نام فرانسوی عنصر (azote)، که در زبان روسی نیز ریشه داشت، در قرن 18 پیشنهاد شد. Lavoisier، با تشکیل آن از پیشوند منفی یونانی "a" و کلمه "zoe" - زندگی (همان ریشه در کلمات جانورشناسی و انبوه مشتقات آن - zoo، zoogeography و غیره)، یعنی. "نیتروژن" به معنای "بی جان"، "نداشتن زندگی" است. از همان منشاء و نام آلمانی این عنصر Stickstoff - ماده خفه کننده است. ریشه "azo" در اصطلاحات شیمیایی "آزید"، "ترکیب آزو"، "آزین" و غیره نیز وجود دارد. و نیتروژنیوم لاتین و نیتروژن انگلیسی از "neter" عبری (یونانی "nitron"، لاتین nitrum) آمده اند. ; بنابراین در زمان های قدیم آنها قلیایی طبیعی - سودا، و بعد - نمک نمک نامیده می شود. نام "نیتروژن" کاملاً مناسب نیست: اگرچه نیتروژن گازی برای تنفس مناسب نیست، اما این عنصر برای زندگی کاملا ضروری است. ترکیب همه موجودات زنده شامل تعداد نسبتاً کمی از عناصر است و یکی از مهمترین آنها نیتروژن است، در پروتئین ها - حدود 17٪ از نیتروژن. نیتروژن همچنین در ترکیب مولکول های DNA و RNA موجود است که وراثت را تضمین می کند.

نیتروژن زیادی روی زمین وجود دارد، اما ذخایر اصلی آن در جو متمرکز شده است. با این حال، به دلیل استحکام بالای پیوند سه گانه NєN (942 kJ/mol، که تقریباً 4 برابر انرژی پیوند Cl-Cl است)، مولکول نیتروژن بسیار قوی و واکنش پذیری آن کم است. در نتیجه هیچ حیوان یا گیاهی قادر به جذب گاز نیتروژن از هوا نیست. آنها این عنصر مورد نیاز برای سنتز پروتئین ها و سایر اجزای ضروری بدن را از کجا می گیرند؟ حیوانات نیتروژن خود را از خوردن گیاهان و حیوانات دیگر دریافت می کنند. گیاهان نیتروژن را به همراه سایر مواد مغذی از خاک استخراج می کنند و تنها تعداد کمی از حبوبات می توانند نیتروژن هوا را جذب کنند - و نه به تنهایی، بلکه به لطف باکتری های گره ای که روی ریشه هایشان زندگی می کنند.

منبع اصلی نیتروژن در خاک تثبیت بیولوژیکی نیتروژن است، یعنی اتصال نیتروژن اتمسفر و تبدیل آن توسط میکروارگانیسم ها به اشکال قابل جذب توسط گیاهان. میکروارگانیسم‌ها می‌توانند به تنهایی در خاک زندگی کنند، یا می‌توانند با برخی گیاهان، عمدتاً با حبوبات - شبدر، نخود، لوبیا، یونجه و غیره در همزیستی ("جامعه") باشند. در گره های خاص؛ آنها اغلب به عنوان باکتری ندول شناخته می شوند. این میکروارگانیسم ها حاوی آنزیم پیچیده ای به نام نیتروژناز هستند که قادر به کاهش نیتروژن به آمونیاک هستند. سپس با کمک سیستم های آنزیمی دیگر، آمونیاک به ترکیبات نیتروژن دیگری تبدیل می شود که توسط گیاهان جذب می شود. باکتری های آزاد تا 50 کیلوگرم نیتروژن در سال در هر 1 هکتار و باکتری های ندول - 150 کیلوگرم دیگر، و در شرایط خاص مطلوب - تا 500 کیلوگرم در سال متصل می شوند!

دومین منبع نیتروژن طبیعی در خاک رعد و برق است. در هر ثانیه به طور متوسط ​​100 رعد و برق بر روی کره زمین می تابد. و اگرچه هر یک از آنها تنها کسری از ثانیه دوام می آورد، اما کل توان الکتریکی آنها به 4 میلیارد کیلووات می رسد. افزایش شدید دما در کانال رعد و برق - تا 20000 درجه سانتیگراد منجر به تخریب مولکول های نیتروژن و اکسیژن با تشکیل اکسید نیتریک NO می شود. سپس توسط اکسیژن اتمسفر به دی اکسید تبدیل می شود: 2NO + O 2  2NO 2. دی اکسید، در واکنش با اکسیژن اضافی با رطوبت اتمسفر، به اسید نیتریک تبدیل می شود: 4NO 2 + 2H 2 O + O 2  4HNO 3. در نتیجه این دگرگونی ها، روزانه تقریباً 2 میلیون تن اسید نیتریک در جو تولید می شود یا بیش از 700 میلیون تن در سال. محلول ضعیف اسید نیتریک با باران به زمین می افتد. مقایسه این مقدار «اسید آسمانی» با تولید صنعتی آن جالب است. تولید اسید نیتریک یکی از بزرگترین تاسیسات تولید است. معلوم می شود که در اینجا انسان از طبیعت بسیار عقب تر است: تولید جهانی اسید نیتریک حدود 30 میلیون تن است.به دلیل شکافتن مولکول های نیتروژن توسط صاعقه، سالانه حدود 15 کیلوگرم اسید نیتریک در هر هکتار از سطح زمین می ریزد. کوه ها و بیابان ها، دریاها و اقیانوس ها. در خاک، این اسید به نمک های آن - نیترات ها تبدیل می شود که کاملاً توسط گیاهان جذب می شوند.

به نظر می رسد که "نیتروژن رعد و برق" برای محصولات کشاورزی چندان مهم نیست، اما شبدر و سایر حبوبات فقط بخش کوچکی از سطح زمین را پوشش می دهند. رعد و برق میلیاردها سال پیش، مدت ها قبل از ظهور باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، در جو شروع به درخشش کرد. بنابراین آنها نقش بسزایی در تثبیت نیتروژن اتمسفر داشتند. به عنوان مثال، تنها در دو هزاره اخیر، رعد و برق 2 تریلیون تن نیتروژن را به کود تبدیل کرده است - حدود 0.1٪ از کل مقدار آن در هوا!

لیبیگ در مقابل مالتوس. در سال 1798 اقتصاددان انگلیسی توماس مالتوس (1766-1834) کتاب معروف خود را منتشر کرد. تجربه جمعیت. در آن، او اشاره کرد که جمعیت به طور تصاعدی افزایش می یابد، یعنی. مانند 1، 2، 4، 8، 16... در عین حال، وسایل امرار معاش برای همان دوره های زمانی، حتی در مساعدترین شرایط، فقط می تواند در پیشرفت حسابی رشد کند، یعنی. مانند 1، 2، 3، 4... به عنوان مثال، طبق این نظریه، تولید مواد غذایی تنها از طریق گسترش زمین های کشاورزی، کشت بهتر زمین های زراعی و غیره می تواند رشد کند. از نظریه مالتوس نتیجه گرفت که در آینده بشریت با قحطی تهدید می شود. در سال 1887، این نتیجه توسط دانشمند انگلیسی توماس هاکسلی (1825-1897)، دوست چارلز داروین و محبوب کننده آموزه های او تأیید شد.

برای جلوگیری از "گرسنگی" بشر، لازم بود بهره وری کشاورزی به شدت افزایش یابد و برای این امر مهم ترین مشکل تغذیه گیاه حل شود. احتمالاً اولین آزمایش در این جهت در اوایل دهه 1630 توسط یکی از بزرگترین دانشمندان زمان خود، پزشک و کیمیاگر هلندی یان باپتیست ون هلمونت (1579-1644) انجام شد. او تصمیم گرفت بررسی کند که گیاهان مواد مغذی خود را از کجا می گیرند - از آب یا از خاک. ون هلمونت 200 پوند (حدود 80 کیلوگرم) زمین خشک برداشت، آن را در گلدان بزرگی ریخت، شاخه بید را در زمین کاشت و شروع به آبیاری مجدانه با آب باران کرد. شاخه ریشه زد و شروع به رشد کرد و کم کم به درخت تبدیل شد. این تجربه دقیقا پنج سال به طول انجامید. معلوم شد که در این مدت گیاه 164 پوند 3 اونس (حدود 66 کیلوگرم) وزن اضافه کرد، در حالی که زمین فقط 3 اونس "از دست داد"، یعنی. کمتر از 100 گرم بنابراین، ون هلمونت نتیجه گرفت، گیاهان مواد مغذی را فقط از آب دریافت می کنند.

به نظر می رسد مطالعات بعدی این نتیجه را رد کرده است: به هر حال، هیچ کربنی در آب وجود ندارد که بخش عمده گیاهان را تشکیل می دهد! پس از آن، گیاهان به معنای واقعی کلمه "از هوا تغذیه می کنند"، دی اکسید کربن را از آن جذب می کنند - همان چیزی که ون هلمونت به تازگی کشف کرده بود و حتی آن را "هوای جنگل" نامیده بود. این نام به گاز داده نشده است زیرا مقدار زیادی از آن در جنگل ها وجود دارد، بلکه فقط به دلیل این واقعیت است که در هنگام احتراق زغال چوب تشکیل می شود ...

مسئله "تغذیه هوا" گیاهان در اواخر قرن 18 مطرح شد. گیاه شناس و فیزیولوژیست سوئیسی ژان سنبیه (1742-1809). او به طور تجربی ثابت کرد که دی اکسید کربن در برگ های گیاهان تجزیه می شود، در حالی که اکسیژن آزاد می شود و کربن در گیاه باقی می ماند. اما برخی از دانشمندان به شدت به این دیدگاه اعتراض کردند و از "نظریه هوموس" دفاع کردند که طبق آن گیاهان عمدتاً از مواد آلی استخراج شده از خاک تغذیه می کنند. به نظر می‌رسد که این امر با روش قدیمی کشاورزی تأیید می‌شود: خاک غنی از هوموس، به خوبی با کود کود کوددهی شده است، محصول را افزایش می‌دهد...

با این حال، تئوری هوموس نقش مواد معدنی را که برای گیاهان کاملاً ضروری هستند، در نظر نگرفت. گیاهان این مواد را به مقدار زیاد از خاک استخراج می کنند و هنگام برداشت از مزارع دور می شوند. برای اولین بار، این شرایط، و همچنین نیاز به بازگشت مواد معدنی به خاک، توسط شیمیدان آلمانی Justus Liebig اشاره شد. در سال 1840 کتابی منتشر کرد شیمی آلی به عنوان کاربرد در کشاورزی و فیزیولوژی، که در آن به ویژه نوشته است: «زمانی فرا می رسد که هر مزرعه به تناسب گیاهی که روی آن کاشته می شود، با کود خودش که در کارخانه های شیمیایی تهیه می شود، کود داده می شود».

در ابتدا، ایده های لیبیگ با خصومت مواجه شد. هوگو مول (1805-1872)، استاد گیاه شناسی در دانشگاه توبینگن، در مورد آن نوشت: «این بی شرم ترین کتابی است که تا به حال به دست من افتاده است». نویسنده مشهور آلمانی فریتز رویتر (1810-1874) که مدتی به کشاورزی مشغول بود، چنین می گوید: «کتابی کاملاً بی معنا». روزنامه های آلمانی شروع به انتشار نامه ها و کاریکاتورهای توهین آمیز درباره لیبیگ و نظریه او در مورد تغذیه معدنی گیاهان کردند. خود لیبیگ تا حدودی در این امر مقصر بود، که در ابتدا به اشتباه معتقد بود که کودهای معدنی باید فقط حاوی پتاسیم و فسفر باشند، در حالی که سومین جزء ضروری - نیتروژن - گیاهان می توانند از هوا جذب کنند.

اشتباه لیبیگ احتمالاً به دلیل تفسیر نادرست از آزمایشات شیمیدان کشاورزی معروف فرانسوی ژان باپتیست بوسینگو (1802-1887) بود. در سال 1838 بذر وزن شده برخی از گیاهان را در خاکی که کودهای نیتروژنی نداشت کاشت و بعد از 3 ماه جوانه ها را وزن کرد. در گندم و جو، جرم عملاً بدون تغییر باقی ماند، در حالی که در شبدر و نخود به طور قابل توجهی افزایش یافت (به عنوان مثال در نخود فرنگی، از 47 به 100 میلی گرم). از این نتیجه نادرست است که برخی از گیاهان می توانند نیتروژن را مستقیماً از هوا جذب کنند. در آن زمان، هیچ چیز در مورد باکتری های ندول که روی ریشه حبوبات زندگی می کنند و نیتروژن اتمسفر را به دام می اندازند، معلوم نبود. در نتیجه، اولین تلاش ها برای استفاده از کودهای پتاس-فسفر در همه جا نتیجه منفی داد. لیبیگ این شجاعت را داشت که آشکارا اشتباه خود را بپذیرد. نظریه او در نهایت برنده شد. نتیجه این بود که کشاورزی در نیمه دوم قرن نوزدهم معرفی شد. کودهای شیمیایی و ساخت گیاهان برای تولید آنها.

