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
Эффективность удобрений значительно возрастает, если их применяют в комплексе с другими приемами агротехники. Сейчас в мире более 90% удобрений не возвращается в почву, откуда они взяты с урожаем, а безвозвратно теряется в сточных трубах городов и населенных пунктов. Чудовищная 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. Однако чрезмерное и неправильное использование удобрений в сельском хозяйстве дает также значительный отрицательный эффект. Использование удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве приводит к избыточному содержанию нитритов и нитратов в сельскохозяйственной продукции, загрязнению водоемов, морей и океанов вымываемых удобрениями.
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).
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.)
Биологический метод. Основан на использовании:
-
энтомофагов и паразитов вредителей
хищных и насекомоядных птиц и млекопитающих
микробов и вирусов — возбудителей болезней вредителей
синтетических аналогов биологически активных веществ
Пестициды
Пестициды – это химические вещества, предназначенные для борьбы с вредными организмами.
Пестициды, объединяющие группы гербицидов, уничтожающих сорняки; инсектицидов, уничтожающих насекомых-вредителей; фунгицидов, уничтожающих патогенные грибы; зооцидов, уничтожающих вредных теплокровных животных - это все средства защиты растений. Основная часть пестицидов – это яды.
Пестицидное отравление губительно, особенно для птиц. Дело в том, что птицы особенно чувствительны к ядохимикатам. В результате отравления пестицидами у птиц происходит истончение скорлупы откладываемых яиц, в результате они бьются при простом насиживании. Даже для человека пестициды вредны. Ученые предполагают, что «безвредные» следы их метаболиков, сохранившиеся в пище, способны снижать сопротивляемость болезням, постепенно накапливаясь в организме до опасного уровня. Пестициды могут вызвать аллергию, диатез и другие заболевания. Большую опасность представляют пестициды, проникшие в ткани растений и животных.
Главный эффект использования пестицидов состоит в снижении видового разнообразия.
Пестициды относятся к ингибиторам ферментов. Под воздействием пестицидов перестает протекать часть биологических реакций, что дает возможность бороться с болезнями, гербициды уничтожают сорняки, а инсктитциды – вредных насекомых.
Большинство пестицидов получены синтетическим путем. Пестициды являются основным химическим средством защиты растений, и пока самым эффективным, хотя и небезопасным, методом по борьбе с сорняками, вредителями и болезнями.
Использование пестицидов сложно и неоднозначно. С одной стороны благодаря пестицидам можно довольно легко избавиться от сорняков и вредителей, с другой – очевидно вредное влияние пестицидов на растительный и животный мир, на человека, в том числе.
Возможность применения пестицидов во всех развитых странах регламентируется законами. В результате к применению допускаются только препараты, наиболее безопасные. В Росси используются пестициды строго по назначению и лишь в тех случаях, когда химические пестициды нельзя заменить биологическими аналогами.
Меры безопасности, соблюдать которые необходимо при работе с пестицидами
Большинство пестицидов в организм человека поступают через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу. Особенно опасно отравление пестицидами при обработке посевного материала. Пестициды токсичны. Все работы с пестицидами проводятся с использованием средств индивидуальной защиты. Продолжительность работы с пестицидами не должна превышать 4 часов. Запрещено работать с пестицидами подросткам до 18 лет, кормящим и беременным женщинам.
Конечно, средства защиты растений от группы компаний Агропром-МДТ не несут в себе разрушительных действий. Пестициды, разработанные и произведенные лучшими производителями, обладают всеми степенями защиты, они, практически, безвредны. И, тем не менее, при работе с пестицидами следует строго соблюдать технику безопасности.
Гербициды
Гербициды – химические вещества, специально разработанные для уничтожения сорняков. По характеру действия могут быть сплошного действия и избирательного действия. Гербициды сплошного действия уничтожают подряд всю растительность, тогда как гербициды избирательного действия избирательного действия уничтожают одни растения и оставляют неповрежденными другие. Первый вид гербицидов используется для уничтожения растительности вокруг промышленных объектов, на аэродромах, шоссейных и железных дорогах и т.д. Эти гербициды используются для уничтожения конопли. Гербициды избирательного действия применяются для защиты от сорняков культурных растений. Гербициды подразделяются на
-
гербициды наружного действия, поражающие наземные части растений;
-
гербициды внутреннего действия, убивающие растение полностью.
