Примена хемије у

пољопривреди

професор Милушка Пршић

Хемичари и хемијски инжењери дали

су велики допринос производњи хране

и пољопривреди, што нам омогућава

да гајимо, убирамо и конзумирамо

обилну и квалитетну храну.

Повећана продуктивност фарми у 20. веку увећава залихе и доступност хране на тржишту.

Савремени фармери користе нова хемијска достигнућа да унапреде пољопривредну производњу ђубривима и пестицидима и добију обилне залихе хране.

Потрошачи су профитирали од нових технологија које су побољшале укус, изглед, доступност и хранљиву вредност њихових оброка.

Тај напредак у хемији помаже да се нахрани целокупна светска популација која је све бројнија.

Везивање азота

Везивање азота је базни

природни процес у коме

микроорганизми

претварају иначе слабо

реактиван елементарни

азот у неорганска

једињења која биљке

узимају из земљишта, и

затим улазе у ланац

исхране дајући органска

азотна једињења, углавном

протеине.

Циклус азота

1. Азот у атмосфери (N₂)

2. Бактерије које везују азот у коренским чворовима махунарки

3. Бактерије које везују азот у земљишту

4. Амонијум јони (NH₄⁺)

5. Нитрификационе бактерије

6. Нитрити (NO₂⁻)

7. Нитрификационе бактерије

8. Нитрати (NO₃⁻)

9. Денитрификационе бактерије

10. Разлагачи (аеробне и анаеробне бактерије и гљивице)

N₂

Haber-Bosse-ов поступак

синтезе амонијака

Fric Haber

Karl Bosse

Од почетка двадесетог

века, када се показало да је

расположиви азот у

земљишту, првенствено

нитрати, недовољан за

интензивну производњу

усева, развијено је неколико

комерцијалних процеса

производње азотних

ђубрива, укључујући

најпознатији Хабер-Бошов

поступак синтезе

амонијака.

Haber-Bosse-ов поступак

синтезе амонијака

Поједини хемичари верују да је

управо Хабер-Бошов процес

најважније научно откриће без

кога савремена цивилизација

не би била то што јесте!

NH₃

Снабдевање храном растуће светске

популације крајем деветнаестог века

представљало је све већу

потешкоћу, пошто је садржај азота

у земљишту био исцрпљен, а

индустријска подршка кроз азотна

ђубрива још увек није решена.

Неки научници су очекивали масовна

гладовања. Стога је преузет

захтеван задатак производње

азотних једињења коршћењем азота

из ваздуха.

Решење је стигло 1908. године из

Немачке, где је Fric Haber открио

принципе синтезе амонијака

коришћењем свих физичких и

хемијских ресурса доступних у том

тренутку. Синтеза се одвија у

присуству гвожђа као

катализатора, под високим

притиском и температуром.

Haber-Bosse-ов поступак

синтезе амонијакаKarl Bosse, хемичар у фирми BASF

(Badische Anilin- &Soda Fabrik)

комерцијализовао је тај процес

успостављањем прве, тада најмодерније

производње на индустријском нивоу

1913. године. Тај индустријски процес

омогућио је експанзију пољопривредне

производње, а тиме и људске популације

током 20 века.

1. производња H₂ и N₂2. производња амонијака

3. производња NOₓ

4. производња азотне киселине

5. производња ђубрива

6. производња калцијум-

нитрата Ca(NO₃)₂ Karl Bosse

Почев од 1913. године, вештачка ђубрива се производе комерцијално, чиме је драстично повећана биљна производња и приноси. Од тада су стално вршене иновације у основној производњи хемијских ђубрива, укључујући пласирање на тржиште ђубрива у гранулама 1930 г. и увођење ђубрива у облику суспензије на америчком тржишту 1965. године. Седамдесетих година, гранулација је додатно усавршена ради увођења ђубрива погодних за кућну употребу.

Скорашње иновације у комерцијалним ђубривима укључују затварање у капсуле са постепеним испуштањем, чија је суштина да супстанца вештачког ђубрива продире у земљиште током одређеног временског периода. На тај начин омогућено је избегавање превеликог ђубрења непожељног по животну средину.

Које су последице прекомерног ђубрења земљишта?

Зелена револуција и

хибридне биљкеОд седамдесетих година 19.

века узгајају се хибридне

биљке да би се пожељне

особине користиле за

повећање производње и бољи

квалитет хране. Органска

хемија идентификује

жељена својства

биљака, преводи та својства

у касније хибриде и

максимално повећава

апсорпцију азота помоћу

хемијских ђубрива.

Тај напредак је довео до ткз. “Зелене револуције” која је започела 1943. године, када је производња пшенице у Мексику у потпуности могла да задовољи домаће потребе. Већи део азијског становништва је до 1964. године почео да се храни помоћу нових, хибридних биљака и препарата за прихрањивање земљишта.

Амерички фармери сада прихватају нове врсте хибридних биљака као што су кукуруз и кромпир, који већ садрже пестицид у свом лишћу и стабљикама.

Зелена револуција и

хибридне биљке

“Бордо метод” и

фунгицидиГодине 1882. француски ботаничар Pjer M. A. Mijarde применио је водени раствор бакар-сулфата (CuSO₄x5H₂O) и кречног млека (Са(ОН)₂ - бордовска чорба, бордовска мешавина за ефикасну борбу против пламењаче у француским виноградима.

Pjer M. A. Mijarde

“Бордо метод” и

фунгициди

Хемијске иновације у

пољопривредним

фунгицидима су настављене

увођењем дитиокарбаматних

фунгицида 1934. г. и

стробилуринских фунгицида

1996. године.

Помоћу раствора плавог камена сада се

држи под контролом велики број гљивица

које нападају усеве. То је такође означило

прву опсежну примену фунгицида и унело

револуцију у хемијску заштиту усева.

Откриће инсектицида

Употреба првог инсектицида датира још из

Персије, 400 година п.н.е. Легенда каже: “Млада

девојка убрала је букет дивљег пелина да украси своју

собу. Када је цвеће увело, она га је бацила у врт.

Неколико дана касније око увелог букета нашла је

много угинулих инсеката. Повезала је угинуле инсекте

са осушеним цветовима пелина и почела је са

прављењем праинсектицида”.

Данас знамо да је отровна супстанца цветова пелина у ствари природни пиретроид, који се користи уназад 160 година као инсектицид, који није опасан за топлокрвна бића, јер се брзо разграђује, не таложи се у организму и

не ствара отпорност код инсеката. Због својих позитивних карактеристика, пиретриди су послужили

научницима као основа за синтезу вештачких инсектицида.

пелин

“DDT и пестицидиСредства за заштиту биља (пестициди) штите пољопривредне културе од штета које могу нанети гљивичне болести, инсекти и конкуренција других биљака. Године 1939. Paul Miler развио је јефтини инсектицид DDT (dihlor-difenyl-trihloretan) за контролу кромпирове златице и других инсеката.

Paul Miler

Шездесетих

година, забринутост

јавности због

акумулирања DDT-a у

људском телу у

комбинацији са све већом

резистенцијом штеточина

на ово средство, довела је до

еволуције нових пестицида

и смањења његове употребе

Хвала на пажњи!

Кориштени материјал :

http://www.chemgeneration.com/rs/

Наталија Макивић - Увођење еколошких принципа у

основношколску наставу и развој еколошке свести код

ученика - мастер рад