بحران نیتروژن

هیچ مشکل خاصی در مورد کودهای فسفر و پتاس وجود نداشت: ترکیبات پتاسیم و فسفر به وفور در روده های زمین یافت می شوند. وضعیت نیتروژن کاملاً متفاوت بود: با تشدید کشاورزی، که قرار بود جمعیت رو به رشد زمین را تغذیه کند، منابع طبیعی دیگر نمی توانستند با پر کردن ذخایر نیتروژن در خاک مقابله کنند. نیاز مبرمی به یافتن منابع نیتروژن "محدود" وجود داشت. شیمیدانان قادر به سنتز برخی از ترکیبات، به عنوان مثال، نیترید لیتیوم Li 3 N، با شروع از نیتروژن اتمسفر بودند. اما از این طریق می شد گرم و در بهترین حالت کیلوگرم یک ماده به دست آورد در حالی که میلیون ها تن نیاز بود!

برای چندین قرن، تقریباً تنها منبع نیتروژن محدود نمک نمک بود. این کلمه از سال لاتین - نمک و نیتروم، به معنای واقعی کلمه - "نمک قلیایی" آمده است: در آن روزها، ترکیب مواد ناشناخته بود. در حال حاضر، نمک نمک برخی از نمک های اسید نیتریک - نیترات نامیده می شود. نمک نمک با چندین نقطه عطف دراماتیک در تاریخ بشر مرتبط است. از زمان های قدیم، تنها به اصطلاح نمک هندی شناخته شده بود - نیترات پتاسیم KNO 3. این ماده معدنی کمیاب از هند آورده شد، در حالی که هیچ منبع طبیعی نمک نمک در اروپا وجود نداشت. نمک هندی منحصراً برای تولید باروت استفاده می شد. هر قرن باروت بیشتری مورد نیاز بود و نمک وارداتی به اندازه کافی وجود نداشت و بسیار گران بود.

با گذشت زمان، آنها یاد گرفتند که نمک نمک را در "نیترات" خاص از باقی مانده های آلی مختلف حاوی نیتروژن بدست آورند. مقدار زیادی نیتروژن، به عنوان مثال، در پروتئین ها. اگر بقایای خشک به سادگی سوزانده شوند، نیتروژن موجود در آنها تا حد زیادی به گاز N 2 اکسید می شود. اما اگر آنها پوسیده شوند، در نتیجه تحت تأثیر باکتری های نیتروژن، نیتروژن به نیترات تبدیل می شود که در قدیم در انبوه های مخصوص شسته می شد و نمکدان را شمع می گفتند. اینطوری کردند. ضایعات آلی مختلف مخلوط شدند - کود دامی، احشاء حیوانات، سیلت، دوغاب مرداب و غیره. زباله، آهک، خاکستر نیز به آنجا اضافه شد. این مخلوط وحشتناک را در گودال ها می ریختند یا به صورت کپه در می آوردند و به وفور با ادرار یا دوغاب می ریختند. می توانید تصور کنید که چه بویی از این تولید می آید! با توجه به فرآیندهای تجزیه در عرض یک تا دو سال، از 6 کیلوگرم "نمره خاکی" که از ناخالصی ها پاکسازی شد، 1 کیلوگرم نمک به دست آمد. بیشترین نمک نمک در فرانسه دریافت شد: دولت سخاوتمندانه به کسانی که در این تولید ناخوشایند مشغول بودند پاداش داد.

به لطف تلاش های لیبیگ، آشکار شد که نمک نمک برای کشاورزی و در مقادیر بسیار بیشتر از تولید باروت مورد نیاز است. روش قدیمی تهیه آن برای این کار کاملاً نامناسب بود.

نمک شیلیایی.

از سال 1830، توسعه ذخایر نمک شور شیلی، غنی ترین منبع طبیعی نیتروژن، آغاز شد. در شیلی، مناطق وسیعی وجود دارد که هرگز باران نمی بارد، مانند صحرای آتاکاما، که در دامنه کوه های کوردیلرا در ارتفاع حدود 1000 متری از سطح دریا قرار دارد. در نتیجه فرآیندهای هزار ساله تجزیه بقایای آلی گیاهی و حیوانی (عمدتاً فضولات پرندگان - گوانو)، رسوبات منحصر به فردی از نمک نمک در آتاکاما تشکیل شد. آنها در فاصله 40 تا 50 کیلومتری از ساحل اقیانوس قرار دارند. هنگامی که این نهشته ها شروع به توسعه کردند، در نواری به طول حدود 200 کیلومتر و عرض 3 کیلومتر با ضخامت لایه 30 سانتی متر تا 3 متر کشیده شدند. در حوضه ها، لایه ها به طور قابل توجهی ضخیم شده و شبیه دریاچه های خشک شده بودند. همانطور که تجزیه و تحلیل نشان داده است، نمک شیلی نیترات سدیم با ناخالصی های سولفات و کلرید سدیم، خاک رس و ماسه است. گاهی اوقات بقایای تجزیه نشده گوانو در نمکدان یافت می شود. یکی از ویژگی های جالب نمک نمک شیلی وجود سدیم یدات NaIO 3 در آن است.

معمولاً سنگ نرم بود و به راحتی از زمین جدا می شد، اما گاهی اوقات رسوبات نمکدان به قدری متراکم بود که برای استخراج آنها نیاز به انفجار بود. پس از حل شدن سنگ در آب داغ، محلول صاف و خنک شد. در همان زمان نیترات سدیم خالص رسوب کرد که به عنوان کود فروخته شد. ید از محلول باقی مانده استخراج شد. در قرن 19 شیلی به تامین کننده اصلی نمک نمک تبدیل شد. توسعه ذخایر اولین جایگاه را در صنعت معدن شیلی در قرن نوزدهم به خود اختصاص داد.

برای بدست آوردن نیترات پتاسیم از نیترات شیلی، از واکنش NaNO 3 + KCl ® NaCl + KNO 3 استفاده شد. چنین واکنشی به دلیل تفاوت شدید در حلالیت محصولات آن در دماهای مختلف امکان پذیر است. حلالیت NaCl (بر حسب گرم در 100 گرم آب) فقط از 39.8 گرم در 100 درجه سانتیگراد به 35.7 گرم در 0 درجه سانتیگراد تغییر می کند، در حالی که حلالیت KNO 3 در همان دماها بسیار متفاوت است و 246 و 13.3 G است! بنابراین، اگر محلول های غلیظ داغ NaNO 3 و KCl را مخلوط کنید و سپس مخلوط را خنک کنید، بخش قابل توجهی از KNO 3 رسوب می کند و تقریباً تمام NaCl در محلول باقی می ماند.

برای چندین دهه، نمک شیلی - نیترات سدیم طبیعی - نیازهای انسان را برآورده کرده است. اما به محض آشکار شدن اهمیت منحصر به فرد این ماده معدنی برای کشاورزی جهان، آنها شروع به محاسبه کردند که این هدیه منحصر به فرد طبیعت تا چه زمانی برای بشریت دوام می آورد. اولین تخمین ها کاملاً خوش بینانه بود - در سال 1885 ذخیره نمک نمک 90 میلیون تن تعیین شد. معلوم شد که نمی توان در مورد "گرسنگی نیتروژن" گیاهان برای سال های طولانی نگران بود. اما این محاسبات رشد سریع جمعیت و سرعت تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان را در نظر نگرفت.

در زمان مالتوس، صادرات نمک شیلی تنها 1000 تن در سال بود. در سال 1887 به 500 هزار تن در سال رسید و در آغاز قرن بیستم. به میلیون ها نفر می رسد! ذخایر نیترات شیلی به سرعت کاهش یافت، در حالی که تقاضا برای نیترات به سرعت رشد کرد. وضعیت با این واقعیت تشدید شد که نمک نمک نیز به مقدار زیادی توسط صنایع نظامی مصرف می شد. باروت اواخر قرن 19 حاوی 74 تا 75 درصد نیترات پتاسیم است. برای به دست آوردن کودهای نیتروژنی باید روش های جدیدی ابداع شود و تنها هوای جوی می تواند منبع آنها باشد.

غلبه بر "گرسنگی نیتروژن".

در آغاز قرن بیستم برای تثبیت نیتروژن صنعتی، روش سیانامید پیشنهاد شده است. ابتدا کاربید کلسیم با حرارت دادن مخلوط آهک و زغال سنگ بدست آمد: CaO + 3C ® CaC 2 + CO. در دماهای بالا، کاربید با نیتروژن اتمسفر واکنش می دهد و سیانامید کلسیم تشکیل می دهد: CaC 2 + N 2 ® CaCN 2 + C. معلوم شد که این ترکیب به عنوان کود مناسب است نه برای همه محصولات، بنابراین ابتدا آمونیاک از آن به دست آمد. عملکرد بخار آب فوق گرم: CaCN 2 + 3H 2 O ® CaCO 3 + 2NH 3، و سولفات آمونیوم قبلاً از آمونیاک و اسید سولفوریک به دست آمده بود.

شیمیدانان نروژی با استفاده از برق محلی ارزان قیمت (نیروگاه های برق آبی زیادی در نروژ وجود دارد) به روشی کاملاً متفاوت پیش رفتند. آنها در واقع فرآیند طبیعی تثبیت نیتروژن را با عبور هوای مرطوب از یک قوس الکتریکی بازتولید کردند. در همان زمان، حدود 1٪ اسید نیتریک از هوا به دست آمد که در اثر متقابل با آهک به نیترات کلسیم Ca(NO 3) 2 تبدیل شد. جای تعجب نیست که این ماده نمک نروژی نامیده شد.

با این حال، هر دو روش بسیار گران بودند. مقرون به صرفه ترین روش تثبیت نیتروژن در سالهای 1907-1909 توسط شیمیدان آلمانی فریتز هابر (1868-1934) توسعه یافت. این روش نیتروژن را مستقیماً به آمونیاک تبدیل می کند. تبدیل آمونیاک به نیترات و سایر ترکیبات نیتروژن دیگر دشوار نبود.

در حال حاضر تولید کودهای نیتروژنی بالغ بر دهها میلیون تن در سال است. بسته به ترکیب شیمیایی، انواع مختلفی دارند. کودهای آمونیاک و آمونیوم حاوی نیتروژن در حالت اکسیداسیون -3 هستند. این آمونیاک مایع، محلول آبی آن (آب آمونیاک)، سولفات آمونیوم است. یون های NH 4 + تحت عمل باکتری های نیتریف کننده در خاک به یون های نیترات اکسید می شوند که به خوبی توسط گیاهان جذب می شوند. کودهای نیترات شامل KNO 3 و Ca(NO 3) 2 هستند. کودهای نیترات آمونیوم عمدتاً شامل نیترات آمونیوم NH 4 NO 3 هستند که حاوی آمونیاک و نیتروژن نیترات هستند. غلیظ ترین کود نیتروژن جامد کاربامید (اوره) است که حاوی 46 درصد نیتروژن است. سهم نمک طبیعی در تولید جهانی ترکیبات حاوی نیتروژن از 1٪ تجاوز نمی کند.

کاربرد.

اصلاح گونه های جدید گیاهان، از جمله انواع اصلاح شده ژنتیکی، روش های بهبود یافته فناوری کشاورزی، نیاز به استفاده از کودهای مصنوعی را برطرف نمی کند. از این گذشته، با هر برداشت، مزارع بخش قابل توجهی از مواد مغذی از جمله نیتروژن را از دست می دهند. طبق مشاهدات طولانی مدت، هر تن نیتروژن در کودهای نیتروژن باعث افزایش عملکرد گندم 12-25٪، چغندر - 120-160٪، سیب زمینی - 120٪ می شود. در کشور ما طی نیم قرن گذشته تولید کودهای ازته در کارخانه های کود نیتروژن ده برابر شده است.

ایلیا لینسون

همه می دانند که نیتروژن بی اثر است. اغلب به این دلیل از عنصر شماره 7 شکایت می کنیم، که طبیعی است: باید بهای بسیار زیادی را برای بی اثر بودن نسبی آن بپردازیم، باید انرژی، تلاش و پول زیادی را صرف تبدیل آن به ترکیبات حیاتی کنیم.

اما، از سوی دیگر، اگر نیتروژن تا این حد بی اثر نبود، واکنش های نیتروژن با اکسیژن در اتمسفر رخ می داد و زندگی در سیاره ما به شکل هایی که در آن وجود دارد غیرممکن می شد. گیاهان، حیوانات، من و شما به معنای واقعی کلمه در جریان اکسیدها و اسیدهایی که برای زندگی قابل قبول نیستند خفه می شویم. و "با همه اینها"، این به اکسیدها و اسید نیتریک است که ما در تلاش برای تبدیل بزرگترین بخش ممکن از نیتروژن جو هستیم. این یکی از پارادوکس های عنصر #7 است. (در اینجا نویسنده این خطر را دارد که به بی اهمیتی متهم شود، زیرا ماهیت متناقض نیتروژن، یا بهتر است بگوییم خواص آن، تبدیل به یک کلمه ی فرعی شده است. و با این حال ...)

