书城教材教辅中学理科课程资源-感受化学生活
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第17章 农业与化学(3)

天然肥料,化学肥料是死的肥料,而细菌肥料是有生命的肥料。在细菌肥料厂里,人们在温暖如春的房间里,用玻璃瓶装着培养液来培养细菌,制造肥料。

在保存和施用细菌时,要格外小心,不能让它受热,也不能让它受冻,特别是别叫它挨晒,因为太阳光不仅热,而且含有强烈的紫外线,会杀死细菌。所以,人们常把细菌肥料装在一个黑色的油布袋子里,免得受晒,施用时,也是一施下去,立即用土轻轻掩上,让细菌在土壤里安居下来,为作物服务。

科学施肥

施肥是调节作物营养,提高土壤肥力,使作物高产的重要措施。施肥并不是越多越好,而是要做到科学施肥。科学施肥的核心问题,一是如何减少肥料养分的损失,用最少的肥料,获得最高的产量,最大限度地提高肥料的利用率;二是调节好化肥和农家肥的施用比例,氮、磷、钾肥平衡施肥,提高土壤肥力,防止水土污染。为此,在施肥时要注意以下几点:

一、化肥和农家肥配合使用

俗话说:庄稼一支花,全靠肥当家。厩肥、绿肥、堆肥等天然肥料肥分少,效力慢,制造时往往受到一定的限制。于是,人们用砂石、海水、空气等作原料,大量地制造化学肥料。随着化学肥料的大量使用,有人开始担心,经常施用化学肥料,会不会使土质变坏呢?

目前所用的化学肥料多是无机化合物。氮肥有硫酸铵、磷酸氢铵等;磷肥有过磷酸钙,重过磷酸钙等;钾肥有硫酸钾、氯化钾等。个别化学肥料虽是有机化合物,但极易分解为无机物,如尿素。

施用这些化学肥料,主要是为了补充作物所需的营养元素,达到增产的目的。但这些化学肥料中不含纤维素等有机物质,施用后不能直接增加土壤中有机质的含量,改善土壤性质,相反还会促进土壤中原有有机质的分解。有机质的分解,能释放出其中的养分供作物吸收,但土壤中有机质不断分解,得不到补充,长期下去会导致土质变坏,表现为土壤容易板结,保水、保肥能力变差。所以,化学肥料不能很好地改善土壤性质,长期施用还会使土质变坏。

天然肥料所含的肥分大都以有机物形式存在,需要在微生物的作用下不断分解才能发挥肥效。但它所含养分完全,肥效持久,能改善土壤性质,便宜易得。

把化学肥料和天然肥料合理配合使用,取长补短,就能使土壤肥力和作物产量都得到提高。化肥和农家肥配合使用,可以改善作物营养,提高土壤肥力,降低施肥成本,提高施肥成效,提高作物产量和质量,减少环境污染。两者取长补短,缓急相济,一般认为化肥和农家肥比例在7:3到3:7范围内效果较好。

二、各种养分平衡供应

1989年,我国化肥的施用比例低于世界平均水平,造成缺磷少钾,比例失调。要根据作物和土壤情况,使氮、磷、钾肥按比例配合使用,同时注意微量元素肥料的合理施用。平衡供应养分,充分发挥肥料问的相互促进作用。

三、根据肥料性质和作物特点施肥

肥料种类很多,性质各不相同。施肥前,要对肥料的养分含量、溶解度、酸碱性、副作用、肥料混合后的相互作用等因素进行综合考虑,以充分发挥肥料的经济效益。

作物种类不同,需要各种养分的数量和比例也不同。如禾谷类作物,需要较多的氮肥,也需要适当的磷、钾肥;豆科植物其根部有根瘤菌,可固定空气中的氮素,一般不需大量施用氮肥,但需较多的磷、钾肥。作物在不同的生长期对各种营养元素的数量、浓度和比例有不同要求。在作物生长过程中,常有一个时期对某种养分的需求最迫切,吸收养分的能力最强,此时要及时提供充足养分。

