Chemie in de tuin

Samenstelling en chemische eigenschappen van de bodem

Bodem is de buitenste oppervlaktelaag van de aardschil. De samenstelling ervan hangt voor een groot deel af van het type gesteente dat bodemvormende processen ondergaat. In de bodem zijn een aantal elementen en chemische verbindingen te vinden. Bijna de helft van de bodemsamenstelling bestaat uit minerale stoffen. Ze zijn onderverdeeld in macro-elementen, dwz kalium, natrium, calcium, aluminium, silicium, koolstof, ijzer, fosfor, stikstof en waterstof, en micro-elementen, dwz boor, mangaan, molybdeen en zink. Meestal zijn micro-elementen in de vorm van mineralen in de bodem aanwezig. Bodem omvat ook gassen, vooral die welke in de lucht aanwezig zijn. Deze omvatten kooldioxide, methaan, waterstofsulfide en ammoniak . Van alle elementen in de bodemsamenstelling heeft zuurstof het grootste massaaandeel, gevolgd door silicium en aluminium. Een van de karakteristieke chemische eigenschappen van bodem is de pH. In de praktijk spreken we erover door te verwijzen naar de pH-schaal . De meeste planten geven de voorkeur aan een neutrale pH tussen 6,5 en 7,5, maar sommige planten zullen gunstig groeien in een breder bereik (5,5 tot 8). Wanneer de grond te zuur of te alkalisch wordt, zullen sommige chemische componenten niet meer beschikbaar zijn voor planten. Daarom is de pH zo belangrijk. De reactie van de bodem heeft een directe invloed op de vruchtbaarheid ervan, en dus op de productiviteit. Calciumionen hebben een grote invloed op de pH van de bodem. Ze komen voornamelijk uit calciumcarbonaat . Samen met koolzuur vormen ze een buffersysteem dat snelle pH-veranderingen voorkomt, wat uiterst belangrijk is voor planten omdat wortels gevoelig zijn voor snelle pH-veranderingen. Dit vermogen van de bodem om een ​​constante pH-waarde te behouden (ondanks de aanwezigheid van factoren die de waarde ervan veranderen) wordt bufferende eigenschappen genoemd. Dit gebeurt wanneer de bodem mengsels van buffersystemen bevat, bijvoorbeeld een zwak zuur en het zout ervan. Ze kunnen het uitblijven van pH-veranderingen veroorzaken, ondanks het gebruik van geschikte ontzurende of verzurende meststoffen. Het redoxpotentieel is een andere belangrijke chemische eigenschap van de bodem. Deze parameter hangt nauw samen met de luchtvochtigheid. Hoe vochtiger de grond, hoe minder zuurstofgehalte. Er wordt aangenomen dat bodems die grote hoeveelheden O ₂ bevatten, goede aerobe omstandigheden hebben. Dit is belangrijk voor de plantengroei, omdat in dergelijke grond de oxidatieprocessen van minerale en organische verbindingen ononderbroken kunnen plaatsvinden. Wanneer de gemeten redoxpotentiaal te laag is, kan dit een teken zijn van een teveel aan vocht in de bodem. Vervolgens worden allereerst reductieverschijnselen waargenomen van bijvoorbeeld nitraten, waardoor waardevolle stikstof uit de bodem verloren gaat.

Chemische processen in de tuin

Planten en aarde zijn de pijlers van elke tuin. Omdat ze hun natuurlijke element zijn, zijn ze de locaties van de belangrijkste chemische processen.