نیتروژن یک عنصر فوق العاده است. گاهی اوقات به نظر می رسد که هر چه بیشتر در مورد آن بیاموزیم، غیرقابل درک تر می شود. ناسازگاری خواص عنصر شماره 7 حتی در نام آن نیز منعکس شد، زیرا حتی شیمیدان برجسته ای مانند آنتوان لوران لاووازیه را گمراه کرد. این لاووازیه بود که پس از اینکه اولین و آخرین کسی نبود که بخشی از هوا را که از تنفس و احتراق پشتیبانی نمی کند به دست آورد و مطالعه کرد، نیتروژن را نیتروژن نامید. به گفته لاووازیه، "نیتروژن" به معنای "بی جان" است و این کلمه از یونانی "a" - نفی و "zoe" - زندگی گرفته شده است.

اصطلاح "نیتروژن" در فرهنگ واژگان کیمیاگران وجود داشت که دانشمند فرانسوی آن را از آن به عاریت گرفت. این به معنای «آغاز فلسفی» خاص، نوعی طلسم کابالیستی بود. کارشناسان می گویند که کلید رمزگشایی کلمه "نیتروژن" عبارت پایانی آخرالزمان است: "من آلفا و امگا هستم، آغاز و پایان، اولین و آخرین ..." در قرون وسطی سه زبان وجود داشت. به ویژه مورد احترام است: لاتین، یونانی و عبری. و کلمه «نیتروژن» را کیمیاگران از حرف اول «الف» (الف، آلفا، الف) و حروف آخر: «زت»، «امگا» و «تو» از این سه الفبا ساخته اند. بنابراین، این کلمه مصنوعی مرموز به معنای "آغاز و پایان همه آغازها" بود.

J. Chaptal، معاصر و هموطن لاووازیه، بدون صحبت بیشتر، پیشنهاد کرد که عنصر شماره 7 را یک نام ترکیبی لاتین-یونانی "nitrogenium" بنامیم که به معنای "تولد نمکدان" است. نمک نمک - نمک های نیترات، مواد شناخته شده از زمان های قدیم. (در مورد آنها بعداً صحبت خواهیم کرد.) باید گفت که اصطلاح "نیتروژن" فقط در زبان روسی و فرانسوی ریشه گرفت. در انگلیسی، عنصر شماره 7 "نیتروژن" است، در آلمانی - "Stockton" (ماده خفه کننده). نماد شیمیایی N ادای احترامی به نیتروژنیوم شپتال است.

چه کسی نیتروژن را کشف کرد

کشف نیتروژن به شاگرد دانشمند برجسته اسکاتلندی جوزف بلک، دانیل رادرفورد نسبت داده می شود که در سال 1772 پایان نامه خود را "درباره هوای به اصطلاح ثابت و مفیتی" منتشر کرد. بلک به دلیل آزمایشات خود با "هوای ثابت" - دی اکسید کربن - مشهور شد. او کشف کرد که پس از تثبیت دی اکسید کربن (به هم پیوستن آن با قلیایی)، مقداری "هوای غیرقابل تثبیت" باقی می ماند که به آن "مفیتیک" - خراب - می گفتند زیرا از احتراق و تنفس پشتیبانی نمی کند. مطالعه این "هوا" بلک رادرفورد را به عنوان یک پایان نامه ارائه کرد.

تقریباً در همان زمان، نیتروژن توسط K. Scheele، J. Priestley، G. Cavendish به دست آمد، و دومی، همانطور که از سوابق آزمایشگاهی خود پیداست، این گاز را قبل از رادرفورد مطالعه کرد، اما، مانند همیشه، عجله ای برای انتشار این گاز نداشت. نتایج کار او با این حال، همه این دانشمندان برجسته تصور بسیار مبهمی از ماهیت ماده ای که کشف کردند داشتند. آنها از طرفداران سرسخت نظریه فلوژیستون بودند و خواص "هوای مفیتیک" را با این ماده خیالی مرتبط می کردند. فقط لاووازیه که حمله به فلوژیستون را رهبری می کرد، خود را متقاعد کرد و دیگران را متقاعد کرد که گازی که او آن را "بی جان" می نامد ماده ساده ای است مانند اکسیژن ...

کاتالیزور جهانی؟

فقط می توان حدس زد که "آغاز و پایان همه آغازها" در "نیتروژن" کیمیاگری به چه معناست. اما یکی از «آغاز» های مرتبط با عنصر شماره 7 را می توان جدی گرفت. نیتروژن و حیات مفاهیم جدایی ناپذیری هستند. حداقل، هر زمان که زیست‌شناسان، شیمی‌دانان، اخترفیزیک‌دانان تلاش می‌کنند تا «آغاز آغاز» زندگی را درک کنند، مطمئناً با نیتروژن مواجه خواهند شد.

اتم های عناصر شیمیایی زمین در اعماق ستاره ها متولد می شوند. از آنجا، از نورهای شب و نور روز است که سرچشمه زندگی زمینی ما آغاز می شود. منظور اخترفیزیکدان انگلیسی دبلیو فاولر این شرایط بود که می‌گفت: «همه ما تکه‌ای از غبار ستاره‌ای هستیم».

"غبار" ستاره ای نیتروژن در پیچیده ترین زنجیره فرآیندهای گرما هسته ای به وجود می آید که مرحله اولیه آن تبدیل هیدروژن به هلیوم است. این یک واکنش چند مرحله ای است که قرار است به دو صورت انجام شود. یکی از آنها که چرخه کربن-نیتروژن نام دارد، مستقیماً با عنصر شماره 7 مرتبط است. این چرخه زمانی شروع می شود که در ماده ستاره ای، علاوه بر هسته های هیدروژن - پروتون ها، کربن از قبل وجود داشته باشد. هسته کربن 12 با افزودن یک پروتون دیگر به یک هسته نیتروژن 13 ناپایدار تبدیل می شود:

12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + γ.

اما با انتشار یک پوزیترون، نیتروژن دوباره به کربن تبدیل می شود - ایزوتوپ سنگین تر 13 C تشکیل می شود:

13 7 N → 13 6 C + e + + γ.

چنین هسته ای با گرفتن یک پروتون اضافی به هسته رایج ترین ایزوتوپ در جو زمین تبدیل می شود - 14 N.

13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + γ.

افسوس که تنها بخشی از این نیتروژن به سفری در جهان فرستاده می شود. تحت عمل پروتون ها، نیتروژن-14 به اکسیژن-15 تبدیل می شود و به نوبه خود، با انتشار یک پوزیترون و یک کوانتوم گاما، به یک ایزوتوپ نیتروژن زمینی دیگر - 15 N تبدیل می شود:

14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + γ;

15 8 O → 15 7 N + e + + γ.

نیتروژن-15 زمینی پایدار است، اما حتی در داخل یک ستاره نیز در معرض فروپاشی هسته ای است. پس از اینکه هسته 15 N پروتون دیگری را پذیرفت، نه تنها اکسیژن 16 O تشکیل می شود، بلکه یک واکنش هسته ای دیگر نیز رخ می دهد:

15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 He.

در این زنجیره تبدیل، نیتروژن یکی از محصولات میانی است. اخترفیزیکدان مشهور انگلیسی R.J. تیلر می نویسد: «14 N ایزوتوپی است که ساختن آن آسان نیست. نیتروژن در چرخه کربن-نیتروژن تشکیل می شود، و اگرچه متعاقباً به کربن تبدیل می شود، اگر فرآیند ثابت پیش رود، نیتروژن در ماده بیشتر از کربن است. به نظر می رسد این منبع اصلی 14 N اینچ باشد...

الگوهای عجیب و غریب را می توان در یک چرخه کربن-نیتروژن نسبتاً پیچیده ردیابی کرد. کربن 12 C نقش نوعی کاتالیزور را در آن ایفا می کند. خودتان قضاوت کنید، در نهایت هیچ تغییری در تعداد هسته های 12C وجود ندارد. نیتروژن، که در ابتدای فرآیند ظاهر می شود، در پایان ناپدید می شود... و اگر کربن در این چرخه یک کاتالیزور باشد، نیتروژن به وضوح یک اتوکاتالیست است. یعنی محصول واکنشی است که مراحل میانی بعدی آن را کاتالیز می کند.

تصادفی نیست که در اینجا شروع به صحبت در مورد خواص کاتالیزوری عنصر شماره 7 کردیم. اما آیا نیتروژن ستاره ای این ویژگی را در ماده زنده نیز حفظ کرده است؟ کاتالیزورهای فرآیندهای زندگی آنزیم ها هستند و همه آنها و همچنین اکثر هورمون ها و ویتامین ها حاوی نیتروژن هستند.

نیتروژن در جو زمین

زندگی تا حد زیادی مدیون نیتروژن است، اما نیتروژن، حداقل نیتروژن اتمسفر، منشأ خود را نه آنقدر به خورشید که به فرآیندهای زندگی مدیون است. تفاوت قابل توجهی بین محتوای عنصر شماره 7 در لیتوسفر (0.01٪) و در اتمسفر (75.6٪ از نظر جرم یا 78.09٪ از نظر حجم) وجود دارد. به طور کلی، ما در یک جو نیتروژن زندگی می کنیم که به طور متوسط ​​با اکسیژن غنی شده است.

در این میان، نه در سیارات دیگر منظومه شمسی، نه در ترکیب دنباله دارها یا سایر اجرام فضایی سرد، نیتروژن آزاد یافت نشده است. ترکیبات و رادیکال های آن وجود دارد - CN *، NH *، NH * 2، NH * 3، اما نیتروژن وجود ندارد. درست است که حدود 2 درصد نیتروژن در جو زهره ثبت شده است، اما این رقم هنوز باید تایید شود. اعتقاد بر این است که عنصر شماره 7 در جو اولیه زمین نیز وجود نداشته است. پس کجاست او در هوا؟

ظاهراً جو سیاره ما در ابتدا از مواد فرار تشکیل شده در روده های زمین تشکیل شده است: H 2 ، H 2 O ، CO 2 ، CH 4 ، NH 3. نیتروژن آزاد اگر به عنوان محصول فعالیت آتشفشانی بیرون می آمد به آمونیاک تبدیل می شد. شرایط برای این مناسب ترین بود: بیش از حد هیدروژن، درجه حرارت بالا - سطح زمین هنوز خنک نشده است. بنابراین معنی آن چیست که نیتروژن برای اولین بار در جو به شکل آمونیاک وجود داشت؟ ظاهرا همینطور است. بیایید این واقعیت را به خاطر بسپاریم.

اما پس از آن زندگی به وجود آمد... ولادیمیر ایوانوویچ ورنادسکی استدلال کرد که "پوسته گاز زمین، هوای ما، آفرینش حیات است." این زندگی بود که مکانیسم شگفت انگیز فتوسنتز را راه اندازی کرد. یکی از محصولات نهایی این فرآیند - اکسیژن آزاد شروع به ترکیب فعال با آمونیاک کرد و نیتروژن مولکولی آزاد کرد:

CO 2 + 2H 2 O → فتوسنتز→ HSON + H 2 O + O 2;

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O.

همانطور که مشخص است، اکسیژن و نیتروژن در شرایط عادی با یکدیگر واکنش نشان نمی دهند، که به هوای زمین اجازه می دهد تا "وضعیت موجود" ترکیب را حفظ کند. توجه داشته باشید که بخش قابل توجهی از آمونیاک می تواند در طول تشکیل هیدروسفر در آب حل شده باشد.

امروزه منبع اصلی N 2 که وارد جو می شود گازهای آتشفشانی است.

اگر پیوند سه گانه را بشکنید...

حیات وحش با از بین بردن ذخایر پایان ناپذیر نیتروژن فعال محدود، با مشکل نحوه اتصال نیتروژن مواجه شده است. همانطور که می دانیم، در حالت آزاد و مولکولی، بسیار بی اثر بود. دلیل این امر پیوند شیمیایی سه گانه مولکول آن است: N≡N.

معمولاً پیوندهایی با چنین تعددی ناپایدار هستند. مثال کلاسیک استیلن را به یاد بیاورید: HC = CH. پیوند سه گانه مولکول آن بسیار شکننده است که فعالیت شیمیایی باورنکردنی این گاز را توضیح می دهد. اما نیتروژن در اینجا یک ناهنجاری واضح دارد: پیوند سه گانه آن پایدارترین مولکول دو اتمی شناخته شده را تشکیل می دهد. برای از بین بردن این ارتباط، تلاش زیادی لازم است. به عنوان مثال، سنتز صنعتی آمونیاک به فشار بیش از 200 اتمسفر نیاز دارد. و دمای بالای 500 درجه سانتیگراد و حتی وجود اجباری کاتالیزورها... حل مشکل تثبیت نیتروژن، طبیعت مجبور شد تولید مداوم ترکیبات نیتروژن را به روش رعد و برق برقرار کند.

