга Круть доступна для чтения прямо сейчас на нашем сайте boochi.ru. Скачать книгу в формате FB2, TXT, PDF, EPUB бесплатно без регистрации. →