四、土壤状况与气候条件

施肥前,要对土壤的性状,如土壤有机质和土壤养分状况、土壤质地、土壤酸碱性、土壤熟化程度进行测定,以选择合适的肥料品种,确定合理的施肥方法。

气候条件如光照、温度、雨量等,都是影响土壤养分的分解转化和作物吸收养分的重要因素,应加以考虑。

五、农业技术条件

农业技术条件与施肥效果关系密切,如轮作制度、耕作方法、灌溉排水技术等都对肥效有直接影响。

因此,我们不仅要了解作物的营养特性,作物种类和不同发育阶段对养分的要求,还要全面考虑土壤和气候条件、肥料本身的性质,运用合理的农业技术,充分发挥肥效,以获得作物高产和稳产。

害虫的克星

一、化学农药

在田野里,有许多坏家伙与人们抢夺着粮食,危害庄稼,它们是蝗虫、各种甲虫、蚜虫、青虫、蝶类。据统计,害虫有1600种以上。每年,这些害虫会使收成减少10%,为了对付这些害虫,人们开始广泛地使用杀虫剂。

DDT就是一种大名鼎鼎的杀虫剂。DDT的中文译名是滴漓涕,它的化学组成为二氧二苯三氯乙烷。DDT能溶于煤油,不溶于水。在农业上大量使用时,煤油太浪费了,又不安全,常常是把DDT粉搅成泥汤一样的乳浊液使用。DDT能杀死许多害虫,药效大,但它会在生物体内积存,不能被分解,也不容易被排出,从而会造成一系列环境问题。

和DDT同样负有盛名的另外一种杀虫剂是“六六六”,它的学名叫六氯环三烷。在日光照射下,把氯气通入苯中就可得到“六六六”。它价格便宜,杀虫效果好,人们常用它来杀臭虫和蟑螂。但“六六六”也会带来环境污染。

有没有安全无害的杀虫剂呢?人们发现除虫菊开的花不长害虫,于是将除虫菊磨成细粉,用来杀虫,效果很好,对人畜无害。原来除虫菊花中含有一种叫除虫菊酯的强毒性油状液体,现在已经能够人工合成了。我们用的蚊香就是用除虫菊粉制成的,蚊香点着时,除虫菊粉受热挥发,蚊子一遇上就倒霉了。

现在,DDT和六六六因为污染问题已被禁止使用,人们已合成了敌百虫、敌敌畏等许多杀虫剂来对付害虫,但农药污染的问题仍没有彻底解决。

二、仿生农药

使用化学农药是控制农作物病虫害的一个重要手段,但却带来了日益严重的环境问题,它不仅污染大气和土壤,还残留在水果、蔬菜、粮食等农作物中,危害人们的健康。怎么办呢?人们开始向生物“求救”。

自然界里很多生物体内,都含有杀虫的物质,模拟生物体中的这种物质;通过化学方法合成药品,就称为“仿生农药”。仿生农药本来就存在物体内,因而不会给人类和环境带来污染。

第一种仿生农药叫巴丹,它是模拟沙蚕体内的“杀蚕毒”合成的,对鳞赤目昆虫具有毒性。

仿生农药目前已有多种,其中有一种是人工合成的昆虫激素,前景最为诱人。如蚕蛾醇是雌蛾的性引诱激素,极微量的蚕蛾醇就会招引远处的雄蛾扑来,从而可以大量捕杀,真是“飞蛾扑火,自取灭亡”。

为了提高昆虫激素类似物的诱杀能力,还可以将激素与相应的杀虫药配合成激素,杀虫效果十分理想,又无残留农药污染环境。

仿生农药无环境问题,而且有一定的专一性,只杀死害虫,是一类很有发展前途的农药。

杂草的死敌

杂草是庄稼的死敌,它不仅严重妨害作物的生长,而且影响作物的质量。

除草,人们最初用手拔,后来创造了除草工具。19世纪以来,发现了几种无机除草剂,但用药量太大,又有伤害力,不能推广应用。现在不同了,发达国家有80%以上的耕地是利用化学除草剂来防治杂草。

化学除草剂又称化学除莠剂,其杀灭杂草的原因,归纳起来,主要有以下几点:第一,通过抑制杂草的呼吸作用,中断杂草的生理过程使它们窒息而死。第二,通过抑制植物的光合作用,阻止杂草营养的合成及代谢过程,从而限制杂草的生长。第三,通过破坏杂草的输导组织,阻碍其有机物质及水分的正常运输,使杂草上部得不到水,下部得不到营养而被渴死、饿死。