آمار می گوید سالانه بیش از سه میلیارد رعد و برق در جو سیاره ما برخورد می کند. قدرت تخلیه های فردی به 200 میلیون کیلووات می رسد، در حالی که هوا (البته به صورت محلی) تا 20 هزار درجه گرم می شود. در چنین دمای هیولایی، مولکول های اکسیژن و نیتروژن به اتم ها تجزیه می شوند، که به راحتی با یکدیگر واکنش می دهند، اکسید نیتریک شکننده را تشکیل می دهند:

N 2 + O 2 → 2NO.

به دلیل خنک شدن سریع (تخلیه رعد و برق یک ده هزارم ثانیه طول می کشد)، اکسید نیتریک تجزیه نمی شود و آزادانه توسط اکسیژن هوا اکسید می شود و به دی اکسید پایدارتری تبدیل می شود:

2NO + O 2 → 2NO 2.

در حضور رطوبت اتمسفر و قطرات باران، دی اکسید نیتروژن به اسید نیتریک تبدیل می شود:

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO.

بنابراین، با افتادن زیر یک باران رعد و برق تازه، ما این فرصت را داریم که در محلول ضعیف اسید نیتریک شنا کنیم. اسید نیتریک اتمسفر با نفوذ به خاک، کودهای طبیعی مختلفی را با مواد خود تشکیل می دهد. نیتروژن همچنین در جو توسط ابزارهای فتوشیمیایی تثبیت می شود: با جذب کوانتومی نور، مولکول N 2 به حالت برانگیخته و فعال می رود و می تواند با اکسیژن ترکیب شود.

باکتری و نیتروژن

از خاک، ترکیبات نیتروژن وارد گیاهان می شود. علاوه بر این: "اسب ها جو می خورند" و شکارچیان گیاهخواران را می خورند. زنجیره غذایی چرخه ای از ماده است که عنصر شماره 7 را نیز شامل می شود. در عین حال، شکل وجود نیتروژن تغییر می کند، آن را در ترکیب ترکیبات پیچیده تر و اغلب بسیار فعال قرار می دهد. اما این فقط نیتروژن «طوفانی» نیست که در زنجیره غذایی حرکت می کند.

حتی در دوران باستان، مشاهده شد که برخی از گیاهان، به ویژه حبوبات، قادر به افزایش حاصلخیزی خاک هستند.

«... یا با تغییر سال، غلات طلا بکارید
جایی که او از مزرعه درو می کرد و با غلاف ها خش خش می کرد،
یا جایی که ماشک کوچک میوه با لوپین تلخ رشد کرد ... "

درک کنید: این یک سیستم کشاورزی در زمین چمن است! این سطرها برگرفته از شعری از ویرژیل است که حدود دو هزار سال پیش سروده شده است.

شاید اولین کسی که به این فکر کرد که چرا حبوبات باعث افزایش عملکرد دانه می‌شوند، شیمی‌دان کشاورزی فرانسوی J. Bussingault بود. او در سال 1838 متوجه شد که حبوبات خاک را با نیتروژن غنی می کنند. غلات (و بسیاری از گیاهان دیگر) زمین را تخلیه می کنند و به ویژه نیتروژن یکسان را مصرف می کنند. بوسنگو پیشنهاد کرد که برگ‌های حبوبات نیتروژن هوا را جذب می‌کنند، اما این یک تصور اشتباه بود. در آن زمان نمی‌توان تصور کرد که این ماده در خود گیاهان نیست، بلکه در میکروارگانیسم‌های خاصی است که باعث ایجاد گره‌هایی روی ریشه‌های آنها می‌شود. در همزیستی با حبوبات، این موجودات نیتروژن اتمسفر را تثبیت می کنند. حالا این حقیقت است...

امروزه تعداد زیادی ثابت کننده نیتروژن شناخته شده است: باکتری ها، اکتینومیست ها، قارچ های مخمر و کپک، جلبک های سبز آبی. و همه آنها نیتروژن را برای گیاهان تامین می کنند. اما سوال اینجاست: چگونه میکروارگانیسم ها مولکول N 2 بی اثر را بدون هزینه انرژی خاص تجزیه می کنند؟ و چرا برخی از آنها این مفیدترین توانایی را برای همه موجودات زنده دارند، در حالی که برخی دیگر ندارند؟ برای مدت طولانی این یک راز باقی ماند. آرام، بدون رعد و برق و رعد و برق، مکانیسم تثبیت بیولوژیکی عنصر شماره 7 به تازگی کشف شده است. ثابت شده است که مسیر نیتروژن عنصری به ماده زنده به دلیل فرآیندهای کاهشی امکان پذیر شده است که طی آن نیتروژن به آمونیاک تبدیل می شود. نقش کلیدی را آنزیم نیتروژناز ایفا می کند. مراکز آن که حاوی ترکیبات آهن و مولیبدن است، نیتروژن را برای اتصال به هیدروژن فعال می کند، که قبلاً توسط آنزیم دیگری فعال شده بود. بنابراین، از نیتروژن بی اثر، آمونیاک بسیار فعال به دست می آید - اولین محصول پایدار تثبیت بیولوژیکی نیتروژن.

در اینجا چگونه معلوم می شود! ابتدا فرآیندهای حیات آمونیاک جو اولیه را به نیتروژن تبدیل کردند و سپس حیات دوباره نیتروژن را به آمونیاک تبدیل کرد. آیا ارزش این را داشت که طبیعت در این مورد "نیه ها را بشکند"؟ البته چون چرخه عنصر شماره 7 اینگونه به وجود آمد.

ذخایر نمک نمک و رشد جمعیت

تثبیت طبیعی نیتروژن توسط رعد و برق و باکتری های خاک سالانه حدود 150 میلیون تن از ترکیبات این عنصر را به دست می دهد. با این حال، تمام نیتروژن محدود در چرخه درگیر نیست. بخشی از آن از فرآیند خارج می شود و به عنوان رسوبات نمکدان ته نشین می شود. ثروتمندترین چنین انباری، صحرای آتاکامای شیلی در دامنه‌های کوردیلرا بود. سالهاست اینجا باران نباریده است. اما گاهی باران های شدید در دامنه کوه ها می بارد و ترکیبات خاک را از بین می برد. برای هزاران سال، جریان آب نمک‌های محلول را به سمت پایین می‌برد، که در میان آن‌ها نمک نمک بیشترین میزان را داشت. آب تبخیر شد، املاح باقی ماند... اینگونه بود که بزرگترین ذخایر ترکیبات نیتروژن در جهان پدید آمد.

یکی دیگر از شیمیدان مشهور آلمانی، یوهان رودولف گلابر، که در قرن هفدهم زندگی می کرد، به اهمیت استثنایی نمک های نیتروژن برای رشد گیاهان اشاره کرد. او در نوشته های خود، با تأمل در چرخه مواد نیتروژن دار در طبیعت، از عباراتی مانند "آب خاک نیتروژن" و "نمک نمک باروری" استفاده کرد.

اما نمک طبیعی به عنوان یک کود فقط در آغاز قرن گذشته، زمانی که ذخایر شیلی شروع به توسعه کردند، استفاده شد. در آن زمان، این تنها منبع مهم نیتروژن محدود بود که به نظر می رسید رفاه بشر به آن بستگی دارد. در آن زمان صنعت نیتروژن مطرح نبود.

در سال 1824، کشیش انگلیسی توماس مالتوس دکترین بدنام خود را اعلام کرد که رشد جمعیت بسیار سریعتر از تولید مواد غذایی است. در آن زمان، صادرات نمک شور شیلی تنها حدود 1000 تن در سال بود. در سال 1887، یکی از هموطنان مالتوس، دانشمند معروف توماس هاکسلی، پایان قریب الوقوع تمدن را به دلیل "گرسنگی نیتروژن" که باید پس از توسعه ذخایر نمک شور شیلی رخ دهد، پیش بینی کرد (تولید آن در آن زمان بیش از 500 هزار تن بود. در سال).

یازده سال بعد، دانشمند مشهور دیگری به نام سر ویلیام کروکس به انجمن پیشرفت علم بریتانیا گفت که در کمتر از نیم قرن، اگر جمعیت کاهش نیابد، سقوط مواد غذایی رخ خواهد داد. او همچنین پیش بینی غم انگیز خود را با این واقعیت استدلال کرد که "به زودی ذخایر نمکی شیلی به طور کامل تخلیه خواهد شد" با تمام عواقب بعدی.

این پیشگویی ها به حقیقت نپیوستند - بشریت نمرد، اما تثبیت مصنوعی عنصر شماره 7 را به دست آورد. علاوه بر این، امروزه سهم نمک طبیعی تنها 1.5 درصد از تولید جهانی مواد حاوی نیتروژن است.

نحوه اتصال نیتروژن

مردم برای مدت طولانی توانسته اند ترکیبات نیتروژنی را بدست آورند. همین نمکدان را در سوله های مخصوص - نمکدان تهیه می کردند، اما این روش بسیار ابتدایی بود. نمک نمک از انبوهی از کود، خاکستر، فضولات، خراش های پوست، خون، رویه سیب زمینی تهیه می شود. برای این دو سال، کپه ها با ادرار آبیاری می شوند و برمی گردانند، پس از آن یک پوشش نمکی روی آنها تشکیل می شود، "در یک کتاب قدیمی چنین توصیفی از تولید نمکدان وجود دارد.

زغال سنگ که حاوی حداکثر 3 درصد نیتروژن است، می تواند به عنوان منبع ترکیبات نیتروژن نیز عمل کند. نیتروژن مقید! این نیتروژن در طی کک سازی زغال سنگ شروع به جداسازی کرد و بخش آمونیاک را گرفت و از اسید سولفوریک عبور داد.

محصول نهایی سولفات آمونیوم است. اما این، به طور کلی، خرده نان. حتی دشوار است تصور کنیم که اگر تمدن ما مشکل تثبیت نیتروژن اتمسفر را به موقع حل نکند، چگونه توسعه می یابد.

Scheele اولین کسی بود که نیتروژن اتمسفر را متصل کرد. در سال 1775، سیانید سدیم را با حرارت دادن سودا با زغال سنگ در جو نیتروژن به دست آورد:

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 → 2NaCN + 3CO.

در سال 1780، پریستلی متوجه شد که حجم هوای موجود در یک ظرف معکوس روی آب، اگر جرقه الکتریکی از آن عبور کند، کاهش می‌یابد و آب خاصیت اسید ضعیفی پیدا می‌کند. این آزمایش همانطور که می دانیم (پریستلی نمی دانست) مدلی از مکانیسم طبیعی تثبیت نیتروژن بود. چهار سال بعد، کاوندیش، با عبور دادن تخلیه الکتریکی از هوای محصور در یک لوله شیشه ای با قلیایی، نمک نمک را در آنجا کشف کرد.

و اگرچه تمام این آزمایشات در آن زمان نمی توانست فراتر از آزمایشگاه ها باشد، آنها نمونه اولیه روش های صنعتی تثبیت نیتروژن - سیانامید و قوس را نشان می دهند که در اواخر قرن 19 ... 20 ظاهر شد.

روش سیانامید در سال 1895 توسط محققان آلمانی A. Frank و N. Caro به ثبت رسید. بر اساس این روش، نیتروژن، هنگامی که با کاربید کلسیم گرم می شود، به سیانامید کلسیم متصل می شود:

CaC 2 + N 2 → Ca(CN) 2.

در سال 1901، پسر فرانک، با ارائه این ایده که سیانامید کلسیم می تواند به عنوان یک کود خوب عمل کند، اساساً پایه و اساس تولید این ماده را ایجاد کرد. رشد صنعت نیتروژن ثابت با ظهور برق ارزان قیمت تسهیل شد. امیدوار کننده ترین راه برای رفع نیتروژن جو در پایان قرن نوزدهم. با استفاده از یک تخلیه الکتریکی قوس در نظر گرفته شد. اندکی پس از ساخت نیروگاه نیاگارا، آمریکایی ها در همان نزدیکی (در سال 1902) اولین نیروگاه قوس الکتریکی را راه اندازی کردند. سه سال بعد، یک نصب قوس در نروژ به بهره برداری رسید که توسط نظریه پرداز و متخصص در مطالعه شفق شمالی H. Birkeland و مهندس عملی S. Eide توسعه یافت. گیاهان این نوع گسترده هستند. نمکدانی که آنها تولید می کردند، نروژی نامیده می شد. این در حالی است که مصرف برق در این فرآیند به شدت بالا بوده و به میزان 70 هزار کیلووات در ساعت در هر تن نیتروژن مقید بوده و تنها 3 درصد از این انرژی مستقیماً برای تثبیت استفاده می شود.

