रशियन भाषेत मूळ असलेल्या घटकाचे फ्रेंच नाव (अझोट) 18 व्या शतकात प्रस्तावित केले गेले. Lavoisier, ग्रीक नकारात्मक उपसर्ग "a" आणि "zoe" या शब्दापासून ते तयार केले आहे - जीवन (प्राणीशास्त्र या शब्दांमध्ये समान मूळ आणि त्याच्या व्युत्पन्नांचे वस्तुमान - प्राणीसंग्रहालय, प्राणीशास्त्र इ.), उदा. "नायट्रोजन" म्हणजे "निर्जीव", "जीवनाला आधार देत नाही". त्याच मूळचे आणि या घटकाचे जर्मन नाव स्टिकस्टॉफ - गुदमरणारा पदार्थ. मूळ “अझो” हे रासायनिक शब्द “अॅझाइड”, “अझो कंपाऊंड”, “अझिन” इत्यादींमध्ये देखील आहे. आणि लॅटिन नायट्रोजेनियम आणि इंग्रजी नायट्रोजन हिब्रू “नेटर” (ग्रीक “नायट्रॉन”, लॅटिन नायट्रम) मधून आले आहेत. ; म्हणून प्राचीन काळात ते नैसर्गिक अल्कली - सोडा आणि नंतर - सॉल्टपीटर म्हणतात. "नायट्रोजन" हे नाव अगदी योग्य नाही: वायू नायट्रोजन श्वासोच्छवासासाठी योग्य नसला तरी, हा घटक जीवनासाठी पूर्णपणे आवश्यक आहे. सर्व सजीवांच्या रचनेत तुलनेने लहान घटकांचा समावेश होतो आणि त्यापैकी सर्वात महत्वाचे म्हणजे नायट्रोजन, प्रथिनांमध्ये - सुमारे 17% नायट्रोजन. डीएनए आणि आरएनए रेणूंच्या संरचनेत नायट्रोजन देखील समाविष्ट आहे, जे आनुवंशिकता सुनिश्चित करतात.

पृथ्वीवर भरपूर नायट्रोजन आहे, परंतु त्याचे मुख्य साठे वातावरणात केंद्रित आहेत. तथापि, NєN ट्रिपल बाँडच्या उच्च सामर्थ्यामुळे (942 kJ/mol, जे Cl–Cl बाँड उर्जेच्या जवळजवळ 4 पट आहे), नायट्रोजन रेणू खूप मजबूत आहे आणि त्याची प्रतिक्रिया कमी आहे. परिणामी, कोणताही प्राणी किंवा वनस्पती हवेतील नायट्रोजन वायू शोषण्यास सक्षम नाही. प्रथिने आणि शरीरातील इतर आवश्यक घटकांच्या संश्लेषणासाठी आवश्यक असलेले हे घटक त्यांना कोठून मिळतात? प्राण्यांना त्यांचा नायट्रोजन वनस्पती आणि इतर प्राणी खाण्यापासून मिळतो. झाडे मातीतून इतर पोषक तत्वांसह नायट्रोजन काढतात आणि फक्त काही शेंगायुक्त झाडे हवेतून नायट्रोजन शोषू शकतात - आणि स्वतःहून नाही तर त्यांच्या मुळांवर राहणाऱ्या नोड्यूल बॅक्टेरियामुळे धन्यवाद.

मातीतील नायट्रोजनचा मुख्य स्त्रोत जैविक नायट्रोजन स्थिरीकरण आहे, म्हणजे, वातावरणातील नायट्रोजनचे बंधन आणि सूक्ष्मजीवांद्वारे त्याचे वनस्पतींद्वारे आत्मसात करता येणार्‍या स्वरूपात रूपांतर करणे. सूक्ष्मजीव स्वतःच मातीत राहू शकतात किंवा ते काही वनस्पतींसह सहजीवन ("कॉमनवेल्थ") मध्ये असू शकतात, प्रामुख्याने शेंगा - क्लोव्हर, मटार, बीन्स, अल्फल्फा इ. या वनस्पतींच्या मुळांवर जीवाणू "स्थायिक" होतात - विशेष नोड्यूलमध्ये; त्यांना सहसा नोड्यूल बॅक्टेरिया म्हणून संबोधले जाते. या सूक्ष्मजीवांमध्ये एक जटिल एंझाइम, नायट्रोजनेज असतो, जो नायट्रोजन ते अमोनिया कमी करण्यास सक्षम असतो. नंतर, इतर एंजाइम प्रणालींच्या मदतीने, अमोनियाचे इतर नायट्रोजन संयुगेमध्ये रूपांतर होते, जे वनस्पतींद्वारे शोषले जातात. मुक्त-जिवंत जीवाणू प्रति वर्ष 1 हेक्टर पर्यंत 50 किलो नायट्रोजन बांधतात, आणि नोड्यूल बॅक्टेरिया - आणखी 150 किलो, आणि विशेषतः अनुकूल परिस्थितीत - 500 किलो पर्यंत!

जमिनीतील नैसर्गिक नायट्रोजनचा दुसरा स्त्रोत म्हणजे वीज. प्रत्येक सेकंदाला, जगावर सरासरी 100 वीज चमकतात. आणि जरी त्यापैकी प्रत्येक सेकंदाचा फक्त एक अंश टिकतो, तरीही त्यांची एकूण विद्युत शक्ती 4 अब्ज किलोवॅटपर्यंत पोहोचते. लाइटनिंग चॅनेलमध्ये तापमानात तीव्र वाढ - 20,000 डिग्री सेल्सियस पर्यंत नायट्रिक ऑक्साईड NO च्या निर्मितीसह नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन रेणूंचा नाश होतो. नंतर वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे त्याचे डायऑक्साइडमध्ये ऑक्सीकरण केले जाते: 2NO + O 2  2NO 2. डायऑक्साइड, वातावरणातील आर्द्रतेसह अतिरिक्त ऑक्सिजनवर प्रतिक्रिया देऊन, नायट्रिक ऍसिडमध्ये बदलते: 4NO 2 + 2H 2 O + O 2  4HNO 3. या परिवर्तनांचा परिणाम म्हणून, वातावरणात दररोज अंदाजे 2 दशलक्ष टन नायट्रिक ऍसिड तयार होते, किंवा दरवर्षी 700 दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त. नायट्रिक ऍसिडचे कमकुवत द्रावण पावसाने जमिनीवर पडते. "आकाशीय ऍसिड" चे हे प्रमाण त्याच्या औद्योगिक उत्पादनाशी तुलना करणे मनोरंजक आहे; नायट्रिक ऍसिडचे उत्पादन ही सर्वात मोठ्या उत्पादन सुविधांपैकी एक आहे. असे दिसून आले की येथे माणूस निसर्गापेक्षा खूप मागे आहे: नायट्रिक ऍसिडचे जागतिक उत्पादन सुमारे 30 दशलक्ष टन आहे. विजेद्वारे नायट्रोजन रेणूंचे विभाजन झाल्यामुळे, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या प्रत्येक हेक्टरवर दरवर्षी सुमारे 15 किलो नायट्रिक ऍसिड पडतो, ज्यामध्ये पर्वत आणि वाळवंट, समुद्र आणि महासागर. मातीमध्ये, हे ऍसिड त्याच्या क्षारांमध्ये बदलते - नायट्रेट्स, जे वनस्पतींद्वारे पूर्णपणे शोषले जातात.

असे दिसते की "थंडरस्टॉर्म नायट्रोजन" पिकांसाठी इतके महत्त्वाचे नाही, परंतु क्लोव्हर आणि इतर शेंगा पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचा फक्त एक छोटासा भाग व्यापतात. कोट्यवधी वर्षांपूर्वी, नायट्रोजन-फिक्सिंग बॅक्टेरिया दिसण्यापूर्वी, वातावरणात वीज चमकू लागली. त्यामुळे त्यांनी वातावरणातील नायट्रोजन निश्चित करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावली. उदाहरणार्थ, एकट्या गेल्या दोन सहस्राब्दीमध्ये, विजेने 2 ट्रिलियन टन नायट्रोजनचे खतामध्ये रूपांतर केले आहे - हवेतील त्याच्या एकूण प्रमाणाच्या सुमारे 0.1%!

लिबिग विरुद्ध माल्थस. 1798 मध्ये इंग्रज अर्थशास्त्रज्ञ थॉमस माल्थस (1766-1834) यांनी त्यांचे प्रसिद्ध पुस्तक प्रकाशित केले. लोकसंख्येचा अनुभव. त्यात, त्यांनी निदर्शनास आणले की लोकसंख्या झपाट्याने वाढते आहे, म्हणजे. जसे की 1, 2, 4, 8, 16... त्याच वेळी, समान कालावधीसाठी निर्वाहाचे साधन, अगदी अनुकूल परिस्थितीतही, केवळ अंकगणित प्रगतीमध्ये वाढू शकते, म्हणजे. जसे 1, 2, 3, 4... उदाहरणार्थ, या सिद्धांतानुसार, अन्न उत्पादन केवळ शेतजमिनीचा विस्तार, जिरायती जमिनीची उत्तम मशागत इत्यादीद्वारे वाढू शकते. माल्थसच्या सिद्धांतावरून असे दिसून आले की भविष्यात मानवतेला दुष्काळाचा धोका आहे. 1887 मध्ये, या निष्कर्षाची पुष्टी इंग्लिश शास्त्रज्ञ थॉमस हक्सले (1825-1897), चार्ल्स डार्विनचे ​​मित्र आणि त्याच्या शिकवणींना लोकप्रिय करणारे यांनी केली.

मानवजातीची "उपासमार" टाळण्यासाठी, शेतीची उत्पादकता झपाट्याने वाढवणे आवश्यक होते आणि त्यासाठी वनस्पतींच्या पोषणाची सर्वात महत्वाची समस्या सोडवणे आवश्यक होते. बहुधा, या दिशेने पहिला प्रयोग 1630 च्या दशकाच्या सुरुवातीस त्याच्या काळातील एक महान शास्त्रज्ञ, डच चिकित्सक आणि किमयाशास्त्रज्ञ जॅन बॅप्टिस्ट व्हॅन हेल्मोंट (1579-1644) यांनी केला होता. झाडांना पोषक तत्वे कोठून मिळतात - पाण्यातून की मातीतून हे तपासायचे त्याने ठरवले. व्हॅन हेल्माँटने 200 पौंड (सुमारे 80 किलो) कोरडी माती घेतली, ती एका मोठ्या भांड्यात ओतली, जमिनीत विलोची शाखा लावली आणि पावसाच्या पाण्याने ते परिश्रमपूर्वक पाणी द्यायला सुरुवात केली. फांदी रुजली आणि वाढू लागली, हळूहळू झाडात बदलली. हा अनुभव बरोबर पाच वर्षे टिकला. असे दिसून आले की या वेळी वनस्पतीचे वजन 164 पौंड 3 औंस (सुमारे 66 किलो) वाढले, तर पृथ्वीने फक्त 3 औंस "गमवले", म्हणजे. 100 ग्रॅम पेक्षा कमी. त्यामुळे, व्हॅन हेल्मॉन्टने निष्कर्ष काढला, वनस्पती केवळ पाण्यातून पोषक तत्वे घेतात.

त्यानंतरच्या अभ्यासांनी या निष्कर्षाचे खंडन केले आहे असे दिसते: शेवटी, पाण्यामध्ये कार्बन नसतो, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात वनस्पती बनतात! यावरून असे झाले की वनस्पती अक्षरशः "हवेवर अन्न देतात", त्यातून कार्बन डाय ऑक्साईड शोषून घेतात - व्हॅन हेल्मॉन्टने नुकतेच शोधून काढले होते आणि त्याला "फॉरेस्ट हवा" देखील म्हटले होते. हे नाव वायूला अजिबात दिले गेले नाही कारण ते जंगलात भरपूर आहे, परंतु केवळ कोळशाच्या ज्वलनाच्या वेळी ते तयार होते या वस्तुस्थितीमुळे ...

18 व्या शतकाच्या शेवटी वनस्पतींचे "हवा पोषण" हा प्रश्न विकसित झाला. स्विस वनस्पतिशास्त्रज्ञ आणि शरीरशास्त्रज्ञ जीन सेनेबियर (1742-1809). त्यांनी प्रायोगिकरित्या सिद्ध केले की कार्बन डायऑक्साइड वनस्पतींच्या पानांमध्ये विघटित होतो, तर ऑक्सिजन सोडला जातो आणि कार्बन वनस्पतीमध्ये राहतो. परंतु काही शास्त्रज्ञांनी या दृष्टिकोनावर तीव्र आक्षेप घेतला आणि "ह्युमस सिद्धांत" चे रक्षण केले, त्यानुसार झाडे प्रामुख्याने मातीतून काढलेल्या सेंद्रिय पदार्थांवर आहार देतात. शेतीच्या जुन्या प्रथेने याची पुष्टी केली आहे असे दिसते: माती, बुरशीने समृद्ध, खताने सुपीक, वाढीव उत्पादन देते...

तथापि, बुरशीच्या सिद्धांताने खनिजांची भूमिका विचारात घेतली नाही, जी वनस्पतींसाठी पूर्णपणे आवश्यक आहेत. झाडे हे पदार्थ मातीतून मोठ्या प्रमाणात काढतात आणि कापणी करताना ते शेतातून वाहून जातात. प्रथमच, ही परिस्थिती, तसेच खनिजे मातीत परत करण्याची गरज, जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ जस्टस लीबिग यांनी निदर्शनास आणून दिली. 1840 मध्ये त्यांनी एक पुस्तक प्रकाशित केले सेंद्रिय रसायनशास्त्र जसे कृषी आणि शरीरविज्ञानावर लागू होते, ज्यामध्ये, विशेषतः, त्याने लिहिले: "एक वेळ येईल जेव्हा प्रत्येक शेत, त्यावर प्रजनन करणार्या वनस्पतीच्या अनुषंगाने, रासायनिक वनस्पतींमध्ये तयार केलेल्या स्वतःच्या खताने खत दिले जाईल."

सुरुवातीला, लीबिगच्या कल्पनांना शत्रुत्व मिळाले. "माझ्या हातात पडलेले हे सर्वात निर्लज्ज पुस्तक आहे," ह्यूगो मोल (१८०५-१८७२), टुबिंगेन विद्यापीठातील वनस्पतिशास्त्राचे प्राध्यापक, यांनी याबद्दल लिहिले. "एक पूर्णपणे निरर्थक पुस्तक," प्रसिद्ध जर्मन लेखक फ्रिट्झ रॉयटर (1810-1874), जो काही काळ शेतीमध्ये गुंतला होता, प्रतिध्वनी करतो. जर्मन वृत्तपत्रांनी लीबिग आणि वनस्पतींच्या खनिज पोषणाच्या त्याच्या सिद्धांताबद्दल अपमानास्पद पत्रे आणि व्यंगचित्रे प्रकाशित करण्यास सुरुवात केली. लिबिग स्वत: अंशतः यासाठी जबाबदार होता, ज्याचा प्रथम चुकून असा विश्वास होता की खनिज खतांमध्ये फक्त पोटॅशियम आणि फॉस्फरस असावा, तर तिसरा आवश्यक घटक - नायट्रोजन - झाडे स्वतःच हवेतून शोषू शकतात.

लीबिगची चूक बहुधा प्रसिद्ध फ्रेंच कृषी रसायनशास्त्रज्ञ जीन बॅप्टिस्ट बौसिंगॉल्ट (1802-1887) यांच्या प्रयोगांच्या चुकीच्या अर्थाने झाली असावी. 1838 मध्ये, त्याने काही झाडांच्या वजनाच्या बिया जमिनीत पेरल्या ज्यामध्ये नायट्रोजन खतांचा समावेश नव्हता आणि 3 महिन्यांनंतर त्याने अंकुरांचे वजन केले. गहू आणि ओट्समध्ये वस्तुमान व्यावहारिकदृष्ट्या अपरिवर्तित राहिले, तर क्लोव्हर आणि मटारमध्ये ते लक्षणीय वाढले (उदाहरणार्थ, मटारमध्ये, 47 ते 100 मिलीग्राम पर्यंत). यावरून काही झाडे थेट हवेतून नायट्रोजन शोषू शकतात असा चुकीचा निष्कर्ष काढण्यात आला. त्या वेळी, शेंगांच्या मुळांवर नोड्यूल बॅक्टेरिया राहतात आणि वातावरणातील नायट्रोजन अडकतात याबद्दल काहीही माहिती नव्हते. परिणामी, सर्वत्र फक्त पोटॅश-फॉस्फरस खतांचा वापर करण्याच्या प्रथम प्रयत्नांनी नकारात्मक परिणाम दिला. आपली चूक उघडपणे मान्य करण्याचे धाडस लीबिगमध्ये होते. त्याच्या सिद्धांताचा अखेर विजय झाला. याचा परिणाम म्हणजे 19व्या शतकाच्या उत्तरार्धात शेतीचा परिचय झाला. रासायनिक खते आणि त्यांच्या उत्पादनासाठी वनस्पतींचे बांधकाम.