Нужно сказать, что все гербициды, также как и пестициды опасны для здоровья человека и жизни животных.
Возможно использование гербицидов избирательного действия на определенных культурах, сама же культура остается неповрежденной, а нежелательная сорная растительность, произрастающая рядом, подавляется. Если не вести борьбу с сорняками, потери урожая могут достигать даже 100%. Сорные растения создают множество проблем: они являются переносчиками вредителей и болезней, осложняют процесс уборки урожая, увеличивают затраты на очистку продукции.
До середины 19 века борьба с сорняками, естественно, велась вручную. Затем стала применяться механическая обработка. Открытие гербицидов избирательного действия в 20 веке дало возможность с помощью химических препаратов бороться сорняками. Применение гербицидов привело к увеличению урожайности и улучшению качества продукции.
Главное отличаем гербицидов избирательного действия заключается в том, что борьба сорняками производится без нанесения вреда основной культуре.
В настоящее время применение гербицидов избирательно действия стали основной частью сельхоз практики во всем мире, что дает возможность использовать гибкие и экономичные методы борьбы с сорняками. Избирательные гербициды эффективно борются даже с многолетними сорняками, обладающих мощной корневой системой.
Фунгициды
Основная сфера применения в мире фунгицидов заключается в защите плодовых, зерновых, овощных культур. В ближайшее время применение фунгицидов в мире должно увеличиться.
Фунгициды – это химические вещества, предназначенные для борьбы с грибковыми болезнями растений и для протравливания семян.
Фунгициды используются для борьбы с фитофторозом.
Фунгициды эффективны в зонах контакта растений с грибными спорами, в основном на листьях.
Существует, так называемые комбинированные фунгициды, которые способны отодвинуть проявление болезни растений на 20-30 суток.
Фунгициды эффективны в борьбе против альтернариоза. А грибные болезни являются причиной больших потерь урожая, при этом качество продукции также снижается. В этом случае применение фунгицидов просто необходимо.
Главное правило в борьбе с сорняками говорит о том, что, прежде всего, необходимо обладать знаниями в области применения средств защиты растений, как их использовать, в каких количествах.
Химизация животноводства
Химизация животноводства — это комплекс мер, способствующих повышению качества кормов и продуктивности животных. Основные ее направления:
-
1. Использование химических консервантов и стабилизаторов кормов
-
Раскрывая первый пункт плана, необходимо подчеркнуть, что для создания прочной кормовой базы важно не только увеличить заготовку кормов, но и улучшить их качество, снизить потери при уборке и хранении. Одной из форм заготовки зелёных кормов – их химическое консервирование. Химическое консервирование обеспечивает хорошую сохранность питательных веществ, подавляет развитие гнилостных и маслянокислых бактерий, предотвращает нежелательные ферментативные процессы.
В качестве консервантов используют пропионовую и бензойную кислоты, пиросульфат и гидросульфат натрия, консервант низкомолекулярных кислот, мочевину, аммиак. Химические добавки при силосовании трав, кукурузы, подсолнечника, бобово-злаковых смесей повышают качество корма и значительно сокращают потери питательных веществ.2. Использование кормовых дрожжей и микробиологического белка и их влияние на продуктивность животных
Раскрывая второе направление химизации животноводства, необходимо остановиться на том, что для повышения содержания перевариваемого протеина в рационах питания скота и птицы используют кормовые дрожжи, белки микробиологического происхождения. Так при применении 1 тонны кормовых дрожжей в рационе питания птицы можно получить дополнительно 2 тонны мяса или 35 тыс. яиц.
