Агрохимия

Агрохимия, агрономическая химия, наука, изучающая приёмы воздействия на химические и биохимические процессы, протекающие в почве и в растениях, минеральное питание растений, применение удобрений и средств химической мелиорации почв с целью улучшения плодородия почв и повышения урожайности. А. изучает также и некоторые др. средства повышения урожайности - гербициды, ростовые вещества. А. является научной основой химизации сельского хозяйства. По объектам, методам и задачам исследования А. относится одновременно к химическим и биологическим наукам. А. тесно связана с почвоведением, земледелием, метеорологией, физиологией и биохимией растений, с.-х. микробиологией, физикой, химией. Важнейшие разделы А.: питание растений, взаимодействие удобрений с почвой, изучение эффективности отдельных видов и форм удобрений, способов их внесения, химическая мелиорация почв (известкование, гипсование), исследование и применение химических средств борьбы с сорняками.

Первая книга по основам земледельческой химии опубликована в 1761 шведским химиком И. Валериусом. В 30-х гг. 19 в. французским учёным Ж. Буссенго предпринято изучение круговорота веществ в земледелии. В 1840 немецкому учёному Ю. Либиху в книге "Химия в приложении к земледелию" удалось доказать, что растения питаются не перегноем, как полагали многие учёные до него, а минеральными солями. Ю. Либих предложил перерабатывать костяную муку в суперфосфат, а Дж. Лос - основатель Ротемстедской станции в Англии (1843) - построил первый в мире суперфосфатный завод. Ротемстедская станция и ныне является крупнейшим центром агрохимических исследований в Англии. Начиная с 60-х гг. 19 в. в Германии агрохимические исследования развернулись на с.-х. опытных станциях. В 1859 немецкие учёные Ю. Сакс, В. Кноп предложили питательные смеси для выращивания растений в искусственных условиях. В 1886 немецкий агрохимик Г. Гельригель впервые доказал роль клубеньковых бактерий в усвоении азота воздуха бобовыми растениями. В США развитие агрохимических исследований было связано с организацией сети опытных станций и с.-х. колледжей при университетах (1887). Работы Э. Гилгарда и С. Хопкинса в США дали ценные материалы для изучения А. почв и системы удобрения в севообороте. Во всех капиталистических странах с развитой химической промышленностью имеются государственные агрохимические институты, а также институты, принадлежащие крупным фирмам по производству удобрений. В СССР известны (переведены на русский язык) работы таких современных учёных, как Э. Рассел (Англия), А. Демолон (Франция), А. Митчерлих (ГДР), Ф. Вир (США) и др.

В России первые научные высказывания по А. принадлежат М. В. Ломоносову. Он впервые дал объяснение происхождения гумуса почвы из органических остатков растений. В 1825 профессор Московского университета М. Г. Павлов опубликовал первое русское руководство по А. "Земледельческая химия". В 60-х гг. 19 в. начались исследования А. Н. Энгельгардта, который организовал в Петербургском земледельческом институте агрохимическую лабораторию и предложил использовать на удобрение фосфориты. К этому же времени относится деятельность Д. И. Менделеева в области А.: под его руководством были поставлены географические опыты с минеральными удобрениями. Важное значение для развития А. в России имела научная и общественная деятельность К. А. Тимирязева; он был инициатором постановки первых вегетационных опытов по изучению питания растений. В дореволюционной России А. не уделялось должного внимания, высшие с.-х. учебные заведения не имели самостоятельных кафедр А. Одним из крупных центров агрохимических исследований была кафедра частного земледелия Московского с.-х. института (ныне Московская с.-х. академия им. К. А. Тимирязева), которую возглавлял Д. Н. Прянишников, другим - кафедра почвоведения Лесного института (Петербург), которой руководил П. С. Коссович. Большие заслуги в разработке важнейших теоретических и практических проблем А. принадлежат Д. Н. Прянишникову. Им опубликованы многие работы по вопросам питания растений, действию удобрений, их практическому применению и другим важнейшим вопросам А. Велико также значение работ К. К. Гедройца по изучению поглотительной способности почв, А. Г. Дояренко по разработке серии точных методов исследования динамики почвенных процессов в связи с изменением в ней водно-воздушного режима.

После Великой Октябрьской социалистической революции были созданы крупные научно-исследовательские центры, опытные агрохимические станции, открыты специальные кафедры А. (1928) в с.-х. институтах. В 1919 по инициативе Д. Н. Прянишникова, Э. В. Брицке и Я. В. Самойлова был организован Научный институт по удобрениям, переименованный (1933) в Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам им. Я. В. Самойлова. В 1923 этим институтом под Москвой было организовано Долгопрудное опытное поле (ныне Долгопрудная агрохимическая опытная станция им. Д. Н. Прянишникова), где проводятся многолетние полевые опыты с минеральными удобрениями, по фосфоритованию и известкованию почв, изучаются различные формы удобрений и гербицидов, разрабатываются теоретические вопросы в области А. В 1931 создан Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения. В 1944 организована лаборатория А. в Почвенном институте им. В. В. Докучаева. За годы Советской власти учёные провели комплекс агрохимических исследований по повышению плодородия почв и урожайности. Видную роль в развитии учения о свойствах почв в связи с питанием растений и применением удобрений сыграли советские исследователи Н. С. Авдонин, Д. Л. Аскинази, Е. В. Бобко, М. В. Каталымов, А. Т. Кирсанов, В. М. Клечковский, А. Н. Лебедянцев, П. Г. Найдин, Я. В. Пейве, А. В. Петербургский, И. И. Синягин, Ф. В. Турчин, Ф. В. Чириков и др. Многое сделано по изучению эффективности разных форм удобрений, способов и доз их внесения, по применению микроэлементов под различные культуры. Советские учёные-агрохимики показали, что внесение суперфосфата в гранулированной форме изменяет его взаимодействие с почвой, микрофлорой и растениями; поглощение его почвой резко сокращается, а использование растениями возрастает. Большое внимание уделяется вопросам локального внесения удобрений (в лунки, гнёзда, рядки). Создание в СССР специальных институтов и опытных станций по изучению возделывания хлопчатника, сахарной свёклы, льна, чая, картофеля и др. культур обеспечило проведение большого числа опытов по действию удобрений на величину и качество урожая этих культур. В 1963-65 в Почвенном институте им. В. В. Докучаева разработана почвенно-агрохимическая карта СССР, на которой выделены 7 почвенно-агрохимических зон и внутри каждой зоны районы, различные по эффективности минеральных удобрений. В 1964 в СССР создана агрохимическая служба (с сетью агрохимических лабораторий) по вопросам химизации сельского хозяйства.
Современные проблемы А.: дальнейшие теоретические и практические работы в области корневого питания растений, повышение коэффициента использования удобрений, разработка методов повышения степени использования растениями питательных веществ почвы, создание новых наиболее эффективных форм удобрений. Научно-исследовательская работа по А. проводится в центральных научно-исследовательских учреждениях, в многочисленных зональных институтах и с.-х. опытных станциях, на кафедрах с.-х. вузов и биолого-почвенных факультетах университетов. Подготовка кадров по А. проводится на факультетах агрохимии и почвоведения с.-х. вузов, а также на биолого-почвенных факультетах университетов.
А. применяет в своих исследованиях химические и биологические методы. Химические методы основаны на химическом анализе образцов почв, растений, удобрений (см. Агрохимический анализ) и проводятся в агрохимических лабораториях. К биологическим методам относятся вегетационные, полевые и производственные опыты. Ценность биологических опытов состоит в том, что они вполне определенно отвечают на вопрос, как избранная культура отзывается на внесение удобрений. Вегетационный опыт проводится в специальных сосудах, размещающихся в застеклённых помещениях - вегетационных домиках. С помощью этого метода изучают теоретические вопросы питания растений, взаимосвязь между условиями питания и обменом веществ у растений, влияние условий питания в разные периоды роста на химический состав и качество урожая растений. Разработка методики водных культур позволила обеспечить промышленное производство овощей в беспочвенных культурах (гидропоника). Полевой опыт проводится на делянках при различных видах, дозах и способах внесения удобрений. Он даёт основание к разработке практических приёмов правильного применения удобрений в хозяйстве и используется в научных исследованиях. Производственный опыт отличается от полевого тем, что действие удобрений проверяется на больших полях с использованием тех приёмов агротехники и машин, которые имеются в хозяйстве. Он позволяет выяснить не только повышение урожайности, но и хозяйственную пригодность рекомендуемых приёмов внесения удобрений. В агрохимических исследованиях применяются достижения физики (см. Агрофизика), химии. Большую роль в А. играет метод меченых атомов, который позволяет более точно определить в почве запасы усвояемых веществ, их поступление в растения и т. д.
Значение А. огромно для народного хозяйства. Научно обоснованные рекомендации, которые даёт наука практике, позволяют улучшить плодородие почвы и повысить урожайность. На основе достижений А. в СССР и за рубежом создана промышленность по производству минеральных удобрений и по разработке агрономических руд (фосфоритных, калийных, борных и др.). Многие советские агрохимики являются членами Международного общества почвоведов, Всесоюзного общества почвоведов и Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. Работы по А. публикуются в журналах: "Агрохимия", "Химия в сельском хозяйстве" (с 1963), "Почвоведение", в серии региональных монографий "Агрохимическая характеристика почв СССР", издаваемых Почвенным институтом им. В. В. Докучаева. Изданы справочные руководства по применению удобрений и по химизации сельского хозяйства. Журналы по А. издаются во многих странах мира; в Италии выпускается международный журнал "Agrochimica" (Pisa, с 1957). См. также Почва, Почвы анализ, Питание растений, Удобрения.
? Лит.: Соколов А. В., Очерки из: истории агрономической химии в СССР, М., 1958; Прянишников Д. Н., Избр. соч., т.1, М., 1963; Агрохимия, под ред. В. М. Клечковского и А. В. Петербургского, М., 1964; Соколов А. В., 50 лет советской агрохимии, "Агрохимия". 1967, ?10.
А. В. Соколов.