नायट्रोजन संकट.

फॉस्फरस आणि पोटॅश खतांमध्ये कोणतीही विशेष समस्या नव्हती: पोटॅशियम आणि फॉस्फरस संयुगे पृथ्वीच्या आतड्यांमध्ये मुबलक प्रमाणात आढळतात. नायट्रोजनची परिस्थिती पूर्णपणे भिन्न होती: शेतीच्या तीव्रतेसह, ज्याने पृथ्वीच्या वेगाने वाढणारी लोकसंख्या खायला दिली पाहिजे, नैसर्गिक स्त्रोत यापुढे मातीतील नायट्रोजन साठ्याच्या भरपाईचा सामना करू शकत नाहीत. "बाउंड" नायट्रोजनचे स्त्रोत शोधण्याची तातडीची गरज होती. रसायनशास्त्रज्ञ काही संयुगे संश्लेषित करण्यास सक्षम होते, उदाहरणार्थ, लिथियम नायट्राइड Li 3 N, वातावरणातील नायट्रोजनपासून सुरू होते. परंतु अशाप्रकारे लाखो टनांची गरज असताना ग्रॅम, सर्वोत्तम, किलोग्रॅम पदार्थ मिळवणे शक्य झाले!

बर्‍याच शतकांपासून, बांधलेल्या नायट्रोजनचा जवळजवळ एकमेव स्त्रोत सॉल्टपीटर होता. हा शब्द लॅटिन साल - मीठ आणि नायट्रम, शब्दशः - "अल्कधर्मी मीठ" मधून आला आहे: त्या दिवसांत, पदार्थांची रचना अज्ञात होती. सध्या, सॉल्टपीटरला नायट्रिक ऍसिडचे काही लवण म्हणतात - नायट्रेट्स. सॉल्टपीटर मानवजातीच्या इतिहासातील अनेक नाट्यमय टप्प्यांशी संबंधित आहे. प्राचीन काळापासून, केवळ तथाकथित भारतीय सॉल्टपीटर ज्ञात होते - पोटॅशियम नायट्रेट केएनओ 3. युरोपमध्ये सॉल्टपीटरचे कोणतेही नैसर्गिक स्त्रोत नसताना हे दुर्मिळ खनिज भारतातून आणले गेले. भारतीय सॉल्टपीटरचा वापर केवळ गनपावडरच्या उत्पादनासाठी केला जात असे. दर शतकात अधिकाधिक गनपावडरची गरज भासत होती, आणि आयात केलेले सॉल्टपीटर पुरेसे नव्हते आणि ते खूप महाग होते.

कालांतराने, त्यांनी नायट्रोजन असलेल्या विविध सेंद्रिय अवशेषांमधून विशेष "नायट्रेट्स" मध्ये सॉल्टपीटर मिळवण्यास शिकले. भरपूर नायट्रोजन, उदाहरणार्थ, प्रथिनांमध्ये. जर कोरडे अवशेष फक्त जाळले गेले, तर त्यात असलेला नायट्रोजन मोठ्या प्रमाणात N 2 वायूमध्ये ऑक्सिडाइज केला जातो. परंतु जर ते किडण्याच्या संपर्कात आले तर नायट्रिफायिंग बॅक्टेरियाच्या प्रभावाखाली, नायट्रोजन नायट्रेट्समध्ये बदलते, जे जुन्या दिवसात विशेष मूळव्याधांमध्ये लीच केले गेले होते - मूळव्याध आणि सॉल्टपीटरला ढीग म्हणतात. त्यांनी हे असे केले. विविध सेंद्रिय कचरा मिसळला - खत, प्राण्यांच्या आतड्या, गाळ, दलदलीचा स्लरी इ. तेथे कचरा, चुना, राखही टाकण्यात आली. हे भयंकर मिश्रण खड्ड्यात ओतले गेले किंवा ढीग बनवले गेले आणि लघवी किंवा स्लरीसह भरपूर प्रमाणात ओतले गेले. आपण कल्पना करू शकता की या उत्पादनातून काय वास आला आहे! एक ते दोन वर्षांच्या आत विघटन प्रक्रियेमुळे, 6 किलो "सॉल्टपीटर अर्थ" पासून 1 किलो सॉल्टपीटर प्राप्त झाले, जे अशुद्धतेपासून शुद्ध केले गेले. फ्रान्समध्ये सर्वाधिक सॉल्टपीटर प्राप्त झाले: जे या अप्रिय उत्पादनात गुंतले होते त्यांना सरकारने उदारपणे बक्षीस दिले.

लीबिगच्या प्रयत्नांबद्दल धन्यवाद, हे स्पष्ट झाले की शेतीसाठी सॉल्टपीटरची आवश्यकता असेल आणि गनपावडरच्या उत्पादनापेक्षा जास्त प्रमाणात. ते मिळविण्याचा जुना मार्ग यासाठी पूर्णपणे अनुपयुक्त होता.

चिली सॉल्टपीटर.

1830 पासून, नायट्रोजनचा सर्वात श्रीमंत नैसर्गिक स्त्रोत असलेल्या चिली सॉल्टपीटरच्या ठेवींचा विकास सुरू झाला. चिलीमध्ये, समुद्रसपाटीपासून सुमारे 1000 मीटर उंचीवर कॉर्डिलेरासच्या पायथ्याशी असलेले अटाकामा वाळवंट सारखे विस्तीर्ण क्षेत्रे आहेत जेथे पाऊस पडत नाही. वनस्पती आणि प्राण्यांच्या सेंद्रिय अवशेषांच्या (प्रामुख्याने पक्ष्यांची विष्ठा - ग्वानो) विघटन करण्याच्या हजारो वर्षांच्या प्रक्रियेच्या परिणामी, अटाकामामध्ये सॉल्टपीटरचे अद्वितीय साठे तयार झाले. ते महासागराच्या किनाऱ्यापासून 40-50 किमी अंतरावर आहेत. जेव्हा हे निक्षेप विकसित होऊ लागले, तेव्हा ते सुमारे 200 किमी लांब आणि 3 किमी रुंद पट्टीमध्ये 30 सेमी ते 3 मीटरच्या थर जाडीसह पसरले. खोऱ्यांमध्ये, थर लक्षणीयरीत्या घट्ट झाले आणि ते वाळलेल्या तलावांसारखे दिसू लागले. विश्लेषणाने दाखवल्याप्रमाणे, चिलीयन सॉल्टपीटर हे सोडियम नायट्रेट आहे ज्यामध्ये सल्फेट आणि सोडियम क्लोराईड, चिकणमाती आणि वाळू आहे; कधीकधी ग्वानोचे अपघटित अवशेष सॉल्टपीटरमध्ये आढळतात. चिली सॉल्टपीटरचे एक मनोरंजक वैशिष्ट्य म्हणजे त्यात सोडियम आयोडेट NaIO 3 ची उपस्थिती.

सहसा खडक मऊ आणि जमिनीवरून सहज काढला जात असे, परंतु काहीवेळा सॉल्टपिटरचे साठे इतके दाट होते की ते काढण्यासाठी ब्लास्टिंग आवश्यक होते. खडक गरम पाण्यात विरघळल्यानंतर, द्रावण फिल्टर आणि थंड केले गेले. त्याच वेळी, शुद्ध सोडियम नायट्रेटचा अवक्षेप झाला, जो खत म्हणून विकला गेला. उर्वरित द्रावणातून आयोडीन काढण्यात आले. 19 व्या शतकात चिली सॉल्टपीटरचा मुख्य पुरवठादार बनला. 19व्या शतकात चिलीच्या खाण उद्योगात ठेवींच्या विकासाने पहिले स्थान व्यापले.

चिलीयन नायट्रेटपासून पोटॅशियम नायट्रेट मिळविण्यासाठी, NaNO 3 + KCl ® NaCl + KNO 3 ही प्रतिक्रिया वापरली गेली. वेगवेगळ्या तापमानात त्याच्या उत्पादनांच्या विद्राव्यतेमध्ये तीव्र फरकामुळे अशी प्रतिक्रिया शक्य आहे. NaCl ची विद्राव्यता (प्रति 100 ग्रॅम पाण्यात) 100 ° C वर केवळ 39.8 g वरून 0 ° C वर 35.7 g पर्यंत बदलते, त्याच तापमानात KNO 3 ची विद्राव्यता खूप वेगळी असते आणि ती 246 आणि 13.3 G असते! म्हणून, जर तुम्ही NaNO 3 आणि KCl चे गरम केंद्रित द्रावण मिसळले आणि नंतर मिश्रण थंड केले, तर KNO 3 चा एक महत्त्वपूर्ण भाग अवक्षेपित होईल आणि जवळजवळ संपूर्ण NaCl द्रावणात राहील.

अनेक दशकांपासून, चिली सॉल्टपीटर - नैसर्गिक सोडियम नायट्रेट - ने मानवी गरजा पूर्ण केल्या आहेत. परंतु जागतिक शेतीसाठी या खनिजाचे अनन्यसाधारण महत्त्व उघड होताच, निसर्गाची ही अनोखी देणगी मानवजातीला किती काळ टिकेल याची मोजणी त्यांनी सुरू केली. पहिले अंदाज खूपच आशावादी होते - 1885 मध्ये सॉल्टपीटर रिझर्व्ह 90 दशलक्ष टन निर्धारित केले गेले होते. असे दिसून आले की वनस्पतींच्या "नायट्रोजन उपासमार" बद्दल अधिक वर्षे काळजी करू शकत नाही. परंतु या गणनेत जगभरातील लोकसंख्येची जलद वाढ आणि कृषी उत्पादनाचा वेग लक्षात घेतला गेला नाही.

माल्थसच्या काळात, चिली सॉल्टपीटरची निर्यात प्रतिवर्षी फक्त 1000 टन होती; 1887 मध्ये ते प्रति वर्ष 500 हजार टनांपर्यंत पोहोचले आणि 20 व्या शतकाच्या सुरूवातीस. लाखों मध्ये संख्या! चिलीच्या सॉल्टपीटरचा साठा लवकर संपला, तर नायट्रेट्सची मागणी अपवादात्मकरीत्या वेगाने वाढली. लष्करी उद्योगाद्वारे सॉल्टपीटर देखील मोठ्या प्रमाणात वापरला जात असल्याने परिस्थिती चिघळली होती; 19व्या शतकाच्या उत्तरार्धात गनपावडर त्यात 74-75% पोटॅशियम नायट्रेट असते. नायट्रोजन खते मिळविण्यासाठी नवीन पद्धती विकसित करणे आवश्यक होते आणि केवळ वातावरणातील हवा त्यांचा स्रोत असू शकते.

"नायट्रोजन भूक" वर मात.

20 व्या शतकाच्या सुरूवातीस औद्योगिक नायट्रोजन फिक्सेशनसाठी सायनामाइड पद्धत प्रस्तावित केली आहे. प्रथम, चुना आणि कोळशाचे मिश्रण गरम करून कॅल्शियम कार्बाइड प्राप्त होते: CaO + 3C ® CaC 2 + CO. उच्च तापमानात, कार्बाईड वातावरणातील नायट्रोजनवर प्रतिक्रिया देऊन कॅल्शियम सायनामाइड तयार करते: CaC 2 + N 2 ® CaCN 2 + C. हे कंपाऊंड सर्व पिकांसाठी खत म्हणून उपयुक्त ठरले, म्हणून प्रथम अमोनिया यापासून अमोनिया मिळवला. अतिउष्ण पाण्याच्या वाफेची क्रिया: CaCN 2 + 3H 2 O ® CaCO 3 + 2NH 3, आणि अमोनिया आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडपासून अमोनियम सल्फेट आधीच प्राप्त झाले होते.

नॉर्वेजियन केमिस्ट स्वस्त स्थानिक वीज वापरून पूर्णपणे वेगळ्या मार्गाने गेले (नॉर्वेमध्ये अनेक जलविद्युत केंद्रे आहेत). इलेक्ट्रिक आर्कमधून ओलसर हवा पार करून त्यांनी नायट्रोजन स्थिरीकरणाच्या नैसर्गिक प्रक्रियेचे पुनरुत्पादन केले. त्याच वेळी, हवेतून सुमारे 1% नायट्रिक ऍसिड प्राप्त झाले, ज्याचे रूपांतर चुन्याशी संवाद साधून कॅल्शियम नायट्रेट Ca(NO 3) 2 मध्ये झाले. आश्चर्याची गोष्ट नाही की या पदार्थाला नॉर्वेजियन सॉल्टपीटर म्हटले गेले.

तथापि, दोन्ही पद्धती खूप महाग होत्या. नायट्रोजन फिक्सेशनची सर्वात किफायतशीर पद्धत 1907-1909 मध्ये जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ फ्रिट्झ हेबर (1868-1934) यांनी विकसित केली होती; ही पद्धत नायट्रोजन थेट अमोनियामध्ये रूपांतरित करते; अमोनियाचे नायट्रेट्स आणि इतर नायट्रोजन यौगिकांमध्ये रूपांतर करणे आता कठीण नव्हते.

सध्या नायट्रोजन खतांचे उत्पादन वर्षाला लाखो टन इतके आहे. रासायनिक रचनेवर अवलंबून, ते वेगवेगळ्या प्रकारचे असतात. अमोनिया आणि अमोनियम खतांमध्ये -3 ऑक्सिडेशन अवस्थेत नायट्रोजन असते. हे द्रव अमोनिया, त्याचे जलीय द्रावण (अमोनिया पाणी), अमोनियम सल्फेट आहे. आयन NH 4 + नायट्रिफायिंग बॅक्टेरियाच्या क्रियेखाली मातीमध्ये नायट्रेट आयनमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जातात, जे वनस्पतींद्वारे चांगले शोषले जातात. नायट्रेट खतांमध्ये KNO 3 आणि Ca(NO 3) 2 यांचा समावेश होतो. अमोनियम नायट्रेट खतांमध्ये प्रामुख्याने अमोनियम नायट्रेट NH 4 NO 3 समाविष्ट असते ज्यामध्ये अमोनिया आणि नायट्रेट नायट्रोजन दोन्ही असतात. सर्वात जास्त केंद्रित घन नायट्रोजन खत कार्बामाइड (युरिया) आहे, ज्यामध्ये 46% नायट्रोजन असते. नायट्रोजनयुक्त संयुगांच्या जागतिक उत्पादनात नैसर्गिक सॉल्टपीटरचा वाटा 1% पेक्षा जास्त नाही.

अर्ज.

अनुवांशिकरित्या सुधारित केलेल्या वनस्पतींच्या नवीन जातींचे प्रजनन, कृषी तंत्रज्ञानाच्या सुधारित पद्धती कृत्रिम खतांच्या वापराची गरज दूर करत नाहीत. तथापि, प्रत्येक कापणीसह, शेतात नायट्रोजनसह पोषक घटकांचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण गमावले जाते. दीर्घकालीन निरीक्षणांनुसार, नायट्रोजन खतांमध्ये प्रत्येक टन नायट्रोजन गव्हाच्या उत्पादनात 12-25%, बीट्स - 120-160%, बटाटे - 120% वाढ देते. आपल्या देशात, गेल्या अर्ध्या शतकात, नायट्रोजन खतांच्या वनस्पतींमध्ये नायट्रोजन खतांचे उत्पादन दहापट वाढले आहे.

इल्या लीनसन

प्रत्येकाला माहित आहे की नायट्रोजन जड आहे. यासाठी आम्ही घटक क्रमांक 7 बद्दल अनेकदा तक्रार करतो, जे नैसर्गिक आहे: आम्हाला त्याच्या सापेक्ष जडत्वासाठी खूप जास्त किंमत मोजावी लागते, आम्हाला ते महत्त्वपूर्ण संयुगे बनवण्यासाठी खूप ऊर्जा, प्रयत्न आणि पैसा खर्च करावा लागतो.