В качестве сырья для промышленного производства микробиологического белка применяют отходы переработки нефти и древесины, природный газ. Подсчитано, что использование всего 2 % мировой добычи нефти для микробиологического синтеза белка может удовлетворить потребность 2 млрд. человек в белковой пище, 100 тыс. тонн белка полученного таким способом заменяют корма с 2 млн. гектаров пастбищ или 60 тыс. гектаров соевых полей. В тоже время необходимо помнить, что производство кормового белка должно быть экологически чистым, основанном на безопасной для здоровья людей технологии.
При составлении пищевых рационов для откорма животных более безопасно в экологическом плане вводить в растительную пищу незаменимые аминокислоты, которые получают ферментативным путём или полным синтезом. Так, добавка 0,4 % лизина к пшеничной муке повышает её биологическую ценность не менее чем на 50 %. В птицеводстве и свиноводстве в качестве источника белка выбрана соевая мука, обогащённая метионином, налажено промышленное производство кормового концентрата лизина. Включение 40 г. этого концентрата (2,5 г. в пересчёте на чистый лизин) в рацион двухмесячных поросят обеспечивает прирост живой массы на 15, 6 %, а затраты кормов на единицу прироста уменьшаются при этом на 15 %.3. Использование мочевины и других кормовых добавок в животноводстве
-
Переходы к рассмотрению третьего направления химизации животноводства, необходимо отметить, что в экологическом отношении безопаснее недостаток протеина в рационе питания животных восполнять не с помощью белково-витаминных концентратов, а за счёт мочевины, гидрокарбоната аммония и других аммониевых солей, органических и минеральных кислот.
Введение в рацион питания животных мочевины позволяет экономить от 20 до35 % кормового белка. По качеству перевариваемого азота 1 г. мочевины заменяет 2,6 г. протеина корма. Телятам старше 5 месяцев в сутки дают по 40–50 г. мочевины, крупному рогатому скоту при откорме – по 50–90 г. Единица затрат, израсходованная на приобретение мочевины, приносит дополнительно животноводческую продукцию, стоимость которой в 8 раз больше.
Полноценность рационов питания сельскохозяйственных животных определяют по сбалансированности содержания минеральных веществ, витаминов и других биологически активных веществ. Всего в организме животных обнаружено более 80 химических элементов, но изучено пока значение лишь 1/3 из них. Минеральные вещества входят в состав всех органов животных и выполняют в них те или иные специфические функции (регулируют осмотическое давление крови и других жидкостей организма, поддерживают кислотно-щелочной баланс, макро- и микроэлементы обеспечивают оптимальные условия биохимических реакций, функционирование ферментов и гормонов, распад и синтез органических соединений, которые активно содействуют процессам расщепления, всасывания и усвоения питательных веществ, обезвреживания и выведения из организма продуктов распада). Например, важнейший биогенный элемент – фосфор. Фосфор входит в состав молекул белков, нуклеиновых кислот и других веществ без которых невозможна жизнь. Содержание фосфора в теле животного (в перерасчёте не Р2О5) достигает 1 %. Фосфор вместе с кальцием составляет основу костной ткани, играют очень важную роль в обменных процессах. Эти два элемента входят в состав 65 – 70 % всех минеральных веществ в организме. Поэтому для нормального роста и развития животные нуждаются в кормовых фосфатах. Включение их в рацион питания коров увеличивает надои молока на 5 –10 %. Для восполнения дефицита фосфора в качестве кормовых добавок используются также динатрийфосфат, диаммонийфосфат и фосфат мочевины, преципитат обезвоженного фосфата. Вместе с тем избыток фосфора в питательном рационе затрудняет всасывание и усвоение организмом животного солей магния. Важную роль играют и другие минеральные вещества, содержащие необходимые элементы. Так, железо, медь, марганец, кобальт и кальций участвуют в синтезе гемоглобина, сера – в синтезе белка, йод – составная часть гормона щитовидной железы, хлор входит в состав соляной кислоты, входящей в желудочного сока, многим животным необходима поваренная соль как источник натрия и хлора. Недостаток в рационе питания животных тех или иных макро- и микроэлементов тормозит их рост и развитие, ухудшает воспроизводительную функцию, вызывает различные заб
