Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (МИ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 30 (всего у книги 59 страниц)
Минеральные корма
Минера'льные корма', кормовые добавки, применяемые при недостатке в рационах животных некоторых химических элементов. В практике кормления рационы контролируют по кальцию, фосфору, натрию, хлору и некоторым микроэлементам . В большинстве растительных кормов недостаёт натрия и хлора. Животным, поедающим в основном растительные корма, необходима подкормка поваренной солью, содержащей натрий и хлор. В качестве кальциевых подкормок используют молотый мел, травертины, сапропель, известняки, древесную золу, гипс и др. При недостатке в рационе кальция и фосфора употребляют фосфаты кормовые – обесфторенный фосфат, трикальцийфосфат, преципитат, динатрийфосфат и др. Минеральные смеси (простые и сложные) составляют с учётом потребности животных в минеральных веществах и содержания в кормах. Скармливают М. к. с концентратами, силосом, жмыхом, измельченными корнеплодами. М. к. – обязательные компоненты комбикормов . На заводах из М. к. готовят солевые смеси, брикеты-лизунцы и таблетки, во многие из которых входят и все необходимые микроэлементы.
Минеральные озёра
Минера'льные озёра, солёные, или соляные, озёра, озёра, вода которых сильно минерализована, т. е. содержит большое количество солей. К категории М. о. иногда относят озёра, минерализация воды которых превышает солёность вод Мирового океана (35 г/кг ). По иным классификациям, к категории М. о. относят озёра с содержанием растворённых веществ более 25 г/кг. При содержании солей от 1 ‰ до 35 ‰ (или 25 ‰) М. о. называются слабоминерализованными или солоноватыми. При высоких концентрациях солей веды М. о. представляют собой растворы, близкие к насыщению или полностью насыщенные, в которых происходит кристаллизация солей и их выпадение в осадок на дно. Такие М. о. называют самосадочными, а заполняющую их воду – рапой . Наиболее распространены М. о. в засушливых районах земного шара. Они занимают бессточные котловины или образуются на морских побережьях, в отчленённых от моря заливах и лиманах. Накопление солей в М. о. происходит за счёт вноса в бессточные котловины растворённых минеральных солей реками, подземными водами и атмосферными осадками и интенсивного испарения с их водной поверхности. М. о. представляют собой конечный этап миграции минеральных веществ в бессточных районах земного шара и являются характерным компонентом аридных ландшафтов. Существуют и азональные М. о., образующиеся в районах выхода на поверхность залежей растворимых солей или высокоминерализованных подземных вод. Высокая концентрация солей в М. о. определяет своеобразие их термического и динамического режима. Из-за повышенной вязкости высокоминерализованных вод распространение тепла от поверхности в глубь озера затруднено, поэтому тонкий поверхностный слой рапы летом может нагреваться до 40—50 °С. Зимой рапа в некоторых озёрах не замерзает при температуре до – 20 °С, благодаря чему в глубоких М. о. переохлажденные в зимний период придонные воды и летом сохраняют отрицательную температуру. В мелких М. о. с прозрачной водой прогрев дна за счёт солнечной радиации может достигать 65 °С. По химическому составу вод М. о. подразделяются на три основных типа: карбонатные (содовые), сульфатные (горько-солёные) и хлоридные (солёные). Химический тип М. о. определяется в первую очередь составом питающих озеро вод.
Изменение соотношения объёма притока вод в М. о. и испарения с их поверхности в отдельные сезоны года и в годы различной водности, а также температурный режим рапы вызывают периодические изменения её минерализации и химического состава.
М. о. имеют важное народно-хозяйственное значение, являясь источником ценного сырья для химической, пищевой и других отраслей промышленности. Из М. о. добываются поваренная соль, сода, мирабилит, хлористый магний, соединения брома, иода, бора и т. д. Велико значение и минеральных сероводородных грязей, образующихся в М. о. сульфатного типа и используемых в лечебных целях.
К. К. Эдельштейн.
Лит.: Дженс-Литовский А. И., Солёные озёра СССР и их минеральные богатства, Л., 1968; его же, История исследования солёных озёр, в сборнике: Озёра семиаридной зоны СССР, Л., 1970; Алекин О. А., Основы гидрохимии, Л., 1970.
Минеральные ресурсы
Минера'льные ресу'рсы, совокупность запасов разнообразных полезных ископаемых, пригодных для использования в различных отраслях хозяйства как в современных условиях, так и в перспективе. Термин «М. р.» применяется в отношении различных территориальных единиц: района, страны, группы стран, социальных систем хозяйства, мира в целом. М. р. относятся к невозобновимым природным богатствам, поэтому вопросы рационального их использования в интересах развития народного хозяйства имеют весьма большое значение. В этой связи особенно важно обеспечить полное извлечение из недр разрабатываемых месторождений содержащихся в них ценных компонентов, ликвидацию или доведение до минимума потерь при добыче, обработке и транспортировке минерального сырья. См. Полезные ископаемые .
Минеральные удобрения
Минеральные удобрения, минеральные туки, неорганические вещества, главным образом соли, содержащие необходимые для растений элементы питания. М. у. – сильное средство воздействия на почву (её физические, химические и биологические свойства) и растения. В почве М. у. подвергаются разнообразным превращениям, которые влияют на растворимость содержащихся в них питательных веществ, способность к передвижению в почве и доступность растениям; характер и интенсивность этих превращений зависят от свойств почвы. Вместе с тем М. у. оказывают сильное действие на почву: обогащают её питательными элементами, изменяют реакцию почвенного раствора, влияют на микробиологические процессы и др. Т. к. питание растений осуществляется главным образом через корни, то внесение М. у. в почву позволяет активно воздействовать на рост и развитие растений, а следовательно, на общую биологическую продуктивность поля, луга и т. п.
При правильном использовании М. у. – наиболее эффективное средство повышения урожайности с.-х. культур и качества продукции (технологических свойств волокна прядильных культур, сахаристости сахарной свёклы, плодов и ягод, белковости зерна, масличности подсолнечника и др.). Уровень обеспечения М. у. 1 га посева является одним из основных показателей интенсификации с.-х. производства и его важнейшей отрасли – земледелия. Почти все М. у. вырабатываются химической промышленностью (получают их переработкой агрономических руд или синтезом), в относительно небольших количествах в сельском хозяйстве используют природные соли, например калийные, натриевую (чилийскую) селитру, а также отходы промышленности.
По агрономическому назначению среди М. у. выделяют прямые и косвенные. Прямые М. у. (содержат элементы непосредственного питания растений – N, Р, К, Mg, В, Cu, Mn и др.) подразделяют на односторонние и комплексные. Односторонние М. у. содержат преимущественно какой-либо один питательный элемент. К ним относятся; азотные удобрения (аммиачная, натриевая, кальциевая селитры, сульфат аммония, мочевина и др.), фосфорные удобрения (суперфосфат, фосфоритная мука, преципитат и др.), калийные удобрения (хлористый калий, 30 и 40 %-ная калийная соль, сульфат калия и др.), микроудобрения . Комплексные удобрения (двойные и тройные) содержат два и более питательных элементов (нитрофос, аммофос, нитрофоска и др.). Косвенные М. у. применяют для улучшения агрохимических и физико-химических свойств почвы и мобилизации её питательных веществ (например, известковые удобрения , гипс). Одно и то же удобрение может совмещать прямое и косвенное действие. Так, внесение томасшлака или фосфоритной муки не только повышает уровень фосфорного питания растений, но ослабляет кислотность почвы. М. у. бывают твёрдые – порошковидные и гранулированные (большинство их) и жидкие – аммиачная вода, жидкий аммиак, аммиакаты (см. Жидкие удобрения ). В зависимости от влияния на реакцию почвенного раствора различают физиологически кислые, щелочные и нейтральные М. у. К физиологически кислым относят удобрения, катионы которых лучше поглощаются почвой, чем анионы, а последние подкисляют почвенный раствор. К физиологически щелочным принадлежат удобрения, анионы которых лучше ассимилируются растениями, а катионы постепенно накапливаются и подщелачивают почву. Физиологически нейтральные М. у. не изменяют реакции почвенного раствора.
Промышленные М. у. получили распространение лишь с 19 в. До этого применяли в основном навоз, золу, фекалии, природные туки.
В 1-й половине 19 в. стали использовать в качестве удобрений костную муку. В 1840 немецкий химик Ю. Либих предложил обрабатывать кости серной кислотой для перевода основной части – труднорастворимого трикальцийфосфата в водорастворимый, легко усвояемый растениями монокальцийфосфат; это удобрение получило название суперфосфата. Вскоре суперфосфат стали производить путём разложения природных фосфоритов серной кислотой. В конце 19 в. производство и использование суперфосфата получило большое распространение в ряде стран. В России первый завод суперфосфата начал работать в 1868 в Ковно (Каунас). Опыты русского агрохимика А. Н. Энгельгардта 60—80-х гг. 19 в. показали высокую эффективность применения фосфоритной муки на кислых подзолистых почвах и способствовали увеличению добычи и использования фосфоритов. В 20 в. ассортимент фосфорных удобрений значительно расширился.
В 30-х гг. 19 в. начали использовать природную натриевую селитру, месторождения которой были открыты в Чили. Развитие производства азотных удобрений началось после промышленного освоения синтеза аммиака из водорода и атмосферного азота (1914—18). В 60-х гг. 19 в. после открытия Штасфуртского месторождения калийных солей в Германии стали применять калийные удобрения. В дальнейшем с открытием новых месторождений, в том числе богатейших в мире – Соликамских в СССР (в 20-х гг. 20 в.), калийные удобрения получили широкое распространение. В изучении роли М. у. в поднятии урожаев огромный вклад внесли отечественные учёные А. Н. Энгельгардт, Д. И. Менделеев, П. А. Костычев, К. А. Тимирязев, П. С. Коссович, К. К. Гедройц, Д. Н. Прянишников, П. А. Баранов, С. И. Вольфкович, В. М. Клечковский, А. В. Соколов и др. С середины 20 в. производство и потребление М. у. быстро увеличивается во всём мире (табл. 1). Из зарубежных стран крупными производителями их являются (в млн. т действующего вещества NPK, 1972): США 16,4 (на душу населения 78 кг ), ФРГ 4,6 (78 кг ), Франция 4,7 (91 кг ), ГДР 3,3 (193 кг ), Япония 2,8 (26 кг ), Польша 1,9 (57 кг ), Италия 1,7 (32 кг ), Великобритания 1,3 (22 кг ), Румыния 1,2 (58 кг ), Чехословакия 0,8 (52 кг ), Венгрия 0,6 (53 кг ), Болгария 0,4 (51 кг ). Обеспеченность М. у. 1 га пашни (в кг NPK): США ок. 110, ФРГ 350, Франция 140, ГДР 332, Япония около 390, Чехословакия 254 (1971). Эффективность М. у. велика. Считается, что из общей прибавки урожая примерно 50 % её обеспечивается удобрениями, 25 % достоинством сорта и 25 % технологией возделывания. Каждый кг NPK удобрений, примененных при правильном соотношении, даёт в среднем 10 кг зерна или эквивалентное количество другой с.-х. продукции.
Табл. 1. – Мировое производство минеральных удобрений
(тыс. т действующего вещества – N, P2 O5 и K2 O)
| Удобрения | ||||
| Годы | азотные (N) | фосфорные (Р2 О5 ) | калийные (К2 О) | всего (NPK) |
| 1950 | 4382 | 6120 | 4315 | 14817 |
| 1955 | 7106 | 8719 | 6915 | 22740 |
| 1960 | 10564 | 10703 | 8668 | 29935 |
| 1965 | 18788 | 15669 | 12678 | 47135 |
| 1970 | 31911 | 21286 | 17564 | 70761 |
| 1972 | 36060 | 23906 | 19795 | 79761 |
В дореволюционной России промышленность М. у. была представлена небольшими суперфосфатными заводами, калийные и азотные туки почти не производились. В СССР уже в первые пятилетки были построены крупные предприятия (Березниковский азотно-туковый завод, Новомосковский химический комбинат, Воскресенский химический комбинат и др.), вырабатывающие азотные и фосфорные М. у., создана калийная промышленность (Соликамский калийный комбинат и др.). К концу 2-й пятилетки (1937) было произведено 703 тыс. т М. у. (действующего вещества); в 1913 – 17 тыс. т. В последующие годы, особенно после Великой Отечественной войны 1941—1945, производство М. у. в СССР и поставки их сельскому хозяйству непрерывно увеличиваются (табл. 2 и 3).