از طریق آمونیاک

روش‌های تثبیت نیتروژن که در بالا ذکر شد، تنها رویکردی به روشی بود که کمی قبل از جنگ جهانی اول ظاهر شد. در مورد او بود که محبوب آمریکایی علم E. Slosson بسیار زیرکانه اظهار داشت: "همیشه گفته شده است که انگلیسی ها بر دریا تسلط دارند و فرانسوی ها در خشکی ، در حالی که آلمان ها فقط هوا دارند. به نظر می‌رسید که آلمانی‌ها این شوخی را جدی گرفتند و شروع به استفاده از قلمرو هوایی برای حمله به بریتانیایی‌ها و فرانسوی‌ها کردند... قیصر... دارای ناوگان کامل زپلین‌ها و روشی برای تثبیت نیتروژن بود که برای هیچ ملت دیگری شناخته شده نبود. زپلین ها مانند کیسه های هوا ترکیدند، اما کارخانه های تثبیت نیتروژن به کار خود ادامه دادند و آلمان را نه تنها در سال های جنگ، بلکه در زمان صلح نیز از شیلی مستقل کردند.

اسلوسون کاملاً درست نمی گفت که روش تثبیت نیتروژن به آمونیاک در هیچ کجا به جز آلمان شناخته شده نیست. مبانی نظری این فرآیند توسط دانشمندان فرانسوی و انگلیسی پی ریزی شد. در سال 1784، C. Berthollet معروف ترکیب آمونیاک را ایجاد کرد و تعادل شیمیایی واکنش های سنتز و تجزیه این ماده را پیشنهاد کرد. پنج سال بعد، انگلیسی W. Austin اولین تلاش را برای سنتز NH 3 از نیتروژن و هیدروژن انجام داد. و سرانجام، شیمیدان فرانسوی A. Le Chatelier که به وضوح اصل تعادل متحرک را فرموله کرد، اولین کسی بود که آمونیاک را سنتز کرد. در همان زمان، او فشار بالا و کاتالیزورها - پلاتین اسفنجی و آهن را اعمال کرد. در سال 1901، Le Chatelier این روش را به ثبت رساند.

تحقیقات در مورد سنتز آمونیاک در آغاز قرن نیز توسط E. Perman و G. Atkins در انگلستان انجام شد. این محققان در آزمایشات خود از فلزات مختلفی به عنوان کاتالیزور استفاده کردند، به ویژه مس، نیکل و کبالت.

اما ایجاد سنتز آمونیاک از هیدروژن و نیتروژن در مقیاس صنعتی برای اولین بار در آلمان موفق شد. این شایستگی شیمیدان معروف فریتز هابر است. در سال 1918 جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد.

فناوری تولید NH 3 که توسط یک دانشمند آلمانی توسعه یافته بود، بسیار متفاوت از سایر صنایع آن زمان بود. در اینجا، برای اولین بار، اصل یک چرخه بسته با تجهیزات مداوم و بازیابی انرژی اعمال شد. توسعه نهایی فناوری برای سنتز آمونیاک توسط همکار و دوست هابر، K. Bosch، که همچنین در سال 1931 جایزه نوبل را برای توسعه روش های سنتز شیمیایی در فشارهای بالا دریافت کرد، تکمیل شد.

در مسیر طبیعت

سنتز آمونیاک به مدل دیگری برای تثبیت طبیعی عنصر شماره 7 تبدیل شده است. به یاد بیاورید که میکروارگانیسم ها نیتروژن را در NH 3 متصل می کنند. با تمام مزایای فرآیند Haber-Bosch، در مقایسه با فرآیند طبیعی ناقص و دست و پا گیر به نظر می رسد!

"تثبیت بیولوژیکی نیتروژن اتمسفر... نوعی پارادوکس بود، چالشی همیشگی برای شیمیدانان، نوعی نشان دادن ناکافی بودن دانش ما." این کلمات متعلق به شیمیدانان شوروی M.E. ولپین و A.E. شیلوف، که تلاش کرد نیتروژن مولکولی را در شرایط ملایم تثبیت کند.

در ابتدا شکست هایی وجود داشت. اما در سال 1964، در موسسه ترکیبات ارگانو عنصری آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، در آزمایشگاه ولپین، کشفی انجام شد: در حضور ترکیبات فلزات واسطه - تیتانیوم، وانادیم، کروم، مولیبدن و آهن - عنصر شماره. 7 فعال می شود و در شرایط عادی ترکیبات پیچیده ای را تشکیل می دهد که توسط آب به آمونیاک تجزیه می شود. این فلزات هستند که به عنوان مراکز تثبیت نیتروژن در آنزیم های تثبیت کننده نیتروژن و کاتالیزورهای عالی در تولید آمونیاک عمل می کنند.

اندکی پس از آن، دانشمندان کانادایی A. Allen و K. Zenof، با مطالعه واکنش هیدرازین N 2 H 2 با تری کلرید روتنیم، یک مجتمع شیمیایی به دست آوردند که در آن، دوباره در شرایط ملایم، نیتروژن مشخص شد که در آن متصل شده است. این نتیجه به قدری بر خلاف تصورات معمول بود که سردبیران مجله، جایی که محققان مقاله خود را با پیامی هیجان انگیز ارسال کردند، از انتشار آن خودداری کردند. بعدها، دانشمندان شوروی موفق به بدست آوردن مواد آلی حاوی نیتروژن در شرایط ملایم شدند. هنوز خیلی زود است که در مورد روش های صنعتی تثبیت شیمیایی خفیف نیتروژن اتمسفر صحبت کنیم، با این حال، پیشرفت انجام شده به ما امکان می دهد انقلابی قریب الوقوع را در فناوری تثبیت عنصر شماره 7 پیش بینی کنیم.

علم مدرن روش های قدیمی بدست آوردن ترکیبات نیتروژن از طریق اکسیدها را فراموش نکرده است. در اینجا، تلاش های اصلی به سمت توسعه فرآیندهای تکنولوژیکی است که تقسیم مولکول N 2 به اتم ها را تسریع می کند. نویدبخش ترین مناطق اکسیداسیون نیتروژن عبارتند از احتراق هوا در کوره های ویژه، استفاده از مشعل های پلاسما، و استفاده از پرتو الکترونی شتاب دهنده برای این اهداف.

چرا ترسید؟

امروزه هیچ دلیلی برای ترس از کمبود ترکیبات نیتروژن برای بشر وجود ندارد. تثبیت صنعتی عنصر شماره 7 با سرعتی باورنکردنی در حال پیشرفت است. اگر در پایان دهه 60 تولید جهانی نیتروژن ثابت 30 میلیون تن بود، در آغاز قرن آینده به احتمال زیاد به یک میلیارد تن خواهد رسید!

چنین موفقیت هایی نه تنها دلگرم کننده هستند، بلکه باعث نگرانی نیز می شوند. واقعیت این است که تثبیت مصنوعی N 2 و وارد کردن مقدار زیادی از مواد حاوی نیتروژن به خاک، ناخالص ترین و قابل توجه ترین دخالت انسان در گردش طبیعی مواد است. امروزه کودهای نیتروژنی نه تنها مواد باروری هستند، بلکه آلاینده های محیطی نیز هستند. آنها از خاک به رودخانه ها و دریاچه ها شسته می شوند، باعث گلدهی مضر مخازن می شوند و توسط جریان هوا در فواصل طولانی حمل می شوند.

تا 13 درصد از نیتروژن موجود در کودهای معدنی وارد آب های زیرزمینی می شود. ترکیبات نیتروژن به ویژه نیترات ها برای انسان مضر هستند و می توانند باعث مسمومیت شوند. در اینجا تغذیه کننده نیتروژن برای شماست!

سازمان جهانی بهداشت (WHO) حداکثر غلظت مجاز نیترات در آب آشامیدنی را اتخاذ کرده است: 22 میلی گرم در لیتر برای عرض های جغرافیایی معتدل و 10 میلی گرم در لیتر برای مناطق استوایی. در اتحاد جماهیر شوروی، استانداردهای بهداشتی محتوای نیترات در آب مخازن را با توجه به استانداردهای "گرمسیری" تنظیم می کند - بیش از 10 میلی گرم در لیتر. به نظر می رسد که نیترات ها یک داروی "دو لبه" هستند ...

در 4 اکتبر 1957، بشر بار دیگر با پرتاب یک "توپ" پر از نیتروژن به فضا در چرخه عنصر شماره 7 مداخله کرد - اولین ماهواره مصنوعی ...

مندلیف در مورد نیتروژن

«اگرچه فعال ترین، یعنی. راحت ترین و اغلب از نظر شیمیایی فعال ترین بخش هوای اطراف ما اکسیژن است، اما بزرگترین جرم آن، از نظر حجم و وزن، نیتروژن است. یعنی نیتروژن گازی بیش از 3/4، هرچند کمتر از 4/5 حجم هوا را تشکیل می دهد. و از آنجایی که نیتروژن فقط کمی سبکتر از اکسیژن است، وزن نیتروژن در هوا حدود 3/4 کل جرم آن است. ورود نیتروژن در چنین مقدار قابل توجهی در ترکیب هوا، ظاهراً نقش برجسته ای در جو بازی نمی کند، که اثر شیمیایی آن عمدتاً با محتوای اکسیژن در آن تعیین می شود. اما تصور درستی از نیتروژن تنها زمانی به دست می‌آید که بدانیم حیوانات نمی‌توانند طولانی در اکسیژن خالص زندگی کنند، حتی می‌میرند، و نیتروژن هوا، اگرچه به آرامی و کم کم، ترکیبات مختلفی را تشکیل می‌دهد که برخی از آنها نقش مهمی در طبیعت به ویژه در زندگی موجودات دارد.

نیتروژن در کجا استفاده می شود؟

نیتروژن ارزان ترین گاز در بین همه گازها است که در شرایط عادی از نظر شیمیایی بی اثر است. این به طور گسترده ای در فناوری شیمیایی برای ایجاد محیط های غیر اکسید کننده استفاده می شود. ترکیباتی که به راحتی اکسید می شوند در آزمایشگاه ها در فضای نیتروژن ذخیره می شوند. نقاشی های برجسته گاهی اوقات (در انبار یا در حین حمل و نقل) در جعبه های هرمتیک پر از نیتروژن قرار می گیرند - برای محافظت از رنگ در برابر رطوبت و اجزای شیمیایی فعال هوا.

نیتروژن در متالورژی و فلزکاری نقش بسزایی دارد. فلزات مختلف در حالت مذاب نسبت به حضور نیتروژن واکنش متفاوتی نشان می دهند. به عنوان مثال، مس نسبت به نیتروژن کاملا بی اثر است، بنابراین محصولات مسی اغلب در جت این گاز جوش داده می شوند. منیزیم، برعکس، هنگامی که در هوا می سوزد، ترکیباتی را نه تنها با اکسیژن، بلکه با نیتروژن نیز می دهد. بنابراین، برای کار با محصولات منیزیم در دماهای بالا، محیط نیتروژن قابل استفاده نیست. اشباع نیتروژن سطح تیتانیوم به فلز استحکام و مقاومت بیشتری در برابر سایش می دهد - نیترید تیتانیوم بسیار قوی و بی اثر شیمیایی را تشکیل می دهد. این واکنش فقط در دماهای بالا انجام می شود.

در دماهای معمولی، نیتروژن به طور فعال تنها با یک فلز، لیتیوم، واکنش می دهد.

بیشترین مقدار نیتروژن به تولید آمونیاک می رسد.

نارکوز نیتروژن

نظر گسترده در مورد بی اثر بودن فیزیولوژیکی نیتروژن کاملاً صحیح نیست. نیتروژن در شرایط عادی از نظر فیزیولوژیکی بی اثر است.

با افزایش فشار، به عنوان مثال، هنگام غواصی غواصان، غلظت نیتروژن محلول در پروتئین و به خصوص بافت های چربی بدن افزایش می یابد. این منجر به به اصطلاح نارکوز نیتروژن می شود. غواص به نظر مست می شود: هماهنگی حرکات مختل شده است، هوشیاری گیج شده است. این واقعیت که دلیل این امر نیتروژن است، دانشمندان سرانجام پس از انجام آزمایشاتی که در آن به جای هوای معمولی، مخلوط هلیوم و اکسیژن به لباس غواص داده می شد، متقاعد شدند. در همان زمان، علائم بیهوشی ناپدید شد.

آمونیاک فضایی

سیارات بزرگ منظومه شمسی زحل و مشتری، همانطور که ستاره شناسان معتقدند، تا حدی از آمونیاک جامد تشکیل شده اند. آمونیاک در 78- درجه سانتیگراد یخ می زند، در حالی که برای مثال در سطح مشتری دمای متوسط ​​​​138 درجه سانتیگراد است.

