Занимательная агрономия - Дояренко Алексей Григорьевич - Страница 10

Надпись на траве.

Уже в первой главе мы говорили, что главными питательными элементами растений являются азот, фосфор и калий. Их запасы в почве прежде всего истощаются, если их не пополнять, поэтому они и служат составными частями минеральных удобрений, при помощи которых мы поддерживаем плодородие полей (азот в виде аммиачной соли и селитры, фосфор в виде суперфосфата и фосфорита, калий в виде калийной соли и хлористого калия и др.).

Эти соединения встречаются всюду, на каждом шагу, — надо лишь уметь их обнаружить и по возможности использовать в качестве удобрения.

Аммиак в конюшне

Всякий, кто бывал в плохо проветриваемой конюшне, где редко убирают навоз, тот чувствовал острый запах нашатырного спирта (раствора аммиака в воде). Этот аммиак, насыщающий воздух конюшни, есть результат отщепления азота из растительных продуктов (в данном случае прошедших через кишечник животного) и является почти всегда конечным продуктом распада органического вещества при гниении.

Почти весь азот, взятый растением из почвы, входит в состав растительного белка, который при распаде (гниении) и отщепляет азот в форме аммиака, и его можно чувствовать в конюшне при разложении конского навоза (конский навоз характеризуется особенно энергичным разложением, почему и используется для нагревания парников).

Можно довольно просто обнаружить этот аммиак в воздухе конюшни. Хотя наше обоняние является чрезвычайно чувствительным к разным пахучим веществам, но имеются и другие способы обнаружения аммиака в воздухе, более показательные.

В лабораторной практике имеется целый ряд так называемых индикаторов, или веществ, которые меняют свою окраску от прибавки к ним кислоты или щелочи. Аммиак является типичной щелочью, в противоположность кислотам, с которыми всякая щелочь, в том числе и аммиак, дает соль — нейтральное (то есть ни кислое, ни щелочное) вещество. Для наших целей лучшим индикатором будет фенолфталеин (его можно приобрести во всякой лаборатории или аптеке). Раствор его в спирту бесцветный, обладает способностью при прибавлении к нему кислоты не изменять своего цвета, но малейшие количества щелочи делают его ярко-розовым.

Для установления присутствия аммиака в конюшне нужно приспособить бутылочку, в которой можно было бы через находящуюся в ней воду пропускать воздух. Для этого можно взять любую бутылочку (для наших целей лучше из белого стекла) и подобрать к ней хорошую пробочку, в ней просверлить два отверстия, вставить две трубочки: одну до дна бутылочки, другую коротенькую, и налить в бутылочку воды ниже конца короткой трубки. Если через короткую трубку втягивать воздух, то наружный воздух будет входить в бутылочку через длинную трубку и проходить через воду.

Прибавьте к этой воде несколько капель раствора фенолфталеина и идите в конюшню для проведения опыта с аммиаком. Как только через воду (бесцветную) в бутылочке начнет проходить воздух, содержащий аммиак, вода окрасится в розовый цвет.

Можно взять для этого и другие индикаторы, из которых некоторые можно приготовить домашними средствами. Например, отвар из синей капусты довольно отчетливо меняет свою окраску от кислот и щелочей: прибавьте к отвару уксус — отвар станет ярко-красным, а от прибавления соды, золы или нашатырного спирта он станет темно-синим.

Для обнаружения аммиака в конюшне при помощи капустного отвара нужно цвет отвара (прибавлением 1–2 капель уксуса) превратить в красный, затем отвар влить в бутылку. При пропускании воздуха через бутылку с красным отваром последний посинеет. Но этот индикатор гораздо менее чувствителен, чем фенолфталеин, и поэтому придется продуть через бутылочку значительно большее количество воздуха.

