1、使用化肥是保障农业增产的重要措施，它为解决迅速增长的人口吃饭问题建立了不可磨灭的功绩。农药可杀灭与我们争夺粮食的害虫，消灭与农作物争夺营养的杂草以及莠蚀种子和作物的霉菌。挽回作物的损失，在农业生产和粮食贮存中得到广泛的应用，此外在林业畜牧业和控制人类健康的传染病方面，农药也同样做出了贡献。,课题1 化肥与农药,第一课时,一、化肥为农作物补充必要的营养元素。,1、常见化肥简介,1）氮肥,作用：氮是作物体内蛋白质，核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能使作物的茎，叶生长茂盛，叶色浓绿。,氮肥：尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等,碳酸氢铵：强烈的刺激性味道，主要是因为本身 的化学性质不稳定，释放出氨气
2、的味道。,硝酸铵：目前，生产硝铵有两种，一种是白色粉 状结晶，一种是白色或浅黄色颗粒，硝铵吸湿性 强，易结块，潮解，发生“出水”现象，极易溶于水。,尿素：CO(NH2)2可溶于水成无色透明液体。,2）磷肥,作用：促进作物根系发达，增强抗寒，抗旱能力，促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满。,钙镁磷肥Ca2（PO4）3 和Mg3（PO4）2,过磷酸钙Ca（H2PO4）2H2O和CaSO4，深灰色、 灰白色，疏松状物。水溶性速效磷肥，弱酸性。,重过磷酸钙（Ca（H2PO4）2H2O：小粒状固体， 微酸性，外观呈灰色或暗褐色，适宜长途运输和 贮存，易溶于盐酸，硝酸，溶于水后，几乎不溶于 乙醇，受潮后易
3、结块，加热失水。,3）钾肥,作用：促进作物生长健壮，茎秆粗硬，增强对病害虫和倒伏的抵抗能力，促进糖分和淀粉的生成。,钾肥：草木灰（K2CO3）、氯酸钾、硫酸钾、 硝酸钾等产自固态钾盐矿、液态钾盐卤、工农业 含钾的副产品和肥料。,4）复合肥,作用：含两种或两种以上营养元素的化肥。,5）微量元素肥料,作用：调节作物生长发育，增强抗病能力,磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸氢二铵(NH4)2HPO4、 硝酸钾(KNO3)、KH2PO4。,二、磷肥、钾肥的生产,农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。磷肥和钾肥主要以它们的天然矿物为原料生产。磷肥以磷矿石（主要成分为Ca5（PO4）3F)为
4、原料，经硫酸处理，使之变为植物可以吸收的可溶性磷酸盐过磷酸钙简称普钙，它是目前使用最广泛的磷肥。相关反应式为： 另一种常用的磷肥是钙镁磷肥（主要成分是Ca2（PO4）3 和Mg3（PO4）2）它是一种缓效的多元复合肥，另外，从炼钢废渣中可以生产钢渣磷肥,1、钾石盐矿是生产钾盐的主要资源。其主要成分为氯化钠和氯化钾工业上通常采用溶解结晶法方法得到氯化钾。想一想这是利用了什么原理?2察尔汗盐湖的百万吨钾肥工程成为我国西部开发的标志性工程，请你查阅有关资料，分析当地的自然条件给钾盐生产带求了哪些有利和不利因素？,思考与交流,提示：氯化钠溶解度随温度变化不大；氯化钾 溶解度随温度变化较大,察尔汗盐湖位
5、于柴达木盆地中南部。海拔2670米，南距格尔木约60公里，北距大柴旦110多公里。南北宽40多公里，东西长140多公里，总面积为5800多平方公里。它是柴达木四大盐湖中面积最大、储量最丰的一个，也是我国最大的天然盐湖，在世界排名第二。 察尔汗盐湖，是一个以钾盐为主，伴生有镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产的大型内陆综合性盐湖。它有着极为丰富的钾镁盐资源，其储量达500亿吨，是我国钾镁盐的主要产地。,三、氮肥的生产,农业生产中用量最大的氮肥，却不能像磷肥、钾肥那样可以从地壳中储量丰富的无机盐中得到。,思考与交流,下列是几种补充土壤氮肥的方案请你试着分析和评价,方案1、利用硝酸钠矿藏1809年在南美洲的