آمونیاک و آمونیوم

در خانواده بزرگ نیتروژن یک ترکیب عجیب وجود دارد - آمونیوم NH 4. به صورت آزاد در هیچ کجا یافت نمی شود و در نمک ها نقش یک فلز قلیایی را بازی می کند. نام "آمونیوم" در سال 1808 توسط شیمیدان مشهور انگلیسی همفری دیوی پیشنهاد شد. کلمه لاتین آمونیوم زمانی به معنای نمک از آمونیوم بود. آمونیاک منطقه ای در لیبی است. معبدی از خدای مصری آمون وجود داشت که تمام منطقه به نام او نامیده می شد. در آمونیاک، نمک های آمونیوم (عمدتاً آمونیاک) از دیرباز با سوزاندن سرگین شتر به دست می آمده است. از تجزیه نمک ها گازی تولید می شود که امروزه به آن آمونیاک می گویند.

از سال 1787 (همان سالی که اصطلاح "نیتروژن" پذیرفته شد) کمیسیون نامگذاری شیمیایی نام آمونیاک (آمونیاک) را به این گاز داده است. شیمیدان روسی Ya.D. این نام برای زاخاروف بسیار طولانی به نظر می رسید و در سال 1801 دو حرف را از آن حذف کرد. آمونیاک اینگونه به وجود آمد.

گاز خنده

از پنج اکسید نیتروژن، دو اکسید (NO) و دی اکسید (NO 2) - کاربرد صنعتی گسترده ای پیدا کرده اند. دو مورد دیگر - انیدرید نیتروژن (N 2 O 3 ) و انیدرید نیتریک ( N 2 O 5 ) - اغلب در آزمایشگاه ها یافت نمی شوند. پنجمین اکسید نیتروژن (N 2 O) است. این یک اثر فیزیولوژیکی بسیار عجیب و غریب دارد که اغلب به آن گاز خنده می گویند.

همفری دیوی شیمیدان برجسته انگلیسی جلسات ویژه ای را با کمک این گاز ترتیب داد. در اینجا یکی از معاصران دیوی تأثیر اکسید نیتروژن را توصیف می کند: "بعضی از آقایان روی میز و صندلی می پریدند، برخی دیگر زبانشان شل می شود و برخی دیگر تمایل شدیدی به نزاع نشان می دهند."

سوئیفت بیهوده خندید

طنزپرداز برجسته جاناتان سوئیفت با کمال میل بی حاصل بودن علم معاصر را به سخره گرفت. در سفرهای گالیور، در توصیف آکادمی لاگادو، چنین مکانی وجود دارد: «او دو اتاق بزرگ در اختیار داشت، مملو از شگفت‌انگیزترین کنجکاوی‌ها. پنجاه دستیار زیر نظر او کار می کردند. برخی هوا را به یک ماده متراکم خشک متراکم کردند و نمک نمک را از آن استخراج کردند ... "

در حال حاضر نمک نمک از هوا یک چیز کاملا واقعی است. نیترات آمونیوم NH 4 NO 3 در واقع از هوا و آب ساخته شده است.

باکتری ها نیتروژن را تثبیت می کنند

این ایده که برخی از میکروارگانیسم ها می توانند نیتروژن اتمسفر را به هم متصل کنند اولین بار توسط فیزیکدان روسی P. Kossovich بیان شد. بیوشیمیست روسی S.N. وینوگرادسکی اولین کسی بود که یک نوع باکتری اتصال دهنده نیتروژن را از خاک جدا کرد.

گیاهان حساس هستند

دیمیتری نیکولاویچ پریانیشنیکوف دریافت که گیاه، اگر فرصت انتخاب داده شود، نیتروژن آمونیاکی را به نیترات ترجیح می دهد. (نیترات ها نمک های اسید نیتریک هستند).

عامل اکسید کننده مهم

اسید نیتریک HNO 3 یکی از مهمترین عوامل اکسید کننده مورد استفاده در صنایع شیمیایی است. اولین کسی که آن را با اثر اسید سولفوریک روی نمکدان تهیه کرد، یکی از بزرگترین شیمیدانان قرن هفدهم بود. یوهان رودولف گلوبر.

در میان ترکیباتی که در حال حاضر با کمک اسید نیتریک به دست می آیند، بسیاری از مواد کاملا ضروری وجود دارد: کودها، رنگ ها، مواد پلیمری، مواد منفجره.

نقش دوگانه

برخی از ترکیبات حاوی نیتروژن که در شیمی کشاورزی استفاده می شوند عملکرد دوگانه ای دارند. به عنوان مثال، سیانامید کلسیم توسط پرورش دهندگان پنبه به عنوان یک لایه بردار استفاده می شود، ماده ای که باعث ریزش برگ قبل از برداشت می شود. اما این ترکیب به عنوان کود نیز عمل می کند.

نیتروژن در آفت کش ها

همه مواد، که شامل نیتروژن هستند، به رشد هر گیاهی کمک نمی کنند. نمک های آمین اسیدهای فنوکسی استیک و تری کلروفنوکسی استیک علف کش هستند. اولی رشد علف های هرز را در مزارع غلات سرکوب می کند، دومی برای پاکسازی زمین برای زمین های زراعی استفاده می شود - درختان و درختچه های کوچک را از بین می برد.

پلیمرها: از بیولوژیکی تا غیر آلی

اتم های نیتروژن بخشی از بسیاری از پلیمرهای طبیعی و مصنوعی هستند - از پروتئین گرفته تا نایلون. علاوه بر این، نیتروژن یک عنصر ضروری پلیمرهای غیر آلی و بدون کربن است. مولکول های لاستیک معدنی - پلی فسفونیتریل کلرید - چرخه های بسته ای هستند که از اتم های متناوب نیتروژن و فسفر تشکیل شده و توسط یون های کلر احاطه شده اند. پلیمرهای معدنی همچنین شامل نیتریدهای برخی از فلزات، از جمله سخت ترین مواد - برازون است.

متابولیسم

نیتروژن یکی از عناصر آلی است (یعنی تمام اندام ها و بافت ها عمدتاً از آن تشکیل شده است) که کسر جرمی آن در بدن انسان تا 2.5٪ است. نیتروژن بخشی جدایی ناپذیر از موادی مانند (و بنابراین پپتیدها و پروتئین ها)، نوکلئوتیدها، هموگلوبین، برخی از هورمون ها و واسطه ها است.

نقش بیولوژیکی نیتروژن

نیتروژن خالص (عنصری) به خودی خود هیچ نقش بیولوژیکی ندارد. نقش بیولوژیکی نیتروژن به دلیل ترکیبات آن است. بنابراین در ترکیب اسیدهای آمینه، پپتیدها و (مهمترین جزء همه موجودات زنده) را تشکیل می دهد. به عنوان بخشی از نوکلئوتیدها، DNA و RNA را تشکیل می دهد (که از طریق آنها تمام اطلاعات در داخل سلول و از طریق وراثت منتقل می شود). به عنوان بخشی از هموگلوبین، در انتقال اکسیژن از ریه ها به اندام ها و بافت ها نقش دارد.

برخی از هورمون ها نیز مشتقات آمینو اسیدها هستند و بنابراین حاوی نیتروژن هستند (انسولین، گلوکاگون، تیروکسین، آدرنالین و غیره). برخی از واسطه ها، که با کمک آنها سلول های عصبی "ارتباط" می کنند، همچنین حاوی یک اتم نیتروژن (استیل کولین) هستند.

ترکیباتی مانند اکسید نیتریک (II) و منابع آن (به عنوان مثال، نیتروگلیسیرین - دارویی برای کاهش فشار) روی ماهیچه های صاف رگ های خونی تأثیر می گذارد و به طور کلی آرامش و گشاد شدن عروق آن را تضمین می کند (که منجر به کاهش فشار می شود).

منابع غذایی نیتروژن

با وجود در دسترس بودن نیتروژن برای موجودات زنده (تقریبا 80٪ از جو سیاره ما را تشکیل می دهد)، بدن انسان قادر به جذب نیتروژن در این شکل (عنصری) نیست. نیتروژن عمدتاً در ترکیب پروتئین ها، پپتیدها و اسیدهای آمینه (گیاهی و حیوانی) و همچنین در ترکیب ترکیبات حاوی نیتروژن مانند: نوکلئوتیدها، پورین ها و غیره وارد بدن انسان می شود.

کمبود نیتروژن

به عنوان یک پدیده، کمبود نیتروژن هرگز مشاهده نمی شود. از آنجایی که بدن به شکل اولیه خود به آن نیاز ندارد، بر این اساس، کمبودی هرگز رخ نمی دهد. برخلاف خود نیتروژن، کمبود مواد حاوی آن (در درجه اول پروتئین ها) یک پدیده نسبتاً شایع است.

علل کمبود نیتروژن

• رژیم غذایی غیرمنطقی حاوی مقدار ناکافی پروتئین یا پروتئین معیوب در ترکیب اسید آمینه (گرسنگی پروتئینی).
• نقض هضم پروتئین ها در دستگاه گوارش؛
• نقض جذب اسیدهای آمینه در روده؛
• دیستروفی و ​​سیروز کبدی؛
• اختلالات متابولیک ارثی؛
• تجزیه پیشرفته پروتئین های بافتی؛
• نقض تنظیم متابولیسم نیتروژن.

عواقب کمبود نیتروژن

• اختلالات متعددی که منعکس کننده اختلالات در متابولیسم پروتئین ها، اسیدهای آمینه، ترکیبات حاوی نیتروژن و عناصر زیستی مرتبط با نیتروژن هستند (دیستروفی، ادم، انواع نقص ایمنی، بی تفاوتی، عدم فعالیت بدنی، عقب ماندگی ذهنی و جسمی و غیره).

نیتروژن اضافی

مانند کمبود، بیش از حد نیتروژن به عنوان یک پدیده هرگز مشاهده نمی شود - فقط می توان از مقدار بیش از حد مواد حاوی آن صحبت کرد. خطرناک ترین حالت زمانی است که نیتروژن به مقدار قابل توجهی به عنوان بخشی از مواد سمی مانند نیترات ها و نیتریت ها وارد بدن انسان شود.

علل نیتروژن اضافی

• رژیم غذایی نامتعادل برای پروتئین و اسیدهای آمینه (در جهت افزایش دومی)؛
• مصرف نیتروژن با اجزای سمی محصولات غذایی (عمدتا نیترات ها و نیتریت ها)؛
• دریافت نیتروژن با مواد سمی با منشاء مختلف (اکسیدها، آمونیاک، اسید نیتریک، سیانیدها و غیره).

عواقب نیتروژن اضافی

• افزایش بار روی کلیه ها و کبد؛
• بیزاری از غذاهای پروتئینی؛
• علائم بالینی مسمومیت با مواد سمی حاوی نیتروژن.

مواد تهیه شده توسط: الکسی استپانوف، بوم شناس

قبل از اینکه مستقیماً به سمت کودهای نیتروژن حرکت کنید، باید آن را درک کنید مهمترین منبع نیتروژن در تغذیه گیاه، قبل از هر چیز، خود خاک است. تامین نیتروژن خاک برای گیاهان در شرایط خاص مناطق مختلف خاکی-اقلیمی یکسان نیست. در این راستا، روندی به سمت افزایش منابع نیتروژن خاک در جهت خاک های فقیرتر منطقه پودزولیک به سمت چرنوزم های ضخیم و معمولی نسبتاً غنی از نیتروژن وجود دارد. خاک های شنی و شنی سبک از نظر نیتروژن بسیار ضعیف هستند.

ذخایر اصلی نیتروژن در خاک در هوموس آن متمرکز شده است که حاوی حدود 5 درصد نیتروژن است. بنابراین هر چه میزان هوموس در خاک بیشتر باشد و لایه خاک آغشته به آن قوی تر باشد، نیتروژن بهتری برای محصول تامین می شود. هوموس ماده ای بسیار پایدار است. و تجزیه آن توسط میکروارگانیسم ها با انتشار نمک های معدنی بسیار کند پیش می رود. بنابراین، تنها حدود 1٪ از نیتروژن در خاک از محتوای کل آن توسط ترکیبات معدنی محلول در آب در دسترس گیاهان نشان داده می شود.

نیتروژن آلی خاک تنها پس از کانی سازی در دسترس گیاهان قرار می گیرد.- فرآیندی که توسط میکروارگانیسم های خاک با استفاده از مواد آلی خاک به عنوان منبع انرژی انجام می شود. شدت کانی سازی نیتروژن آلی به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، شرایط رطوبت، دما، هوادهی و غیره نیز بستگی دارد.

همچنین، نیتروژن می تواند از جو با بارش و به طور مستقیم از هوا، با کمک به اصطلاح ثابت کننده های نیتروژن: برخی از باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها به دست آید. اما این نیتروژن نسبتا کمیاب است و می تواند در تغذیه نیتروژن در نتیجه انباشتگی طی سالیان در زمین های غیر زراعی و بکر نقش داشته باشد.

