农业与化学PPT课件

.,1,化学与社会,（化学与农业）,吕琳,.,2,中国人均耕地面积1.4亩,仅为世界平均水平的40%，排在126位以后。,.,3,化肥提高粮食产量农药保障粮食丰收保鲜延长粮食使用无土栽培挣脱土地束缚农产品加工充分利用每一粒粮食,主要内容,.,4,.,5,把作物的增产量作为100，肥料的作用占50；在其余的50中，良种占30，其他措施占20。,.,6,问题1,.,7,十大无机营养元素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe,植物生长需要的营养,微量元素：铁、硼、镁、铜、锌、钼等,有益元素：钴、钠、硒、镓、硅、钡、锶、铷、铍等,.,8,蛋白质构成的主要元素。能促进蛋白质和叶绿素的形成，使叶色深绿，叶面积增大，促进碳的同化，有利于产量增加，品质改善。,.,9,形成细胞核蛋白、卵磷脂等不可缺少的元素。磷元素能加速细胞分裂，促使根系和地上部加快生长，促进花芽分化，提早成熟。,.,10,可以提高光合作用的强度，促进作物体内淀粉和糖的形成，提高作物对氮的吸收利用。,.,11,玉米缺N，P，K与正常的对照,.,12,Ca影响植物的有氧呼吸，提高植物茎秆的韧性。Mg是组成叶绿素的重要元素。S是形成蛋白质不可缺少的元素。Fe参与很多酶的活动，在有氧呼吸中作为传递电子的载体。B防止出现花而不实。,.,13,C、H、O元素主要从空气和水中获得，以糖、纤维素、淀粉和脂肪的形式存在。,环境所能提供的营养,N、P、K元素需要量最大，主要从土壤中获得，其他的元素同样由土壤水中获得。,.,14,土壤及土壤中的营养元素,土壤是由矿物质、有机质、土壤水分、土壤空气等物质组成。,土壤的组成,地层断面,.,15,N大部分是以土壤腐殖质和动植物残体等有机态存在，只有经慢慢分解产生的氨态氮和硝态氮，才能被植物吸收。,P分为有机磷和无机磷两类，有机磷要转化为无机磷，而无机磷中只有可溶性的磷酸盐才能被作物吸收。,K通常以无机态存在，可溶性有效钾、交换性钾在土壤中含量很少，而非交换性钾占98%99%。,土壤钾主要来自含钾矿物岩石；K+受其它阳离子的影响,硝态氮和氨态氮易溶于水，容易流失,在酸性条件下与Fe3+、Al3+，在碱性条件下与Ca2+形成难溶化合物,.,16,植物生长需要一定营养,环境无法提供足量营养,存在的问题,化肥,.,17,化肥的使用农业新大陆的发现,大量元素肥料：氮、磷、钾肥等,次量元素肥料：硫、镁、钙肥等,微量元素肥料：锌、钼、硼、铜等,.,18,微量元素化肥的作用,.,19,下列肥料（气肥、中性高效肥、重钙）的主要成分是什么？使用肥料时有何注意事项？,.,20,.,21,氯化钾化学中性，生理酸性肥料。肥效快，可用作基肥和追肥。但在盐碱地或对马铃薯、番薯、甜菜、烟草等忌氯农作物不宜施用。,.,22,肥料之间有相生关系，也有相克矛盾。比如说，多施磷肥，多余的有效磷会在土壤中与有效锌结合形成难溶性的磷酸锌沉淀，从而引起土壤中有效锌缺乏。对农作物偏施和多施单质肥料（如尿素、磷肥、钾肥等），不仅浪费肥料、增加生产成本、污染环境，而且会导致作物某些有效元素的缺乏。,.,23,1、铵态化肥不宜与碱同时施用（铵态化肥遇碱放出氨气）2、硫酸铵、氯化铵不宜长期使用（长期使用可使土壤酸化）3、碳酸氢铵施用后应立即将其用土盖好（碳酸氢铵受热易分解）4、硝酸铵使用时要小心不宜强烈碰撞，切忌将锄头向硝酸铵化肥砸（硝酸铵受热或碰撞易分解并爆炸）,.,24,将植物生长所需微量元素的化合物先封装在玻璃珠内，然后撒在土壤中，最后玻璃分解，使微量元素的化合物释放入土壤，这种肥料又称玻璃珠肥料。它们在土壤中缓慢溶解，不易被雨水冲失，用量少而肥效长。,.,25,复合肥,代表物质：磷酸二氢铵NH4H2PO4磷酸氢二铵(NH4)2HPO4硝酸钾KNO3,同时含有两种或者两种以上的植物必需营养元素，能够同时均匀地供给作物几种营养，充分发挥营养元素之间的相互作用，有效成分高。