В переводе на стандартные туки (азотные удобрения, содержащие 20,5 % N, фосфорные – 19,6 % P2 O5 и калийные – 41,6 % K2 О) в 1972 в СССР произведено 66,1 млн. т М. у. К 1975 производство их значительно возрастет, причём большую часть составят высококонцентрированные (двойной суперфосфат, мочевина, хлористый калий и др.) и комплексные сложные (аммофос, диаммофос и др.) удобрения.
Районами наибольшего применения М. у. в СССР являются зоны хлопководства республик Средней Азии и Закавказья, чаеводства Грузии, Азербайджана и Краснодарского края, свекловодства, льноводства и коноплеводства РСФСР, Украины и др. Крупными потребителями М. у. стали районы орошаемого земледелия – Поволжье, Северный Кавказ, юг Украины, Средняя Азия и Казахстан, где успешно развивается рисосеяние, выращиваются сорта высококачественной пшеницы. Всё больше используют удобрений под овощные культуры и картофель, на лугах и пастбищах.
Большое разнообразие в СССР почвенно-климатических зон обусловливает различную эффективность М. у. (прибавку урожая на 1 кг действующего вещества удобрения или на 1 га ). В Европейской части страны положительное действие удобрений уменьшается с З. на В. и с С. на Ю., в Сибири – с В. на З., что связано главным образом с количеством осадков и распределением их в течение года. Наиболее эффективны М. у. в зонах дерново-подзолистых, серых лесных почв и выщелоченных чернозёмов. На осушенных торфяниках и лёгких песчаных почвах наибольшую прибавку урожая обеспечивают калийные туки. На обыкновенных и южных чернозёмах, каштановых почвах М. у., кроме фосфорных, менее эффективны. Средние прибавки урожая с.-х. культур в СССР при наиболее целесообразных нормах М. у. следующие (в ц с 1 га ): зерновых (на дерново-подзолистых почвах и чернозёмах лесостепи) 5—8; льна-долгунца (на дерново-подзолистых почвах) 1,5 (волокно); сахарной свёклы (на чернозёмах) 40—70; картофеля (на дерново-подзолистых и серых лесных почвах) 35—60.
Табл. 2. – Производство минеральных удобрений в СССР
(тыс. т действующего вещества – N, P2 O5 и K2 O)
| Удобрения | |||||||
| Годы | азотные (N) | фосфорные (Р2 О5 ) | калийные (К2 О) | всего (NPK) | |||
| 1940 | 199 | 326 | 221 | 746 | |||
| 1950 | 392 | 532 | 312 | 1236 | |||
| 1960 | 1003 | 1192 | 1084 | 3279 | |||
| 1965 | 2712 | 2300 | 2368 | 7380 | |||
| 1970 | 5423 | 3585 | 4087 | 13095 | |||
| 1972 | 6551 | 3940 | 5433 | 15924 | |||
Табл. 3. – Поставки минеральных удобрений сельскому хозяйству СССР
| Удобрения (тыс. т действующего вещества ¾ N, Р2 О5 и K2 O) | На 1 га пашни, кг (NPK) | |||||||
| Годы | азотные (N) | фосфорные (Р2 О5 ) | калийные (К2 О) | всего (NPK) | ||||
| 1940 | 162 | 346 | 219 | 727 | 3,7 | |||
| 1950 | 307 | 532 | 422 | 1261 | 7,3 | |||
| 1960 | 769 | 1088 | 766 | 2623 | 12,2 | |||
| 1965 | 2282 | 2121 | 1891 | 6294 | 28,5 | |||
| 1970 | 4605 | 3184 | 2574 | 10363 | 47,0 | |||
| 1972 | 5624 | 3661 | 3238 | 12523 | 55,9 | |||
Примечания: 1. В России в 1913 обеспеченность М. у. 1 га пашни составляла 0,21 кг. NPK. 2. На душу населения произведено (кг NPK): 0,1 в 1913, 3,9 з 1940 и 64 в 1972.
Эффективность М. у. повышается в условиях орошения и высокой технологии возделывания культуры, при внесении их совместно с органическими удобрениями , применении правильных норм, учитывающих потребности растений, свойства почвы и самого удобрения, при выращивании отзывчивых сортов и т. п. М. у. (и органические) в севообороте применяют в определённой системе, называется системой удобрения, в которой предусматриваются распределение их по полям, нормы, сроки и способы внесения, определяемые по данным агрохимического анализа почвы и результатам полевых опытов. Средние нормы М. у. в СССР (в кг/га ): 30—100 N, 30—60 P2 O5 и 45—90 K2 O; более высокие – под технические (хлопчатник, сахарная свёкла и др.) и овощные (огурец, томат и др.) культуры. М. у. вносят осенью или весной (основное удобрение ), одновременно с посевом (припосевное удобрение ) и во время вегетации (подкормка растений ). Способы внесения: разбросной (туковыми сеялками, с самолёта) с заделкой в почву плугом, культиватором или бороной – удобрения смешиваются с почвой всего пахотного слоя; локальный – в рядки или лунки (комбинированными сеялками и сажалками) при посеве семян, посадке клубней, рассады, сеянцев. М. у. также обрабатывают семена перед посевом (опыливание, намачивание в растворе). Неправильное применение М. у. (например, избыточные дозы, плохая заделка) может понизить плодородие почвы, вызвать гибель растений и животных, загрязнение рек и водоёмов.
Лит.: Прянишников Д. Н., Об удобрении полей и севооборотах, Избр. статьи, М., 1962; Кореньков Д. А., Минеральные удобрения и их рациональное применение, М., 1969; Справочная книга по химизации сельского хозяйства, под ред. В. М. Борисова, М., 1969; Авдонин Н. С., Научные основы применения удобрений, М., 1972.
И. И. Синягин.
Минеральный вид
Минера'льный вид, природное химическое соединение, характеризующееся определённой кристаллической структурой. Объединяет совокупность минеральных индивидов , обладающих одинаковой (или однотипной) кристаллической структурой и химическим атомарным составом, который может колебаться только в определённых границах в результате изоморфного замещения главных элементов их кристаллохимическими аналогами. Примерами последних могут служить: вольфрамит с разновидностями – гюбнерит Mn[WO4 ] и ферберит Fe[WO4 ]; плагиоклаз с разновидностями – альбит и анортит ; оливин с разновидностями – форстерит, фаялит и др. См. Минерал .
Минеральный индивид
Минера'льный индиви'д, природное твёрдое, однороднее минеральное тело (минерал ), физически отделённое в пространстве от других тел естественными поверхностями раздела (например, плоскостями граней кристаллов, поверхностями раздела зёрен или индивидуализированных агрегатов – оолитов).