6、智利发现了个很大的硝酸钠矿(称为智刮硝石)、1880年以后硝石工业发展迅速每年由于硝石出口所获得的税收成为智利政府的主要财政来源 直至120世纪初。由硝石提供世界上50%氮肥。,利用硝石制取氮肥方法可行，但硝石不可再生，原料有限,方案2、 电弧法高温固定氮人们效仿自然界雷电作用。使氮氧化后被雨水带到地表的过程，采用人工电弧所产的高温将空气加热到3000以上。这时空气中的氮就有少量与氧化合生成氮的氧化物，然后迅连用水或石灰乳吸收制造硝酸或硝酸钙，利用这种方法可得到质量分数约为30%的硝酸或硝酸钙；每度(kWh)电可产生70克硝酸。,原料源源不断，但制备条件高，难度大，成本高，不经济,方案3、炼焦
7、副产氮肥19世纪初炼焦工业已经兴起，煤中含有1%-3%的含氮化合物在炼焦或其他煤的气化过程中约有20%的合氮化合物转变成氨，并与水分一起冷凝成氨水、人们就用硫酸中和稀氨水制造硫酸铵。这种工艺逐渐取代硝石在氮肥中的地位至今硫酸铵仍然是炼焦厂的一项重要副产品。,利用炼焦工业的副产物生产氮肥，既对原料充分利用，又防止环境污染，且用此方法生产硫酸铵操作简单易行，成本低。,目前，农业使用最多的氮肥，如尿素，硝酸铵和碳酸氢铵等，大多以合成氨生产的氨为原料生产。例如：,（1）尿素的制备,原理：将氨与CO2在一定条件下进行反应生产氨基甲酸铵，然后对产物进行脱水得到尿素。,(2)硝酸铵的制备,原理：利用氨气在一
8、定条件下进行催化氧化得到硝酸，然后再与氨气反应制取硝酸铵。,氨的催化氧化,PtRh 4NH3+5O2 =4NO+6H2O800C,一氧化氮的氧化：2NO+O2 = 2NO2,二氧化氮的吸收：3NO2+H2O = 2HNO3+NO,4、HNO3+NH3=NH4NO3,全国单套最大的尿素生产装置,试验表明，N、K、P等元素在植物体内能够产生相互促进作用，可使植物生长发育均衡，复合肥料对植物的肥效优于单一肥料，所以农业生产中也使用各种复合肥料，如铵磷复合肥，硝磷复合肥等，根据土壤营养情况，也可以将单一肥料自行配合使用。,应用：化肥中的铵态氮肥为何不能与草木灰混用？ 【提示】 不能；草木灰的主要成分是
9、K2CO3，此外还有K2SO4和KCl。草木灰溶于水时显碱性，遇铵盐发生如下反应 NH4OHNH3H2ONH3H2O，从而使肥效降低。,硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。试回答下列问题： (1)某硫酸铵肥料，实验测得氮的质量分数为20%，这种样品中可能混有( ) A碳酸氢铵 B硝酸铵 C氯化铵 D磷酸氢二铵,(2)下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是( ) A硝酸铵 B草木灰 C过磷酸钙 D氯化钾 (3)田间一次施用化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是( ) A根细胞从土壤中吸收的养分过多 B根细胞不能从土壤中吸水 C根系不能将水向上运输 D根系加速了呼吸作用，释放的能量过多,【
10、解析】 (1)硫酸铵含氮量为21.2%20%，则必定含有含氮量比20%小的一种化肥，经计算只有NH4HCO3含氮量低于20%。(2)硫酸铵为铵态氮肥，这种肥料不能跟碱性物质混合使用，因易产生挥发物质氨气，降低肥效；硝酸铵、过磷酸钙Ca(H2PO4)4H2O、CaSO4都显酸性，氯化钾显中性，而草木灰的主要成分是K2CO3，水解显碱性。(3)当施用化肥过多时，根细胞不能从土壤中吸水而发黄。 【答案】 (1)A (2)B (3)B,在植物生长过程中，施用氮肥能使枝叶繁茂、磷肥能使果实饱满、钾肥能使茎秆健壮。种植吃叶的蔬菜(如青菜)，应施用较多的化肥是( ) A磷肥 BNH4NO3 CK2SO4 D
11、微量元素肥料 【解析】 食用叶的蔬菜应使其叶部更繁茂才好，结合题干信息，应多施用氮肥。故选B。 【答案】 B,例题,某合成氨厂的日产氨能力为30吨，现以氨为原料生产硝酸，若硝酸车间的原料转化率为92%，氨被吸收为NH4NO3的转化率为98%，求硝酸车间日产硝酸多少吨才合理？,设日产HNO3的质量为x，NH3用于生产HNO3的 质量为y由各步反应方程式得氨氧化制HNO3的 关系为：,答案：硝酸车间日生产能力为52.76 t才合理,【点评】 化肥的不合理使用会带来很多环境问题。一方面是化肥中常含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质，施入土壤后形成潜在的土壤污染；另一方面化肥在施用过程中因某些成
12、分的积累、流失或变化，造成土壤退化和水、大气的污染。根据当地的实际情况合理使用化肥和农药。化肥的施用要以尽量少的投入、尽量小的对环境的影响来保持尽量高的农产品产量及保障食品品质。,查阅有关资料，了解我国化肥生产是否满足农业生产的需要；氮磷钾生产结构是否合理?针对目前的状况提出你的建议。,玻璃微肥农作物生长除了需要氮、磷、钾等大量元素外还需要铁、锰，锌、铜、硼、稀土元素等微量元素；含有这些微量元素的酶和维生素是作物体内营养物质形成和新陈代谢不可缺少的物质，玻璃微肥的生产原理是将作物所需的微量元素素固定在玻璃细粉颗粒中，由于玻璃微溶于水。微量元素就可以从玻璃中缓慢释放出来、实际生产中选用废破璃、粉
13、煤灰、炼钢炉渣和矿石等力原料生产玻璃微肥，玻璃微肥具有不易被雨水冲洗、肥效时间长、不污染环境等特点在充分利用固体废弃物方面更具有化势。,四、农作物的保护神农药,世界上因病害、虫害和草害所造成的粮食减产约占产量的30%-40%，化学防治在综合防治中占有重要的地位，为寻找高效、低毒、低残留的农药，克服害虫的抗药性，需要不断的研究发现新物质来解决这些问题。,何谓农药？ 【提示】 农药是指那些可以杀灭农作物病、虫、草害和鼠害等或能调节植物或昆虫生长周期，从而使农业生产达到增产、增收的化学物质。化学农药是用化学方法合成的一大类物质，有杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等。,1、杀虫剂与虫害的防治 阅
14、读与思考：第1、2自然段总结防治虫害的方法有哪些？人们为寻找高效、低毒、低残留的农药经历了哪些过程？与农药有关的元素在周期表的什么位置？,天然物质防治虫害（如燃烧艾嵩、烟草等）化学方法防治虫害（含砷、硫的无机物含氟、氯的有机物含磷有机物）。 第一代农药：天然产物和无机物；第二代农药：有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类；第三代农药：拟除虫菊酯、特异性农药。,拟除虫菊酯：指一类结构或生物活性类似天然除虫菊酯的仿生农药，是在仿造天然除虫菊花有效成分及其化学结构的基础上发展起来的高效、安全新型杀虫剂。,第三代农药的开发简介,70年代后以研究从天然除虫菊科植物中提取的除虫菊酯杀虫剂为契机，开始了天然源农药
15、的研究，人们不但实现了它的合成，又以它为先导结构进行了仿生合成，已知制出的多种拟除虫菊酯类农药的杀虫效果甚至大于过去的某些农药数倍到数十倍，而且是低毒、用量少、低残留农药。 此外，科学家们不但研制出昆虫绝育剂、驱避剂等药物，而且还从昆虫体内分离出多种包括性、食物及产卵的引诱剂。极少量这类药物，在诱捕阱的配合下，一次可捕杀大量害虫。 近年来出现一些作用机理特殊的农药如：1996年投入市场的“新奇农药商品”是第一个植物活化剂或称植物引发剂，它本身并无抑菌和其它生物活性，施用后却能使植物体内获得内吸性抗性(简称SAR)，以抵御真菌性病毒侵入。又如昆虫甲壳素抑制剂氟铃脲能通过抑制形成昆虫壳体的甲壳素的
16、生成来杀死害虫，但它却是对环境高度安全的，为此它和另外两种农药即：除草剂二氟吡隆和昆虫生长调节剂双苯酰肼共同获美国总统绿色化学奖。,2、病害和草害的防治,在自然界中，由真菌引起的植物病害占植物病害总数的80以上，1845年前后，一种由霉菌导致的马铃薯晚疫病在欧洲大泛滥。这种病以飞快的速度传播着，使欧洲 56的马铃薯被毁坏。那时欧洲人以马铃薯为主要粮食，马铃薯晚疫病致使北爱尔兰的800万居民处于饥荒之中，100万人被饿死，或因身体虚弱生病而死。1879年，葡萄霜霉病在法国的葡萄园中大流行，这也是由霉菌引起的病害，它严重毁坏了法国各地的葡萄园，使誉满世界的法国的葡萄酒酿造业一度陷于停顿。 波尔多液
17、是最早的保护性杀菌剂之一，是一种广谱无机杀菌剂，是由硫酸铜和石灰乳混合而成的一种天蓝色胶状悬浮液。杀菌的主要成分是碱性硫栈铜，粘着力强，药液喷在植物表面可形成一层薄膜，不易被雨水冲刷，残效期长。而内吸性杀菌剂能渗入植物组织或被植物吸收并在植物体内传导。多数为单向向顶传导，而少数药剂可以双向传导。这类内吸性杀菌剂保护植物免受病菌侵害，并抑制已经侵入植物组织的病菌生长，或者使植物免受病害。,2农药在植物体内的残留 农药在土壤中受物理、化学和微生物的作用，按照其被分解的难易程度可分为两类：易分解类（如2，4-D和有机磷制剂）和难分解类（如2，4，5-T和有机氯、有机汞制剂等）。难分解的农药成为植物残
18、毒的可能性很大。 植物对农药的吸收率因土壤质地不同而异，其从砂质土壤吸收农药的能力要比从其他粘质土壤中高得多。不同类型农药在吸收率上差异较大，通常农药的溶解度越大，被作物吸收也就越容易。例如，作物对丙体666的吸收率要高于其他农药，因为丙体666的水溶性大。不同种类的植物，对同一种农药中的有毒物质的吸收量也是不同的。例如，对有机氯农药中艾氏剂和狄氏剂的吸收量：洋葱莴笋黄瓜萝卜 胡萝卜。农药在土壤中可以转化为其他有毒物质，如 DDT可转化为 DDD、DDE，它们都能成为植物残毒。一般说来，块根类作物比茎叶类作物吸收量高；油料作物对脂溶性农药如 DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高；水生作物的
19、吸收量比陆生植物高。,农药残留及其危害通常有几种途径？ 【提示】 农药残留及其危害主要有两种途径： (1)施用药剂对农作物的直接作用以及农作物对土壤等环境中残存农药的吸收。例如：在接近收获期施用过多过浓的农药，会造成农产品中残留农药过量。农药对作物这种污染取决于农药本身的化学性质、加工剂型以及施药时间和方式等，也与农作物的品种、特性有关。 (2)通过食物链造成的富集。,在农田滋生的杂草，会与作物和栽培植物争光照和CO2，争土壤水分、养料和肥料，争夺生存空间，降低土壤温度，影响作物生长。 传统方法缺点：费时、费事； 化学除草剂（除莠剂）优点：杀死杂草而不伤害作物，节省大量劳力，有利于农业机械化发
20、展和耕作栽培技术的更新。,杂草的防治与危害,科学视野,以除草剂2、4D极其结构变化为例，观察化学家是怎样分析和改变其结构而影响其药效的？,苯环及其取代基的变化：氯原子的取代数目和位置以及甲基的引入对活性有重要影响也可用其他杂环或稠环代替苯环。 侧链的变化：脂肪酸的碳链长度对活性也有重要影响。 羧酸基团的变化：将羧酸变成盐。酯、酰胺等羧酸衍生物可以调节除草剂的选择性。例如。这类除草剂对阔叶杂草共有高度的活性。但对禾本科杂草却无活性。因此，般用来防治谷类作物以及牧场、草地中的双子叶杂草。,植物生长调节剂,亦称植物生长调节物质。指那些从外部施加给植物，只要很微量就能调节、改变植物生长发育的化学试剂。
21、除了植物激素从外部施加给植物作为生长调节剂外，更多的植物生长调节剂，是植物体内并不存在的人工合成有机物，主要有：一是植物激素类似物，例如与生长素有类似生理效能的吲哚丁酸、萘乙酸、2，4-D等，与细胞分裂素有类似生理效能的激动素和6-苄基氨基嘌呤等。二是生长延缓剂，有延缓生长作用，降低茎的伸长而不完全停止茎端分生组织的细胞分裂和侧芽的生长，其作用能被赤霉素恢复，例如矮壮索（CCC）、丁酰肼（B9）、调节安等。三是生长抑制剂，也有延缓生长的效果，但与生长延缓剂不同，它们主要干扰顶端的细胞分裂，使茎伸长停顿和顶端优势的破坏，其作用不能被赤霉素恢复，例如青鲜素（MH）等。另外，由于除草剂大都是人工合成