परंतु, दुसरीकडे, जर नायट्रोजन इतका जड नसता, तर ऑक्सिजनसह नायट्रोजनची प्रतिक्रिया वातावरणात घडली असती आणि आपल्या ग्रहावरील जीवन ज्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे ते अशक्य होईल. वनस्पती, प्राणी, तुम्ही आणि मी अक्षरशः जीवनासाठी अस्वीकार्य ऑक्साईड आणि ऍसिडच्या प्रवाहात गुदमरून जाऊ. आणि "त्या सर्वांसाठी," ते ऑक्साईड्स आणि नायट्रिक ऍसिडमध्ये आहे जे आम्ही वातावरणातील नायट्रोजनचा सर्वात मोठा संभाव्य भाग रूपांतरित करण्याचा प्रयत्न करतो. हा घटक #7 च्या विरोधाभासांपैकी एक आहे. (येथे लेखक क्षुल्लकतेचा आरोप होण्याचा धोका पत्करतो, कारण नायट्रोजनचे विरोधाभासी स्वरूप, किंवा त्याऐवजी त्याचे गुणधर्म, एक उपशब्द बनले आहेत. आणि तरीही ...)

नायट्रोजन हा एक विलक्षण घटक आहे. कधीकधी असे दिसते की आपण त्याबद्दल जितके अधिक शिकतो तितके ते अधिक अनाकलनीय होते. घटक क्रमांक 7 च्या गुणधर्मांची विसंगती त्याच्या नावावरही दिसून आली, कारण त्याने अँटोनी लॉरेंट लॅव्हॉइसियरसारख्या प्रतिभाशाली रसायनशास्त्रज्ञाची देखील दिशाभूल केली. श्वासोच्छ्वास आणि ज्वलनास समर्थन न देणारा हवेचा भाग मिळवणारा आणि त्याचा अभ्यास करणारा तो पहिला आणि शेवटचा नसून नायट्रोजन नायट्रोजन कॉल करण्याची सूचना लव्हॉइसियरनेच केली. Lavoisier च्या मते, "नायट्रोजन" म्हणजे "निर्जीव" आणि हा शब्द ग्रीक "a" - negation आणि "zoe" - life मधून आला आहे.

"नायट्रोजन" हा शब्द अल्केमिस्टच्या शब्दकोशात अस्तित्त्वात होता, जिथून फ्रेंच शास्त्रज्ञाने ते घेतले. याचा अर्थ एक विशिष्ट "तात्विक सुरुवात", एक प्रकारचा कॅबॅलिस्टिक शब्दलेखन होता. तज्ञ म्हणतात की "नायट्रोजन" शब्दाचा उलगडा करण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे अपोकॅलिप्समधील अंतिम वाक्यांश आहे: "मी अल्फा आणि ओमेगा आहे, सुरुवात आणि शेवट, पहिला आणि शेवटचा ..." मध्य युगात, तीन भाषा विशेषतः आदरणीय आहेत: लॅटिन, ग्रीक आणि हिब्रू. आणि "नायट्रोजन" हा शब्द किमयाशास्त्रज्ञांनी "a" (a, alpha, aleph) आणि शेवटच्या अक्षरांपासून बनविला आहे: "zet", "ओमेगा" आणि "tov" या तीन अक्षरे. अशाप्रकारे, या रहस्यमय सिंथेटिक शब्दाचा अर्थ "सर्व सुरुवातीचा आरंभ आणि शेवट" असा होतो.

लॅव्हॉइसियरचे समकालीन आणि देशबांधव जे. चॅपटल यांनी आणखी काही अडचण न ठेवता, घटक क्रमांक 7 ला संकरित लॅटिन-ग्रीक नाव "नायट्रोजेनियम", ज्याचा अर्थ "सॉल्टपीटरला जन्म देणे" असे सुचवले. सॉल्टपीटर - नायट्रेट लवण, पदार्थ प्राचीन काळापासून ओळखले जातात. (आम्ही त्यांच्याबद्दल नंतर बोलू.) असे म्हटले पाहिजे की "नायट्रोजन" हा शब्द फक्त रशियन आणि फ्रेंच भाषेत रुजला आहे. इंग्रजीमध्ये, घटक क्रमांक 7 "नायट्रोजन" आहे, जर्मनमध्ये - "स्टॉकटन" (गुदमरणारा पदार्थ). रासायनिक चिन्ह N हे शप्तलच्या नायट्रोजेनियमला ​​श्रद्धांजली आहे.

नायट्रोजनचा शोध कोणी लावला

नायट्रोजनच्या शोधाचे श्रेय उल्लेखनीय स्कॉटिश शास्त्रज्ञ जोसेफ ब्लॅक, डॅनियल रदरफोर्ड यांच्या विद्यार्थ्याला दिले जाते, ज्यांनी 1772 मध्ये "तथाकथित स्थिर आणि मेफिटिक वायुवर" प्रबंध प्रकाशित केला. "फिक्स्ड एअर" - कार्बन डायऑक्साइडच्या प्रयोगांसाठी काळा प्रसिद्ध झाला. त्याने शोधून काढले की कार्बन डाय ऑक्साईड निश्चित केल्यावर (त्याला अल्कलीसह बांधून), काही “नॉन-फिक्सेबल हवा” उरते, ज्याला “मेफिटिक” म्हणतात - खराब झाली - कारण ती ज्वलन आणि श्वसनास समर्थन देत नाही. या "हवा" ब्लॅकच्या अभ्यासाने रदरफोर्डला प्रबंध कार्य म्हणून ऑफर केले.

त्याच वेळी, के. शीले, जे. प्रिस्टली, जी. कॅव्हेंडिश यांनी नायट्रोजन मिळवला आणि नंतरच्या, त्यांच्या प्रयोगशाळेतील नोंदींनुसार, रदरफोर्डसमोर या वायूचा अभ्यास केला, परंतु, नेहमीप्रमाणे, प्रकाशित करण्याची घाई नव्हती. त्याच्या कामाचे परिणाम. तथापि, या सर्व प्रमुख शास्त्रज्ञांना त्यांनी शोधलेल्या पदार्थाच्या स्वरूपाची अतिशय अस्पष्ट कल्पना होती. ते फ्लोगिस्टन सिद्धांताचे कट्टर समर्थक होते आणि "मेफिटिक एअर" चे गुणधर्म या काल्पनिक पदार्थाशी संबंधित होते. फ्लोगिस्टनवरील हल्ल्याचे नेतृत्व करणारे केवळ लॅव्हॉइसियर यांनी स्वत: ला पटवून दिले आणि इतरांनाही पटवून दिले की वायू, ज्याला तो "निर्जीव" म्हणतो तो ऑक्सिजनसारखा एक साधा पदार्थ आहे ...

युनिव्हर्सल कॅटॅलिस्ट?

अल्केमिकल "नायट्रोजन" मध्ये "सर्व सुरुवातीची सुरुवात आणि शेवट" म्हणजे काय याचा अंदाज लावता येतो. परंतु घटक क्रमांक 7 शी संबंधित "सुरुवात" पैकी एक गंभीरपणे घेतले जाऊ शकते. नायट्रोजन आणि जीवन या अविभाज्य संकल्पना आहेत. किमान, जेव्हा जेव्हा जीवशास्त्रज्ञ, रसायनशास्त्रज्ञ, खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ जीवनाची "सुरुवातीची सुरुवात" समजून घेण्याचा प्रयत्न करतात तेव्हा त्यांना नक्कीच नायट्रोजनचा सामना करावा लागतो.

पार्थिव रासायनिक घटकांचे अणू ताऱ्यांच्या खोलीत जन्माला येतात. तिथूनच, रात्रीच्या प्रकाशापासून आणि दिवसाच्या प्रकाशापासून, आपल्या पृथ्वीवरील जीवनाची उत्पत्ती सुरू होते. ही परिस्थिती इंग्लिश खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ डब्ल्यू. फॉलर यांनी सांगितली होती की, "आपण सर्व... तारकीय धुळीचा तुकडा आहोत"...

नायट्रोजनची तारकीय "धूळ" थर्मोन्यूक्लियर प्रक्रियेच्या सर्वात जटिल साखळीमध्ये उद्भवते, ज्याचा प्रारंभिक टप्पा म्हणजे हायड्रोजनचे हेलियममध्ये रूपांतरण. ही एक मल्टी-स्टेज प्रतिक्रिया आहे, जी दोन प्रकारे पुढे जाणे अपेक्षित आहे. त्यापैकी एक, ज्याला कार्बन-नायट्रोजन सायकल म्हणतात, सर्वात थेट घटक क्रमांक 7 शी संबंधित आहे. हे चक्र तेव्हा सुरू होते जेव्हा तारकीय पदार्थात, हायड्रोजन न्यूक्ली - प्रोटॉन व्यतिरिक्त, आधीच कार्बन असतो. कार्बन -12 न्यूक्लियस, आणखी एक प्रोटॉन जोडल्यानंतर, अस्थिर नायट्रोजन -13 न्यूक्लियसमध्ये बदलतो:

12 6 C + 1 1 H → 13 7 N + γ.

परंतु, पॉझिट्रॉन उत्सर्जित केल्यावर, नायट्रोजन पुन्हा कार्बन बनतो - एक जड समस्थानिक 13 सी तयार होतो:

13 7 N → 13 6 C + e + + γ.

असा न्यूक्लियस, अतिरिक्त प्रोटॉन घेतल्यानंतर, पृथ्वीच्या वातावरणातील सर्वात सामान्य समस्थानिकेच्या केंद्रकात बदलतो - 14 एन.

13 6 C + 1 1 H → 14 7 N + γ.

अरेरे, या नायट्रोजनचा फक्त एक भाग विश्वाच्या प्रवासात पाठवला जातो. प्रोटॉनच्या कृती अंतर्गत, नायट्रोजन -14 ऑक्सिजन -15 मध्ये बदलते आणि त्या बदल्यात, पॉझिट्रॉन आणि गॅमा क्वांटम उत्सर्जित करून, दुसर्या स्थलीय नायट्रोजन समस्थानिकेमध्ये बदलते - 15 एन:

14 7 N + 1 1 H → 15 8 O + γ;

15 8 O → 15 7 N + e + + γ.

स्थलीय नायट्रोजन -15 स्थिर आहे, परंतु ताऱ्याच्या आतील भागातही ते अणु क्षय होण्याच्या अधीन आहे; 15 एन न्यूक्लियसने दुसरा प्रोटॉन स्वीकारल्यानंतर, केवळ ऑक्सिजन 16 O ची निर्मितीच होणार नाही तर आणखी एक परमाणु प्रतिक्रिया देखील होईल:

15 7 N + 1 1 H → 12 6 C + 4 2 He.

परिवर्तनाच्या या साखळीत, नायट्रोजन हे मध्यवर्ती उत्पादनांपैकी एक आहे. प्रसिद्ध इंग्रजी खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ आर.जे. थेलर लिहितात: “14 N एक समस्थानिक आहे जो बांधणे सोपे नाही. कार्बन-नायट्रोजन चक्रात नायट्रोजन तयार होतो आणि ते नंतर कार्बनमध्ये वळत असले तरी, प्रक्रिया स्थिर राहिल्यास, कार्बनपेक्षा पदार्थात जास्त नायट्रोजन असते. हे 14 N" चे मुख्य स्त्रोत असल्याचे दिसते ...

माफक प्रमाणात जटिल कार्बन-नायट्रोजन चक्रात उत्सुक नमुने शोधले जाऊ शकतात. कार्बन 12 सी त्यात एका प्रकारच्या उत्प्रेरकाची भूमिका बजावते. स्वत: साठी निर्णय घ्या, शेवटी 12 सी केंद्रकांच्या संख्येत कोणताही बदल होत नाही. प्रक्रियेच्या सुरुवातीला दिसणारे नायट्रोजन शेवटी नाहीसे होते ... आणि जर या चक्रातील कार्बन उत्प्रेरक असेल तर नायट्रोजन स्पष्टपणे एक ऑटोकॅटलिस्ट आहे. , म्हणजे प्रतिक्रियेचे उत्पादन जे त्याच्या पुढील मध्यवर्ती चरणांना उत्प्रेरित करते.

हे योगायोगाने नाही की आम्ही येथे घटक क्रमांक 7 च्या उत्प्रेरक गुणधर्मांबद्दल बोलू लागलो. पण तारकीय नायट्रोजनने सजीव पदार्थातही हे वैशिष्ट्य टिकवून ठेवले आहे का? जीवन प्रक्रियेचे उत्प्रेरक एन्झाईम आहेत आणि त्या सर्वांमध्ये, तसेच बहुतेक हार्मोन्स आणि जीवनसत्त्वे, नायट्रोजन असतात.

पृथ्वीच्या वातावरणात नायट्रोजन

जीवसृष्टीला नायट्रोजनचे जास्त देणे लागतो, परंतु नायट्रोजन, किमान वातावरणातील नायट्रोजन, त्याचे उगम सूर्यावर इतके नाही की जीवन प्रक्रियेसाठी. लिथोस्फियर (0.01%) आणि वातावरणात (वस्तुमानानुसार 75.6% किंवा व्हॉल्यूमनुसार 78.09%) घटक क्रमांक 7 च्या सामग्रीमध्ये एक उल्लेखनीय विसंगती आहे. सर्वसाधारणपणे, आपण ऑक्सिजनने माफक प्रमाणात समृद्ध असलेल्या नायट्रोजन वातावरणात राहतो.

दरम्यान, सूर्यमालेतील इतर ग्रहांवर किंवा धूमकेतू किंवा इतर कोणत्याही शीत अवकाशातील वस्तूंच्या रचनेत मुक्त नायट्रोजन आढळला नाही. त्याचे संयुगे आणि रॅडिकल्स आहेत - CN *, NH *, NH * 2, NH * 3, परंतु नायट्रोजन नाही. खरे आहे, शुक्राच्या वातावरणात सुमारे 2% नायट्रोजन नोंदवले गेले आहे, परंतु अद्याप या आकड्याची पुष्टी करणे आवश्यक आहे. असे मानले जाते की पृथ्वीच्या प्राथमिक वातावरणात एकही घटक क्रमांक 7 नव्हता. मग तो हवेत कुठे आहे?

वरवर पाहता, आपल्या ग्रहाच्या वातावरणात सुरुवातीला पृथ्वीच्या आतड्यांमध्ये तयार झालेल्या अस्थिर पदार्थांचा समावेश होता: H 2, H 2 O, CO 2, CH 4, NH 3. फ्री नायट्रोजन, जर ते ज्वालामुखीय क्रियाकलापांचे उत्पादन म्हणून बाहेर आले तर ते अमोनियामध्ये बदलले. यासाठी परिस्थिती सर्वात योग्य होती: जास्त हायड्रोजन, भारदस्त तापमान - पृथ्वीची पृष्ठभाग अद्याप थंड झालेली नाही. तर नायट्रोजन प्रथम वातावरणात अमोनियाच्या रूपात होता याचा अर्थ काय? वरवर पाहता. चला ही वस्तुस्थिती लक्षात ठेवूया.

पण नंतर जीवन निर्माण झाले... व्लादिमीर इव्हानोविच वर्नाडस्की यांनी असा युक्तिवाद केला की "पृथ्वीचे गॅस शेल, आपली हवा ही जीवनाची निर्मिती आहे." जीवनानेच प्रकाशसंश्लेषणाची अद्भुत यंत्रणा सुरू केली. या प्रक्रियेच्या अंतिम उत्पादनांपैकी एक - मुक्त ऑक्सिजन सक्रियपणे अमोनियासह एकत्र होऊ लागला, आण्विक नायट्रोजन सोडतो:

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

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O.

ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन, जसे की ज्ञात आहे, सामान्य परिस्थितीत एकमेकांशी प्रतिक्रिया देत नाहीत, ज्यामुळे पृथ्वीच्या हवेला रचनाची "स्थिती" राखता आली. लक्षात घ्या की हायड्रोस्फियरच्या निर्मिती दरम्यान अमोनियाचा एक महत्त्वपूर्ण भाग पाण्यात विरघळला जाऊ शकतो.

आजकाल, वातावरणात प्रवेश करणा-या N 2 चे मुख्य स्त्रोत ज्वालामुखीय वायू आहेत.

तुम्ही तिहेरी बंधन तोडले तर...

बद्ध सक्रिय नायट्रोजनचा अतुलनीय साठा नष्ट केल्यामुळे, वन्यजीवांना नायट्रोजन कसे बांधायचे या समस्येचा सामना करावा लागला आहे. मुक्त, आण्विक अवस्थेत, जसे आपल्याला माहित आहे, ते खूप जड असल्याचे दिसून आले. याचे कारण त्याच्या रेणूचे तिहेरी रासायनिक बंध आहे: N≡N.

