Химия на садовом участке

Состав и химические свойства почвы

Почва – это внешний, поверхностный слой земной коры. В значительной степени ее состав зависит от типа подстилающей породы и процессов почвообразования, которым она подвергается. В почве находится целый спектр элементов и химических соединений. Почти половина состава почты – минеральные вещества. Они делятся на макроэлементы, к которым относятся калий, натрий, кальций, алюминий, кремний, углерод, железо, фосфор, азот и водород, а также микроэлементы, среди которых бор, марганец, молибден и цинк. Как правило микроэлементы присутствуют в почве в виде минералов. В состав почвы также входят газы, в первую очередь те, которые содержатся в воздухе. Среди них стоит отметить углекислый газ, метан, сероводород и аммиак. Из всех элементов наибольшую массовую долю в составе почвы имеет кислород, за ним следуют кремний и алюминий.

Одним из характерных химических свойств почвы является ее реакция (pH), выражаемая с помощью шкалы pH. Большинство растений предпочитают нейтральную почву с pH в диапазоне от 6,5 до 7,5, но некоторые растения будут хорошо расти и в более широком диапазоне (от 5,5 до 8). Когда почва становится слишком кислой или слишком щелочной, некоторые химические вещества перестают быть доступными для растений. Именно поэтому реакция почвы имеет большое значение. Она оказывает прямое влияние на плодородие почвы и, следовательно, ее продуктивность. На реакцию почвы значительное влияние оказывают ионы кальция, преимущественно из карбоната кальция. Вместе с угольной кислотой они образуют буферную систему, которая препятствует резким изменениям pH, что чрезвычайно важно для растений (корни растений чувствительны к быстрым изменениям реакции). Способность почвы поддерживать постоянное значение pH (несмотря на действие факторов, изменяющих его значение) называется буферностью. Все это становится возможным, когда в почве присутствуют так называемые буферные системы, например, слабая кислота и ее соль. Их наличие может быть причиной того, что уровень pH остается неизменным, несмотря на внесение соответствующих подкисляющих удобрений или удобрений, снижающих уровень кислотности почвы.

Важным химическим свойством почвы является ее окислительно-восстановительный потенциал. Этот параметр тесно связан с влажностью. По мере роста влажности снижается содержание кислорода. Почвы с высоким содержанием O₂ считаются почвами с хорошими кислородными условиями. Это важный фактор для роста растений, поскольку в такой почве могут беспрепятственно протекать процессы окисления минеральных и органических соединений. Слишком низкий окислительно-восстановительный потенциал может свидетельствовать о чрезмерно большом содержании влаги в почве. В этом случае наблюдаются явления восстановления, например, нитратов, что приводит к потере ценного азота из почвы.

Химические процессы на садовом участке

Растения и почвы являются основными элементами каждого садового участка. Именно в них естественным образом проходят важнейшие химические процессы.

• Самым известным процессом, проходящим в растениях, является фотосинтез. Он обеспечивает производство соединений, необходимых для их структуры и правильного функционирования. Процесс фотосинтеза заключается в преобразовании углекислого газа и воды в глюкозу и кислород. Эта реакция протекает в присутствии энергии света. Фотосинтез – это самый важный процесс, поддерживающий жизнь на Земле.
• Популярным методом утилизации зеленых отходов на садовых участках является компостирование. Этот процесс переработки заключается в разложении органических веществ при участии микроорганизмов. Его ключевым этапом является минерализация органической материи, в результате которой из остатков растительного и животного происхождения образуются простые минеральные соединения. Минерализация включает в себя два процесса: гниение и трухление. Первый характеризуется тем, что проходит в анаэробных условиях. Образующиеся в процессе гниения минеральные соединения включают углекислый газ, воду, аммиак и сероводород. Трухление же, наоборот, происходит в присутствии кислорода. Оно способствует образованию оксидов, фосфатных или сульфатных ионов. Особенно восприимчивы к минерализации легко разлагаемые соединения, такие как сахара, крахмал или белки. Они являются ценным источником элементарного углерода и азота для микроорганизмов.
• Многие химические процессы, наблюдаемые на садовых участках, связаны с круговоротом элементов. В качестве примера можно привести азот, который в виде газа составляет около 78% окружающего нас воздуха, а в почве является ключевым питательным элементом для большинства растений. Атмосферный азот попадает в живые организмы благодаря бактериям, которые обладают способностью выхватывать молекулярный азот и превращать его в аммиак. В этой форме его могут поглощать, например, растения, и он же может использоваться для образования органических молекул. Когда растение съедает животное, этот химический элемент попадает в его организм. Азот, содержащийся в остатках растений и животных, в результате последующих химических реакций превращается в аммиак и молекулярный азот и снова попадает в атмосферу.

Удобрения и средства защиты растений

Под воздействием климатических условий и химических процессов, проходящих на садовом участке, в почве уменьшаются запасы питательных веществ. Такой процесс называется истощением почвы. В натуральных условиях питательные вещества возвращаются в почву по мере отмирания и гниения растений, но при выращивании культур, ориентированном на урожай, этот процесс нарушается. Чем меньше питательных веществ в почве, тем труднее растениям выжить. Для восполнения недостатка элементов в почве, используются удобрения. Важно отметить, что выбор подходящего удобрения и метод его внесения – это непростой процесс, во многом  зависящий от состояния почвы и питательных веществ, необходимых растениям.

Существует два типа сельскохозяйственных удобрений:

• Натуральные (органические) – прежде всего удобрения растительного и животного происхождения. Наиболее часто используется компост. Его производят из остатков отмерших растений, скошенной травы или листьев. В результате их аэробного разложения микроорганизмами и образуется компост. Это удобрение насыщено, прежде всего, азотом, а также оксидом фосфора (V) и оксидом калия. О качестве компоста судят по содержанию вышеупомянутых элементов. К другим натуральным удобрениям относят навоз, состоящий из экскрементов домашнего скота, и биогумус, получаемый из экскрементов калифорнийских червей. Следует помнить, что натуральные удобрения не всегда имеют в своем составе все необходимые химические элементы.
• Искусственные (минеральные) – характеризуются высокой эффективностью и более быстрым действием по сравнению с натуральными удобрениями. Искусственные удобрения содержат в своем составе основные элементы, такие как: азот, фосфор, калий, а также вторичные элементы, такие как: кальций, магний, натрий и сера, и вдобавок микроэлементы, включая бор, кобальт, медь и железо. Искусственные удобрения делятся на простые (с заявленным количеством основного ингредиента: азота, фосфора или калия) и комплексные (содержащие не менее двух питательных веществ, полученных в ходе химической реакции). Наиболее часто применяются такие синтетические удобрения как тройной суперфосфат, калимагнезия, сульфат аммония, сульфат магния и полифоска.

Ознакомьтесь с ассортиментом агрохимикатов группы компаний PCC.

Несомненным примером присутствия химии на садовых участках являются химические средства защиты растений. Их основная задача – активная защита от вредителей, включая насекомые, сорняки или грибки. Это активные вещества или препараты, содержащие от одного до нескольких активных ингредиентов. Химические средства защиты растений в основном делятся на фунгициды, гербициды, инсектициды, адъюванты и регуляторы роста. В их состав входит ряд химических веществ, в том числе оксихлорид фосфора, трихлорид фосфора, монохлоруксусная кислота и парадихлорбензол. При работе с этими веществами крайне важно соблюдать осторожность.