Можно еще иначе определить аммиак в воздухе конюшни, устроив из него дым без огня. Если взять какую-нибудь летучую, достаточно крепкую кислоту, например уксусную (в виде уксусной эссенции) или еще лучше соляную (крепостью до 20–25 процентов), налить ее в блюдце или в открытую чашечку и поставить в атмосферу, содержащую аммиак, то пары кислоты и газообразный аммиак соединятся в воздухе и получится твердая аммиачная соль в виде тончайшей пыли или дыма, который окутает чашечку так же, как клубы настоящего дыма[10].

Понятно, что выделение газообразного аммиака при разложении (гниении) растительных и животных остатков ведет к потере азота. Правда, этот аммиак из воздуха вновь попадает в почву с дождями, но для земледелия невыгодно терять азот в воздух. Поэтому все заботы при получении и хранении навоза состоят в том, чтобы не допустить этих потерь и заставить разлагаться навоз без потери аммиака.

Лучше хранить навоз не в конюшнях и скотных дворах, а складывать его в кучи или ямы, из которых навозная жижа должна стекать в более глубокий колодец. А главное, при этом надо часто поливать навоз навозной жижей, которая, пропитывая его, вытесняет из него отработанный воздух, а потом, стекая в колодец, втягивает свежий воздух. В таких условиях навоз быстро превращается в полезный для почвы перегной без потери азота в форме аммиака, с образованием ценного для растений питательного вещества — селитры.

Если такой перегной долго пролежит в определенных условиях, особенно перемешанный с почвой, то значительная доля находящегося в нем аммиака в конце концов превратится в селитру, которую в чистом виде можно получить выщелачиванием водой с последующим выпариванием.

Так именно и получали еще не так давно (до Великой Октябрьской социалистической революции) селитру из навоза. И теперь кое-где на юге Украины можно найти такие селитренные бурты из навоза, остатки старых селитренных заводов. Правда, селитра шла исключительно для пороховых заводов, так как о применении ее в земледелии тогда не было и речи. Но к середине прошлого столетия добыча селитры из навоза совершенно прекратилась, так как были обнаружены огромные залежи селитры в Южной Америке, в Чили, откуда и стали ее получать для военных целей и для сельского хозяйства.

Но как бы ни были велики залежи чилийской селитры, они могли быть исчерпанными при большом росте потребления на указанные нужды. Кроме того, зависимость всего мира от небольшой южноамериканской чилийской республики в таком вопросе, как повышение урожайности и особенно военного дела, заставила искать другие источники азота для приготовления селитры. Источник был найден — это наша атмосфера, состоящая на 4/5 из азота, который оказалось возможным превращать в селитру.

Необходимое оборудование: аптечная бутылочка белого стекла с пробкой, две стеклянные трубочки, раствор фенолфталеина.

Селитра из воздуха

Давным-давно был известен опыт ученого Кавендиша, в котором при электрическом разряде в воздухе азот сгорал в кислороде, соединялся с ним, давая разные окислы азота.

Среди этих окислов была азотная кислота, легко дающая селитру с любым основанием, например с известью.

Однако такое получение селитры из воздуха до конца прошлого столетия не применялось сначала из-за малой потребности в селитре, потом ввиду использования чилийских залежей и, наконец, вследствие того, что для получения селитры из воздуха требовалась электрическая энергия, тогда еще дорогостоящая. Только там, где можно было добыть дешевую энергию, стало возникать промышленное изготовление селитры из воздуха.

Впервые это дело получило развитие в Норвегии с ее водопадами, дающими дешевую электрическую энергию. Очень скоро норвежская селитра стала успешно конкурировать с чилийской. Но когда разразилась первая мировая война и среднеевропейские государства оказались отрезанными от источников чилийской селитры, необходимой для поддержания урожаев и еще больше — для военных целей, то единственным выходом было развить у себя изготовление селитры из воздуха. Для этого были разработаны многочисленные пути, среди которых одно из первых мест заняло получение селитры из воздуха в электрическом разряде. Современная азотная промышленность осуществила получение огромной мощности вольтовых дуг, в пламени которых происходит сгорание азота в кислороде с образованием азотной кислоты, дающей с известью селитру.