Хімія. Рівень стандарту. 11 клас. Лашевська

§ 30. Мінеральні добрива

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • наводити приклади мінеральних добрив;
  • оцінювати значення мінеральних добрив у сільськогосподарському виробництві;
  • висловлювати судження щодо нераціонального використання мінеральних добрив.

Що таке добрива? Це речовини, які вносять у ґрунт, аби поліпшити живлення рослин задля підвищення їхньої врожайності. Добрива містять один або декілька поживних елементів. У 1799 році встановлено, що для нормальної життєдіяльності рослин потрібний Фосфор. У 1840 році Ж. Б. Буссенго (рис. 30.1) довів, що рослини живляться Нітрогеном, який міститься в нітратах ґрунтів. Теорію живлення рослин Нітрогеном та наукові основи фосфоритування ґрунтів розробив Д. М. Прянишников (рис. 30.2).

Рис. 30.1. Буссенго Жан Батист (1802-1887). Французький науковець, один із засновників агрохімії, член Паризької АН. Перший почав вивчати колообіг речовин у природі. Довів, що всі рослини (крім бобових) мають потребу в ґрунтовому Нітрогені, а вуглекислий газ повітря є джерелом Карбону для зелених рослин. Вивчав газообмін у рослин і тварин, уплив нітратів і фосфатів на розвиток рослин

Рис. 30.2. Прянишников Дмитро Миколайович (1865-1948), російський науковець, засновник агрохімічної школи, академік. Розробив теорію живлення рослин Нітрогеном (1916), наукові основи фосфоритування ґрунтів. Праці з вапнування кислих ґрунтів, гіпсування солонців, застосування органічних добрив

Майже всі мінеральні добрива є солями, одержуваними з природних мінералів, а також з азоту повітря. Про класифікацію добрив ви дізнаєтеся, проаналізувавши схему на рисунку 30.3 (зробіть це).

Рис. 30.3. Класифікація мінеральних добрив

Поясніть, за якими ознаками класифіковано добрива на схемі (рис. 30.3).

Отже, мінеральні добрива - неорганічні речовини, добуті на хімічних підприємствах. До них відносять і деякі органічні речовини, наприклад карбамід.

Прості добрива містять лише один поживний елемент. Наприклад, азотні добрива містять Нітроген. Нітратні (селітри) - у складі аніона: NaNO3, Ca(NO3)2. Амонійні - у складі катіона: (NH4)2SO4, NH4Cl. В амоній нітраті NH4NO3 поживний елемент є складником як катіона, так і аніона. Карбамід, або сечовина (NH2)2CO, - також азотне добриво. До амоніачних добрив належать рідкий амоніак NH3, амоніачна вода NH3 · Н2О, амоніакати NH4NO3 + NH3 · Н2О. Їхнє виробництво значно дешевше, ніж твердих добрив, однак певні незручності в транспортуванні й унесенні дещо обмежують їх використання. Калійні добрива - сильвініт КСl · NaCl, калій сульфат K2SO4, поташ К2СО3. Фосфорні добрива - простий суперфосфат Са(Н2РО4)2 · CaSO4, подвійний суперфосфат Са(Н2РО4)2, преципітат СаНРО4 · Н2О, фосфоритне борошно Са3(РО4)2.

Комплексні добрива містять кілька поживних елементів: калійна селітра KNO3, амофос NH4H2PO4, диамофос (NH4)2HPO4, амофоска (NH4)2HPO4 + КСl, нітроамофоска (NH4)2HPO4 + КСl + NH4NO3.

Мікродобрива містять мікроелементи, споживані рослинами в невеликих кількостях. Це борні Н3ВО3, мідні CuSO4 · 5Н2О, манганові MnSO4, кобальтові СоСl2, молібденові (NH4)2MoO4, цинкові ZnSO4 добрива тощо (рис. 30.4). Вони забезпечують приріст урожаїв і поліпшують якість продукції. Проте надлишкове використання їх може призвести до накопичення мікроелементів у ґрунтах і сільськогосподарській продукції, що зумовлює негативні наслідки для довкілля й здоров’я людини.

Рис. 30.4. Мінеральні добрива

Класифікуйте добрива, зображені на рисунку 30.4.

Застосування в сільському господарстві мінеральних добрив, поряд з механізацією й передовими методами агротехніки, дає величезний економічний ефект. Проте досягти його можна лише за умови грамотного добирання й правильного внесення добрив у ґрунт.

Деякі добрива не можна змішувати або потрібно змішувати лише в строго обмежених співвідношеннях. Чому? Тому що сполуки в їхньому складі можуть хімічно взаємодіяти, унаслідок чого суміші втрачають Нітроген у вигляді газуватих оксидів та амоніаку, а Фосфор, засвоюваний рослинами, переходить у важкодоступний стан. Також може підвищуватися гігроскопічність і злежуваність змішаних добрив.

Цікаво і пізнавально

Гідропоніка (від дав.-гр. ΰδωρ - «вода» і πόνος - «робота») - спосіб вирощування рослин без ґрунту на поживних розчинах. Наталія Марійчук з Алчевська взяла участь у проекті «Новий відлік», створений для переселенців і демобілізованих учасників АТО. Тепер у селі Солонка на Львівщині підприємлива жінка, яка до того не мала жодного стосунку до сільського господарства, вирощує методом гідропоніки зелень у теплицях (рис. 30.5) та постачає її до тридцяти львівських ресторанів і торгових мереж.

Рис. 30.5. Даремно благати про врожай, усе залежить від старанної роботи та добрив (китайське прислів’я)

Прокоментуйте підпис до рисунка 30.5 з огляду на інформацію, наведену в рубриці.