نیتروژن در زندگی گیاهان

همه مواد آلی گیاهی حاوی نیتروژن نیستند. به عنوان مثال، در رایج ترین ترکیب - فیبر نیست، در قندها، نشاسته، روغن هایی که گیاه سنتز می کند وجود ندارد. اما در ترکیب اسیدهای آمینه و پروتئین های تشکیل شده از آنها، نیتروژن لزوما وجود دارد. همچنین در اسیدهای نوکلئیک، دومین ماده مهم هر سلول زنده، که برای ساخت پروتئین ها اهمیت ویژه ای دارد و ویژگی های ارثی بدن را حمل می کند، گنجانده شده است. کاتالیزورهای زنده - آنزیم ها - نیز اجسام پروتئینی هستند. نیتروژن در کلروفیل وجود دارد که بدون آن گیاهان نمی توانند انرژی خورشیدی را جذب کنند. نیتروژن در لیپوئیدها، آلکالوئیدها و بسیاری دیگر از ترکیبات آلی موجود در گیاهان وجود دارد.

از بین اندام های رویشی، برگ های جوان دارای بیشترین نیتروژن هستند، اما با افزایش سن، نیتروژن به سمت برگ ها و شاخه های جوان تازه در حال ظهور حرکت می کند. در آینده، پس از گرده افشانی گل ها و تشکیل میوه، حرکت فزاینده ای از ترکیبات نیتروژن به اندام های تولید مثلی وجود دارد، جایی که آنها به شکل پروتئین جمع می شوند. در زمان رسیدن دانه ها، اندام های رویشی به میزان قابل توجهی از نیتروژن تهی می شوند.

اما اگر گیاهان تغذیه نیتروژن اضافی دریافت کنند، در تمام اندام ها مقدار زیادی تجمع می یابد. در عین حال، رشد سریع توده رویشی مشاهده می شود که رسیدن را به تاخیر می اندازد و می تواند سهم محصولات مورد نظر را در عملکرد کل محصول زیر کشت کاهش دهد.

تغذیه معمولی نیتروژن نه تنها عملکرد را افزایش می دهد، بلکه کیفیت آن را نیز بهبود می بخشد. این در افزایش درصد پروتئین و محتوای پروتئین های با ارزش تر بیان می شود.

به طور معمول محصولاتی که با نیتروژن عرضه می شوند به سرعت رشد می کنند، برگ های آنها با رنگ سبز تیره و اندازه بزرگ متمایز می شوند. برعکس، کمبود نیتروژن رشد همه اندام های گیاه را به تاخیر می اندازد، برگ ها به رنگ سبز روشن هستند (کلروفیل کمی وجود دارد که به دلیل کمبود نیتروژن در گیاه تشکیل نمی شود) و اغلب کوچک هستند. . عملکرد کاهش می یابد، محتوای پروتئین در دانه ها کاهش می یابد. بنابراین، با کمبود نیتروژن آلی در خاک، نیاز به اطمینان از تغذیه طبیعی نیتروژنی گیاهان با کمک کودها، وظیفه بسیار مهمی برای کشاورزی است.

کاربرد کودهای نیتروژنی و میزان مصرف

با معرفی کودهای نیتروژنی، عملکرد تقریباً همه محصولات افزایش می یابد.کودهای نیتروژن در کشاورزی و باغبانی در همه جا استفاده می شود: برای محصولات سبزیجات، برای محصولات میوه و توت، درختان میوه، درختچه ها، انگور، توت فرنگی، گیاهان زینتی، گل (، گل صد تومانی، لاله، و غیره) نیز استفاده می شود. نهال و چمن.

نرخ های درخواست

• برای باغ‌ها و باغ‌ها، متوسط ​​دوز مصرفی اصلی برای سیب‌زمینی، سبزیجات، میوه‌ها و توت‌ها و محصولات گل باید 0.6-0.9 کیلوگرم نیتروژن در هر 100 متر مربع در نظر گرفته شود.
• هنگام پانسمان بالا برای سیب زمینی، سبزیجات و محصولات گل - 0.15-0.2 کیلوگرم نیتروژن در 100 متر مربع، برای محصولات میوه و توت - 0.2 - 0.3 کیلوگرم نیتروژن در هر 100 متر مربع.
• برای تهیه محلول، هنگام توزیع محلول به اندازه 102، 15-30 گرم نیتروژن در هر 10 لیتر آب مصرف کنید.
• برای پانسمان روی برگ، محلول های 0.25-5٪ (25-50 گرم در هر 10 لیتر آب) در صورت توزیع در 100-200 متر مربع استفاده می شود.

تمام مقادیر بدون در نظر گرفتن درصد نیتروژن در هر نوع کود داده می شود، برای تبدیل به کود باید آن را بر درصد نیتروژن کود تقسیم کرد و در 100 ضرب کرد.

کودهای نیتروژنی شامل کودهای معدنی و آلی هستند، ابتدا کودهای نیتروژن معدنی را در نظر بگیرید.

انواع کودهای نیتروژن معدنی

کل محدوده تولید کود نیتروژن را می توان در 3 گروه ترکیب کرد:

1. کودهای آمونیاکی (مانند سولفات آمونیوم، کلرید آمونیوم)؛
2. کودهای نیترات (به عنوان مثال، نیترات کلسیم یا سدیم)؛
3. کودهای آمیدی (به عنوان مثال، اوره).

علاوه بر این، کودهایی تولید می شوند که حاوی نیتروژن به صورت همزمان به شکل آمونیاک و نیترات هستند (مثلاً نیترات آمونیوم).

محدوده اصلی تولید کود نیتروژن:

نوع کود نیتروژن	محتوای نیتروژن
آمونیاک
آمونیاک بی آب	82,3%
آب آمونیاک	20,5%
سولفات آمونیوم	20,5-21,0%
کلرید آمونیوم	24-25%
نیترات
نیترات سدیم	16,4%
نیترات کلسیم	13,5-15,5%
نیترات آمونیوم
نیترات آمونیوم	34-35%
نیترات آمونیوم آهک	20,5%
آمونیاک بر پایه نیترات آمونیوم	34,4-41,0%
آمونیاک بر پایه نیترات کلسیم	30,5-31,6%
سولفونیترات آمونیوم	25,5-26,5%
آمید
سیانامید کلسیم	18-21%
اوره	42,0-46,2%
اوره فرمالدئید و متیلن اوره (آهسته اثر)	38-42%
آمونیات های مبتنی بر اوره	37-40%

کودهای نیتروژن - فسفر - پتاسیم

استفاده از کودهای ازته اغلب در ترکیب با فسفر و کود ضروری است. به عنوان مثال، مخلوطی از نیترات آمونیوم، سوپر فسفات و آرد استخوانی یا دولومیت وجود دارد. اما در مراحل مختلف رشد گیاه به نسبت های مختلف کود نیاز دارد. مثلا، در طول دوره گلدهی، نیتروژن اضافی فقط می تواند عملکرد نهایی را بدتر کند.طبیعتاً گیاه به این سه عنصر مهم نیاز دارد، اما عناصر درشت و ریز مغذی دیگری نیز برای رشد بهینه گیاه ضروری است. بنابراین کودهای نیتروژن - فسفر - پتاسیم نوشدارویی نیستند.

در زیر طبقه بندی کودهای معدنی نیتروژن آورده شده است:

کودهای آمونیاک و نیترات آمونیوم

نیترات آمونیوم

کود با عملکرد بالا (NH4NO3)، حاوی حدود 34-35٪ نیتروژن است. می توان آن را هم برای مقدمه اصلی و هم برای پانسمان های بالا اعمال کرد. نیترات آمونیوم یک کود بدون بالاست است، به ویژه در مناطقی که رطوبت ضعیفی دارند، زمانی که غلظت بالایی از محلول خاک وجود دارد، موثر است. در مناطق پر آب، نیترات آمونیوم کمتر موثر است، می توان آن را با بارش در آب های زیرزمینی شستشو داد. در خاک های شنی سبک، کود نباید در پاییز اعمال شود.

نیترات آمونیوم کریستالی ریز به سرعت کیک می کند، بنابراین باید در داخل خانه، غیر قابل دسترس برای رطوبت و در یک ظرف ضد آب نگهداری شود. لازم است قبل از اعمال به خاک آسیاب شود تا حفره های افزایش غلظت کود ایجاد نشود.

هنگام مخلوط کردن، لازم است حدود 15٪ از یک عامل خنثی کننده را به مخلوط اضافه کنید، چنین ماده ای می تواند گچ، آهک خوب، دولومیت باشد. هنگام تهیه مخلوط، ابتدا باید یک عامل خنثی کننده به سوپر فسفات اضافه شود.

نیترات آمونیوم به خودی خود به دلیل عملکرد خود باعث افزایش اسیدیته خاک می شود.ممکن است اثر در ابتدای استفاده قابل توجه نباشد، اما در طولانی مدت اسیدیته افزایش می یابد. بنابراین، توصیه می کنیم به ازای هر 1 کیلوگرم از حدود 0.7 کیلوگرم ماده خنثی کننده، مانند گچ، آهک، دولومیت، یک عامل خنثی کننده به نیترات آمونیوم اضافه کنید، این دومی به ویژه در خاک های شنی سبک مفید است، زیرا حاوی منیزیم است.

در حال حاضر، نیترات آمونیوم خالص در خرده فروشی یافت نمی شود، اما مخلوط های آماده وجود دارد. با توجه به موارد فوق مخلوط 60 درصد نیترات آمونیوم و 40 درصد عامل خنثی کننده گزینه خوبی است که در چنین مخلوطی حدود 20 درصد نیتروژن به دست می آید.

سولفات آمونیوم

سولفات آمونیوم (NH4)2SO4 حاوی حدود 20.5 درصد نیتروژن است.

نیتروژن سولفات آمونیوم در دسترس گیاهان است و به خوبی در خاک ثابت می شود، زیرا حاوی نیتروژن به شکل کاتیون است که تحرک کمتری در محلول خاک دارد. بنابراین، این کود را می توان در پاییز نیز بدون ترس از تلفات زیاد نیتروژن در اثر شستشو به افق های پایین یا آب های زیرزمینی استفاده کرد. بسیار مناسب برای کاربرد اصلی، اما برای پانسمان بالا نیز مناسب است.

این اثر اسیدی دارد، بنابراین، مانند نیترات آمونیوم، لازم است 1.15 کیلوگرم ماده خنثی کننده در هر کیلوگرم اضافه شود: گچ، آهک ریز، دولومیت در خاک های شنی سبک.

در مقایسه با نیترات آمونیوم، کمی مرطوب می شود و در شرایط ذخیره سازی نیاز کمتری دارد. البته نباید آن را با کودهای قلیایی مانند خاکستر بادی، سرباره ضایعات، آهک خرد شده مخلوط کرد، زیرا احتمال تلفات نیتروژن وجود دارد.

با توجه به مطالعات علمی، سولفات آمونیوم زمانی که در زیر سیب زمینی استفاده می شود، نتایج عالی می دهد.

سولفونیترات آمونیوم

سولفونیترات آمونیوم یک کود نیترات آمونیوم است که حاوی حدود 26 درصد نیتروژن، 18 درصد در آمونیاک و 8 درصد به صورت نیترات است. آلیاژی از نیترات آمونیوم و سولفات آمونیوم. اسیدیته بالقوه بالا است. در خاک های پادزولیک، احتیاطات مشابهی در مورد نیترات آمونیوم مورد نیاز است.

کلرید آمونیوم

کلرید آمونیوم (NH4Cl) - پودر سفید یا زرد، ریز کریستالی، حاوی حدود 25٪ نیتروژن است. کلرید آمونیوم خواص فیزیکی خوبی دارد: عملاً کیک نمی کند، به خوبی پخش می شود و در خاک ثابت می شود. نیتروژن کلرید آمونیوم به راحتی در دسترس گیاهان است.

با این حال، این کود دارای یک اشکال مهم است: برای 100 کیلوگرم نیتروژن، حدود 250 کیلوگرم کلر وارد خاک می شودکه برای گیاهان مضر است. بنابراین این کود را فقط می توان به صورت اصلی و در پاییز مصرف کرد تا کلر مضر به افق های زیرین نزول کند، البته با این روش تلفات نیتروژن در هر صورت اجتناب ناپذیر است. استفاده از کلرید آمونیوم در خاک های غنی از پایه توصیه می شود.

