himiya (Химия в хозяйстве), страница 3

Весьма распространенное заболевание растений — хлороз — связано с недостатком железа. Оно проявляет­ся в пожелтении листьев из-за их неспособности синте­зировать хлорофилл. Недостаток в растениях железа приводит также к разрушению биологически активного вещества ауксина, необходимого для корнеобразования и общего роста. Общая потребность растений в железе довольно низкая. В среднем с 1 га с урожаем зерновых культур выносится около 1,5 кг железа. Поэтому соедине­ния железа можно было бы отнести к числу микро­удобрений. Конечно, граница между микроудобрениями и макроудобрениями весьма условна.

Микроудобрения. Микроудобрениями называют пита­тельные вещества, которые содержат химические элемен­ты, потребляемые растениями в очень малых количест­вах. В настоящее время выявлена биологическая роль в жизни растительных и животных организмов бора, меди, марганца, молибдена и др. Удобрения, содержащие эти микроэлементы, получили соответствующие названия.

Борные удобрения вносят в небольших количествах, но они совершенно необходимы. При борном голодании отдельные растения ведут себя по-разному. Например, сахарная свекла загнивает в верхней части корнеплода еще в поле, лен поражается бактериозом и почти не образует семян, а его волокно становится коротким и ослабленным, бобовые растения дают мало семян, а у яблонь и груш происходит «опробкование» внутри плодов.

У растений бор содержится больше всего в пыльце.

Он участвует в кислородном питании тканей и передви­жении углеводов из пластинки листа в другие части растения.

Медные удобрения также вносятся в небольших коли­чествах. Растения обеспечиваются медью, если ее содер­жание выше 0,4 мг на 1 кг сухой почвы. В самих же растениях содержание меди составляет от 3 до 15 мг на 1 кг сухой массы. Медь входит в состав некоторых окислительных ферментов и, значит, принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, она влияет на углеводный обмен и образование хлорофилла. Без ме­ди злаковые растения не синтезируют белок, а значит, и не образуют зерна. Установлено, что кости животных и человека содержат относительно много меди. Ее дефи­цит в организме приводит к искривлению и ломкости костей.

Марганцевые удобрения обычно используют на черно­земных и других нейтральных или слабощелочных поч­вах. Их внесения в кислые подзолистые почвы обычно не требуется. Марганец способствует усвоению расте­ниями азота и накоплению хлорофилла, а также синтезу аскорбиновой кислоты (витамина С). Недостаток марган­ца в растениях проявляется в побурении и опадании листьев.

Молибдена в отличие от марганца мало в кислых почвах, но обычно достаточно в нейтральных и слабо­щелочных. Установлено, что молибден непременно входит в клубеньковые бактерии, связывающие в соединения атмосферный азот. При недостатке молибдена в почве нарушается синтез в растениях белковых веществ. Он способствует усвоению растениями азотного удобрения — селитры.

Вероятно, важную роль в жизнедеятельности расте­ний играет кобальт, но пока об этом можно судить лишь на основании косвенных данных. В конце прошлого века в некоторых районах Новой Зеландии, Австралии, Англии и других стран была распространена болезнь скота — сухотка. Это заболевание влекло за собой сни­жение содержания гемоглобина в крови животных, поте­рю аппетита, сокращение удоев молока, прекращение прироста живой массы. Трудом многих ученых было уста­новлено, что сухотка связана с недостатком в организме кобальта (акобальтоз), который, в свою очередь, связан с недостатком его в почвах этих районов. Для устранения заболевания в корм скоту стали добавлять кобальтсодержащие соли. В настоящее время установлено, что ор­ганизм животных и человека синтезирует витамин Biz, недостаток которого приводит к злокачественному мало­кровию. Непременной составной частью витамина В 12 является кобальт. Вероятно, недостаток кобальта в почве приводит к недостатку его в растениях, а затем и в орга­низме животных, что сказывается на содержании в орга­низме витамина Bia.

Хотелось бы еще раз отметить, что удобрения хороши при употреблении в научно обоснованных количествах. Большой избыток любого удобрения не на пользу расте­ниям, а через них и человеку. Во всем должна быть мера. В случае удобрений эту меру определяют химики-анали­тики, проводящие химический анализ почв. Уместно так­же напомнить старую поговорку, которая гласит: «Нет плохих почв, а есть плохие хозяева».