सहसा अशा बहुविधतेचे बंध अस्थिर असतात. एसिटिलीनचे उत्कृष्ट उदाहरण आठवा: HC = CH. त्याच्या रेणूचा तिहेरी बंध अतिशय नाजूक आहे, जो या वायूच्या अविश्वसनीय रासायनिक क्रियाकलापांचे स्पष्टीकरण देतो. परंतु नायट्रोजनमध्ये येथे स्पष्ट विसंगती आहे: त्याचे तिहेरी बंध सर्व ज्ञात डायटॉमिक रेणूंपैकी सर्वात स्थिर आहेत. हा संबंध तोडण्यासाठी खूप मेहनत घ्यावी लागते. उदाहरणार्थ, अमोनियाच्या औद्योगिक संश्लेषणासाठी 200 एटीएमपेक्षा जास्त दाब आवश्यक आहे. आणि 500 ​​डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमान, आणि उत्प्रेरकांची अनिवार्य उपस्थिती देखील... नायट्रोजन स्थिरीकरणाची समस्या सोडवण्यासाठी, निसर्गाला वादळाच्या पद्धतीने नायट्रोजन संयुगांचे सतत उत्पादन स्थापित करावे लागले.

आकडेवारी सांगते की आपल्या ग्रहाच्या वातावरणात वर्षाला तीन अब्जाहून अधिक वीज पडते. वैयक्तिक डिस्चार्जची शक्ती 200 दशलक्ष किलोवॅट्सपर्यंत पोहोचते, तर हवा 20 हजार अंशांपर्यंत (स्थानिकरित्या, अर्थातच) गरम होते. अशा भयंकर तापमानात, ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनचे रेणू अणूंमध्ये विघटित होतात, जे एकमेकांशी सहजपणे प्रतिक्रिया देऊन नाजूक नायट्रिक ऑक्साईड तयार करतात:

N 2 + O 2 → 2NO.

जलद थंडीमुळे (विजेचा स्त्राव सेकंदाच्या दहा-हजारव्या भागाचा असतो), नायट्रिक ऑक्साईडचे विघटन होत नाही आणि हवेच्या ऑक्सिजनद्वारे अधिक स्थिर डायऑक्साइडमध्ये मुक्तपणे ऑक्सिडाइज केले जाते:

2NO + O 2 → 2NO 2.

वातावरणातील ओलावा आणि पावसाच्या थेंबांच्या उपस्थितीत, नायट्रोजन डायऑक्साइडचे नायट्रिक ऍसिडमध्ये रूपांतर होते:

3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO.

म्हणून, ताज्या गडगडाटी पावसाच्या खाली पडल्यानंतर, आम्हाला नायट्रिक ऍसिडच्या कमकुवत द्रावणात पोहण्याची संधी मिळते. मातीमध्ये प्रवेश करून, वातावरणातील नायट्रिक ऍसिड त्याच्या पदार्थांसह विविध नैसर्गिक खते तयार करते. नायट्रोजन देखील फोटोकेमिकल पद्धतीने वातावरणात निश्चित केले जाते: प्रकाशाचे प्रमाण शोषून घेतल्यानंतर, एन 2 रेणू उत्तेजित, सक्रिय अवस्थेत जातो आणि ऑक्सिजनसह एकत्र करण्यास सक्षम होतो ...

बॅक्टेरिया आणि नायट्रोजन

मातीतून, नायट्रोजन संयुगे वनस्पतींमध्ये प्रवेश करतात. पुढे: "घोडे ओट्स खातात", आणि भक्षक शाकाहारी प्राणी खातात. अन्नसाखळी हे पदार्थाचे चक्र आहे, ज्यामध्ये घटक क्रमांक 7 समाविष्ट आहे. त्याच वेळी, नायट्रोजनच्या अस्तित्वाचे स्वरूप बदलते, ते अधिकाधिक जटिल आणि बर्‍याचदा सक्रिय संयुगेच्या रचनेत समाविष्ट केले जाते. परंतु हे केवळ "वादळातून जन्मलेले" नायट्रोजन नाही जे अन्नसाखळीतून प्रवास करते.

अगदी पुरातन काळात, हे लक्षात आले की काही झाडे, विशेषत: शेंगा, जमिनीची सुपीकता वाढवण्यास सक्षम आहेत.

“...किंवा जसे वर्ष बदलते तसे सोन्याचे धान्य पेरा
जिथे त्याने शेंगांनी गंजून शेतातून कापणी केली,
किंवा जेथे कडू ल्युपिनसह लहान-फळलेले वेच वाढले ... "

समजून घ्या: ही एक गवत-क्षेत्र शेती प्रणाली आहे! या ओळी सुमारे दोन हजार वर्षांपूर्वी लिहिलेल्या व्हर्जिलच्या कवितेतून घेतल्या आहेत.

शेंगा धान्य उत्पादनात वाढ का देतात याचा विचार करणारे कदाचित प्रथम फ्रेंच कृषी रसायनशास्त्रज्ञ जे. बुसिंगॉल्ट होते. 1838 मध्ये, त्याला आढळले की शेंगा नायट्रोजनसह माती समृद्ध करतात. तृणधान्ये (आणि इतर अनेक वनस्पती) पृथ्वीला कमी करतात, विशेषतः, सर्व समान नायट्रोजन घेतात. शेंगांची पाने हवेतील नायट्रोजन शोषून घेतात असे बौसेन्गो यांनी सुचवले, परंतु हा गैरसमज होता. त्या वेळी, हे गृहीत धरणे अशक्य होते की ही बाब स्वतः वनस्पतींमध्ये नाही, परंतु विशेष सूक्ष्मजीवांमध्ये आहे ज्यामुळे त्यांच्या मुळांवर नोड्यूल तयार होतात. शेंगांच्या सहजीवनात, हे जीव वातावरणातील नायट्रोजनचे निराकरण करतात. आता हे सत्य आहे...

आजकाल, बरेच भिन्न नायट्रोजन फिक्सर ज्ञात आहेत: बॅक्टेरिया, ऍक्टिनोमायसीट्स, यीस्ट आणि मोल्ड बुरशी, निळा-हिरवा शैवाल. आणि ते सर्व झाडांना नायट्रोजन पुरवतात. पण प्रश्न असा आहे: सूक्ष्मजीव विशेष ऊर्जा खर्चाशिवाय निष्क्रिय N 2 रेणू कसे तोडतात? आणि त्यांच्यापैकी काहींमध्ये सर्व सजीवांसाठी ही सर्वात उपयुक्त क्षमता का आहे, तर इतरांकडे नाही? बराच काळ ते रहस्यच राहिले. शांत, मेघगर्जना आणि विजेशिवाय, घटक क्रमांक 7 च्या जैविक स्थिरीकरणाची यंत्रणा अलीकडेच शोधली गेली. हे सिद्ध झाले आहे की सजीव पदार्थामध्ये मूलभूत नायट्रोजनचा मार्ग कमी करण्याच्या प्रक्रियेमुळे शक्य झाला, ज्या दरम्यान नायट्रोजनचे अमोनियामध्ये रूपांतर होते. नायट्रोजनेज एनजाइमद्वारे मुख्य भूमिका बजावली जाते. त्याची केंद्रे, लोह आणि मॉलिब्डेनमची संयुगे असलेली, हायड्रोजनसह "डॉकिंग" साठी नायट्रोजन सक्रिय करतात, जे पूर्वी दुसर्या एंजाइमद्वारे सक्रिय केले जाते. अशाप्रकारे, अक्रिय नायट्रोजनपासून अतिशय सक्रिय अमोनिया मिळतो - जैविक नायट्रोजन स्थिरीकरणाचे पहिले स्थिर उत्पादन.

ते कसे बाहेर वळते ते येथे आहे! प्रथम, जीवन प्रक्रियांनी प्राथमिक वातावरणातील अमोनियाचे नायट्रोजनमध्ये रूपांतर केले आणि नंतर जीवनाने पुन्हा नायट्रोजनचे अमोनियामध्ये रूपांतर केले. यावर निसर्गाने “भाले तोडणे” योग्य होते का? अर्थात, कारण अशा प्रकारे घटक क्रमांक 7 चे चक्र उद्भवले.

सॉल्टपीटर ठेवी आणि लोकसंख्या वाढ

लाइटनिंग आणि मातीच्या जीवाणूंद्वारे नायट्रोजनचे नैसर्गिक निर्धारण दरवर्षी या घटकाचे सुमारे 150 दशलक्ष टन संयुगे तयार करते. तथापि, सर्व बंधनकारक नायट्रोजन सायकलमध्ये गुंतलेले नाही. त्यातील काही भाग प्रक्रियेतून काढून टाकला जातो आणि सॉल्टपीटर ठेव म्हणून जमा केला जातो. कॉर्डिलेरासच्या पायथ्याशी असलेले चिलीचे अटाकामा वाळवंट असे सर्वात श्रीमंत पॅन्ट्री होते. इथे वर्षानुवर्षे पाऊस पडला नाही. परंतु अधूनमधून मुसळधार पाऊस पर्वतांच्या उतारांवर पडतो, ज्यामुळे मातीची संयुगे वाहून जातात. सहस्राब्दीसाठी, पाण्याचा प्रवाह विरघळलेले क्षार खाली वाहून नेले, ज्यामध्ये सॉल्टपीटर सर्वात जास्त होता. पाण्याचे बाष्पीभवन झाले, क्षार उरले... अशा प्रकारे नायट्रोजन संयुगांचा जगातील सर्वात मोठा साठा निर्माण झाला.

१७ व्या शतकात राहणारे दुसरे प्रसिद्ध जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ जोहान रुडॉल्फ ग्लाबर यांनी वनस्पतींच्या विकासासाठी नायट्रोजन क्षारांचे अपवादात्मक महत्त्व नोंदवले. त्यांच्या लेखनात, निसर्गातील नायट्रोजनयुक्त पदार्थांच्या चक्रावर प्रतिबिंबित करून, त्यांनी "नायट्रस मातीचा रस" आणि "सॉल्टपीटर - प्रजननक्षमतेचे मीठ" या शब्दांचा वापर केला.

परंतु खत म्हणून नैसर्गिक सॉल्टपीटरचा वापर केवळ गेल्या शतकाच्या सुरूवातीसच होऊ लागला, जेव्हा चिलीच्या ठेवी विकसित होऊ लागल्या. त्या वेळी, बंधनकारक नायट्रोजनचा हा एकमेव महत्त्वपूर्ण स्त्रोत होता, ज्यावर मानवजातीचे कल्याण अवलंबून असल्याचे दिसते. तेव्हा नायट्रोजन उद्योगाचा प्रश्नच नव्हता.

1824 मध्ये, इंग्रज धर्मगुरू थॉमस माल्थस यांनी त्यांचा कुप्रसिद्ध सिद्धांत घोषित केला की लोकसंख्या अन्न उत्पादनापेक्षा खूप वेगाने वाढत आहे. त्या वेळी, चिली सॉल्टपीटरची निर्यात प्रति वर्ष फक्त 1000 टन होती. 1887 मध्ये, माल्थसचे एक देशबांधव, प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ थॉमस हक्सले यांनी चिलीयन सॉल्टपीटरच्या ठेवींच्या विकासानंतर येणार्‍या "नायट्रोजन भूक" मुळे सभ्यतेच्या नजीकच्या समाप्तीची भविष्यवाणी केली (तेव्हा त्याचे उत्पादन 500 हजार टनांपेक्षा जास्त होते. दर वर्षी).

अकरा वर्षांनंतर, आणखी एक प्रसिद्ध शास्त्रज्ञ, सर विल्यम क्रोक्स यांनी ब्रिटीश सोसायटी फॉर द अॅडव्हान्समेंट ऑफ सायन्सला सांगितले की लोकसंख्या कमी झाली नाही तर अर्ध्या शतकापेक्षा कमी काळात अन्न क्रॅश होईल. आगामी सर्व परिणामांसह "लवकरच चिलीयन सॉल्टपीटरच्या ठेवींचा संपूर्ण ऱ्हास होईल" या वस्तुस्थितीद्वारे त्याने आपल्या दुःखी अंदाजाचा युक्तिवाद केला.

या भविष्यवाण्या खरे ठरल्या नाहीत - मानवता मरण पावली नाही, परंतु घटक क्रमांक 7 च्या कृत्रिम निर्धारणमध्ये प्रभुत्व मिळवले. शिवाय, आज नैसर्गिक सॉल्टपीटरचा वाटा नायट्रोजनयुक्त पदार्थांच्या जागतिक उत्पादनात केवळ 1.5% आहे.

नायट्रोजन कसे बांधले होते

लोक बर्याच काळापासून नायट्रोजन संयुगे प्राप्त करण्यास सक्षम आहेत. हेच सॉल्टपीटर विशेष शेडमध्ये तयार केले गेले होते - सॉल्टपीटर, परंतु ही पद्धत अगदी आदिम होती. सॉल्टपीटर खताचा ढीग, राख, विष्ठा, त्वचा खरवडून, रक्त, बटाट्याच्या शेंड्यांपासून बनवले जाते. या दोन वर्षांसाठी, ढीगांना लघवीने पाणी दिले जाते आणि उलटे केले जाते, त्यानंतर त्यांच्यावर सॉल्टपीटर लेप तयार होतो, ”एका जुन्या पुस्तकात सॉल्टपीटर उत्पादनाचे असे वर्णन आहे.

कोळसा, ज्यामध्ये 3% पर्यंत नायट्रोजन असते, ते नायट्रोजन संयुगेचे स्त्रोत म्हणून देखील काम करू शकतात. बद्ध नायट्रोजन! हे नायट्रोजन कोळसा कोकिंग दरम्यान वेगळे केले जाऊ लागले, अमोनियाचा अंश कॅप्चर करून सल्फ्यूरिक ऍसिडमधून जातो.

अंतिम उत्पादन अमोनियम सल्फेट आहे. पण हे, सर्वसाधारणपणे, crumbs. वेळेत वातावरणातील नायट्रोजनच्या औद्योगिकदृष्ट्या स्वीकार्य निर्धारणाची समस्या सोडवली नाही तर आपली सभ्यता कशी विकसित होईल याची कल्पना करणे देखील कठीण आहे.

शीले हे वातावरणातील नायट्रोजन बांधणारे पहिले होते. 1775 मध्ये, त्याने नायट्रोजन वातावरणात सोडा कोळशासह गरम करून सोडियम सायनाइड मिळवले:

Na 2 CO 3 + 4C + N 2 → 2NaCN + 3CO.

1780 मध्ये, प्रिस्टलीला असे आढळून आले की पाण्यावर उलटलेल्या भांड्यात असलेल्या हवेचे प्रमाण कमी होते जर त्यातून विद्युत ठिणगी गेली आणि पाण्याला कमकुवत ऍसिडचे गुणधर्म प्राप्त होतात. हा प्रयोग, जसे आपल्याला माहीत आहे (प्रिस्टलीला माहित नव्हते), नायट्रोजन स्थिरीकरणाच्या नैसर्गिक यंत्रणेचे मॉडेल होते. चार वर्षांनंतर, कॅव्हेंडिशने, अल्कली असलेल्या काचेच्या नळीमध्ये बंद केलेल्या हवेतून इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज पार करून, तेथे सॉल्टपीटर शोधला.

आणि जरी हे सर्व प्रयोग त्या वेळी प्रयोगशाळांच्या पलीकडे जाऊ शकले नाहीत, तरीही ते नायट्रोजन फिक्सेशनच्या औद्योगिक पद्धतींचे प्रोटोटाइप दर्शवतात - सायनामाइड आणि आर्क, जे 19 व्या ... 20 व्या शतकाच्या शेवटी दिसून आले.

सायनामाइड पद्धतीचे पेटंट जर्मन संशोधक ए. फ्रँक आणि एन. कारो यांनी 1895 मध्ये घेतले होते. या पद्धतीनुसार, नायट्रोजन, कॅल्शियम कार्बाइडसह गरम केल्यावर, कॅल्शियम सायनामाइडशी बांधील होते:

CaC 2 + N 2 → Ca(CN) 2.

1901 मध्ये, फ्रँकच्या मुलाने, कॅल्शियम सायनामाइड एक चांगले खत म्हणून काम करू शकते अशी कल्पना मांडून, मूलत: या पदार्थाच्या निर्मितीचा पाया घातला. स्वस्त विजेच्या उदयामुळे स्थिर नायट्रोजन उद्योगाची वाढ सुलभ झाली. XIX शतकाच्या शेवटी वातावरणातील नायट्रोजनचे निराकरण करण्याचा सर्वात आशादायक मार्ग. इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज वापरून चाप मानले जात असे. नायगारा पॉवर प्लांटच्या बांधकामानंतर लवकरच, जवळच्या अमेरिकन लोकांनी (1902 मध्ये) पहिला आर्क प्लांट सुरू केला. तीन वर्षांनंतर, नॉर्वेमध्ये एक आर्क इन्स्टॉलेशन कार्यान्वित करण्यात आले, जे उत्तर दिवे H. Birkeland आणि व्यावहारिक अभियंता S. Eide च्या अभ्यासातील सिद्धांतकार आणि तज्ञ यांनी विकसित केले. या प्रकारच्या वनस्पती व्यापक आहेत; त्यांनी तयार केलेल्या सॉल्टपीटरला नॉर्वेजियन म्हटले जात असे. तथापि, या प्रक्रियेतील ऊर्जेचा वापर अत्यंत उच्च होता आणि 70 हजार किलोवॅट/तास प्रति टन बांधलेल्या नायट्रोजन इतका होता आणि या उर्जेपैकी केवळ 3% थेट फिक्सेशनसाठी वापरली गेली.

अमोनिया द्वारे

वर सूचीबद्ध केलेल्या नायट्रोजन फिक्सेशनच्या पद्धती केवळ पहिल्या महायुद्धाच्या काही काळापूर्वी दिसलेल्या पद्धतीच्या दृष्टिकोन होत्या. त्याच्याबद्दल असे होते की विज्ञानाचे अमेरिकन लोकप्रिय करणारे ई. स्लोसन यांनी अतिशय विनोदीपणे टिप्पणी केली: “असे नेहमी म्हटले गेले आहे की ब्रिटीशांचे समुद्रावर प्रभुत्व आहे आणि फ्रेंच - जमिनीवर, तर जर्मन लोकांकडे फक्त हवा उरली आहे. जर्मन लोकांनी हा विनोद गांभीर्याने घेतल्याचे दिसले आणि त्यांनी ब्रिटीश आणि फ्रेंचांवर हल्ला करण्यासाठी हवेच्या साम्राज्याचा वापर करण्यास सुरुवात केली ... कैसर ... कडे झेपेलिनचा संपूर्ण ताफा आणि नायट्रोजन निश्चित करण्याची पद्धत होती जी इतर कोणालाही माहित नव्हती. राष्ट्र झेपेलिन हवेच्या पिशव्यांसारखे फुटले, परंतु नायट्रोजन फिक्सिंग प्लांट कार्यरत राहिले आणि जर्मनीला चिलीपासून केवळ युद्धाच्या काळातच नव्हे तर शांततेच्या काळातही स्वतंत्र केले ... "आम्ही अमोनियाच्या संश्लेषणाबद्दल बोलत आहोत - मुख्य प्रक्रिया. बद्ध नायट्रोजनचा आधुनिक उद्योग.

अमोनियामध्ये नायट्रोजन मिसळण्याची पद्धत जर्मनीशिवाय इतर कोठेही ज्ञात नाही असे स्लोसनचे म्हणणे अगदी बरोबर नव्हते. या प्रक्रियेचा सैद्धांतिक पाया फ्रेंच आणि ब्रिटिश शास्त्रज्ञांनी घातला. 1784 मध्ये, प्रसिद्ध सी. बर्थोलेटने अमोनियाची रचना स्थापित केली आणि या पदार्थाच्या संश्लेषण आणि विघटनाच्या प्रतिक्रियांचे रासायनिक समतोल सुचवले. पाच वर्षांनंतर, इंग्रज डब्ल्यू. ऑस्टिनने नायट्रोजन आणि हायड्रोजनपासून NH 3 चे संश्लेषण करण्याचा पहिला प्रयत्न केला. आणि, शेवटी, फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ ए. ले चॅटेलियर यांनी, मोबाइल समतोलचे तत्त्व स्पष्टपणे तयार केल्यामुळे, अमोनियाचे संश्लेषण करणारे पहिले होते. त्याच वेळी, त्याने उच्च दाब आणि उत्प्रेरक - स्पंज प्लॅटिनम आणि लोह लागू केले. 1901 मध्ये, Le Chatelier ने या पद्धतीचे पेटंट घेतले.

शतकाच्या सुरूवातीस अमोनियाच्या संश्लेषणावर इंग्लंडमधील ई. परमन आणि जी. ऍटकिन्स यांनीही संशोधन केले होते. त्यांच्या प्रयोगांमध्ये, या संशोधकांनी उत्प्रेरक म्हणून विविध धातूंचा वापर केला, विशेषतः तांबे, निकेल आणि कोबाल्ट ...

परंतु औद्योगिक स्तरावर हायड्रोजन आणि नायट्रोजनपासून अमोनियाचे संश्लेषण प्रथमच जर्मनीमध्ये यशस्वी झाले. हे प्रसिद्ध रसायनशास्त्रज्ञ फ्रिट्झ हॅबरचे गुण आहे. 1918 मध्ये त्यांना रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले.

एका जर्मन शास्त्रज्ञाने विकसित केलेले NH 3 च्या उत्पादनाचे तंत्रज्ञान त्या काळातील इतर उद्योगांपेक्षा खूप वेगळे होते. येथे, प्रथमच, सतत कार्यरत उपकरणे आणि ऊर्जा पुनर्प्राप्तीसह बंद चक्राचे तत्त्व लागू केले गेले. अमोनियाच्या संश्लेषणासाठी तंत्रज्ञानाचा अंतिम विकास हेबरचे सहकारी आणि मित्र के. बॉश यांनी पूर्ण केला, ज्यांना उच्च दाबांवर रासायनिक संश्लेषण पद्धती विकसित केल्याबद्दल 1931 मध्ये नोबेल पारितोषिकही मिळाले होते.

निसर्गाच्या वाटेवर

अमोनियाचे संश्लेषण घटक क्रमांक 7 च्या नैसर्गिक निर्धारणसाठी आणखी एक मॉडेल बनले आहे. लक्षात ठेवा की सूक्ष्मजीव NH 3 मध्ये नायट्रोजन बांधतात. हेबर-बॉश प्रक्रियेच्या सर्व फायद्यांसह, ते नैसर्गिक प्रक्रियेच्या तुलनेत अपूर्ण आणि अवजड दिसते!

"वातावरणातील नायट्रोजनचे जैविक निर्धारण ... हा एक प्रकारचा विरोधाभास होता, रसायनशास्त्रज्ञांसाठी एक सतत आव्हान होते, आपल्या ज्ञानाच्या अपुरेपणाचे एक प्रकारचे प्रदर्शन होते." हे शब्द सोव्हिएत रसायनशास्त्रज्ञ एम.ई. व्होलपिन आणि ए.ई. शिलोव्ह, ज्यांनी सौम्य परिस्थितीत आण्विक नायट्रोजनचे निराकरण करण्याचा प्रयत्न केला.

सुरुवातीला अपयश आले. परंतु 1964 मध्ये, यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या ऑर्गेनोइलेमेंट कंपाऊंड्स संस्थेत, व्हॉलपिनच्या प्रयोगशाळेत, एक शोध लावला गेला: संक्रमण धातूंच्या संयुगे - टायटॅनियम, व्हॅनेडियम, क्रोमियम, मॉलिब्डेनम आणि लोह - घटक क्रमांक 7 आहे. सक्रिय आणि सामान्य परिस्थितीत पाण्याद्वारे अमोनियामध्ये विघटित जटिल संयुगे तयार होतात. हेच धातू नायट्रोजन-फिक्सिंग एन्झाईम्समध्ये नायट्रोजन स्थिरीकरण केंद्रे आणि अमोनियाच्या उत्पादनात उत्कृष्ट उत्प्रेरक म्हणून काम करतात.

त्यानंतर लवकरच, कॅनेडियन शास्त्रज्ञ ए. अॅलन आणि के. झेनोफ यांनी, हायड्रॅझिन एन 2 एच 2 च्या रुथेनियम ट्रायक्लोराईडच्या प्रतिक्रियेचा अभ्यास करून, एक रासायनिक कॉम्प्लेक्स प्राप्त केले ज्यामध्ये, पुन्हा सौम्य परिस्थितीत, नायट्रोजन बंधनकारक असल्याचे दिसून आले. हा निकाल नेहमीच्या कल्पनांच्या इतका विरुद्ध होता की जर्नलच्या संपादकांनी, जिथे संशोधकांनी त्यांचा लेख खळबळजनक संदेशासह पाठवला होता, तो प्रकाशित करण्यास नकार दिला. नंतर, सोव्हिएत शास्त्रज्ञ सौम्य परिस्थितीत नायट्रोजन युक्त सेंद्रिय पदार्थ मिळविण्यात यशस्वी झाले. वायुमंडलीय नायट्रोजनच्या सौम्य रासायनिक स्थिरीकरणाच्या औद्योगिक पद्धतींबद्दल बोलणे अद्याप खूप लवकर आहे, तथापि, केलेली प्रगती आपल्याला घटक क्रमांक 7 निश्चित करण्याच्या तंत्रज्ञानामध्ये येऊ घातलेल्या क्रांतीची पूर्वकल्पना देते.

आधुनिक विज्ञान ऑक्साईडद्वारे नायट्रोजन संयुगे मिळविण्याच्या जुन्या पद्धती विसरलेले नाही. येथे, मुख्य प्रयत्न तांत्रिक प्रक्रियेच्या विकासाकडे निर्देशित केले जातात जे N 2 रेणूचे अणूंमध्ये विभाजन करण्यास गती देतात. नायट्रोजन ऑक्सिडेशनची सर्वात आशादायक क्षेत्रे म्हणजे विशेष भट्टींमध्ये हवेचे ज्वलन, प्लाझ्मा टॉर्चचा वापर आणि या हेतूंसाठी प्रवेगक इलेक्ट्रॉन बीमचा वापर.

कशाला घाबरायचे?

आज मानवजातीला नायट्रोजन संयुगांची कमतरता जाणवेल अशी भीती बाळगण्याचे कारण नाही. घटक #7 चे औद्योगिक निर्धारण अविश्वसनीय वेगाने प्रगती करत आहे. जर 60 च्या दशकाच्या शेवटी निश्चित नायट्रोजनचे जागतिक उत्पादन 30 दशलक्ष टन होते, तर पुढच्या शतकाच्या सुरूवातीस ते बहुधा एक अब्ज टनांपर्यंत पोहोचेल!

असे यश केवळ उत्साहवर्धकच नाही तर चिंतेचे कारणही आहे. वस्तुस्थिती अशी आहे की एन 2 चे कृत्रिम निर्धारण आणि मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजनयुक्त पदार्थांचा मातीमध्ये प्रवेश करणे हा पदार्थांच्या नैसर्गिक अभिसरणातील सर्वात स्थूल आणि महत्त्वपूर्ण मानवी हस्तक्षेप आहे. आजकाल, नायट्रोजन खते केवळ प्रजनन करणारे पदार्थ नाहीत तर पर्यावरण प्रदूषक देखील आहेत. ते मातीतून नद्या आणि तलावांमध्ये धुतले जातात, जलाशयांमध्ये हानिकारक फुलांचे कारण बनतात आणि हवेच्या प्रवाहांद्वारे लांब अंतरापर्यंत वाहून जातात...

खनिज खतांमध्ये असलेले 13% नायट्रोजन भूजलात जाते. नायट्रोजन संयुगे, विशेषतः नायट्रेट्स, मानवांसाठी हानिकारक आहेत आणि विषबाधा होऊ शकतात. येथे तुमच्यासाठी नायट्रोजन फीडर आहे!

जागतिक आरोग्य संघटनेने (WHO) पिण्याच्या पाण्यात नायट्रेट्सचे जास्तीत जास्त स्वीकार्य प्रमाण स्वीकारले आहे: समशीतोष्ण अक्षांशांसाठी 22 mg/l आणि उष्ण कटिबंधांसाठी 10 mg/l. यूएसएसआरमध्ये, स्वच्छताविषयक मानके "उष्णकटिबंधीय" मानकांनुसार जलाशयांच्या पाण्यात नायट्रेट्सची सामग्री नियंत्रित करतात - 10 mg / l पेक्षा जास्त नाही. असे दिसून आले की नायट्रेट्स हा एक "दुहेरी" उपाय आहे ...

4 ऑक्टोबर 1957 रोजी, मानवजातीने पुन्हा एकदा नायट्रोजनने भरलेला "बॉल" अंतराळात प्रक्षेपित करून घटक क्रमांक 7 च्या चक्रात हस्तक्षेप केला - पहिला कृत्रिम उपग्रह...

नायट्रोजन वर मेंडेलीव्ह

"जरी सर्वात सक्रिय, म्हणजे. आपल्या सभोवतालच्या हवेचा सर्वात सहज आणि बर्‍याचदा रासायनिक दृष्ट्या सक्रिय भाग म्हणजे ऑक्सिजन, परंतु त्याचे सर्वात मोठे वस्तुमान, आकारमान आणि वजन दोन्हीनुसार, नायट्रोजन आहे; म्हणजे, वायू नायट्रोजन 3/4 पेक्षा जास्त बनवते, जरी हवेच्या आकारमानाच्या 4/5 पेक्षा कमी. आणि नायट्रोजन ऑक्सिजनपेक्षा थोडा हलका असल्याने, हवेतील नायट्रोजनचे वजन त्याच्या संपूर्ण वस्तुमानाच्या 3/4 इतके असते. एवढ्या मोठ्या प्रमाणात हवेत प्रवेश केल्याने, नायट्रोजन, वरवर पाहता, वातावरणात विशेषतः प्रमुख भूमिका बजावत नाही, ज्याचा रासायनिक प्रभाव प्रामुख्याने त्यातील ऑक्सिजनच्या सामग्रीद्वारे निर्धारित केला जातो. परंतु नायट्रोजनची योग्य कल्पना तेव्हाच प्राप्त होते जेव्हा आपण हे शिकतो की प्राणी शुद्ध ऑक्सिजनमध्ये जास्त काळ जगू शकत नाहीत, ते मरतात आणि हवेतील नायट्रोजन, जरी हळूहळू आणि हळूहळू, विविध संयुगे तयार करतात, त्यापैकी काही निसर्गात, विशेषत: जीवांच्या जीवनात महत्त्वाची भूमिका बजावते.

नायट्रोजन कुठे वापरले जाते?

नायट्रोजन हा सर्व वायूंपैकी सर्वात स्वस्त आहे, सामान्य परिस्थितीत रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय आहे. नॉन-ऑक्सिडायझिंग वातावरण तयार करण्यासाठी हे रासायनिक तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. नायट्रोजन वातावरणात प्रयोगशाळांमध्ये सहजपणे ऑक्सिडाइझ केलेले संयुगे साठवले जातात. पेंटिंगची उत्कृष्ट कामे कधीकधी (स्टोरेजमध्ये किंवा वाहतुकीदरम्यान) नायट्रोजनने भरलेल्या हर्मेटिक केसमध्ये ठेवली जातात - पेंटला आर्द्रता आणि हवेतील रासायनिक सक्रिय घटकांपासून संरक्षण करण्यासाठी.

नायट्रोजन धातूशास्त्र आणि धातूकामात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. वितळलेल्या अवस्थेतील भिन्न धातू नायट्रोजनच्या उपस्थितीवर भिन्न प्रतिक्रिया देतात. तांबे, उदाहरणार्थ, नायट्रोजनच्या बाबतीत पूर्णपणे निष्क्रिय आहे, म्हणून तांबे उत्पादने बहुतेकदा या वायूच्या जेटमध्ये वेल्डेड केली जातात. मॅग्नेशियम, त्याउलट, हवेत जाळल्यावर, केवळ ऑक्सिजनच नव्हे तर नायट्रोजनसह संयुगे देखील देते. म्हणून, उच्च तापमानात मॅग्नेशियम उत्पादनांसह काम करण्यासाठी, नायट्रोजन वातावरण लागू होत नाही. टायटॅनियम पृष्ठभागाच्या नायट्रोजन संपृक्ततेमुळे धातूला अधिक सामर्थ्य आणि पोशाख प्रतिरोधकता मिळते - ते खूप मजबूत आणि रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय टायटॅनियम नायट्राइड बनवते. ही प्रतिक्रिया केवळ उच्च तापमानातच होते.

सामान्य तापमानात, नायट्रोजन केवळ एका धातू, लिथियमसह सक्रियपणे प्रतिक्रिया देते.

नायट्रोजनची सर्वात मोठी रक्कम अमोनियाच्या उत्पादनात जाते.

नायट्रोजन नार्कोसिस

नायट्रोजनच्या शारीरिक जडत्वाबद्दलचे व्यापक मत पूर्णपणे बरोबर नाही. नायट्रोजन सामान्य परिस्थितीत शारीरिकदृष्ट्या निष्क्रिय आहे.

वाढत्या दाबाने, उदाहरणार्थ, जेव्हा गोताखोर डुबकी मारतात तेव्हा प्रथिने आणि विशेषत: शरीराच्या फॅटी टिश्यूमध्ये विरघळलेल्या नायट्रोजनची एकाग्रता वाढते. यामुळे तथाकथित नायट्रोजन नार्कोसिस होतो. गोताखोर नशेत असल्याचे दिसते: हालचालींचे समन्वय विस्कळीत झाले आहे, चेतना गोंधळलेली आहे. याचे कारण नायट्रोजन आहे हे तथ्य, शास्त्रज्ञांना प्रयोग केल्यानंतर शेवटी खात्री पटली ज्यामध्ये, सामान्य हवेऐवजी, डायव्हरच्या सूटला हेलियम-ऑक्सिजन मिश्रण पुरवले गेले. त्याच वेळी, ऍनेस्थेसियाची लक्षणे नाहीशी झाली.

स्पेस अमोनिया

खगोलशास्त्रज्ञांच्या मते, सूर्यमालेतील मोठे ग्रह शनी आणि गुरू हे अंशतः घन अमोनियाचे बनलेले आहेत. अमोनिया -78°C वर गोठते, तर गुरूच्या पृष्ठभागावर, उदाहरणार्थ, सरासरी तापमान 138°C आहे.

अमोनिया आणि अमोनियम

नायट्रोजनच्या मोठ्या कुटुंबात एक विचित्र कंपाऊंड आहे - अमोनियम एनएच 4. मुक्त स्वरूपात, ते कोठेही आढळत नाही आणि क्षारांमध्ये ते अल्कली धातूची भूमिका बजावते. "अमोनियम" हे नाव 1808 मध्ये प्रसिद्ध इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ हम्फ्रे डेव्ही यांनी प्रस्तावित केले होते. अमोनियम या लॅटिन शब्दाचा अर्थ एकदा असा होता: अमोनियमपासून मीठ. अमोनिया हा लिबियामधील एक प्रदेश आहे. इजिप्शियन देव अम्मोनचे एक मंदिर होते, ज्याच्या नंतर संपूर्ण प्रदेश म्हटले जात असे. अमोनियामध्ये, अमोनियम क्षार (प्रामुख्याने अमोनिया) हे उंटाचे शेण जाळून फार पूर्वीपासून मिळतात. क्षारांच्या विघटनाने एक वायू तयार होतो, ज्याला आता अमोनिया म्हणतात.

1787 पासून (त्याच वर्षी "नायट्रोजन" हा शब्द स्वीकारण्यात आला), रासायनिक नामांकन आयोगाने या वायूला अमोनियाक (अमोनियाक) नाव दिले आहे. रशियन रसायनशास्त्रज्ञ या.डी. हे नाव झाखारोव्हला खूप लांब वाटले आणि 1801 मध्ये त्याने त्यातून दोन अक्षरे वगळली. अशा प्रकारे अमोनियाची निर्मिती झाली.

लाफिंग गॅस

नायट्रोजनच्या पाच ऑक्साईडपैकी दोन - ऑक्साईड (NO) आणि डायऑक्साइड (NO 2) - चा व्यापक औद्योगिक वापर आढळून आला आहे. इतर दोन - नायट्रस एनहाइड्राइड (N 2 O 3) आणि नायट्रिक एनहाइड्राइड (N 2 O 5) - प्रयोगशाळांमध्ये सहसा आढळत नाहीत. पाचवा नायट्रस ऑक्साईड (N 2 O) आहे. त्याचा एक अतिशय विलक्षण शारीरिक प्रभाव आहे, ज्यासाठी त्याला सहसा हसणारा वायू म्हणतात.

उत्कृष्ट इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ हम्फ्रे डेव्ही यांनी या वायूच्या मदतीने विशेष सत्रांची व्यवस्था केली. डेव्हीच्या समकालीनांपैकी एकाने नायट्रस ऑक्साईडच्या प्रभावाचे वर्णन कसे केले ते येथे आहे: "काही सज्जनांनी टेबल आणि खुर्च्यांवर उडी मारली, इतरांनी त्यांच्या जीभ मोकळ्या केल्या, इतरांनी भांडण करण्याची तीव्र प्रवृत्ती दर्शविली."

स्विफ्ट व्यर्थ हसली

प्रख्यात व्यंगचित्रकार जोनाथन स्विफ्ट यांनी स्वेच्छेने समकालीन विज्ञानाच्या वांझपणाची खिल्ली उडवली. गुलिव्हर्स ट्रॅव्हल्समध्ये, लागाडो अकादमीच्या वर्णनात असे एक स्थान आहे: “त्याच्याकडे दोन मोठ्या खोल्या होत्या, ज्या अतिशय आश्चर्यकारक कुतूहलाने भरलेल्या होत्या; त्यांच्या हाताखाली पन्नास सहाय्यक काम करत होते. काहींनी हवेला कोरड्या दाट पदार्थात घनरूप केले, त्यातून सॉल्टपीटर काढले ... "

आता हवेतून सॉल्टपीटर ही अगदी खरी गोष्ट आहे. अमोनियम नायट्रेट NH 4 NO 3 खरोखर हवा आणि पाण्यापासून बनवलेले आहे.

बॅक्टेरिया नायट्रोजन निश्चित करतात

काही सूक्ष्मजीव वातावरणातील नायट्रोजनला बांधू शकतात ही कल्पना प्रथम रशियन भौतिकशास्त्रज्ञ पी. कोसोविच यांनी व्यक्त केली होती. रशियन बायोकेमिस्ट एस.एन. विनोग्राडस्कीने मातीतून नायट्रोजन-बाइंडिंग बॅक्टेरियाचा एक प्रकार वेगळा केला.

वनस्पती निवडक आहेत

दिमित्री निकोलाविच प्रयानिश्निकोव्ह यांना आढळले की वनस्पती, निवडण्याची संधी दिल्यास, नायट्रेटपेक्षा अमोनिया नायट्रोजनला प्राधान्य देते. (नायट्रेट्स हे नायट्रिक ऍसिडचे क्षार आहेत).

महत्वाचे ऑक्सिडायझिंग एजंट

नायट्रिक ऍसिड HNO 3 हे रासायनिक उद्योगात वापरले जाणारे सर्वात महत्त्वाचे ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे. सॉल्टपीटरवर सल्फ्यूरिक ऍसिडसह कार्य करून ते तयार करणारे पहिले, 17 व्या शतकातील महान रसायनशास्त्रज्ञांपैकी एक होते. जोहान रुडॉल्फ ग्लॉबर.

सध्या नायट्रिक ऍसिडच्या मदतीने मिळविलेल्या संयुगेमध्ये अनेक पूर्णपणे आवश्यक पदार्थ आहेत: खते, रंग, पॉलिमरिक पदार्थ, स्फोटके.

दुहेरी भूमिका

कृषी रसायनशास्त्रात वापरल्या जाणार्‍या काही नायट्रोजनयुक्त संयुगे दुहेरी कार्य करतात. उदाहरणार्थ, कॅल्शियम सायनामाइडचा वापर कापूस उत्पादकांद्वारे डिफोलिएंट म्हणून केला जातो, हा एक पदार्थ ज्यामुळे कापणीपूर्वी पाने पडतात. पण हे कंपाऊंड खत म्हणूनही काम करते.

कीटकनाशकांमध्ये नायट्रोजन

सर्व पदार्थ, ज्यामध्ये नायट्रोजन समाविष्ट आहे, कोणत्याही वनस्पतीच्या विकासास हातभार लावत नाही. phenoxyacetic आणि trichlorophenoxyacetic ऍसिडचे अमाइन क्षार हे तणनाशक आहेत. पहिला तृणधान्य पिकांच्या शेतात तणांच्या वाढीस दडपून टाकतो, दुसरा शेतीयोग्य जमिनीसाठी जमीन साफ ​​करण्यासाठी वापरला जातो - यामुळे लहान झाडे आणि झुडुपे नष्ट होतात.

पॉलिमर: जैविक ते अजैविक

नायट्रोजन अणू अनेक नैसर्गिक आणि कृत्रिम पॉलिमरचा भाग आहेत - प्रथिने ते नायलॉनपर्यंत. याव्यतिरिक्त, नायट्रोजन हा कार्बन-मुक्त, अजैविक पॉलिमरचा एक आवश्यक घटक आहे. अजैविक रबरचे रेणू - पॉलीफॉस्फोनिट्राईल क्लोराईड - हे बंद चक्र आहेत, पर्यायी नायट्रोजन आणि फॉस्फरस अणूंनी बनलेले आहे, क्लोरीन आयनांनी वेढलेले आहे. अजैविक पॉलिमरमध्ये काही धातूंचे नायट्राइड्स देखील समाविष्ट असतात, ज्यात सर्व पदार्थांपैकी सर्वात कठीण - बोराझोनचा समावेश होतो.

चयापचय

नायट्रोजन हे ऑर्गोजेनिक घटकांपैकी एक आहे (म्हणजेच, ज्यामध्ये सर्व अवयव आणि ऊती प्रामुख्याने असतात), ज्याचा वस्तुमान अंश मानवी शरीरात 2.5% पर्यंत असतो. नायट्रोजन हा पदार्थांचा अविभाज्य भाग आहे जसे की (आणि म्हणून पेप्टाइड्स आणि प्रथिने), न्यूक्लियोटाइड्स, हिमोग्लोबिन, काही हार्मोन्स आणि मध्यस्थ.

नायट्रोजनची जैविक भूमिका

शुद्ध (मूलभूत) नायट्रोजनची स्वतःमध्ये कोणतीही जैविक भूमिका नसते. नायट्रोजनची जैविक भूमिका त्याच्या संयुगांमुळे आहे. म्हणून अमीनो ऍसिडच्या रचनेत, ते पेप्टाइड्स बनवते आणि (सर्व सजीवांचे सर्वात महत्वाचे घटक); न्यूक्लियोटाइड्सचा भाग म्हणून, ते डीएनए आणि आरएनए बनवते (ज्याद्वारे सर्व माहिती सेलच्या आत आणि वारशाने प्रसारित केली जाते); हिमोग्लोबिनचा एक भाग म्हणून, ते फुफ्फुसातून अवयव आणि ऊतींमध्ये ऑक्सिजनच्या वाहतुकीमध्ये सामील आहे.

काही संप्रेरके अमीनो ऍसिडचे डेरिव्हेटिव्ह देखील असतात आणि म्हणून त्यात नायट्रोजन (इन्सुलिन, ग्लुकागन, थायरॉक्सिन, एड्रेनालाईन इ.) देखील असतात. काही मध्यस्थ, ज्याच्या मदतीने तंत्रिका पेशी “संवाद” करतात, त्यात नायट्रोजन अणू (एसिटिलकोलीन) देखील असतो.

नायट्रिक ऑक्साईड (II) आणि त्याचे स्त्रोत (उदाहरणार्थ, नायट्रोग्लिसरीन - दाब कमी करण्यासाठी एक औषध) सारखी संयुगे रक्तवाहिन्यांच्या गुळगुळीत स्नायूंवर कार्य करतात, ज्यामुळे त्याचे विश्रांती आणि सामान्यत: व्हॅसोडिलेशन सुनिश्चित होते (दबाव कमी होते).

नायट्रोजनचे आहारातील स्रोत

सजीवांसाठी नायट्रोजनची उपलब्धता असूनही (ते आपल्या ग्रहाच्या वातावरणाचा जवळजवळ 80% भाग बनवते), मानवी शरीर या (मूलभूत) स्वरूपात नायट्रोजन शोषण्यास सक्षम नाही. नायट्रोजन मानवी शरीरात प्रामुख्याने प्रथिने, पेप्टाइड्स आणि अमीनो ऍसिड (भाजीपाला आणि प्राणी) च्या रचनेत तसेच नायट्रोजनयुक्त संयुगे जसे: न्यूक्लियोटाइड्स, प्युरिन इ.

नायट्रोजनची कमतरता

एक घटना म्हणून, नायट्रोजनची कमतरता कधीही पाळली जात नाही. शरीराला त्याच्या प्राथमिक स्वरूपात त्याची आवश्यकता नसल्यामुळे, त्यानुसार, कमतरता कधीच उद्भवत नाही. नायट्रोजनच्या विपरीत, त्यात असलेल्या पदार्थांची कमतरता (प्रामुख्याने प्रथिने) ही एक वारंवार घटना आहे.

नायट्रोजनच्या कमतरतेची कारणे

• अतार्किक आहार ज्यामध्ये प्रथिनांची अपुरी मात्रा किंवा एमिनो ऍसिड रचना (प्रोटीन उपासमार) मध्ये दोष असलेले प्रथिने;
• गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टमधील प्रथिनांच्या पचनाचे उल्लंघन;
• आतड्यात अमीनो ऍसिडच्या शोषणाचे उल्लंघन;
• यकृताचा डिस्ट्रोफी आणि सिरोसिस;
• आनुवंशिक चयापचय विकार;
• ऊतक प्रथिनांचे वर्धित विघटन;
• नायट्रोजन चयापचय च्या नियमन उल्लंघन.

नायट्रोजनच्या कमतरतेचे परिणाम

• प्रथिने, अमीनो ऍसिडस्, नायट्रोजन-युक्त संयुगे आणि नायट्रोजन-संबंधित जैव घटक (डिस्ट्रोफी, एडेमा, विविध इम्युनोडेफिशियन्सी, उदासीनता, शारीरिक निष्क्रियता, मानसिक आणि शारीरिक मंदता इ.) च्या चयापचयातील विकार प्रतिबिंबित करणारे असंख्य विकार.

जास्त नायट्रोजन

कमतरतेप्रमाणे, एक घटना म्हणून नायट्रोजनचे प्रमाण कधीही पाळले जात नाही - कोणीही केवळ त्यात असलेल्या पदार्थांच्या अतिरिक्ततेबद्दल बोलू शकतो. नायट्रेट्स आणि नायट्रेट्स सारख्या विषारी पदार्थांचा भाग म्हणून नायट्रोजन मानवी शरीरात लक्षणीय प्रमाणात प्रवेश करते तेव्हा सर्वात धोकादायक असते.

अतिरिक्त नायट्रोजनची कारणे

• प्रथिने आणि अमीनो ऍसिडसाठी असंतुलित आहार (नंतरच्या वाढीच्या दिशेने);
• अन्न उत्पादनांच्या विषारी घटकांसह नायट्रोजनचे सेवन (प्रामुख्याने नायट्रेट्स आणि नायट्रेट्स);
• विविध उत्पत्तीच्या विषारी पदार्थांसह नायट्रोजनचे सेवन (ऑक्साइड, अमोनिया, नायट्रिक ऍसिड, सायनाइड इ.).

जास्त नायट्रोजनचे परिणाम

• मूत्रपिंड आणि यकृत वर वाढीव भार;
• प्रथिने अन्नाचा तिरस्कार;
• विषारी नायट्रोजन-युक्त पदार्थांसह विषबाधाची क्लिनिकल चिन्हे.

तयार केलेले साहित्य: अलेक्सी स्टेपनोव, पर्यावरणशास्त्रज्ञ

नायट्रोजन खतांवर थेट जाण्यापूर्वी, आपल्याला ते समजून घेणे आवश्यक आहे वनस्पतींच्या पोषणामध्ये नायट्रोजनचा सर्वात महत्वाचा स्त्रोत, सर्वप्रथम, माती स्वतःच आहे. विविध माती-हवामान झोनच्या विशिष्ट परिस्थितीत माती नायट्रोजन असलेल्या वनस्पतींची तरतूद समान नाही. या संदर्भात, पॉडझोलिक झोनच्या गरीब मातीपासून ते जाड आणि सामान्य चेर्नोजेम, तुलनेने नायट्रोजन समृद्ध असलेल्या दिशेने मातीच्या नायट्रोजन स्त्रोतांमध्ये वाढ होण्याचा कल आहे. हलक्या वालुकामय आणि वालुकामय जमिनीत नायट्रोजन अत्यंत कमी आहे.

मातीतील नायट्रोजनचा मुख्य साठा त्याच्या बुरशीमध्ये केंद्रित आहे, ज्यामध्ये सुमारे 5% नायट्रोजन आहे. त्यामुळे जमिनीत बुरशीचे प्रमाण जितके जास्त असेल आणि मातीचा थर जितका अधिक शक्तिशाली असेल तितका पिकाला नायट्रोजनचा पुरवठा चांगला होईल. बुरशी एक अतिशय स्थिर पदार्थ आहे; आणि खनिज क्षारांच्या उत्सर्जनासह सूक्ष्मजीवांद्वारे त्याचे विघटन अत्यंत मंद गतीने होते. म्हणून, जमिनीतील एकूण सामग्रीपैकी फक्त 1% नायट्रोजन हे वनस्पतींना उपलब्ध असलेल्या पाण्यात विरघळणारे खनिज संयुगे द्वारे दर्शविले जाते.

मातीतील सेंद्रिय नायट्रोजन त्याच्या खनिजीकरणानंतरच वनस्पतींना उपलब्ध होते.- उर्जा स्त्रोत म्हणून मातीतील सेंद्रिय पदार्थांचा वापर करून मातीच्या सूक्ष्मजीवांद्वारे केली जाणारी प्रक्रिया. सेंद्रिय नायट्रोजनच्या खनिजीकरणाची तीव्रता मातीचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म, आर्द्रता, तापमान, वायुवीजन इत्यादींवर अवलंबून असते.

तसेच, नायट्रोजन तथाकथित नायट्रोजन फिक्सरच्या मदतीने पर्जन्यमानासह आणि थेट हवेतून वातावरणातून येऊ शकते: काही जीवाणू, बुरशी आणि एकपेशीय वनस्पती. परंतु हे नायट्रोजन तुलनेने दुर्मिळ आहे, आणि ते अकृषक आणि कुमारी जमिनीवर अनेक वर्षांपासून जमा झाल्यामुळे नायट्रोजन पोषणात भूमिका बजावू शकते.

वनस्पती जीवनात नायट्रोजन

सर्व वनस्पती सेंद्रिय पदार्थांमध्ये नायट्रोजन नसते. उदाहरणार्थ, सर्वात सामान्य कंपाऊंडमध्ये - फायबर, ते शर्करा, स्टार्च, तेलांमध्ये अनुपस्थित नाही जे वनस्पती संश्लेषित करते. परंतु अमीनो ऍसिड आणि त्यांच्यापासून तयार होणारी प्रथिने यांच्या रचनेत नायट्रोजन आवश्यक आहे. हे न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये देखील समाविष्ट आहे, कोणत्याही जिवंत पेशीतील दुसरा सर्वात महत्वाचा पदार्थ, ज्याला प्रथिने तयार करण्यासाठी विशेष महत्त्व आहे आणि शरीराची आनुवंशिक वैशिष्ट्ये आहेत. जिवंत उत्प्रेरक - एंजाइम - देखील प्रथिने शरीरे आहेत. नायट्रोजन क्लोरोफिलमध्ये समाविष्ट आहे, त्याशिवाय वनस्पती सौर ऊर्जा शोषू शकत नाहीत. नायट्रोजन लिपॉइड्स, अल्कलॉइड्स आणि वनस्पतींमध्ये आढळणाऱ्या इतर अनेक सेंद्रिय संयुगेमध्ये समाविष्ट आहे.

वनस्पतिवत् अवयवांपैकी, कोवळ्या पानांमध्ये सर्वाधिक नायट्रोजन असते, परंतु जसजसे ते वाढतात तसतसे नायट्रोजन नवीन उगवणाऱ्या कोवळ्या पानांवर आणि कोंबांकडे सरकते. भविष्यात, फुलांचे आणि फळांच्या परागकणानंतर, पुनरुत्पादक अवयवांमध्ये नायट्रोजन संयुगांची वाढत्या प्रमाणात हालचाल होते, जिथे ते प्रथिनांच्या रूपात जमा होतात. बिया पक्व होईपर्यंत, वनस्पतिजन्य अवयवांमध्ये नायट्रोजन लक्षणीयरीत्या कमी होते.

परंतु जर झाडांना जास्त नायट्रोजन पोषण मिळते, तर ते सर्व अवयवांमध्ये भरपूर प्रमाणात जमा होते; त्याच वेळी, वनस्पतिवत् होणार्‍या वस्तुमानाचा वेगवान विकास दिसून येतो, ज्यामुळे पिकण्यास विलंब होतो आणि लागवड केलेल्या पिकाच्या एकूण उत्पन्नात इच्छित उत्पादनांचा वाटा कमी होतो.

सामान्य नायट्रोजन पोषण केवळ उत्पादन वाढवत नाही तर त्याची गुणवत्ता देखील सुधारते. हे प्रथिनांच्या टक्केवारीत वाढ आणि अधिक मौल्यवान प्रथिनांच्या सामग्रीमध्ये व्यक्त केले जाते.

सामान्यतः नायट्रोजन-पुरवठा केलेली पिके वेगाने वाढतात, त्यांची पाने तीव्र गडद हिरव्या रंगाने आणि मोठ्या आकाराने ओळखली जातात. याउलट, नायट्रोजनच्या कमतरतेमुळे झाडाच्या सर्व अवयवांची वाढ खुंटते, पानांचा रंग हलका हिरवा असतो (थोडे क्लोरोफिल असते, जे झाडाला नायट्रोजनच्या कमी पुरवठ्यामुळे तयार होत नाही) आणि अनेकदा लहान असतात. . उत्पादनात घट होते, बियांमधील प्रथिनांचे प्रमाण कमी होते. म्हणून, जमिनीत सेंद्रिय नायट्रोजनच्या कमतरतेसह, खतांच्या मदतीने वनस्पतींचे सामान्य नायट्रोजन पोषण सुनिश्चित करणे हे शेतीसाठी एक अतिशय महत्वाचे कार्य आहे.

नायट्रोजन खतांचा वापर आणि अर्ज दर

नायट्रोजन खतांचा वापर केल्याने जवळपास सर्वच पिकांचे उत्पादन वाढते.शेती आणि बागायतीमध्ये नायट्रोजन खतांचा वापर सर्वत्र केला जातो: भाजीपाला पिकांसाठी, फळे आणि बेरी पिकांसाठी, फळझाडे, झुडुपे, द्राक्षे, स्ट्रॉबेरी, शोभेच्या वनस्पती, फुले (, peonies, tulips, इ.), ते देखील वापरले जातात. रोपे आणि लॉन.

अर्ज दर

• फळबागा आणि फळबागांसाठी, बटाटे, भाज्या, फळे आणि बेरी आणि फ्लॉवर पिकांसाठी मुख्य वापरासाठी सरासरी डोस 0.6-0.9 किलो नायट्रोजन प्रति 100 m² मानला पाहिजे.
• बटाटे, भाजीपाला आणि फुलांच्या पिकांसाठी टॉप ड्रेसिंग करताना - 0.15-0.2 किलो नायट्रोजन प्रति 100 m², फळे आणि बेरी पिकांसाठी - 0.2 - 0.3 किलो नायट्रोजन प्रति 100 m².
• द्रावण तयार करण्यासाठी, द्रावण 10² ने वितरित करताना प्रति 10 लिटर पाण्यात 15-30 ग्रॅम नायट्रोजन घ्या.
• फॉलीअर टॉप ड्रेसिंगसाठी, 0.25-5% द्रावण (25-50 ग्रॅम प्रति 10 लिटर पाण्यात) 100-200 m² पेक्षा जास्त वितरित केल्यावर वापरले जातात.

प्रत्येक प्रकारच्या खतातील नायट्रोजनची टक्केवारी विचारात न घेता सर्व मूल्ये दिली जातात, खतामध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, ते खतातील नायट्रोजनच्या टक्केवारीने भागले पाहिजे आणि 100 ने गुणाकार केले पाहिजे.

नायट्रोजन खतांमध्ये खनिज आणि सेंद्रिय खतांचा समावेश होतो, प्रथम खनिज नायट्रोजन खतांचा विचार करा.

खनिज नायट्रोजन खतांचे प्रकार

नायट्रोजन खत उत्पादनाची संपूर्ण श्रेणी 3 गटांमध्ये एकत्र केली जाऊ शकते:

1. अमोनिया खते (उदा. अमोनियम सल्फेट, अमोनियम क्लोराईड);
2. नायट्रेट खते (उदाहरणार्थ, कॅल्शियम किंवा सोडियम नायट्रेट);
3. अमाइड खते (उदाहरणार्थ, युरिया).

याव्यतिरिक्त, खते तयार केली जातात ज्यामध्ये नायट्रोजन एकाच वेळी अमोनिया आणि नायट्रेट स्वरूपात असते (उदाहरणार्थ, अमोनियम नायट्रेट).

नायट्रोजन खत निर्मितीची मुख्य श्रेणी:

नायट्रोजन खताचा प्रकार	नायट्रोजन सामग्री
अमोनिया
अमोनिया निर्जल	82,3%
अमोनिया पाणी	20,5%
अमोनियम सल्फेट	20,5-21,0%
अमोनियम क्लोराईड	24-25%
नायट्रेट
सोडियम नायट्रेट	16,4%
कॅल्शियम नायट्रेट	13,5-15,5%
अमोनियम नायट्रेट
अमोनियम नायट्रेट	34-35%
चुना अमोनियम नायट्रेट	20,5%
अमोनियम नायट्रेटवर आधारित अमोनिया	34,4-41,0%
कॅल्शियम नायट्रेटवर आधारित अमोनिया	30,5-31,6%
अमोनियम सल्फोनिट्रेट	25,5-26,5%
अमाइड
कॅल्शियम सायनामाइड	18-21%
युरिया	42,0-46,2%
यूरिया-फॉर्मल्डिहाइड आणि मिथिलीन-युरिया (मंद अभिनय)	38-42%
युरिया-आधारित अमोनिएट्स	37-40%

नायट्रोजन-फॉस्फरस-पोटॅशियम खते

नायट्रोजन खतांचा वापर बहुतेक वेळा फॉस्फरस आणि खतांच्या संयोगाने आवश्यक असतो. उदाहरणार्थ, अमोनियम नायट्रेट, सुपरफॉस्फेट आणि हाडे किंवा डोलोमाइट पीठ यांचे मिश्रण आहे. तथापि, वनस्पतींच्या विकासाच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांमध्ये, त्याला खतांच्या भिन्न गुणोत्तरांची आवश्यकता असते. उदाहरणार्थ, फुलांच्या कालावधीत, जास्त नायट्रोजन केवळ अंतिम उत्पन्न खराब करू शकते.साहजिकच, वनस्पतीला या तीन महत्त्वाच्या पोषक घटकांची गरज असते, परंतु वनस्पतीच्या चांगल्या विकासासाठी इतर मॅक्रो आणि सूक्ष्म पोषक घटक आवश्यक असतात. त्यामुळे नायट्रोजन-फॉस्फरस-पोटॅशियम ही खते रामबाण उपाय नाहीत.

खनिज नायट्रोजन खतांचे वर्गीकरण खाली दिले आहे.

अमोनिया आणि अमोनियम नायट्रेट खते

अमोनियम नायट्रेट

(NH4NO3) उच्च-कार्यक्षमता खत, सुमारे 34-35% नायट्रोजन समाविष्टीत आहे. हे मुख्य परिचय आणि शीर्ष ड्रेसिंगसाठी दोन्ही लागू केले जाऊ शकते. अमोनियम नायट्रेट हे गिट्टी-मुक्त खत आहे, विशेषत: खराब ओलसर भागात, जेव्हा मातीचे द्रावण जास्त प्रमाणात असते तेव्हा ते प्रभावी असते. पाणी साचलेल्या भागात, अमोनियम नायट्रेट कमी प्रभावी आहे, ते पर्जन्यसह भूजलामध्ये धुणे शक्य आहे. हलक्या वालुकामय जमिनीवर, शरद ऋतूतील खत घालू नये.

फाइन-क्रिस्टलाइन अमोनियम नायट्रेट त्वरीत केक बनवते, म्हणून ते घरामध्ये साठवले पाहिजे, आर्द्रतेसाठी प्रवेश न करता आणि जलरोधक कंटेनरमध्ये. खताच्या वाढीव एकाग्रतेचे खिसे तयार होऊ नयेत म्हणून मातीला लागू करण्यापूर्वी ते दळणे आवश्यक आहे.

मिसळताना, मिश्रणात सुमारे 15% तटस्थ एजंट जोडणे आवश्यक आहे, असा पदार्थ खडू, बारीक चुना, डोलोमाइट असू शकतो. मिश्रण तयार करताना, प्रथम सुपरफॉस्फेटमध्ये तटस्थ एजंट जोडणे आवश्यक आहे.

स्वतःच, अमोनियम नायट्रेट, त्याच्या कृतीमुळे, मातीची अम्लता वाढवते.वापराच्या सुरूवातीस प्रभाव लक्षात येऊ शकत नाही, परंतु दीर्घकालीन आंबटपणा वाढेल. म्हणून, खडू, चुना, डोलोमाइट यांसारख्या तटस्थ एजंटच्या सुमारे 0.7 किलो प्रति 1 किलो अमोनियम नायट्रेटमध्ये न्यूट्रलायझिंग एजंट जोडण्याची आम्ही शिफारस करतो, नंतरचे विशेषतः हलक्या वालुकामय मातीत चांगले असते, कारण त्यात मॅग्नेशियम असते.

याक्षणी, शुद्ध अमोनियम नायट्रेट किरकोळ विक्रीमध्ये आढळत नाही, परंतु तयार मिश्रणे आहेत. वरील आधारे, 60% अमोनियम नायट्रेट आणि 40% न्यूट्रलायझिंग एजंट यांचे मिश्रण हा एक चांगला पर्याय आहे, अशा मिश्रणातून सुमारे 20% नायट्रोजन मिळते.

अमोनियम सल्फेट

अमोनियम सल्फेट (NH4)2SO4 मध्ये सुमारे 20.5% नायट्रोजन असते.

अमोनियम सल्फेट नायट्रोजन वनस्पतींसाठी उपलब्ध आहे आणि ते जमिनीत चांगले स्थिर आहे, कारण त्यात केशनच्या स्वरूपात नायट्रोजन असते, जे मातीच्या द्रावणात कमी फिरते. म्हणून, हे खत शरद ऋतूमध्ये देखील लागू केले जाऊ शकते, खालच्या क्षितीज किंवा भूजलामध्ये लीच झाल्यामुळे नायट्रोजनचे मोठे नुकसान होण्याची भीती न बाळगता. मुख्य अनुप्रयोगासाठी खूप योग्य आहे, परंतु शीर्ष ड्रेसिंगसाठी देखील योग्य आहे.

त्याचा अम्लीकरण करणारा प्रभाव आहे, म्हणून, अमोनियम नायट्रेटच्या बाबतीत, प्रति 1 किलो 1.15 किलो न्यूट्रलायझिंग एजंट जोडणे आवश्यक आहे: हलक्या वालुकामय जमिनीवर खडू, बारीक चुना, डोलोमाइट.

अमोनियम नायट्रेटच्या तुलनेत, ते किंचित ओले केले जाते, स्टोरेजच्या स्थितीवर कमी मागणी असते. तथापि, ते क्षारीय खतांमध्ये मिसळू नये जसे की फ्लाय अॅश, वेस्ट स्लॅग, स्लेक्ड चुना, कारण नायट्रोजनचे नुकसान शक्य आहे.

वैज्ञानिक अभ्यासानुसार, अमोनियम सल्फेट बटाट्याखाली वापरल्यास उत्कृष्ट परिणाम देते.

अमोनियम सल्फोनिट्रेट

अमोनियम सल्फोनिट्रेट हे एक अमोनियम नायट्रेट खत आहे ज्यामध्ये सुमारे 26% नायट्रोजन, 18% अमोनिया आणि 8% नायट्रेट असते. अमोनियम नायट्रेट आणि अमोनियम सल्फेट यांचे मिश्रधातू. संभाव्य आम्लता जास्त आहे. पॉडझोलिक मातीत, अमोनियम नायट्रेट प्रमाणेच सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे.

अमोनियम क्लोराईड

अमोनियम क्लोराईड (NH4Cl) - पांढरा किंवा पिवळा पावडर, बारीक स्फटिक, सुमारे 25% नायट्रोजन असते. अमोनियम क्लोराईडमध्ये चांगले भौतिक गुणधर्म आहेत: व्यावहारिकरित्या केक करत नाही, चांगले विरघळते आणि मातीमध्ये स्थिर होते. अमोनियम क्लोराईड नायट्रोजन वनस्पतींना सहज उपलब्ध आहे.

तथापि, या खतामध्ये एक महत्त्वपूर्ण कमतरता आहे: 100 किलो नायट्रोजनसाठी, सुमारे 250 किलो क्लोरीन जमिनीत प्रवेश करतेजे वनस्पतींसाठी हानिकारक आहे. म्हणून, हे खत केवळ मुख्य मार्गाने आणि शरद ऋतूमध्ये लागू केले जाऊ शकते, जेणेकरून हानिकारक क्लोरीन अंतर्निहित क्षितिजांमध्ये उतरते, तथापि, या पद्धतीसह, नायट्रोजनचे नुकसान कोणत्याही परिस्थितीत अपरिहार्य आहे. अमोनियम क्लोराईड बेसने समृद्ध असलेल्या मातीत वापरण्याचा सल्ला दिला जातो.

नायट्रेट खते

सोडियम नायट्रेट

सोडियम नायट्रेट (NaNO3) हे एक अत्यंत प्रभावी खत आहे, ते एक पारदर्शक स्फटिक आहे, नायट्रोजन सामग्री सुमारे 16% आहे. सोडियम नायट्रेट वनस्पतींद्वारे फार चांगले शोषले जाते, एक क्षारीय खत, जे अम्लीय मातीत वापरल्यास अमोनिया प्रकारच्या खतांवर फायदा देते. आपण शरद ऋतूतील सोडियम नायट्रेट बनवू शकत नाही, कारण खतापासून भूजलामध्ये नायट्रोजनचे लक्षणीय गळती होईल. सोडियम नायट्रेट टॉप ड्रेसिंगसाठी आणि पेरणी करताना वापरण्यासाठी अतिशय योग्य आहे. वैज्ञानिक अभ्यास दर्शविते की सोडियम नायट्रेट बीट्सवर लागू केल्यावर उत्कृष्ट परिणाम देते.

कॅल्शियम नायट्रेट

कॅल्शियम नायट्रेट (Ca(NO3)2) - मध्ये तुलनेने कमी नायट्रोजन असते, सुमारे 15%. नॉन-चेर्नोझेम झोनच्या मातीसाठी उत्कृष्ट, कारण ती अल्कधर्मी आहे.कॅल्शियम नायट्रेटच्या पद्धतशीर वापराने, अम्लीय पॉडझोलिक मातीचे गुणधर्म सुधारतात. खत साठवणीवर मागणी करत आहे, ते त्वरीत ओलसर होते आणि केक करते, वापरण्यापूर्वी ते चिरडणे आवश्यक आहे.

अमाइड खते

युरिया

(CO(NH2)2) हे 46% नायट्रोजन असलेले अत्यंत कार्यक्षम नॉन-बॅलास्ट खत आहे. आपणास युरिया असे नाव आढळू शकते - हे युरियाचे दुसरे नाव आहे. युरिया हळूहळू मातीमध्ये विघटित होते, परंतु ते खूप मोबाइल आहे आणि शरद ऋतूतील बंद करण्याची शिफारस केलेली नाही. संभाव्य आंबटपणा अमोनियम नायट्रेटच्या जवळ आहे, म्हणून जेव्हा अम्लीय मातीत लागू केले जाते तेव्हा, तटस्थ घटक लागू करणे आवश्यक आहे. युरिया एंझाइमच्या क्रियेने जमिनीत युरियाचे विघटन होते, जे जवळजवळ सर्व मातीत पुरेशा प्रमाणात आढळते. तथापि, जर आपण सेंद्रिय खतांच्या संयोजनात खनिज खतांचा वापर केला तर ही समस्या उद्भवणार नाही.

युरिया हे एक उत्कृष्ट पर्णासंबंधी खत आहे.अमोनियम नायट्रेटच्या तुलनेत, ते पाने जळत नाही आणि उत्कृष्ट परिणाम देते. स्प्रिंग आणि टॉप ड्रेसिंगमध्ये मुख्य वापरासाठी, युरिया देखील योग्य आहे, परंतु 1 किलो युरिया नायट्रोजनची किंमत अमोनियम नायट्रेट नायट्रोजनच्या 1 किलोपेक्षा जास्त असेल.

दाणेदार कार्बामाइडच्या उत्पादनात, वनस्पतींसाठी हानिकारक एक पदार्थ दिसून येतो - बियुरेट. त्याची सामग्री 3% पेक्षा जास्त नसावी.

द्रव नायट्रोजन खते

द्रव खतांचे फायदे आहेत:

• नायट्रोजन प्रति युनिट कमी खर्च;
• वनस्पतींद्वारे उत्तम पचनक्षमता;
• जास्त कालावधी;
• सम वितरणाची शक्यता.

द्रव खतांचे तोटे:

• स्टोरेजमध्ये अडचण (घरी ठेवू नये) आणि वाहतूक;
• जेव्हा ते पानांवर आदळते तेव्हा ते जळतात;
• तयार करण्यासाठी विशेष साधनांची आवश्यकता आहे.

लिक्विड अमोनिया (NH3) एक तीव्र गंध असलेला वायू आहे आणि त्यात सुमारे 82% नायट्रोजन आहे. इतर शरीराच्या संपर्कात, त्वरीत बाष्पीभवन, त्यांना थंड करते. त्यात मजबूत वाफेचा दाब असतो. यशस्वी ऍप्लिकेशनसाठी, जमिनीत किमान 8 सेमी खोलीपर्यंत एम्बेड करणे आवश्यक आहे.जेणेकरून खताचे बाष्पीभवन होणार नाही. अमोनियाचे पाणी देखील आहे - पाण्यात द्रव अमोनिया विरघळण्याचा परिणाम. सुमारे 20% नायट्रोजन असते.

सेंद्रिय नायट्रोजन खते

सर्व प्रकारच्या खतांमध्ये कमी प्रमाणात (0.5-1%) नायट्रोजन असते, (1-2.5%) बदक, कोंबडी आणि कबुतराच्या विष्ठेमध्ये सर्वात जास्त टक्केवारी असते, परंतु ते सर्वात विषारी देखील असते.

आपण आपल्या स्वत: च्या हातांनी नैसर्गिक सेंद्रिय नायट्रोजन खते देखील बनवू शकता: कंपोस्ट ढीग (विशेषत: चालू) मध्ये काही नायट्रोजन (1.5% पर्यंत), घरगुती कचरा कंपोस्टमध्ये 1.5% पर्यंत नायट्रोजन असते. हिरव्या वस्तुमानात (ल्युपिन, स्वीट क्लोव्हर, वेच, क्लोव्हर) सुमारे 0.4-0.7% नायट्रोजन असते, हिरव्या पर्णसंभारात 1-1.2%, सरोवरातील गाळ (1.7-2.5%) असतो.

तथापि नायट्रोजनचा एकमेव स्त्रोत म्हणून सेंद्रिय खतांचा वापर तर्कहीन आहे, कारण यामुळे मातीची गुणवत्ता खराब होऊ शकते, उदाहरणार्थ, ते आम्लीकरण करते आणि वनस्पतींसाठी आवश्यक नायट्रोजन पोषण तयार करणार नाही. तथापि, खनिज नायट्रोजन खतांचा आणि सेंद्रिय कॉम्प्लेक्सचा वापर तर्कसंगत आहे.

सेंद्रिय खतांमध्ये नायट्रोजन कमी प्रमाणात असते. ०.५-१% नायट्रोजनमध्ये सर्व प्रकारचे खत असते. पक्ष्यांची विष्ठा 1-2.5% नायट्रोजन. बदक, कोंबडी आणि कबुतराच्या खतामध्ये नायट्रोजनची सर्वाधिक टक्केवारी आढळते, परंतु ते सर्वात विषारी देखील आहे. नायट्रोजनच्या कमाल प्रमाणात गांडूळ खत 3% पर्यंत असते.

आपण आपल्या स्वत: च्या हातांनी नैसर्गिक सेंद्रिय नायट्रोजन खते देखील बनवू शकता: कंपोस्ट ढीग (विशेषत: पीट आधारावर) मध्ये नायट्रोजनची विशिष्ट मात्रा असते (1.5% पर्यंत), घरगुती कचऱ्याच्या कंपोस्टमध्ये 1.5% पर्यंत नायट्रोजन असते. हिरव्या वस्तुमानात (ल्युपिन, स्वीट क्लोव्हर, वेच, क्लोव्हर) सुमारे 0.4-0.7% नायट्रोजन असते, हिरव्या पर्णसंभारात 1-1.2%, सरोवरातील गाळ (1.7-2.5%) असतो.

कंपोस्टच्या "सुधारणा" साठी, अनेक वनस्पती वापरण्याची शिफारस केली जाते ज्यात असे पदार्थ असतात जे पुट्रेफेक्टिव्ह प्रक्रियेच्या विकासास प्रतिबंध करतात. यामध्ये लीफ मोहरी, विविध प्रकारचे पुदीना, नेटटल्स, कॉम्फ्रे (ते विद्रव्य पोटॅशियम समृद्ध आहे), तिखट मूळ असलेले एक रोपटे यांचा समावेश आहे.

उच्च नायट्रोजन सामग्री असलेले सेंद्रिय खत म्युलिनपासून बनवता येते. हे करण्यासाठी, बॅरलमध्ये म्युलिन ठेवा, बॅरल एक तृतीयांश भरून, ते पाण्याने भरा आणि 1-2 आठवडे आंबू द्या. नंतर 3-4 वेळा पाण्याने पातळ करा आणि झाडांना पाणी द्या. पूर्व पाणी पिण्याची. आपण हे करू शकता. कोणत्याही खताचा परिचय माती अम्लीकरण करते, म्हणून राख, डोलोमाइट पीठ, चुना तयार करणे आवश्यक आहे.

परंतु त्याच वेळी राख सह नायट्रोजन खतांचा वापर करण्याची शिफारस केलेली नाही. कारण या संयोगाने नायट्रोजनचे अमोनियामध्ये रूपांतर होते आणि त्वरीत बाष्पीभवन होते.

तर वनस्पती पोषणासाठी सेंद्रिय नायट्रोजन म्हणजे काय?

नैसर्गिक नायट्रोजन खते आणि त्यांचे नायट्रोजन सामग्री.

• खत - 1% पर्यंत (घोडा - 0.3-0.8%, डुकराचे मांस - 0.3-1.0%, mullein - 0.1-0.7%);
• बायोहुमस उर्फ ​​गांडूळ खत - 3% पर्यंत
• बुरशी - 1% पर्यंत;
• विष्ठा (पक्षी, कबूतर, बदक) - 2.5% पर्यंत;
• पीट सह कंपोस्ट - 1.5% पर्यंत;
• घरगुती कचरा - 1.5% पर्यंत;
• हिरव्या झाडाची पाने - 1.2% पर्यंत;
• हिरव्या वस्तुमान - 0.7% पर्यंत;
• सरोवरातील गाळ - 2.5% पर्यंत.

सेंद्रिय नायट्रोजन खते जमिनीत नायट्रेट्स जमा होण्यास प्रतिबंध करतात, परंतु सावधगिरीने वापरा. जमिनीत खत (कंपोस्ट) टाकल्याने 3-4 महिन्यांत 2 ग्रॅम/किलो पर्यंत नायट्रोजन सोडला जातो. वनस्पती ते सहजपणे शोषून घेतात.

आणखी काही आकडेवारी, एक टन अर्ध-विघटित खतामध्ये 15 किलो अमोनियम नायट्रेट, 12.5 किलो पोटॅशियम क्लोराईड आणि तेवढेच सुपरफॉस्फेट असते.

दरवर्षी, 40 ग्रॅम पर्यंत. बद्ध नायट्रोजन. याव्यतिरिक्त, वातावरणातील नायट्रोजनवर प्रक्रिया करणारा मातीचा मायक्रोफ्लोरा 50 ते 100 ग्रॅम प्रति शंभर चौरस मीटरच्या प्रमाणात नायट्रोजनसह माती समृद्ध करण्यास सक्षम आहे. केवळ विशेष नायट्रोजन-फिक्सिंग प्लांट्स मातीसाठी अधिक बंधनकारक नायट्रोजन प्रदान करू शकतात.

सेंद्रिय नायट्रोजनचा नैसर्गिक स्रोत नायट्रोजन-फिक्सिंग प्लांट असू शकतो ज्याचा वापर कव्हर पिके म्हणून केला जातो. काही वनस्पती, जसे की बीन्स आणि क्लोव्हर, ल्युपिन, अल्फल्फा आणि इतर अनेक, त्यांच्या मूळ गाठीमध्ये नायट्रोजन साठवतात. ही गाठी वनस्पतीच्या आयुष्यभर हळूहळू जमिनीत नायट्रोजन सोडतात आणि जेव्हा वनस्पती मरते तेव्हा उरलेले नायट्रोजन जमिनीची एकंदर सुपीकता वाढवते. अशा वनस्पतींना हिरवे खत म्हणतात आणि सर्वसाधारणपणे.

एका वर्षात आपल्या साइटवर लागवड केलेल्या मटार किंवा सोयाबीनचे विणणे जमिनीत 700 ग्रॅम नायट्रोजन जमा करण्यास सक्षम आहे. विणकाम क्लोव्हर - 130 ग्रॅम. ल्युपिन - 170 ग्रॅम, आणि अल्फल्फा - 280 ग्रॅम.

कापणीनंतर या रोपांची पेरणी केल्याने आणि जागेवरील वनस्पतींचे ढिगारे काढून टाकल्यास माती नायट्रोजनने समृद्ध होईल.

नायट्रोजन, फॉस्फरस आणि पोटॅशियमचा सेंद्रिय स्त्रोत म्हणून दूध मठ्ठा.

वनस्पतींसाठी सर्वात उपलब्ध नायट्रोजन खत म्हणजे मठ्ठा. त्यातील प्रथिनांच्या सामग्रीमुळे, जे मट्ठा जोडून वनस्पतींना पाणी देण्याच्या प्रक्रियेत, मातीमध्ये प्रवेश करते. आणि तेथे, मातीच्या मायक्रोफ्लोराच्या प्रभावाखाली, नायट्रोजन सोडला जातो, जो वनस्पतींसाठी उपलब्ध होतो. म्हणजेच, वनस्पतींचे नायट्रोजन फलन अशा प्रकारे केले जाते.

असे आहार देण्यासाठी, 1 लिटर मठ्ठा 10 लिटर पाण्यात पातळ करणे आवश्यक आहे. आणि प्रत्येक झाडाला 1 लीटर सीरम 10 वेळा पातळ करून झाडांना पाणी द्या.

जर आपण प्रथम 1 लिटर सीरममध्ये 40 मिली फार्मसी अमोनिया घाला. ते अमोनिया लैक्टिक ऍसिडवर प्रतिक्रिया देते, ज्यामुळे अमोनियम लैक्टेट होतो.

नियमितपणे समान द्रावण वापरणे, आम्ही मातीच्या आंबटपणावर परिणाम करू शकणार नाही, जे खूप चांगले आहे. जर आपण मट्ठामध्ये अमोनिया जोडणार नाही. मग वनस्पतींच्या मुळांच्या आहारासाठी मठ्ठ्याचा वारंवार वापर केल्याने, मातीची आम्लता अपरिहार्यपणे वाढेल.

याव्यतिरिक्त, मट्ठामध्ये मोठ्या प्रमाणात खनिजे असतात. प्रत्येक 100 ग्रॅम मठ्ठ्यात हे समाविष्ट आहे:

• फॉस्फरस 78 मिलीग्राम;
• पोटॅशियम 143 मिलीग्राम;
• 103 मिलीग्राम कॅल्शियम.

त्यात मॅग्नेशियम आणि सोडियम देखील कमी प्रमाणात असते.

comfrey officinalis

नैसर्गिक नायट्रोजन खते औद्योगिक प्रक्रियेद्वारे प्राप्त होतात.

ब्लड मील हे वाळलेल्या रक्तापासून बनवलेले सेंद्रिय उत्पादन आहे आणि त्यात एकूण 13 टक्के नायट्रोजन असते. खतामध्ये नायट्रोजनची ही टक्केवारी खूप जास्त आहे. तुम्ही रक्त पेंड जमिनीच्या पृष्ठभागावर शिंपडून आणि रक्तातील जेवण शोषण्यास मदत करण्यासाठी वर पाणी टाकून नायट्रोजन खत म्हणून वापरू शकता. तुम्ही रक्ताचे जेवण थेट पाण्यात मिसळून ते द्रव खत म्हणून वापरू शकता.

कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड आणि कॉर्न सारख्या सुपीक माती प्रेमींसाठी रक्त जेवण विशेषतः नायट्रोजनचा एक चांगला स्रोत आहे कारण ते लवकर कार्य करते.
ब्लड मील कंपोस्टचा घटक म्हणून किंवा इतर सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनासाठी प्रवेगक म्हणून वापरला जाऊ शकतो, कारण ते विघटन प्रक्रियेस उत्प्रेरित करते.

सोया पीठ हे मातीतील सूक्ष्मजीवांसाठी नायट्रोजन पोषणाचा स्रोत आहे. जेव्हा सोया पीठ मातीच्या मायक्रोफ्लोराद्वारे विघटित केले जाते, तेव्हा खनिजयुक्त नायट्रोजन वनस्पतींना उपलब्ध होईल. हे फिशमीलसह कंपोस्ट घटक म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते. जे, खनिजीकरणानंतर, केवळ नायट्रोजनचा स्त्रोतच नाही तर अनेक ट्रेस घटक देखील बनतील.

नायट्रोजन खते व्हिडिओ: