نگاه اجمالی
برای کمک به تولید مقدار مواد غذایی کلان کشاورزی باید به روش علمی جدید انجام گیرد و در این صورت به انواع مواد شیمیایی کشاورزی ، از جمله کودهای گوناگون ، انواع داروی بیماری های حیوانی و گیاهی ، مواد آفت کش ، مواد مکمل غذایی و بسیاری دیگر از این قبیل نیازمندیم که باید آن ها را به طریق صنعتی تهیه کنیم . بدیهی است که تهیه غذای کافی برای جمعیت در حال انفجار روی زمین فقط با درک شیمیایی تولید مواد غذایی و به کار بستن همه جانبه فنون جدید تولید مواد غذایی ممکن می شود .
گیاهان منبع اصلی مواد غذایی ما هستند . ما گیاهان یا گوشت جانوران گیاه خوار را می خوریم . رشد گیاهان مستلزم دمای مناسب ، مواد مغذی ، هوا ، آب و گرفتار نشدن به انواع بیماری های ناشی از آفات مضر و علف های هرز است . برای گیاهان ، مواد مغذی مناسب و موادی برای رهانیدن آن ها از ابتلا به بیماری های گوناگون فراهم می آورد .
تاریخچه
بعضی از تمدن های باستانی به تجربیات مفیدی در کارهای کشاورزیدست یافته اند که به طور مستقیم در تاریخ ثبت نشده است . در عصر رومیان کاتوی کبیر اشاراتی دارد به انتخاب تخم ، تهیه کود سبز با گیاهان تیره نخود ، آزمایش خاصیت اسیدی خاک ، استفاده از خاک های آهکی ، ارزش یونجه و شبدر ، ترکیب نگهداری و استفاده از کود حیوانی ، ترتیب چرای حیوانات اهمیت چهارپایان در عملیات کشاورزی و مانند آن ها . این گونه پیشرفت ما که مبنای تجربه عملی داشته ، گاه به گاه در جریان تاریخ به دست آمده و از میان رفته است .
آرتور یانگ در قرن هجدهم در انگلیس علم جدید کشاورزی را بنیان نهاد . او به عنوان نخستین پژوهشکر مشهور کشاورزی گسترده ، سیستمی برای گسترش جهان مشمول یافته است . در سال 1840 یوستوس فون لیبیگ کتاب خود را با عنوان کاربردهای شیمی آلی در کشاورزی و فیزیولوژی منتشر کرد . لیبیگ را به خاطر کارهایی که انجام داده بود ، پدر علم جدید خاک شناسی نامیدند .
انقلاب صنعتی ، ابزار و توان بهتری فراهم آورد که کارهای فیزیکی – کشاورزی را نسبتا آسان کرد . اما ، حتی امروزه با بهترین تخمین ، دو سوم کشاورزی جهان عقب مانده است .
رشد خاک
خاکهای طبیعی منبع مواد مغذی برای گیاهان استخاک سطحی شامل بیشترین مقدار زنده و هوموس حاصل از موجودات معدنی و آلی است . خاک زیرین شامل مواد معدنی و مواد آلی است . اکسایش جزیی مواد آلی در فضای بسته زیر خاک و مصرف اکسیژن آن ، باعث تولید در اکسید کربن می شود . افزایش این گاز در خاک باعث اسیدی شدن آب های جاری زیر زمین می شود .
دلیل عمده جذب و جذب سطحی آب در خاک وفور اکسیژن در ساختمان شیمیایی غالب مواد خاکی است که چند نمونه آن ها سیلیکات ها ( SiO3-2 ) ، فسفات ( PO4-3 ) و کربنات ( CO3-2 ) هستند . خاک هایی که تراوایی خوبی دارند ، آب را در جریان طبیعی از تمام منافذ کوچک خود می گذرانند .
جاری شدن آب از میان خاک ، امری ضروری است ، زیرا برای کشت و تهیه یک کیلوگرم ماده غذایی ، صدها لیتر آب لازم است . خاک ها ، نه تنها به علت اکسید شدن مواد آلی ، بلکه به علت آب شویی گزینشی توسط جریان آب در زمین ، نیز اسیدی می شوند .
تاثیر عناصر موجود در خاک در رشد گیاهان
نمک های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی ، بیشتر نمک های فلزات گروه ( ш ) و فلزات وابسته در آب محلولند . گیاهانی که در از عنصر را جذب می کنند و برای انسان مضر و سمی هستند . اگر هموس که منبع مواد مغذی برای گیاه است تجزیه نشود ، خاک ارزش حاصلخیزی ندارد و به آن ها کودهای فسفات و پتاس می افزاید . ترکیبات شیمیایی خاک ها ، منعکس کننده ترکیب پوسته زمین ، ترکیب سنگ های مادر و فعالیت های فیزیکی و شیمیایی است که حین تشکیل خاک و پس از آن صورت می گیرد .
سیلیسیم در مقایسه با اکسیژن ، عنصر محوری خاک است . خاک سیاه ماده آلی فراوانی دارد . خاک قرمز ، احتمالا آهن زیاد دارد و خاک سفید شدیدا آب شویی شده و کیفیت مناسبی ندارد . مواد مغذی اولیه خاک نیتروژن ، فسفر و پتاسیم است . غالب گیاهان در خاک های غنی از نیترات رشد می کنند . منبع عمده ذخیره نیتروژن در خاک ، موجودات مرده و فضولات حیوانی است .
فسفر نیز مانند نیتروژن باید به صورت یک ماده معدنی یا غیر آلی در آید تا مورد استفاده گیاه قرار گیرد . یون پتاسیم یک عنصر کلیدی در تنظیم آنزیمی تبادل قندها ، نشاسته ها و سلولز است . کلسیم و منزیمم به صورت یون های ( Ca+2 ) و ( Mg+2 ) ، مواد مغذی ثانویه برای گیاه هستند . آهن ، یک جز اصلی واکنش یاری است که در تشکیل کلروفیل یا سبزینه گیاه دخالت دارد .
کودهای طبیعی مکمل خاک
کود شیمیایی علاوه بر داشتن یون مطلوب ، آن یون را به صورتی در خاک جای می دهد که گیاه بتواند آن را به طور مستقیم جذب کند . کودهای نیترات جامد از آمونیاک تهیه می شود . اوره یکی از مهم ترین مواد شیمیایی جهان به شمار می آید . زیرا هم به عنوان کود و هم به ماده مکمل غذایی چارپایان مصرف می شود . سنگ فسفات و پتاس ، دو ماده معدنی مهمی هستند که می توان آن ها را از معدن استخراج کرد ، سایید و به گرد ، آن ها را مستقیما به خاک های فاقد این مواد افزود .
کودهای فسفات به صورت سوپر فسفات که انحلال پذیری بیشتری دارد ، استفاده می شود .
ایجاد رشد گیاهان
علاوه بر کودهایی که به فرآیندهای طبیعی رشد زیست شیمیایی گیاهان یاری می دهند ، موادی به نام افزاینده رشد گیاهان ، موجب نوعی رشد متعارفی و یا غیر طبیعی می شوند . اتیلن یا استیلن ، شکوفایی و گل دهی آناناس را زیاد می کنند . اکسین ها موجب دراز شدن سلول های نهال می شوند . شاید مهم ترین تنظیم کننده های رشد گیاهان گروهی از مواد باشند که به نام گیب برلین ها معروفند .
حفاظت گیاهان برای تولید مواد غذایی بیشتر
هر ساله ، یک سوم محصولات غذایی جهان بر اثر آفات ( بیماری های ناشی از ویروس ها ، باکتری ها ، قارچ ها ، جلبک ها ، علف های هرز و کرم حشرات گیاه خوار ) از میان می رود . آفت کش ها دفاع شیمیایی برای مقابله با آفت به شمار می روند . دو نوع آفت کش داریم :
حشره کش ها و آفت کش ها
مصرف حشره کش هایی مانند ( DDT ) موجب شده است که به دیگر اشکال حیوانی ، مانند ماهی ها و پرندگان آسیب جدی برسد . بسیاری از حشره کش ها برای انسان ، بسیار سمی تر از ( DDT ) است . از این جمله مواد غیر آلی ، ترکیبات آرسنیک دار و انواع بسیاری از مشتقات فسفر که ما آن ها را در محیط زندگی حود و در منابع آب وارد می کنیم . از طرف دیگر اگر استفاده از آن ها را کنار بگذاریم باید با انواع بیماری ها مواجه شویم .
علف کش ها
علف کش ها ، گیاهان را می کشند . این مواد ممکن است گزینشی باشند و فقط گروه خاصی از گیاهان را از بین ببرند یا ممکن است غیر گزینشی باشند و زمین را از هر گونه حیات گیاهی پاک کنند .
باسلام