Витамины урожая

• Ответы на задачи, напечатанные в № 5
• Штепсель-светлячок
• Рационализация. Настольный зонтик
• Все ли хорошо, что вкусно?
• И. Зверев — приручая плазму

Мелиорация в переводе с латыни означает «улучшение». Не только брать от земли ее плоды, но и заботиться о ней, делать ее плодороднее, богаче — вот главная задача мелиорации. Октябрьский (1984 г.) Пленум ЦК КПСС выдвинул эту задачу в разряд наиважнейших. Для решения ее объединен общей целью труд людей многих специальностей — биологов и инженеров, механизаторов и агрономов, гидротехников и строителей. И конечно, одни из главных в этом ряду — специалисты-химики.

К изобретению горьковских химиков, о котором наш рассказ, полеводы отнеслись поначалу весьма скептически. Шутка ли, столько всегда хлопот с этими микроудобрениями, столько переживаний, когда один ливень может перечеркнуть всю работу, а здесь предлагают разом решить извечную задачу земледельца. И предлагают-то всего-навсего рассыпать на многогектарном поле мешок-другой невзрачных, неотличимых от комочков засохшей земли гранул и в течение пяти лет не знать забот. Более того, ученые еще пояснили: с помощью хорошо рассчитанного, разумного полива можно добиться, чтобы растения получали питание в самый нужный момент и в рекомендуемом сельскохозяйственной наукой количестве…

В мировой практике ничего подобного не было. Поэтому экспериментальным результатам химиков не слишком верили. Однако и возражать против широкого практического испытания земледельцы не стали, поскольку риска для урожая никакого, а расходы оказывались совсем незначительными.

Минуло несколько лет, прошел контрольный срок, назначенный горьковчанами. В город на Волге со всех концов страны — из Нечерноземья, Ставропольского и Краснодарского краев, Средней Азии — шли долгожданные отзывы полеводов на внедренное новшество. И какие! Везде, где применяли новые удобрения, под зерновые ли культуры, овощи или хлопчатник, сократились сроки созревания, заметно повысилась урожайность.

Что же это за удобрения? Название у них необычное — «пролонгированные», что справедливо будет понять как «долгодействующие». О том, что они собой представляют и как появились на свет, стоит рассказать подробно, поскольку история их создания во многом поучительна.

Когда в нашей стране была принята Продовольственная программа, ученые самых разных специальностей откликнулись на это целенаправленным поиском возможных точек соприкосновения своей научной области и проблем сельского хозяйства. Думали об этом и в исследовательской группе Научно-исследовательского института химии при Горьковском университете, которой руководит заслуженный деятель науки и техники РСФСР профессор И. Б. Рабинович.

Не сразу открыли для себя ученые ту проблему, где их собственные интересы встретились с заботами земледельцев. Мы давно знаем, что химия многое дает сельскому хозяйству: минеральные удобрения, средства борьбы с вредителями и болезнями растений. Это,

как принято говорить, большая химия, химия циклопических реакторов, энергичных процессов. Горьковчане занимались совсем иной химией — сугубо лабораторной, тихой, где счет идет не на миллионы тонн, а на граммы и миллиграммы. Они вели фундаментальные исследования термодинамики химических процессов, в частности ионообменных. Любознательный читатель, наверное, сразу вспомнит, что такие процессы в технике не новинка. С их помощью, например очищают и опресняют воду.

Горьковские химики, ища приложение своим знаниям, решили перебрать наиболее острые проблемы сельского хозяйства. Так в поле зрения ученых попала проблема микроудобрений… Само слово «микро…» показалось им очень родственным, близким. А когда вникли в проблему, убедились, что нашли дело, в котором они-то и должны помочь.

Микроудобрениями называют вещества, содержащие так называемые микроэлементы. А почему, спросите, микроэлементы? Только потому, что растению (равно как и нам с вами) они нужны в микроскопических дозах. Железо медь, марганец, молибден… В рационе питания растений эти микроэлементы составляют мизерные доли. Но попробуйте лишить их, скажем, меди — они заболеют «белой чумой», увянут с побелевшими кончиками листьев. Мало в почве цинка — растения задерживаются в росте, не хватает бора — уменьшается число цветков и завязей, плоды опадают несозревшими. Без молибдена растения плохо усваивают азот, без марганца у них замедляется обмен веществ… А снабжать растение всем этим жизненно необходимым — дело непростое, хлопотное. В почву микроудобрения вносят в виде солей металлов, которые, как правило, хорошо растворимы в воде. Это, с одной стороны, хорошо — растение усваивает микроэлементы из водных растворов. Но ведь силу и количество дождей мы контролировать не можем. Вот и получается: внесли микроудобрения, а тут грянул ливень, и львиная доля наших микроудобрений с поля уплыла… Труд насмарку, ценные вещества впустую потрачены.

Где искать решение проблемы? Не попытаться ли каким-то образом сделать микроудобрения менее растворимыми?.. Немало вопросов возникало у ученых. Но это был тот случай, про который образно можно сказать, что зерно попало в благодатную почву. Оказалось, ионный обмен, тонкости которого горьковчане много лет изучали, вещества-ионообменники, которые все эти годы были под рукой,— это и есть решение проблемы.