化学除草剂按其作用可分为两大类:一类是“灭生性”的,例如五氯酚钠、百叶枯等除草剂,它们能消除一切杂草。不过因为草苗不分,植物往往把它当作营养物质吸收,结果“引狼人室”,植物的新陈代谢作用被严重破坏,致使枯萎死去。

另一类则具有选择性,它对某些作物是安全的,但对另一些作物有灭杀作用,例如敌稗,水稻和稗草是同科的植物,它们的长相和禀性十分相像。水稻吸进敌稗后,它内部有一种水解酶能将稗迅速破坏,而稗草却不含这种酶,只好中毒死亡。

另外,各种化学除草剂的除草方式也不尽相同,有些除草剂,主要用于灭除已长成势的各种杂草,地上的杂草还须喷洒到药液,才会被杀死,而喷完药后长出的杂草,仍会疯长。针对这一情况,残留性除草剂诞生了。它被事先埋伏在土表层中,杂草在萌芽时就被杀死。

所以在使用化学除草剂的时候,必须根据作物及杂草的种类以及其他因素,综合考虑后,再选择一种最为适宜的除草剂。

植物生长的调节剂

植物生长调节剂与人体内的激素相似,数量极微,却能促进发育。p-吲哚乙酸是世界上发现的第一种植物生长调节剂。

前面提到过的能催熟水果的乙烯也是一种植物生长调节剂。

在造林时,预先把槐树、桑树、杨树和柳树在植物生长调节剂的稀溶液里浸泡一下,再插入土里,这些枝条便很容易成活。这是由于植物生长调节剂使细胞活化,增强了它们的生命力。如果把植物生长调节剂加上各种营养来配成培养液,就可以在一支玻璃试管里把一小段树叶培育成为一株小树。

植物生长调节剂还可以使百花同时在冬天开放,魔力真不小。春夏秋冬四个季节,我们都可以根据自己的需要任意选择花的品种。

花儿为什么这样“红”

当我们驻足花儿的世界时,都不由得发出赞美和感叹!桃花红,李花白,杜鹃花儿红遍野,大自然一片秀色。是谁把烂漫的鲜花打扮得如此绚丽、五彩缤纷呢?

我们可以做个有趣的实验。你一定见过清晨开放的牵牛花吧?它有各种颜色,蓝色、紫色或红色等。试想一下,如果将红色花放人溶有石碱的溶液中,过一会儿拿出,将其洗净,再放入溶有醋的溶液中,会有什么现象发生呢?结果是放入碱水中的花由红变蓝,再放人酸水中又由蓝变红。

其实,植物体本身是一座精细的化工厂,它施展各种精湛奇妙的化学变化,把自己装扮得如此绚丽多姿。进一步的研究表明,植物的花中都含有一种物质叫花青素。花青素是有机物苯(C6H6)和苯吡喃形成的复杂的化合物,它的颜色会随着周围条件的变化而相应地变化。当花的细胞液呈三性时,花青素便花显颜色,随着碱性程度的微妙变化,花的颜色也会相应改变;呈中性时,花显示紫色;呈酸性时,花显示红色。这也就是牵牛花变色的原理。不同品种的植物,生长在不同的环境中,在不同的条件下,花细胞液酸碱度都会发生变化,从而使花也显现了万紫千红。如果花中不含有花青素,花就显现出洁白的颜色。世界上各种植物的花,最多的还是白花,也有一些花,总是在黄、橙、红之间变化,那是胡萝卜素在施展本领的结果。“霜叶红于二月花”,火红的枫叶,槭树、乌柏、柿树等也是花青素遇酸变的戏法,这时叶绿素同常温下降而分解,大多数植物入袱后叶子金黄色,是同类胡萝h素比较稳定,没有被破坏。

想一想,不同比例,不同浓度的花青素、胡萝卜素类胡萝卜素、叶黄素等各种色素,互相配合后,随着花中酸碱度和温度的不同,则其神通就更大了。那该是怎样的花的海洋呢?