Чому потрібно неухильно дотримуватися норм унесення добрив у ґрунт? Добрива, у яких співвідношення поживних елементів відповідає агротехнічним вимогам (для певної культури, ґрунту тощо), називають збалансованими. Якщо вміст одного з поживних елементів у добриві нижче від потрібної норми, інші поживні елементи не забезпечать високого врожаю. Від надлишку поживних елементів якість сільськогосподарської продукції погіршується.

Проблема надходження до організму нітратів, які можуть міститися в городині або колодязній питній воді, є нагальною для кожної людини. Унаслідок хімічних реакцій під час процесів травлення ці сполуки відновлюються до отруйних нітритів - солей нітритної кислоти HNO2. Нітрити мають загальнотоксичну дію, спричиняють розлади нервової, серцево-судинної, травної систем організму. Зауважимо, що в харчовій промисловості нітрити натрію та калію добавляють у м’ясо-ковбасні вироби, аби надати їм привабливого рожевого кольору. Тому слід дбати про якість споживаних харчових продуктів. Потрібно контролювати за допомогою спеціальних тестерів уміст нітратів у питній воді та харчових продуктах, не купувати продукти на стихійних ринках.

Евтрофікація водойм, до яких потрапляють змиті з навколишніх полів фосфорні та азотні добрива, також є серйозною екологічною проблемою. Адже підвищується некорисна продуктивність ставків, озер, річок, посилено розвиваються фітопланктон та водорості, прибережні зарості, вода «цвіте» тощо (поясніть, чому це становить небезпеку для довкілля).

Надмірне використання калійних добрив сприяє накопиченню аніонів Хлору. Вони досить рухливі й можуть переміщатися як вертикально, так і горизонтально в ґрунті. Зростання концентрації хлорид-іонів у ньому призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу в рослинах. Також небезпеку становить засолення ґрунту кальцій сульфатом унаслідок повсюдної практики внесення калій сульфату як добрива в суміші із суперфосфатами.

Як позначається використання деяких добрив на величині показника pH ґрунтового розчину, ви дізнаєтеся з наступного параграфа.

https://www.youtube.com/watch?v=jFbaAn1NcPc

https://www.youtube.com/watch?v=qg_U6PE8bK4

https://www.youtube.com/watch?v=ssUNy0zVx8o

ПРО ГОЛОВНЕ

• Добрива - це речовини, які вносять у ґрунт, щоби поліпшити живлення рослин задля підвищення їхньої врожайності.

• Мінеральні добрива - неорганічні речовини, добуті на хімічних підприємствах.

• Прості добрива містять лише один поживний елемент.

• Комплексні добрива містять кілька поживних елементів.

• Мікродобрива містять мікроелементи, споживані рослинами в невеликих кількостях.

• Добрива, у яких співвідношення поживних елементів відповідає агротехнічним вимогам (для певної культури, ґрунту тощо), називають збалансованими.

Перевірте себе

  • 1. Перетворіть розповідні речення рубрики ПРО ГОЛОВНЕ на питальні. Чи можете ви відповісти на ці запитання без допомоги підручника?

Застосуйте свої знання й уміння

  • 2. Прокоментуйте з огляду на вивчене висловлювання науковців: а) Причина виникнення й занепаду націй полягає в тому самому. Розкрадання родючості ґрунту зумовлює їхню загибель, підтримання цієї родючості - їхнє життя, багатство та могутність. Ю. Лібіх; б) Під час продажу врожаю зі свого поля селянин продає саме поле. Ю. Лібіх; в) Речовина, що перебуває в мінімумі, керує врожаєм та визначає величину й сталість його в часі. Ю. Лібіх; г) Сіль є основою життя та росту всіх посівів. Б. Паліссі.
  • 3. Поміркуйте й поясніть, чому: а) тверді добрива не можна вносити надто глибоко в землю та не можна розсипати на поверхні ґрунту; б) рідкі амоніачні добрива вносять спеціальними машинами й зашпаровують на глибину 10-12 см, а на легких ґрунтах глибину їхнього закладення збільшують до 14-18 см; в) недоцільно змішувати солі амонію з вапном або калій карбонатом, а суперфосфат з магнієвою або натрієвою селітрами; г) та як саме можна раціонально використати мінеральні добрива, що злежалися; д) не можна поміщати етикетки мінеральних добрив усередину пакета з ними; ж) потрібно попереджати людей навколо про використання мінеральних добрив, а також хімічних засобів боротьби зі шкідниками та хворобами рослин; *з) під час перевірки насіння соняшника багатьох вітчизняних і зарубіжних виробників було виявлено значно вищий за припустимий уміст Кадмію.
  • 4. Під час вирощування сільськогосподарських культур на забруднених радіоактивними елементами територіях потрібно застосовувати прийоми, які сприяють зменшенню надходження радіонуклідів до рослин. Експериментально визначено, що кальцієлюбні культури (бобові, овочеві) поглинають катіони Стронцію-90 більшою мірою, ніж злакові, а калієлюбні - катіони Цезію-137. Оцініть слушність тверджень: а) вапнування кислих ґрунтів знижує рухомість радіонуклідів у них; б) унесення в ґрунт калійних добрив знижує проникнення в рослини радіонуклідів Цезію, а внесення фосфатів лужних елементів - радіонуклідів Стронцію.

Творча майстерня

  • 5. Підготуйте презентацію «Мінеральні добрива у нашому повсякденні», використавши в ній прислів’я про добрива.