Минеральный обмен
Минера'льный обме'н, потребление неорганических веществ, их всасывание (обычно в желудочно-кишечном тракте), распределение в организме, участие в физико-химических явлениях и биохимических реакциях и выделение. Основное значение М. о. заключается в поддержании определённых физико-химических условий во внутренней среде организма, в формировании и сохранении структур плотных тканей (скелета), а также в специфической регуляции ферментативных реакций. Неравномерное распределение ионов между клеткой и средой лежит в основе биоэлектрических явлений (см. Биоэлектрические потенциалы ). У человека в плазме крови, межклеточной и спинномозговой жидкостях из катионов преобладает Na+ , из анионов – Cl- и HCO-3 (см. табл.). Ионный состав жидкостей, выделяемых поджелудочной, молочной и др. железами, значительно отличается от плазмы крови и обусловлен специфической секреторной активностью клеток железистого эпителия. Особенно сильно могут варьировать концентрации ионов в жидкостях, вырабатываемых органами выделения, которые усиливают экскрецию ионов при их избытке в организме и снижают её при их дефиците. Внутри большинства клеток из катионов преобладает К+ ; содержание Mg2+ в клетках выше, чем в плазме крови. В эритроцитах человека, кролика, курицы больше К+ , чем Na+ , но у некоторых животных (например, у собак и овец ряда генетических линий) в эритроцитах, как и в плазме, преобладает Na+ . Ионы неравномерно распределены и между отдельными органоидами клетки: например, Na+ больше в ядре, чем в цитоплазме. Суточная потребность человека в отдельных химических элементах различна и зависит от возраста, пола, климата, рода деятельности, состава рациона. В среднем с пищей и водой человек ежесуточно должен получать (в мг): 800—1500 Ca, 1200—2000 Р, 2000—3000 К, по 4000—6000 Na и CI, 500—600 Mg, около 15 Fe. Некоторые элементы (К, Na) всасываются полностью, другие (Ca, Fe) – частично. Всосавшиеся в желудочно-кишечном тракте ионы поступают в кровь и лимфу; некоторые ионы связываются со специфическими белками плазмы (см. Металлопротеиды ) и т. о. переносятся с током крови. Ряд элементов депонируется в печени и в др. тканях (например, в костях много Ca, Mg, Sr, F). Избыток солей выводится у человека и млекопитающих кишечником (в основном Ca, Fe, Cu, Sr) и почками (в основном Na, К, CI, В, I). Концентрация отдельных ионов внутри организма поддерживается с высокой точностью специальными системами регуляции: Na+ и К+ – гормонами коры надпочечников, Ca2+ – гормонами щитовидной и околощитовидной желёз. В организме мужчины, весящего 70 кг, содержится около 100 г Na (в т. ч. в костной ткани 40—45 %, во внеклеточной жидкости 50 % и меньше 10 % в клетках) и около 120 г К (в т. ч. 2 % во внеклеточной жидкости). При повышении концентрации К в плазме крови нарушается сердечная деятельность, при понижении – возникают мышечная слабость, периодические параличи, нарушения функции почек и желудочно-кишечного тракта. Свыше 90 % Ca (около 900 г) сосредоточено в костях. Карбонат и фосфат кальция используются у большинства животных не только для построения скелета, но и для поддержания определённого уровня этого элемента в плазме, независимо от его поступления с пищей. Некоторые организмы способны накапливать большие количества того или иного элемента. Так, концентрация V у некоторых асцидий в 5×105 раз выше, чем в морской воде; другие оболочники способны активно накапливать Nb. См. также Биогенные элементы , Водно-солевой обмен , Микроэлементы и статьи об отдельных элементах, например Кальций в организме. О М. о. у растений см. Минеральное питание растений .
Концентрация ионов в жидкостях организма человека
| Исследуемые жидкости | Концентрация ионов, мэкв/л | |||||||
| Na+ | K+ | Ca2+ | Mg2+ | Сl- | SO42- | PO43- | НСО3- | |
| Плазма крови | 142 | 5 | 5 | 1,1 | 103 | 1 | 2 | 27 |
| Спинномозговая жидкость | 142 | 3 | 2,5 | 2 | 124 | – | – | 21 |
| Женское молоко | 14 | 16 | 17 | 3 | 11 | – | 6 | – |
| Внутриклеточная жидкость (мышца поперечнополосатая) | 10 | 160 | – | 35 | 2 | – | 140 | 8 |
| Межклеточная жидкость | 144 | 5 | 2,5 | 1,5 | 114 | 1 | 2 | 30 |
| Пот | 75 | 5 | 5 | – | 75 | – | – | 0 |
| Сок поджелудочной железы | 148 | 7 | 6 | 0,3 | 80 | 8,4 | – | 80 |
Лит.: Ньюман У., Ньюман М., Минеральный обмен кости, пер. с англ., М., 1961; Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Семенов Н. В., Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека, М., 1971; Mineral metabolism, v. 1—3, N. Y. – L., 1960—69.
Ю. В. Наточин.