Для выращивания урожая культурные растения необ­ходимо защищать от сорняков и болезней. Химические вещества, применяемые для уничтожения растений (чаще всего сорных), называют гербицидами. Это слово проис­ходит от латинских герба — трава, растение и циде — убивать. В настоящее время имеется большой ассорти­мент сложных органических соединений, обладающих гербицидными свойствами. Старейшим же гербицидом была соль NaCl0₃. Она относится к гербицидам сплош­ного действия, так как уничтожает все растения подряд. Ее применяли для удаления травы с дорог и дорожек. Первым гербицидом избирательного действия была сер­ная кислота, которая широко использовалась в некото­рых странах еще перед второй мировой войной. При раз­брызгивании ее водного раствора на посевах злаковых культур она легко стекала с узких листьев злаковых растений, имеющих воскоподобную поверхность. В ре­зультате кислота не причиняла вреда этим культурным растениям. Широколистные двудольные сорняки захваты­вали больше серной кислоты, лучше удерживали ее и по­тому гибли. Таким образом, серная кислота является гербицидом морфологической избирательности.

Специалисты считают, что свыше 80 % заболеваний культурных растений обусловлено грибками. Химические средства борьбы с грибковыми и бактериальными болез­нями сельскохозяйственных растений называют фунгици-дами (от лат. слова фунгус—гриб). Наиболее распро­страненные среди садоводов-любителей фунгициды со­держат соединения меди (II). Широко известна бордосекая жидкость, являющаяся раствором, в состав которо­го входят медный купорос CuS0₄ и гашеная известь Са(ОН)₂. Она впервые была использована в 1885 г. для борьбы с мучнистой росой виноградных лоз. Не трудно догадаться, что это произошло во Франции в окрестно­стях города Бордо. Несколько позже было установлено, что раствор, состоящий из ЗСu(ОН)₂*СиСl₂, имеет преи­мущества, так как обладает меньшей коррозионной активностью. Еще раньше для борьбы с мучнисторосяными грибками растений начали использовать измель­ченную серу. Это средство применяют и по сей день. Наряду с серой для этой же цели используют отвар, получаемый ее кипячением с известью. Это средство и в настоящее время считается довольно эффективным фунгицидом. Однако соединения серы иногда плохо действу­ют на другие растения и прежде всего на некоторые сорта яблонь и груш.

Растворимые соединения меди ядовиты для вредите­лей зеленых растений, т. е. обладают фунгицидными свойствами. Медный купорос CuS0₄*5Н₂О является од­ним из наиболее эффективных препаратов контактного действия для борьбы с болезнями плодовых деревьев, виноградников и других растений. Смесь медного купо­роса (1 кг CuS0₄ • 5Н₂О и 0,75 кг свежегашеной извести на 100 л воды) называют бордосской жидкостью. Она представляет собой водную суспензию из ЗСu(ОН)з, CuS0₄ и CaS0₄. Для образования стойкой суспензии молярное соотношение СuО:СаО должно быть равно 1:0,75, а массовое 1:0,53. В связи с частичным переходом во времени гашеной извести в карбонат кальция (в ре­зультате поглощения СО₂ из воздуха) массовое соотно­шение берут 1:0,75.

При смешении раствора медного купороса с раство­ром соды Na₂CO₃ образуется жидкость, которую издавна называют бургундской. Она является суспензией основ­ного карбоната меди (II) состава ЗСи(ОН)_2*2СиСОз. Бургундская жидкость имеет некоторое преимущество перед бордосской, заключающееся в лучшей прилипаемости к растениям и отсутствием комков, забивающих распылительные устройства.

Отметим также, что медный купорос используют для борьбы с чрезмерным развитием водной растительности в водохранилищах.

Сухая смесь основного сульфата меди (II) 3Cu(OH)₃ •CuS0₄ и основных карбонатов меди (II) используется для протравливания семян и их опыления. Ее получают смешиванием медного купороса и мела при 50—60 °С. Процесс ведут до прекращения выделения пузырьков СО₂. Для опыления используют порошок, получающийся выпариванием раствора досуха. В промышленности этот препарат обозначают буквами АБ.

Для борьбы с вредителями садов и слизнями исполь­зуют сульфат железа (III) Fe₂(S0₄)₂. Его применяют так­же для уничтожения мхов, лишайников и грибных спор. Этот препарат действует на них уже при концентрации 0,14 %. Однако по своим фунгицидным свойствам суль­фат железа (III) примерно в 10 раз слабее, чем медный купорос.

В сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений и с грызунами широко используют соединения мышьяка. Из них наибольшее распространение получил арсенат кальция Саз(Аs0₄)₂. Издавна известен сложный препарат, в состав которого входят медь (II) и мышь­як (III), называемый парижской или швейнфуртской зе­ленью. Вначале получают раствор метаарсенита натрия:

Аs₂0з + Na₂CO₃ == 2NaAs0₂ + CO₂

К нему добавляют уксусную кислоту до нейтрализации избытка соды:

Na₂C0₃ + 2СНзСООН = 2CHaCOONa + СО₂ + Н₂О

К полученному таким образом горячему раствору добав­ляют медный купорос. Парижская зелень осаждается из раствора в соответствии с уравнением

6NaAs0₂ + 2CHaCOONa + 4CuS0₄ ==

3Cu (AsO₂)₂•Сu(СНзСОО)₂ + 4Na₂S0₄

Для протравливания корней рассады капусты против возбудителя килы используют каломель . В на­стоящее время в качестве протравы семян злаковых культур широко применяют ртутьорганические соедине­ния общей формулы RHgX, где R — алкил или арил и Х — остаток органической или минеральной кислоты (например, C₆H₅HgOCOCH₃). Нормы расхода ртутьсодержащих фунгицидов небольшие — около 5 г ртути на 1 га. К сожалению, большинство ртутных препаратов токсичны для человека, млекопитающих и птиц. Поэтому их стремятся исключить из употребления. В настоящее время синтезировано довольно много органических соеди­нений с весьма ценными фунгицидными свойствами.

Существуют химические вещества, стимулирующие кущение растений. Их действие основано на подавлении роста верхушечных почек, в результате чего рост расте­ний направляется по боковым отросткам. В качестве таких стимуляторов нашли применение органические спирты с прямой цепью — главным образом октиловый и дециловый спирты.

Существуют химические соединения, при опрыскива­нии раствором которых растений происходит усыхание листьев и их опадение. Такие соединения называют де­фолиантами (от лат. слова фолиум —лист). Дефолианты применяют для предуборочного удаления листьев с расте­ний для облегчения механизированной уборки урожая (например, хлопчатника). Наиболее распространенными дефолиантами являются хлорат магния М§(С10з)2 и цианамид кальция CaCN2. Напомним, что при внесении в почву цианамид кальция играет роль азотного удоб­рения.

Для борьбы с личинками малярийного комара приме­няют препарат «Армаль». Его получают обработкой раст­вора мышьяковистой кислоты известью-пушонкой в смеси с инертным наполнителем — тальком, глиной или мелом. К этой смеси затем добавляют медный купорос и от­фильтровывают в виде пасты. К высушенному и размо­лотому препарату добавляют гидрофобное органическое вещество (3 % асидол или древесное крезотовое масло). Последнее позволяет зернам препарата удерживаться на поверхности воды и оказывать губительное действие на личинки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• Краткая химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1961—1967.

• Советский энциклопедический словарь.— М;: Сов. энциклопедия, 1983.

• Августиник А. И. Керамика. — Л.: Стройиздат, 1975.

• Андреев И. Н. Коррозия металлов и их защита. — Казань: Та­тарское книжное изд-во, 1979.

• Б етехтин А. Г. Минералогия. — М.: Гос. изд-во геологической литературы, 1950.

• Бутт Ю. М., Дудеров Г. Н., Матвеев М. А. Общая технология силикатов. — М.: Госстройиздат, 1962.

• Быстрое Г. П. Технология спичечного производства. — М.—Л.:

Гослесбумиздат, 1961.

• Витт Н. Руководство к свечному производству. — Санкт-Петербург:

Типография департамента внешней торговли, 1851.

• Войтович В. А., Мокеева Л. Н. Биологическая коррозия. — М.:

Знание, 1980. № 10. С. 63.

• Войцеховская А. Л., Вольфензон И. И. Косметика сегодня. — М.:

Химия, 1988.

• Дудеров И. Г., Матвеева Г. М., Суханова В. Б. Общая технология силикатов. — М.: Стройиздат, 1987.

• Козловский А. Л. Клеи и склеивание. — М.: Знание, 1976.

• Козмал Ф. Производство бумаги в теории и на практике. — М.:

Лесная промышленность, 1964.

• Кукушкин Ю. Н. Соединения высшего порядка. —Л.: Химия, 1991./

17