22、的生长调节剂，因此，有人把除草剂也作为一大类生长调节剂。植物生长调节剂，在农业生产上，可分别用在促进或抑制植物的营养生长，促进或抑制种子、块根、块茎的发芽，防止或促进器官的脱落，促进生根、座果和果实发育，控制性别分化、诱导和调节开花，催熟或延迟成熟和衰老，以及杀死田间杂草等方面。,乙烯对多种作物有促进成熟，早熟增产等效果。但乙烯是气体，难用于大田生产，而一种人工合成的化学调节剂乙烯利能被吸收，在体内释放乙烯，起到跟应用乙烯气体同样的效果：,五、化肥、农药的合理使用与环境保护,农药危害：破坏害虫与天敌之间的平衡，造成蜜蜂大量死亡、家蚕中毒。造成土壤和作物的农药残留，造成毒害水生生物和污染水源。,
23、化肥的合理使用：考虑土壤的酸碱性、作物营养状态等因素外，还必须根据化肥本身的化学性质进行科学使用。如硫酸铵使用于雨水充沛的地区；而硝酸铵使用于比较干燥的地区且和其它肥料混合使用。不合理使用造成土壤酸性增强，土壤板结，水体富营养化，产生水华等污染现象。,阅读下列材料，交流是否应该完全取缔化学农药的使用。,停,寂静的春天简介,1962年6月纽约人杂志分三次发表了卡逊女士寂静的春天缩写本，9月出版全书。书是从一个震撼人心的“明天的寓言”讲起： “一个美丽而充满生机的美国中部小城，以其鸟类丰富多彩而驰名，当候鸟蜂拥而至的季节，人们会长途跋涉来这里观光。 一天随着一批携有杀虫剂居民的到来，很快发生许多不
24、祥变化。神秘的疾病袭击成群小鸡；牛羊也病倒和死亡；孩子在玩耍时突然倒下，几小时后已经死去。能看到几只战栗小鸟，也已不能飞翔。小路两旁只有焦黄枯萎的植物，小溪也失去生命，因为水中已经没有鱼类。人从梦中醒来，再也听不到鸟儿歌唱，原野、森林和沼泽都是一片沉寂，一切声音都没有了，只有可怕的寂静”卡逊在寓言最后说：“我知道并没有一个村庄经受过所描述的全部灾难，但其中某些灾难在有些地方确已发生”。 寂静的春天一经问世，很快遭到一片诋毁之声，并由此引发长达数年之久的杀虫剂论战。当时纽约时报的一条消息说：寂静的春天现在已成“喧嚣的夏天”。 论战是从对卡逊冷嘲热讽及人身攻击开始的，随后美国氰氨、孟山都和维希克尔
25、等杀虫剂厂商，在农业部的暗中支持下，在对她开展强大攻势的同时还扬言要付诸诉讼，一些媒体也推波助澜，如时代周刊的评论中说：卡逊由于处理问题过于简单，所提出的许多引起人们恐慌的推论都是毫无根据的，是彻头彻尾错误的。,滥用杀虫剂造成恶性循环,药物DDT,DDT是一种不易分解的、化学物质十分稳定的有机杀虫剂。 我相信大家都听过一种在20世纪50年代非常流行的杀虫药DDT吧。,它是一种杀虫的化学物。,这些DDT喷在植物上杀虫，其中大部分药物落在地面上、流进空气中，随着下雨，顺着地面的流水汇进大海。于是进入食物链中：浮游生物鱼鸟、兽。,兽、鸟体内积累的DDT的含量比海水中高出百万倍。DDT使鸟蛋的壳变软，
26、孵化时极易压碎而孵不出小鸟，使得鸟数量减少；DDT还能引起妇女不孕。,DDT不仅危害人及其他生物，就连从来用过 DDT的南极地区的企鹅和北极附近的因纽特人体内也有DDT。返回,虽然现在世界上已禁 止使用DDT，,但有些国家还在违法 使用。,从药物DDT这个例子中说明人类要竭力保护地球的生物圈！,据统计，由于使用了DDT等化学农药，减少病虫害，挽回的粮食损失占总产量的15。若以世界粮食年产量18亿吨（70年代水平）计算，那么有27亿吨是由化学农药换回来的，相当于10多亿人一年的口粮。此外，DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫，从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。瑞士昆虫学家保罗米勒因发现DDT药效，而于1948年荣获诺贝尔生理医学奖。,作业：,1、2、3、4、10,教材P103,