• Het bekendste proces bij planten is fotosynthese . Het maakt de productie mogelijk van noodzakelijke plantaardige structurele verbindingen en stoffen die nodig zijn voor een goede werking. Fotosynthese is de transformatie van koolstofdioxide en water in glucose en zuurstof. Deze reactie vindt plaats in aanwezigheid van energie uit het licht van de zon. Fotosynthese is het belangrijkste proces dat het leven op aarde in stand houdt.
• Composteren is een populaire methode om groenafval in tuinen te beheren. Deze organische recycling bestaat uit de afbraak van organisch materiaal door micro-organismen. De belangrijkste fase is de mineralisatie van organisch materiaal uit planten- en dierenresten, wat resulteert in de vorming van eenvoudige minerale verbindingen. Bij mineralisatie zijn twee processen betrokken: verrotting en rotting. De eerste vindt plaats in anaerobe omstandigheden. Minerale verbindingen gevormd via verrotting omvatten kooldioxide, water, ammoniak en waterstofsulfide. Aan de andere kant vindt rotting plaats in aanwezigheid van zuurstof. Het bevordert de vorming van oxiden, fosfaat- of sulfaationen. Gemakkelijk afbreekbare verbindingen, zoals suikers , zetmeel of eiwitten, zijn bijzonder gevoelig voor mineralisatie. Ze zijn een waardevolle bron van elementaire koolstof en stikstof voor micro-organismen.
• Bij veel van de chemische processen die in tuinen worden waargenomen, is sprake van de circulatie van elementen . Een specifiek voorbeeld is stikstof, dat als gas ongeveer 78%van de lucht uitmaakt, en in de bodem een ​​belangrijke voedingsstof is voor de meeste planten. Levende organismen onttrekken via bacteriën stikstof uit de lucht. Ze hebben het vermogen om moleculaire stikstof op te nemen en om te zetten in ammoniak. Deze vorm kan vervolgens door planten worden opgenomen en gebruikt om organische moleculen te produceren. Wanneer de plant door een dier wordt opgegeten, komt dit element zijn lichaam binnen. De stikstof zit in de plant en blijft in het dier, dat vervolgens sterft en als gevolg van daaropvolgende chemische reacties wordt omgezet in ammoniak en moleculaire stikstof, die vervolgens opnieuw in de atmosfeer terechtkomen.

Meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen

Het klimaat en de chemische processen die in de tuin plaatsvinden, zorgen ervoor dat deze na verloop van tijd armer wordt aan voedingsstoffen. Dit proces wordt bodemuitputting genoemd. In natuurlijke tuinen keren voedingsstoffen terug naar de bodem met de dood en het verval van de plant, maar het proces wordt verstoord in bodems waar gewassen worden verbouwd en vervolgens worden geoogst. Hoe minder goed gevoed de grond, hoe moeilijker het is voor planten om te overleven. Meststoffen worden gebruikt om de tekortkomingen van elementen in de bodem aan te vullen. Belangrijk is dat de bemestingsmethode en de selectie van de juiste meststof niet eenvoudig zijn en volledig afhankelijk zijn van de toestand van de bodem en de voedingsbehoeften van planten. Tegenwoordig worden twee soorten landbouwmeststoffen gebruikt:

• Natuurlijk (biologisch) – dit zijn in de eerste plaats meststoffen van plantaardige en dierlijke oorsprong. De meest gebruikte is compost. Het wordt gemaakt van plantenresten en bijvoorbeeld gemaaid gras of bladeren. Het wordt gevormd als gevolg van hun aerobe bacteriële afbraak. Compost is vooral rijk aan stikstof, maar ook aan fosfor(V)oxide en kaliumoxide. De kwaliteit van de meststof wordt beoordeeld op basis van het gehalte aan bovengenoemde elementen. Andere natuurlijke meststoffen zijn mest afkomstig van de uitwerpselen van landbouwhuisdieren en biohumus afkomstig van de uitwerpselen (‘afgietsels’) van Californische regenwormen. Opgemerkt moet worden dat natuurlijke meststoffen niet altijd alle noodzakelijke chemische elementen zullen bevatten.
• Kunstmatig (mineraal) – deze meststoffen hebben een hoog rendement en snellere werking vergeleken met natuurlijke meststoffen. Kunstmest bevat primaire componenten zoals stikstof, fosfor en kalium, secundaire componenten zoals calcium, magnesium, natrium en zwavel en micronutriënten zoals boor, kobalt, koper en ijzer. Kunstmest wordt gecategoriseerd als eenvoudig (met de aangegeven hoeveelheid van het hoofdbestanddeel – stikstof-, fosfor- of kaliummest) en samengesteld (met ten minste twee voedingsstoffen, verkregen tijdens een chemische reactie). De meest gebruikte kunstmeststoffen zijn: triple superfosfaat, callimagnesia, ammoniumsulfaat, magnesiumsulfaat en polyfosfaat.

Bekijk het assortiment agrochemicaliën van de PCC Group. Chemische gewasbeschermingsmiddelen zijn ongetwijfeld een goed voorbeeld van de aanwezigheid van chemie in tuinen. Hun hoofddoel is de actieve bescherming tegen ongedierte, zoals insecten, slakken, onkruid en schimmels. Het zijn werkzame stoffen of preparaten die één of meerdere actieve ingrediënten bevatten. Chemische gewasbeschermingsmiddelen worden voornamelijk gecategoriseerd als fungiciden, herbiciden, insecticiden, hulpstoffen en groeiregulatoren. Ze bevatten verschillende chemische stoffen, waaronder fosforoxychloride , fosfortrichloride , monochloorazijnzuur en paradichloorbenzeen . Voorzichtigheid is vooral belangrijk bij het werken met deze stoffen.