СЛОВАРЬ ЮНОГО ХИМИКА

АГРОХИМИЯ

С древнейших времен люди получают многие пищевые продукты с полей. «Поле» — по-гречески «агрос». С приставки «агро» начинаются названия всех наук, связанных с земледелием. Агрохимия — наука, изучающая приемы воздействия на химические и биохимические процессы, протекающие в растениях и в почве. Конечной целью большинства агрохимических исследований было и остается повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Агрохимия изучает чрезвычайно широкий круг вопросов — от питания растений и взаимодействия удобрений с почвой до химических средств защиты растений. Самостоятельной ветвью химической науки агрохимия стала в XIX в., после того как был достаточно полно изучен круговорот веществ, происходящий в результате земледельческой деятельности человека.

В 1840 г. немецкий химик Ю. Либих в книге о практическом приложении химии к сельскому хозяйству, к земледелию впервые убедительно доказал, что для питания растений необходим ряд минеральных солей, содержащих азот, фосфор, калий и некоторые другие элементы. Он разработал новую теорию питания растений.

Фосфор наряду с азотом и калием и поныне остается одним из «трех китов» агрохимии, трех главных для растений питательных элементов. Ученые, работающие в области агрохимии, занимаются и исследованием удобрений, содержащих микроэлементы: бор, медь, марганец, молибден, кобальт, цинк и др.

Агрохимики исследуют почвы. Почва — сложное, постоянно меняющееся образование. Слой почвы в несколько сантиметров создается столетиями.  Для развития химической науки большое значение имели проведенные Ю. Либихом исследования природы и свойств органических соединений,  усовершествования  методов анализа этих веществ.

В 1834 г. Либих сформулировал основные положения теории радикалов. Он считал радикалы основной частью органических веществ. За основу Либих брал радикал эфира С4Н10, который он назвал этилом и обозначил Е. При соединении этила с атомами или атомными группами образуются органические вещества (например: Е + О— эфир, Е + 20 — метиловый спирт, Е + 0 + + Н2О — этиловый спирт). Следуя положениям теории радикалов, Ю. Либих и Ф. Вёлер провели синтез и изучили свойства многих органических соединений (бензаль- дегида, алкалоидов и др.). Либих впервые получил такие важные вещества, как уксусный альдегид, хлороформ и другие соединения, которые позже нашли применение в технике и медицине.

Ученый исследовал условия протекания органических реакций под влиянием некоторых металлов (в первую очередь платины).

В 1839 г. он выдвинул одну из первых теорий катализа. По его мнению, в присутствии катализатора, остающегося в реакции неизменным, происходит ослабление взаимного притяжения частей соединений. Это облегчает и ускоряет реакцию. Правильность этих представлений химики признали лишь через несколько десятков лет. На основании теории катализа Либих предложил рассматривать важнейшие природные процессы — брожение и гниение — как реакции, ускоряющиеся под действием биологических катализаторов-ферментов. Эти идеи ученого легли в дальнейшем в основу биохимических исследований (см. Биохимия) .

В 1840 г. была опубликована книга Либиха «Химия в приложении к земледелию...», которая оказала большое влияние на становление агрохимической науки. В ней автор предложил теорию минерального питания растений и рекомендовал вносить минеральные удобрения в почву для повышения урожайности культурных растений.

В почве есть минеральные составляющие, которые, как и удобрения, служат источником питания растений, и есть гумус — смесь органических веществ, тоже нужных для питания растений. Одновременно гумус служит структурообразователем почвы и средой обитания массы почвенных микроорганизмов, среди которых особенно важны бактерйи-азотфиксаторы.

Лучшие условия для деятельности клубеньковых бактерий и других микроорганизмов почвы создаются с помощью известкования кислых почв — внесения в них извести. В результате этого процесса в почвенном поглощающем слое происходит замена части ионов водорода и алюминия ионами кальция. Эта замена сказывается и на структуре почв, особенно подзолистых и торфяных. Известкование повышает эффективность применения органических и минеральных удобрений.

Химические процессы, происходящие в почве, чрезвычайно сложны, тем более что наряду с природными соединениями в них участвуют и привнесенные человеком удобрения, пестициды и т. д.

Научно обоснованные рекомендации, которые дает агрохимическая наука практике, позволяют улучшить плодородие почвы и повысить урожайность. В нашей стране видную роль в развитии агрохимии сыграли такие выдающиеся ученые, как М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев, В. В. Докучаев, Д. Н. Прянишников, К. А. Тимирязев и другие.