کودهای نیترات

نیترات سدیم

نیترات سدیم (NaNO3) یک کود بسیار موثر است، این یک کریستال شفاف است، محتوای نیتروژن حدود 16٪ است. نیترات سدیم به خوبی توسط گیاهان جذب می شود، یک کود قلیایی، که در خاک های اسیدی نسبت به انواع کودهای آمونیاکی برتری دارد. در پاییز نمی توانید نیترات سدیم درست کنید، زیرا شسته شدن قابل توجهی نیتروژن از کود به آب های زیرزمینی وجود خواهد داشت. نیترات سدیم برای پانسمان و استفاده در هنگام کاشت بسیار مناسب است. مطالعات علمی نشان می‌دهد که نیترات سدیم وقتی روی چغندر استفاده می‌شود، نتایج عالی می‌دهد.

نیترات کلسیم

نیترات کلسیم (Ca(NO3)2) - حاوی نیتروژن نسبتا کمی، حدود 15٪ است. برای خاک های منطقه غیر چرنوزم عالی است، زیرا قلیایی است.با استفاده سیستماتیک از نیترات کلسیم، خواص خاکهای اسیدی پادزولیک بهبود می یابد. کود در ذخیره سازی نیاز دارد، به سرعت مرطوب و کیک می شود، لازم است قبل از استفاده آن را خرد کنید.

کودهای آمیدی

اوره

(CO(NH2)2) یک کود غیربالاست بسیار کارآمد حاوی 46 درصد نیتروژن است. شما می توانید با نامی به عنوان اوره روبرو شوید - این نام دوم اوره است. اوره در خاک به تدریج تجزیه می شود، اما کاملا متحرک است و در پاییز توصیه نمی شود که در آن بسته شود. اسیدیته بالقوه نزدیک به نیترات آمونیوم است، بنابراین هنگام استفاده در خاک های اسیدی، باید از عوامل خنثی کننده استفاده شود. اوره در خاک تحت تأثیر آنزیم اوره آز تجزیه می شود که تقریباً در همه خاک ها به مقدار کافی یافت می شود. اما اگر از کودهای معدنی در ترکیب با کودهای آلی استفاده کنید، این مشکل پیش نخواهد آمد.

اوره یک کود برگی عالی است.در مقایسه با نیترات آمونیوم، برگ ها را نمی سوزاند و نتایج عالی می دهد. برای کاربرد اصلی در بهار و پانسمان بالا، اوره نیز عالی است، اما قیمت 1 کیلوگرم نیتروژن اوره بیش از 1 کیلوگرم نیتروژن آمونیوم نیترات خواهد بود.

در تولید کاربامید دانه بندی شده، یک ماده مضر برای گیاهان ظاهر می شود - بیورت. محتوای آن نباید بیش از 3٪ باشد.

کودهای نیتروژن مایع

مزایای کودهای مایع عبارتند از:

• هزینه کمتر برای هر واحد نیتروژن؛
• قابلیت هضم بهتر توسط گیاهان؛
• مدت زمان طولانی تر؛
• امکان توزیع یکنواخت

معایب کودهای مایع:

• مشکل در ذخیره سازی (نباید در خانه نگهداری شود) و حمل و نقل؛
• وقتی به برگها برخورد می کند باعث سوختگی می شود.
• نیاز به ابزار خاص برای ساخت.

آمونیاک مایع (NH3) گازی با بوی تند و حاوی حدود 82 درصد نیتروژن است. به سرعت تبخیر می شود، در تماس با اجسام دیگر، آنها را خنک می کند. فشار بخار قوی دارد. برای کاربرد موفقیت آمیز، باید در عمق حداقل 8 سانتی متر در خاک جاسازی شود.تا کود تبخیر نشود. همچنین آب آمونیاکی وجود دارد - نتیجه حل شدن آمونیاک مایع در آب. حاوی حدود 20 درصد نیتروژن است.

کودهای نیتروژن آلی

نیتروژن به مقدار کم (0.5-1%) در انواع کودهای دامی وجود دارد (1-2.5%) بیشترین درصد در فضولات اردک، مرغ و کبوتر، اما سمی ترین نیز می باشد.

شما همچنین می توانید کودهای نیتروژن آلی طبیعی را با دست خود بسازید: توده های کمپوست (مخصوصاً روی) حاوی مقداری نیتروژن (تا 1.5٪) هستند، کمپوست زباله های خانگی نیز تا 1.5٪ نیتروژن دارد. توده سبز (لوپین، شبدر شیرین، ماشک، شبدر) حاوی حدود 0.4-0.7٪ نیتروژن، شاخ و برگ سبز حاوی 1-1.2٪، گل و لای دریاچه (1.7-2.5٪) است.

با این حال استفاده از کودهای آلی به عنوان تنها منبع نیتروژن غیر منطقی استزیرا این امر می تواند کیفیت خاک را کاهش دهد، مثلاً آن را اسیدی کند و تغذیه نیتروژن لازم را برای گیاهان ایجاد نکند. منطقی با این وجود استفاده از مجموعه ای از کودهای نیتروژن معدنی و آلی است.

نیتروژن در کودهای آلی به مقدار کمی وجود دارد. 0.5-1% نیتروژن حاوی انواع کود است. مدفوع پرندگان 1-2.5 درصد نیتروژن. بیشترین درصد نیتروژن در کود اردک، مرغ و کبوتر یافت می شود، اما سمی ترین آن نیز می باشد. حداکثر مقدار نیتروژن حاوی ورمی کمپوست تا 3 درصد است.

شما همچنین می توانید کودهای نیتروژن آلی طبیعی را با دستان خود بسازید: انبوه کمپوست (به خصوص بر اساس ذغال سنگ نارس) حاوی مقدار مشخصی نیتروژن (تا 1.5٪) است، کمپوست از زباله های خانگی نیز تا 1.5٪ نیتروژن دارد. توده سبز (لوپین، شبدر شیرین، ماشک، شبدر) حاوی حدود 0.4-0.7٪ نیتروژن، شاخ و برگ سبز حاوی 1-1.2٪، گل و لای دریاچه (1.7-2.5٪) است.

برای "بهبود" کمپوست، توصیه می شود از تعدادی از گیاهان حاوی موادی استفاده شود که از توسعه فرآیندهای پوسیدگی جلوگیری می کند. اینها عبارتند از خردل برگ، انواع نعناع، ​​گزنه، کامفری (غنی از پتاسیم محلول است)، ترب کوهی.

یک کود آلی با محتوای نیتروژن بالا را می توان از گل ماهی تهیه کرد. برای این کار، قاچ را در بشکه قرار دهید، بشکه را به اندازه یک سوم پر کنید، آن را با آب پر کنید و بگذارید 1-2 هفته تخمیر شود. سپس 3-4 بار با آب رقیق شده و گیاهان را آبیاری کنید. قبل از آبیاری شما می توانید این کار را انجام دهید. معرفی هر کود خاک را اسیدی می کند، بنابراین لازم است خاکستر، آرد دولومیت، آهک درست شود.

اما انجام همزمان کودهای نیتروژن با خاکستر توصیه نمی شود. زیرا با این ترکیب نیتروژن به آمونیاک تبدیل شده و به سرعت تبخیر می شود.

بنابراین نیتروژن آلی برای تغذیه گیاه چیست؟

کودهای نیتروژن طبیعی و محتوای نیتروژن آنها

• کود دامی - تا 1٪ (اسب - 0.3-0.8٪، گوشت خوک - 0.3-1.0٪، مولین - 0.1-0.7٪).
• بیوهوموس یا ورمی کمپوست - تا 3٪
• هوموس - تا 1٪؛
• مدفوع (پرنده، کبوتر، اردک) - تا 2.5٪؛
• کمپوست با ذغال سنگ نارس - تا 1.5٪؛
• زباله های خانگی - تا 1.5٪؛
• شاخ و برگ سبز - تا 1.2٪؛
• توده سبز - تا 0.7٪؛
• گل و لای دریاچه - تا 2.5٪.

کودهای نیتروژن آلی از تجمع نیترات ها در خاک جلوگیری می کنند، اما با احتیاط از آنها استفاده کنید. ورود کود (کمپوست) به خاک با آزادسازی نیتروژن تا 2 گرم در کیلوگرم در عرض 4-3 ماه همراه است. گیاهان به راحتی آن را جذب می کنند.

برخی از آمارهای دیگر، یک تن کود نیمه تجزیه شده حاوی 15 کیلوگرم نیترات آمونیوم، 12.5 کیلوگرم کلرید پتاسیم و همین مقدار سوپر فسفات است.

هر سال تا 40 گرم نیتروژن متصل شده علاوه بر این، میکرو فلور خاک که نیتروژن جو را پردازش می کند، قادر است خاک را با نیتروژن به مقدار 50 تا 100 گرم در هر صد متر مربع غنی کند. فقط گیاهان مخصوص تثبیت نیتروژن می توانند نیتروژن محدود بیشتری را برای خاک فراهم کنند.

یک منبع طبیعی نیتروژن آلی می تواند گیاهان تثبیت کننده نیتروژن باشد که به عنوان گیاهان پوششی استفاده می شوند. گیاهان خاصی مانند لوبیا و شبدر، لوپین، یونجه و بسیاری دیگر نیتروژن را در گره های ریشه خود ذخیره می کنند. این گره ها در طول عمر گیاه به تدریج نیتروژن را در خاک آزاد می کنند و وقتی گیاه می میرد، نیتروژن باقیمانده حاصلخیزی کلی خاک را افزایش می دهد. به این گونه گیاهان کود سبز و به طور کلی می گویند.

بافتن نخود یا لوبیا که در سایت شما در یک سال کاشته می شود می تواند 700 گرم نیتروژن در خاک جمع کند. شبدر بافی - 130 گرم. لوپین - 170 گرم و یونجه - 280 گرم.

کاشت این گیاهان پس از برداشت و حذف بقایای گیاهی از محل، خاک را با نیتروژن غنی می کند.

آب پنیر شیر به عنوان منبع آلی نیتروژن، فسفر و پتاسیم.

در دسترس ترین کود نیتروژن برای گیاهان آب پنیر است. به دلیل محتوای پروتئین موجود در آن، که در فرآیند آبیاری گیاهان با افزودن آب پنیر، وارد خاک می شود. و در آنجا، تحت تأثیر میکرو فلور خاک، نیتروژن آزاد می شود که در دسترس گیاهان قرار می گیرد. یعنی کود نیتروژنی گیاهان از این طریق انجام می شود.

برای انجام چنین تغذیه، لازم است 1 لیتر آب پنیر در 10 لیتر آب رقیق شود. و گیاهان را به میزان 1 لیتر سرم رقیق شده 10 بار در هر بوته آبیاری کنید.

اگر ابتدا 40 میلی لیتر آمونیاک داروخانه را به 1 لیتر سرم اضافه کنید. این آمونیاک با اسید لاکتیک واکنش می دهد که منجر به لاکتات آمونیوم می شود.

با استفاده از محلول مشابه به طور منظم، ما نمی توانیم اسیدیته خاک را تحت تاثیر قرار دهیم که بسیار خوب است. از آنجایی که اگر آمونیاک را به آب پنیر اضافه نکنیم. سپس با استفاده مکرر از آب پنیر برای تغذیه ریشه گیاهان، اسیدیته خاک به طور اجتناب ناپذیری افزایش می یابد.

علاوه بر این، خود آب پنیر حاوی مقدار زیادی مواد معدنی است. هر 100 گرم آب پنیر حاوی:

• 78 میلی گرم فسفر؛
• 143 میلی گرم پتاسیم؛
• 103 میلی گرم کلسیم.

همچنین حاوی منیزیم و سدیم در مقادیر کم است.

comfrey officinalis

کودهای نیتروژن طبیعی به دست آمده از فرآوری صنعتی.

کنجاله خون یک محصول ارگانیک است که از خون خشک شده و حاوی 13 درصد نیتروژن کل است. این درصد بسیار بالایی از نیتروژن در کود است. می توانید از کنجاله خون به عنوان کود نیتروژن استفاده کنید و آن را روی سطح خاک بپاشید و روی آن آب بریزید تا به جذب کنجاله خون کمک کند. همچنین می توانید پودر خون را مستقیماً با آب مخلوط کرده و به عنوان کود مایع استفاده کنید.

کنجاله خون منبع خوبی از نیتروژن برای دوستداران خاک حاصلخیز مانند کاهو و ذرت است زیرا به سرعت عمل می کند.
آرد خون را می توان به عنوان جزئی از کمپوست یا به عنوان یک تسریع کننده برای تجزیه سایر مواد آلی استفاده کرد، زیرا فرآیندهای تجزیه را کاتالیز می کند.

آرد سویا منبع تغذیه نیتروژن برای میکروارگانیسم های خاک است. هنگامی که آرد سویا توسط میکرو فلور خاک تجزیه می شود، نیتروژن معدنی در دسترس گیاهان قرار می گیرد. همچنین می توان از آن به عنوان یک ماده کمپوست در کنار پودر ماهی استفاده کرد. که پس از کانی سازی، نه تنها به منبع نیتروژن، بلکه تعدادی از عناصر کمیاب تبدیل می شود.

ویدیو کودهای نیتروژن: