Agrochemie, neboli agronomická chemie, – nauka o vzájemném působení rostlin, půdy a hnojiv při pěstování zemědělských plodin, koloběhu chemických látek v zemědělství a použití hnojiv za účelem zvýšení výnosu, zlepšení jeho kvality a zvýšení úrodnosti půdy s přihlédnutím k bioklimatický potenciál.

V procesu rozvoje agrochemie se význam pojmu neustále zdokonaloval díky úkolům a formování nových funkcí, což odráží komplexní vzájemný vztah rostlin, půdy, klimatu a agrochemikálií. Hlavním úkolem agrochemie je studium tohoto vztahu.

  • Předmět a metody agrochemie (anglicky Español)

Navigace

  • Předmět a metody agrochemie (anglicky Español)

Předmět agrochemie

D.N. Pryanishnikov nazval úkol agrochemie – studium koloběhu látek v zemědělství a identifikace způsobů, jak ovlivnit chemické procesy probíhající v půdě a rostlinách, ovlivňující sklizeň a její kvalitu.

Hnojiva vytvářejí optimální nutriční režim, specificky regulují výměnu organických a minerálních sloučenin, čímž umožňují realizovat potenciální produktivitu rostlin. Hnojiva jsou zase vystavena působení rostlin, např. rostliny dokážou přeměnit špatně rozpustné formy na dostupné a selektivní absorpční schopnost ve vztahu k jednotlivým prvkům vytváří fyziologickou kyselost či zásaditost minerálních hnojiv.

Agrochemikálie ovlivňují chemické a fyzikální vlastnosti půdy, činnost a směr mikrobiologických procesů a zároveň se samy mění pod vlivem vlastností půdy. Výměnné reakce probíhající v půdě mezi kationty solí minerálních hnojiv a půdním absorpčním komplexem mohou vést k negativním nebo pozitivním výsledkům. Vytěsnění hliníku z absorpčního komplexu draslíkem při přidání chloridu draselného tedy vede k dodatečnému okyselení půdního roztoku a výměnné reakce mezi vápníkem z aplikovaných hnojiv a sodíkem v absorpčním komplexu alkalických půd zlepšují jejich fyzikálně-chemické vlastnosti a zvyšují biologické aktivita. To je základ pro chemickou rekultivaci solonetzických půd – sádrovce.

D.N. Pryanishnikov ukázal vztah mezi třemi vzájemně se ovlivňujícími faktory: půdou, rostlinou a hnojivem v jednoduchém diagramu, který odráží podstatu agrochemie. Úkolem agrochemie je vytvářet optimální podmínky pomocí hnojiv pro výživu rostlin. Stejný přístup by měl být použit v případě půdy. Uspokojením biologických požadavků rostlin je možné realizovat potenciální produktivitu rostlin.

K.K. Gedroits poznamenal, že produktivitu určují tři faktory: klima, půda a samotná rostlina. Klima se těžko mění, ale je možné jeho dopady zmírnit zlepšením půdních vlastností. Změnou vlastností půdy může zemědělec do jisté míry regulovat vliv klimatických podmínek na rostliny. Vliv hnojiv K.K. Gedroits to zvažoval nepřímo prostřednictvím změn vlastností půdy.

Rozvoj teoretických principů kvantitativního a kvalitativního utváření rostlinné výroby si vyžádal zavedení bioklimatického potenciálu do koncepce agrochemie. Byla rozpracována a úspěšně aplikována teorie získávání programovaných výnosů, byly vytvořeny a zdokonalovány statické modely půdní úrodnosti podle agrochemických a agrofyzikálních ukazatelů s přihlédnutím k výnosové úrovni jednotlivých plodin a k produktivitě specializovaných osevních postupů obecně. Probíhají práce na modelování výrobních procesů některých zemědělských plodin, jejichž realizace umožní dosažení co nejvyššího výnosu.

Četné experimenty s hnojivy v různých klimatických pásmech země umožňují do jisté míry zohledňovat klima jako jeden z faktorů v systému klima-rostlina.

Ve státní normě z roku 1983 bylo klima zohledněno při definici pojmu „agrochemie“: „Agrochemie je věda o interakci hnojiv, půdy, rostlin a klimatu, koloběhu látek v zemědělství a racionálním využívání hnojiva“ (usnesení Státního výboru pro normy SSSR ze dne 13. července 1983 č. 3110).

ČTĚTE VÍCE
Co léčí semena petržele?

Podcenění klimatických vlastností ve vztahu ke konkrétní zemědělské oblasti může vést k chybám při stanovení hodnoty minerálních hnojiv.

Cíle agrochemie

V současné fázi vývoje agrochemie řeší problém studia vlastností různých typů organických a minerálních hnojiv a jejich vlivu na:

  1. koloběh a rovnováha živin v zemědělství;
  2. vlastnosti půdy a reprodukce úrodnosti;
  3. výživa rostlin a výměna organických a minerálních látek během vegetačního období;
  4. biologická aktivita půdy a její biodiverzita;
  5. tvorba výnosu a kvality produktu;
  6. agroekologické funkce agrochemie v systému půda-rostlina;
  7. ekonomické a energetické ukazatele účinnosti agrochemikálií.

V posledních letech zaznamenal nárůst významu ekonomických a ekologických problémů agrochemie a hodnocení efektivity používání hnojiv.

Úkolem moderního agrochemika je stanovení přesných parametrů koloběhu živin s přihlédnutím ke specifickým agroklimatickým podmínkám a specifikům zemědělských rostlin a jejich odrůd při daných úrovních produktivity.

Účel agrochemie

Cílem agrochemie je vytvořit optimální podmínky pro výživu rostlin s přihlédnutím k vlastnostem druhů a forem hnojiv, vlastnostem jejich interakce s půdou a stanovit účinné formy, způsoby a načasování použití hnojiv.

Agrochemické metody

Laboratorní metody

Z metod agrochemie mají zvláštní význam laboratorní metody: chemické, fyzikální a chemické metody pro analýzu rostlin, půd a hnojiv. Vytvoření moderních vysoce přesných přístrojů pro různé metody analytické chemie významně rozšířilo spektrum možností v zemědělské chemii.

Mezi metodami analytické chemie v agrochemii jsou široce používány:

  • fotometrie,
  • chromatografie,
  • spektroskopie,
  • atomová absorpční spektrofotometrie,
  • rentgenová fluorescence,
  • metoda neutronové aktivace,
  • hmotnostní spektrometrie.

Ke studiu metabolismu v rostlinách se používají metody stabilních a radioaktivních izotopů. Vysoce výkonná moderní analytická zařízení a počítače umožňují zpracovávat velké množství výsledků in-line analýz. Přenosné měřicí přístroje umožňují provádět expresní analýzy přímo na poli, rychle zjišťovat obsah chemikálií v rostlinách nebo půdě, vlastnosti půdy, například kyselost, a rychle upravovat dávky hnojiv.

V posledních desetiletích se začíná využívat komplexní půdní a rostlinná diagnostika výživy rostlin a používání hnojiv, která spočívá v laboratorním rozboru půdy pro stanovení optimálních dávek aplikace hlavního hnojiva a následné úpravě dávek při hnojení v průběhu vegetace po analýza rostlin na poli.

Fyziologické a agrochemické metody

Fyziologické a agrochemické metody zahrnují vegetační a lyzimetrické metody. S vegetačními metodami se experimenty provádějí ve speciálních nádobách umístěných v pavilonech-domech nebo sklenících. V lyzimetrických metodách se studie provádějí ve velkých nádobách, například o objemu 1 m 3, s vertikálně izolovanými stěnami, aby se vytvořily podmínky blízké přírodním.

Lyzimetrická metoda našla široké uplatnění ve výzkumných institucích po celém světě. S jeho pomocí se studují procesy migrace, přeměny živin, změny vlastností půdy v dynamice, provádějí se bilanční experimenty, ale i metabolismus v rostlinách a tvorba kvality produktu.

V praxi se často používají vegetační a lyzimetrické metody ve vzájemné kombinaci. Mezi fyziologické a agrochemické metody patří pokusy na fytotronech, při kterých jsou kontrolovány a regulovány všechny ukazatele procesu rostlinné výroby: zásoba vody, výživa kořenů, intenzita a kvalita světla, teplotní podmínky, fotosyntéza, výměna plynů atd. Tyto studie jsou prováděny s plnou automatizací procesů se záznamem parametrů růstu a vývoje rostlin. Tyto metody jsou nejpřesnější a umožňují odhalit metabolický proces za účasti všech faktorů života rostlin, určit potenciální produktivitu rostlin a způsoby její realizace pro konkrétní genotyp a vytvořit dynamický model produkčního procesu. Fytotrony se také používají při selekci a genetickém výzkumu. Fytotrony se používají zpravidla ve velkých výzkumných institucích a vysokých školách.

ČTĚTE VÍCE
Proč potřebujete tisové bobule?

Polní pokusy

Zkušenosti z terénu je experiment prováděný v terénu za účelem zjištění účinnosti hnojiv na výnos plodiny, její kvalitu a úrodnost půdy.

Maloplošné experimenty jsou prováděny pro hluboké, často vyhledávací, experimenty. Zpravidla kombinují vegetační a lyzimetrické experimenty, ale za podmínek stejných nebo blízkých přirozeným. V maloparcelových experimentech lze využít metody značených atomů, vytvářejí se a testují modely vysoce úrodných půd, testují se typy a formy hnojiv a jejich kombinace, včetně jiných chemikálií nebo mikrobiologických přípravků. Maloparcelní pokusy se provádějí na pozemcích o výměře do 10 m2.

В krátkodobé polní pokusy Vliv hnojiv na výnos a kvalitu produktu byl studován po dobu nejméně tří let za určitých půdních podmínek. Údaje z geografické sítě experimentů v Rusku se široce používají ke stanovení potřeby různých typů a forem minerálních hnojiv v zonálním aspektu a také ke stanovení potřeby země na minerální hnojiva.

Maloparcelní a krátkodobé polní pokusy jsou využívány také ke zdokonalování metod pro komplexní půdní a rostlinnou diagnostiku výživy rostlin a používání hnojiv.

Zkušenosti s hospitalizací – jedná se o polní pokus se systematickou aplikací hnojiv, který se provádí v jedné oblasti, v osevním postupu, ve vazbě osevního postupu nebo s trvalou kulturou.

Dlouhá praxe v terénu — stacionární experiment prováděný během několika střídání plodin. Dlouhodobé stacionární experimenty umožňují získat informace o hodnocení účinnosti různých hnojivých systémů v osevních postupech; úroveň nasycení střídání plodin hnojivy; optimální distribuce organických a minerálních hnojiv mezi plodiny v střídání plodin a formy hnojiv. Tyto experimenty jsou základem pro vývoj statických modelů úrodnosti půdy, studium vzorců změn úrodnosti a kvality produktů při dlouhodobém používání hnojiv, provádění bilančních studií, migrace živin podél půdního profilu a akumulace balastních toxických prvků, včetně těžkých kovy a agrochemikálie, to znamená řešit environmentální problémy agrochemie. Experimenty se provádějí za podmínek blízkých podmínkám výroby.

Výrobní experimenty s hnojivy se provádějí ve výrobních podmínkách pro kontrolu doporučených aplikačních dávek a ekonomického posouzení hnojiv. Jsou stručné povahy a jsou určeny k testování a zpřesňování vědeckých doporučení ve výrobě a specifických půdních a klimatických podmínkách. Výsledky těchto experimentů mají velký význam při zavádění a zdůvodňování účinnosti souboru metod chemizace zemědělství.

Vztah agrochemie a ostatních věd

Obsah agrochemie jako vědy lze představit ve třech částech:

  1. rostlinná chemie,
  2. půdní chemie,
  3. chemie hnojiv.

Rostlinná chemie je oborem fyziologie rostlin, chemie půd je oborem pedologie a zároveň jsou nedílnou součástí agrochemie. Chemie hnojiv je zcela zahrnuta do agrochemie. Vědecký výzkum v této sekci je prováděn v kombinaci s půdní chemií, fyziologií rostlin a zemědělstvím.

ČTĚTE VÍCE
Která cibule má více cukru?

Agrochemii nelze posuzovat odděleně od vědy o půdě, fyziologie rostlin, zemědělství a půdní mikrobiologie.

Agrochemie se díky teoretické i praktické účelnosti stala samostatnou disciplínou.

Spektrum agrochemického výzkumu je velmi široké. Zahrnuje studium přeměny živin v půdě a metabolismu v rostlině, optimalizaci výživy rostlin, reprodukci půdní úrodnosti, aplikaci hnojiv pro plánovanou sklizeň a regulaci kvality produktů.

Propojení se základními vědami

Propojení agrochemie s půdoznalstvím spočívá v tom, že účinnost hnojiv je dána chemickými, fyzikálními, fyzikálně-chemickými vlastnostmi půdy, její biologickou aktivitou, které zase souvisí s obsahem a pohyblivostí živin v půdě. Vztah mezi vlastnostmi půd a hnojiv se projevuje v procesech mobilizace, imobilizace, přeměny, migrace živin, která je ovlivněna agrocenózou rostlin.

Účinnost a návratnost hnojiv závisí na kultivaci půdy, obsahu humusu, absorpční kapacitě, pufrovací kapacitě a reakci prostředí. Úkolem agrochemie je proto studovat vlastnosti a úrodnost půdy, bilanci živin v agrocenóze a způsoby regulace a reprodukce půdní úrodnosti.

Propojení agrochemie s půdoznalstvím spočívá v tom, že účinnost hnojiv je dána chemickými, fyzikálními, fyzikálně-chemickými vlastnostmi půdy, její biologickou aktivitou, které zase souvisí s obsahem a pohyblivostí živin v půdě. Vztah mezi vlastnostmi půd a hnojiv se projevuje v procesech mobilizace, imobilizace, přeměny, migrace živin, která je ovlivněna agrocenózou rostlin.

Účinnost a návratnost hnojiv závisí na kultivaci půdy, obsahu humusu, absorpční kapacitě, pufrovací kapacitě a reakci prostředí. Úkolem agrochemie je proto studovat vlastnosti a úrodnost půdy, bilanci živin v agrocenóze a způsoby regulace a reprodukce půdní úrodnosti.

Propojení agrochemie a fyziologie rostlin se projevuje vlivem živin na všechny životní procesy rostliny, což zajišťuje tvorbu ukazatelů kvality produktu. Agrochemické techniky, jako je kořenové a listové krmení, umožňují regulovat výživu rostlin, konkrétně optimalizovat podmínky pro aktivní růst a vývoj a tvorbu větší sklizně lepší kvality. Na základě znalosti zákonitostí výživy rostlin během vegetačního období byly vyvinuty metody pro diagnostiku rostlinné diagnostiky zásobování plodinami živinami.

Mnoho odvětví agrochemie souvisí s biologií a mikrobiologií půdy. Stav a regulace dusíkového režimu v agrocenózách je tedy úkolem agrochemie, jehož úspěšné řešení je možné při správném posouzení biologických zdrojů dusíku v systému půda rostlina: symbiotická a asociativní fixace dusíku nebo volně žijící mikroorganismy. Aktivita těchto procesů je dána správným systémem hnojení. Totéž platí pro procesy humifikace a mineralizace humusové a fosforové výživy rostlin.

Rostoucí role environmentálních aspektů zemědělství spojuje agrochemii s ekologií. Například technogenní znečištění agrocenóz těžkými kovy, radionuklidy a agrochemikáliemi vyžaduje vývoj souboru agrochemických produktů a technik zaměřených na snížení toku znečišťujících látek do rostlin a potravních řetězců.

Environmentální posouzení je nutné zejména při použití netradičních druhů hnojiv – průmyslového odpadu, komunálního odpadu a při použití místních organických a minerálních surovin jako hnojiva.

Ekologické funkce agrochemikálií:

  • udržování biologického cyklu látek,
  • zachování biologické rozmanitosti a zlepšení půdní mikroflóry,
  • znehybnění toxických látek,
  • zachování biologické aktivity půdy,
  • aktivace schopnosti půdy vázat dusík,
  • prevence eutrofizace přírodních vod.
ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho plodí levandule?

Vytvoření optimální kulturní zemědělské krajiny v různých přírodních zónách je možné pomocí agrochemikálií. Používáním hnojiv v komplexu agrokrajinného hospodaření člověk vytváří kulturní agrokrajinu s optimálním geochemickým režimem, která je hygienicky nejlepší a odpovídá životním podmínkám člověka.

Ekologická funkce v zemědělských systémech agrokrajiny charakterizuje spojení agrochemie a geochemie. V.A. Kovda (1984) poznamenal, že chování hnojiv v krajině by mělo být studováno pomocí biogeochemických metod – agrogeochemie. Věřil, že studium přeměny hnojiv ve všech složkách krajiny nám umožňuje získat největší výnos z hnojiv s co nejmenšími negativními dopady na životní prostředí.

Souvislost agrochemie s geografií se projevuje v geografických zákonitostech působení hnojiv, které jsou zase určovány půdními, biologickými a klimatickými podmínkami zón.

Souvislost agrochemie s meteorologií je dána závislostí účinnosti hnojiv a agrochemikálií na počasí a klimatických podmínkách.

agrochemie, agronomická chemie, nauka o minerální výživě rostlin, používání hnojiv a chemických půdních meliorací, chemické procesy v půdě a rostlinách; je vědecký základ pro chemizaci zemědělství. Úkol A. — studium složení a vlastností druhů a forem hnojiv, jejich vliv na výživu rostlin, tvorbu výnosu a kvalitu produktů, studium koloběhu živin v zemědělství atd. Předmětem a metodami výzkumu A. odkazuje současně na biologické a chemické vědy, úzce souvisí s pedologií, pěstováním rostlin, fyziologií a biochemií rostlin, ekologií, chemií, fyzikou atd.

Příběh A. je nerozlučně spjata s rozvojem znalostí o výživě rostlin. V roce 1761 vyslovil švédský chemik I. Valerius (autor první knihy o základech zemědělské chemie) myšlenku krmit rostliny humusem, což našlo podporu u německého vědce A. Thayer, jehož humusová teorie výživy rostlin dominovala až do poloviny 30. století. Ve 40. letech XIX století Francouzský biolog J. Boussingault studoval koloběh látek v zemědělství a dokázal prvořadý význam dusíku pro rostliny. Ve 1843. letech XIX století Německý chemik J. Liebig formuloval teorii minerální výživy rostlin, která byla základem pro vědomou regulaci koloběhu látek v zemědělství pomocí hnojiv. Vědec navrhl zpracování kostní moučky na superfosfát a J. Los, zakladatel experimentální stanice Rothamsted (1825, nyní největší centrum agrochemického výzkumu ve Velké Británii) postavil první závod na výrobu superfosfátu na světě. V polovině XNUMX. stol. V Evropě a Americe se chilský (sodný) dusičnan začal používat k hnojení zemědělských plodin. V Rusku se problematika výživy rostlin začala rozvíjet koncem XNUMX. a začátkem XNUMX. století. Zástupci ruské agrochemické vědy té doby I. M. Komov a A. T. Bolotov věnoval velkou pozornost používání hnoje, popela a vápna k obnově úrodnosti půdy. V roce XNUMX vydal profesor Moskevské univerzity M. G. Pavlov první ruskou příručku o A. “Zemědělská chemie”. V 60. letech XIX století začal svůj agrochemický výzkum. N. Engelhardt. Vyvinul základy používání fosfátového kamene jako hnojiva a prokázal jeho vysokou účinnost na podzolových půdách. Současně D.I. Mendělejev prováděl experimenty s minerálními hnojivy. Velký význam pro rozvoj A. mají klasický výzkum K. A. Timiryazeva o fotosyntéze a minerální výživě rostlin a jeho uvedení do praxe agrochemického výzkumu metody vegetačních pokusů, práce D. N. Pryanishnikova, P. S. Kossoviche, K. K. Gedroitse, A. N. Lebedyantsev, D. A. Sabinin a další vědci. Díky úspěchům A. byl vytvořen průmysl na výrobu minerálních hnojiv.

ČTĚTE VÍCE
Kam dát květiny v zimě?

Po říjnové revoluci 1917 vznikla velká výzkumná centra pro A. V roce 1919 byl organizován Vědecký ústav pro hnojiva (od roku 1933 Vědecký výzkumný ústav hnojiv a insektofungicidů pojmenovaný po S. V. Samoilovovi), v roce 1931 – All-Union Institute of Fertilizers and Agro-Soil Science (od roku 1965 – pojmenovaný po N. Pryanish D. – vedoucí a metodické centrum pro rozvoj teorie a praxe používání hnojiv v SSSR, byla vytvořena agrochemická oddělení v zonálních a sektorových výzkumných ústavech a na experimentálních stanicích, katedře A. na zemědělských školách a univerzitách. V SSSR se provádějí tisíce agrochemických experimentů, které studují vliv hnojiv na výnosy plodin a kvalitu produktů, účinnost různých forem hnojiv, dávky a způsoby jejich aplikace. Byla vytvořena geografická síť experimentů s hnojivy, díky které byly studovány účinky hnojiv v různých půdních a klimatických oblastech a doporučeny optimální dávky, formy, načasování a způsoby jejich aplikace pro výrobu. V letech 1963-1965 v Soil Institute pojmenovaném po. V.V. Dokuchaev vyvinul půdně-agrochemickou mapu SSSR, která identifikovala 7 půdně-agrochemických zón a v každé zóně oblasti, které se liší účinností minerálních hnojiv. V SSSR je organizována Státní agrochemická služba (od roku 1964), v jejímž čele stojí Všesvazové výrobní a vědecké sdružení pro agrochemické služby pro zemědělství „Soyuzselchozkhimiya“ Státního zemědělského průmyslu SSSR. Velkou metodickou práci vykonává Ústřední ústav agrochemických služeb pro zemědělství a jeho pobočky. Vědecký výzkum v oboru A. koordinována All-Union Academy of Agricultural Sciences pojmenovaná po. V. I. Lenin (VASKhNIL). V 80. letech XX století role A. při řešení zemědělských problémů se nezměrně zvyšuje. Intenzivní technologie pěstování zemědělských plodin jsou z velké části založeny na racionálním používání hnojiv a dalších chemikálií. To znamená vývoj optimálních režimů výživy rostlin, nových forem hnojiv a způsobů jejich použití.

A. využívá při svém výzkumu chemické (viz Agrochemický rozbor) a biologické (vegetativní, lyzimetrické, polní a produkční pokusy) metody. Školení pro A. v SSSR je provádějí zemědělské univerzity (fakulty agrochemie a pedologie) a univerzity (fakulty pedologie). Vychází časopis “Agrochemistry”, články na A. Jsou také publikovány v časopisech „Chemization of Agriculture“, „Soil Science“, „Agriculture“ atd.

Literatura:
Sokolov A.V., Eseje o historii agronomické chemie v SSSR, M., 1958;
Pryanishnikov D.N., Selected works, vol. 1, M., 1963;
Smirnov P.M., Muravin E.A., Agrochemistry, 2. vyd., M., 1984;
Mineev V.G., Agrochemie a biosféra, M., 1984.

Zemědělství. Velký encyklopedický slovník. — M.: Velká ruská encyklopedie. V. K. Mesyats (šéfredaktor) atd. 1998.

  • agrochemická služba
  • přizpůsobení