Уже давно известны вещества, способные поглощать из раствора ионы металлов, а взамен выделять другие ионы того же знака. Такие вещества называют ионообменниками, если они твердые — ионитами. Предположим, нам надо приготовить микроудобрение с медью. Берем раствор медного купороса, высыпаем в него гранулы ионита (горьковчане решили использовать для этого природные полимеры — цеолиты, невзрачные с виду пористые камушки). Через определенное время ионит в обмен, скажем, на ионы водорода насыщает поверхность своих многочисленных микропор ионами меди. Медь в этом случае присоединяется довольно крепко, образуя, как говорят химики, труднорастворимое соединение. Микроудобрение готово. Похоже поступают, когда нужно запасти в гранулах цеолита любой другой микроэлемент — надо лишь взять соответствующий раствор. Потом гранулы разных микроэлементов перемешивают и вносят в почву. В зависимости от климата, состава почвы, количества осадков такие пролонгированные удобрения могут питать растения в течение 3—5 лет. Дожди или искусственный полив постепенно вымывают из цеолита тот или иной микроэлемент. Мало дождей — питание растений скудное, много — вымываемая доза микроэлементов возрастает… Подмечаете, какая заманчивая возможность возникает у полеводов? Ведь они, зная количество осадков, скорость растворения микроэлементов, могут, используя искусственный полив, дать растениям питания ровно столько, сколько нужно и, скажем, увеличить его именно в нужный период! Теперь, когда к мелиорации приковано особое внимание, пролонгированные удобрения способны сыграть немалую роль для сельского хозяйства.

Конечно, такую удачу можно во многом объяснить счастливым стечением обстоятельств — ведь химикам по сути дела, даже придумывать ничего особенного не пришлось. Правильно. Только удача в любом деле важна. А случай этот еще раз показывает: и чисто научные исследования всегда «заряжены» выходом в практику. Выход может быть самый неожиданный, который трудно заранее предсказать. Но поиск всегда себя оправдывает.

Если бы горьковские химики посчитали проблему для себя закрытой, задачу решенной, то никто бы их, наверное, не упрекнул. Напротив, за свою работу они заслужили бы благодарность полеводов. Но не в характере настоящих исследователей, взяв высоту, не оглядеть открывшийся с нее горизонт. Проверив в экспериментах свое изобретение, они задались новым вопросом: все ли в их решении рационально?

Первым делом прикинули возможную стоимость пролонгированных удобрений. Даже в первом приближении она оказывалась вполне приемлемой. Можно было бы посчитать вопрос закрытым. Но горьковчане продолжали искать слабые места в технологии. И нашли! Самое неразумное, долгое и трудоемкое — это готовить растворы микроэлементов. Нужно особое сырье, его переработка… Словом, целое производство. Как сделать этот этап технологии более удобным, дешевым? Кто-то чуть ли не в шутку предложил: что может быть дешевле отходов, давайте поищем на свалках… Готовое сырье для изобретенных удобрений в самом деле нашли, можно сказать, на свалке. На его роль подошли отходы всевозможных гальванических производств. Прежде у работников никелировальных, хромировальных и прочих электрохимических производств было много хлопот с водой, остающейся в гальванических ваннах. Теперь оказывается, что она-то как раз и подходит в качестве сырья при производстве микроудобрений.

Понятно, после такой полезнейшей находки горьковские химики имели все основания передать работу практикам и целиком отдаться своим теоретическим исследованиям. Но, как говорят, аппетит приходит во время еды. Или применительно к научным исследованиям это может звучать так: надо быть последовательным до конца. Цеолиты — это природное сырье, пусть даже недорогое, но его необходимо добывать, перерабатывать, перевозить… А может быть, подходящими для дела свойствами обладает еще какой-нибудь отход?

Горьковские химики провели широкую ревизию самых разных производств. В результате выяснилось, что целлюлознобумажные комбинаты могут обеспечить ионитами практически любые потребности промышленности пролонгированных удобрений, не затратив на это ни копейки! Потому что эти комбинаты вырабатывают целые горы нужного ионита — лигнина. До сих пор никто не знал, куда его девать. Лигнин был самым заурядным, никчемным отходом. Теперь он в виде пористых коричневатых гранул будет служить своеобразной кладовой микроэлементов для хлопка, пшеницы, помидоров долгие годы.

Чтобы производить микроудобрения пролонгированного действия, необязательно строить особые заводы или цехи. Достаточно поставить нехитрую, спроектированную в том же Научно-исследовательском институте химии установку на любом предприятии, где есть крупное гальваническое производство. Состоит она из колонн, которые заполняют гранулами ионита и заливают отработанной водой гальванических ванн. Катионы металла осаждаются на поверхности гранул. Затем гранулы подсушивают. Удобрение готово. А о том, как оно служит, уже было сказано.

В. МЕИЕРОВ инженер-химик, г.Горький

Рисунки А.АННО
Постовой: Николаев билеты на поезд легко приобрести недорого.

ЮТ №1 1985 год |