,.,26,高利用率：长效缓施的肥料。节约能源：氮肥节能主要是降低合成氨的能耗；磷肥主要是合理利用有限的磷矿资源；普钙和重钙主要是节约硫酸和硫酸盐的用量。复合型：发展高浓度复合肥料、中浓度的完全肥料。环境友好型：避免对水体产生污染。,化肥的发展方向,.,27,.,28,.,29,最早使用的杀虫剂以砷化物等无机化合物为主，如砷酸铅、砷酸钙等。毒性较高而且杀虫效果比较差，对人毒性大。,.,30,有机杀虫剂以DDT、六六六等的有机氯；敌百虫、乐果等的有机磷；西维因、呋喃丹等的氨基甲酸酯化合物为主，杀虫效果好，但是杀虫剂的残留问题严重。,666（六氯环己烷）,DDT双对氯苯基三氯乙烷(ClC6H4)2CH(CCl3)。,20世纪60年代后期以来人们开始说不,.,31,菊酯类杀虫剂氰戊菊酯、溴氰菊酯等的菊酯类化合物杀虫剂，毒性低，杀虫效果好。,.,32,特异性杀虫剂以害虫信息激素类化合物为主，基本无毒无污染，对人类环境危害小。,.,33,化学灭虫新招,影响章鱼胺的传递或突变,昆虫信息素,昆虫不育剂,.,34,.,35,壮苗和弱苗的比较,.,36,血尿、血便,影响男性生育能力,损坏造血系统,影响神经系统,损害视觉,运动失调,.,37,.,38,.,39,.,40,.,41,.,42,.,43,过华清宫长安回望绣成堆，山顶千门次第开。一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。,.,44,低温保鲜,涂膜保鲜,高温灭菌,气调保鲜,.,45,化学试剂保鲜技术,温控保鲜技术,气调保鲜技术,臭氧保鲜技术,涂膜保鲜技术,灭菌保鲜技术,.,46,臭氧（O3）保鲜技术,臭氧的氧化能力在自然界仅次于氟，由于它的第三个氧原子的结合较弱非常不稳定,常温下逐渐分解变成氧,其分解放出的新生态氧在空间扩散。,发生的化学反应是：,.,47,臭氧（O3）保鲜技术,新生态的氧能迅速穿过真菌、细菌等微生物的细胞壁、细胞膜，使细胞膜受到损伤，并继续渗透到膜组织内，使菌体蛋白质变性、酶系统破坏、生理代谢失调或中止，导致菌体休克死亡而被杀灭，达到消毒、灭菌、防腐的效果。,.,48,臭氧（O3）保鲜技术,已知信息,.,49,臭氧在果蔬保鲜上的应用效果主要体现在以下三方面:（1）杀灭或抑制微生物，起到消毒杀菌的作用;（2）使果蔬新陈代谢产物氧化，间接延缓果蔬的成熟衰老；（3）对果蔬新陈代谢和贮藏效果的影响;,臭氧（O3）保鲜技术,.,50,化学试剂保鲜技术,.,51,1、KMnO4具有怎样的化学性质？,问题与探讨：,KMnO4具有强氧化性，能够杀死细菌，起到保鲜的作用。,2、作为保鲜剂，KMnO4还具有什么作用？,促使植物水果等成熟的物质是乙烯，易被氧化，所以KMnO4可与之反应，减少乙烯的含量，达到保鲜的目的。,.,52,KMnO4的氧化作用：,4、还有哪些化学试剂可以除去乙烯呢？,实验研究证明：Ca能够抑制乙烯的生成，所以一般用CaCl2。,.,53,有机酸保鲜的原理：,.,54,温控保鲜技术,简易贮藏保鲜：创造适宜的温度、湿度，并利用土壤的保温作用。,冷藏保鲜：减少水分挥发、呼吸作用减缓、减少了细菌的滋生。,控制冰点贮藏保鲜：有害微生物繁殖甚微。,.,55,涂膜保鲜技术,怎样阻隔氧气达到保鲜目的？,酶,1、控制PH值2、控制温度,常见的涂膜有：果腊、可食用膜、纤维素膜。,.,56,小结,呼吸作用需要酶,控制温度控制PH值,呼吸作用需要氧气,涂膜阻隔氧气,乙烯能够催熟,O3KMnO4,.,57,“豆”你玩,“蒜”你狠,.,58,某超市近日蔬菜部引进了无土栽培蔬菜。此品种一摆上货架就吸引了很多顾客的目光，好奇的顾客还不断的寻问此种技术的好处，营业员便详细的解答。顾客听后更加激起了购买的兴趣，销售很是喜人。,.,59,.,60,.,61,无土栽培无须依赖土壤，它是将作物种植在装有营养液的栽培装置中，或是种植在充满营养液的基质材料作成的种植床上。