Химические секреты агронома

Задание 17. На Востоке бытовала такая легенда. Однажды властелин приказал своему садовнику заставить зеленые груши вызревать за одну ночь. Если же посмеет ослушаться, может лишиться головы. Садовник поставил корзину с грушами в угол своей каморки, зажег ладан и стал горестно молиться. И произошло чудо – к утру груши созрели!

Можно ли объяснить это чудо с точки зрения химии и физиологии растений? Напомним, что ладан – смолистое вещество растительного происхождения.

Задание 18. В 1629 г. голландский ученый Я. Ван Гельмонт поставил интересный опыт. В высушенную землю он посадил побег ивы, предварительно взвесив и землю, и побег. В течение пяти лет побег поливали дождевой водой. Через пять лет побег превратился в дерево, прибавив в весе 164 фунта. Земли убавилось только полтора фунта. Ученый сделал вывод: растение питалось только водой.

Правильный ли вывод сделал ученый? За счет каких химических процессов и веществ могло произойти увеличение массы растения?

Задание 19. Обитающие в почве мелкие млекопитающие – кроты, слепыши, роя норы и гнезда, перемещают огромные количества почвы. Например, кроты в зависимости от их численности перерывают от 3,9 до 55 т на один гектар, а их выбросы в лесах занимают до 37% территории. Вместе с почвой перераспределяются и химические элементы. В перерытом слепышами верхнем слое чернозема возрастает содержание кальция: они перемещают почву из нижнего черноземного карбонатного горизонта, находящегося на глубине около 1 м, к верхнему.

Попробуйте выразить эту "агрохимическую" работу в килограммах на гектар: рассчитайте, сколько кроты перемещают кремния и железа, если содержание этих элементов в тех слоях почвы, где протекает жизнедеятельность кротов, составляет соответственно 33,0 и 3,7%.

Ответы и решения

1. Консервные банки изготавливают из жести (тонкая холоднокатаная сталь), на поверхность которой для предохранения от воздействия пищевой среды и коррозии наносят защитный слой олова. Постепенно растворяясь под действием воды и почвенных кислот, они обеспечивают дополнительную минеральную подкормку, и растение лучше растет. Предварительно банки необходимо обжечь, т. к. их поверхность изнутри покрыта специальным пищевым лаком.

2. В навозе часть азота содержится в виде мочевины (NH2)2CO, которая разлагается:

Выделяющийся аммиак связывается суперфосфатом в прочное соединение.

3. Прежде всего необходимо рассчитать объем камеры. Предположим, он равен 1 м3, или 10000 л. Для получения концентрации этилена 1:2000 в камере такого объема необходимо 5 л этилена (10000:2000) ежедневно, на 6 дней – 30 л. По уравнению реакции 1 моль С2Н5ОН образует 22,4 л этилена:

4. Клинские огородники умели управлять процессом фотосинтеза. В теплицах они ставили бочки с навозом, разбавленным водой. При его брожении выделяется углекислый газ за счет разложения мочевины. Повышение концентрации СО2 в воздухе теплицы активизирует процесс фотосинтеза, что и приводит к повышению урожая. В современных тепличных хозяйствах СО2 подают из баллонов.

5. Дождевые черви пронизывают почву сетью ходов, что улучшает аэрацию и ускоряет протекание всех окислительных процессов в почве. Питаясь разлагающимися органическими веществами, черви пропускают через свой кишечник большое количество почвенной массы, выделяя ее в переработанном виде. Эти выделения составляют до нескольких сот тонн на один гектар и являются прекрасной средой для размножения почвенные микроорганизмов, численность которых увеличивается в несколько раз. Это также способствует разложению органических веществ и превращению их в доступные растениям формы. Таким образом, жизнедеятельность червей ускоряет разложение органических веществ почвы и влияет на ее химический состав, повышая плодородие.

Сейчас в сельском хозяйстве получает все большее распространение технология выращивания экологически чистых овощей, основанная на использовании в качестве удобрения биогумуса. Последний получают, специально заселяя массу растительных остатков (компост) калифорнийскими червями. Следовательно, уничтожение червей птицами неблагоприятно для земледельца, т. к. приводит к изменению химического состава почвы, уменьшая ее плодородие.