而且它不用一般的有机肥和无机肥，而是依靠提供营养液来代替传统的农业施肥技术，所以无土栽培又被称为营养液栽培，或水培.,.,62,.,63,在无土栽培中，作物要维持其正常的生长与发育，必须含有13种必要元素，而它们都必须是呈植物可以吸收的状态即离子解离状态。此外，离子间的比例还必须适当。营养液只有具备以上条件，才有可能使作物发育良好，获得高产。,.,64,霍格兰氏液配方,.,65,营养液配制要点,.,66,营养液成份应包含N、P、K、Ca、Mg、S等大量元素和Fe、Mn、B、Zn、Cu等微量元素.,营养液的总浓度不宜超0.4%,对绝大多数植物来说,它们需要的养分浓度宜在0.2%左右.,.,67,.,68,图示砂培法培育的植株营养液成份和水质都良好为什么叶子却快要枯萎了呢？,.,69,.,70,.,71,.,72,.,73,.,74,.,75,.,76,大豆原料,洗净,去除豆渣,加消泡剂,加热煮沸,过滤,冷却至70,添加凝固剂,搅拌,静置待凝固,豆浆,压榨,去除多余水分,卸除模型,除去纱布,漂水,倒入箱型模型,加水浸泡,磨浆机磨碎,传统板豆腐,传统板豆腐的制作,.,77,加8-9倍水，浸泡8-10小时,是使豆粒吸水膨胀，有利于大豆粉碎后提取其中的蛋白质。,.,78,磨碎,经过浸泡的大豆，蛋白体膜变得松脆，但是要使蛋白质溶出，必须进行适当的机械破碎。蛋白体膜破坏以后，蛋白质即可分散于水中，形成蛋白质溶液即生豆浆。由于蛋白质胶粒的水化作用和蛋白质胶粒表面的双电层，使大豆蛋白质溶胶保持相对稳定。但是一旦有外加因素作用，这种相对稳定就可能受到破坏。,.,79,起泡能力的评价指标,膨胀率,起泡力,.,80,蛋白质作为起泡剂的必要条件,必须快速地吸附至气-水界面必须易在界面上展开和重排必须在界面上形成一层粘合性膜,如果蛋白质表面非极性残基很多，且形成的疏水小区很多，则蛋白质能快速自发地吸附至界面。使空气进入溶液，在水中形成气泡，此时疏水基伸向气泡内部，亲水基伸向液相，水中气泡上浮逸出液面，形成汽泡。,.,81,常见的消泡有油脚、油脚膏、硅有机树脂、脂肪酸甘油酯。,消泡原理就是将高级醇或植物油撒在豆浆泡沫上,就会溶入泡沫液中,同时降低豆浆液的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小,表面张力的降低仅限于泡沫的局部,而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸,最后破裂。,.,82,加热煮沸即是煮浆过程，这个过程是通过加热使豆浆中的蛋白质发生热变性的过程。生豆浆加热后，蛋白质分子热运动加剧，维持蛋白质分子的二、三、四级结构的次级键断裂，蛋白质的空间结构改变，多肽链舒展，分子内部的含某些疏水基团(如_SH)的疏水性氨基酸侧链趋向分子表面，使蛋白质的水化作用减弱，溶解度降低，分子之间容易接近而形成聚集体，形成新的相对稳定的体系前凝胶体系，即熟豆浆。,.,83,前凝胶（熟豆浆）形成后必须借助无机盐、电解质的作用使蛋白质进一步变性转变成凝胶。加入的无机盐、电解质，我们把它称为凝固剂，常见的电解质（凝固剂）有熟石膏（CaSO4）、卤水（MgCl2）、一葡萄糖酸内酯（简称GDL）氯化钙等盐类及复合凝固剂。它们在豆浆中解离出Ca2+、Mg2+，不但可以破坏蛋白质的水化膜和双电层，而且有“搭桥”作用，蛋白质分子间通过-Mg-或-Ca-桥相互连接起来，形成立体网状结构，并将水分子包容在网络中，形成豆腐脑。,凝固剂,.,84,豆腐,压榨,豆腐脑形成较快，但是蛋白质主体网络形成需要一定时间，所以在一定温度下保温静置一段时间使蛋白质凝胶网络进一步形成，将强化凝胶中水分加压排出，即可得到豆制品。,.,85,知识拓展,.,86,萃取的是物质的溶解性的不同将所需物质提取出来，工业上一般用乙醇做萃取剂。利用含水乙醇对豆饼或豆粕中的可溶性物质（主要是可溶性糖、色素、少量蛋白质、灰分等）进行浸取，不能溶解于乙醇溶剂的物质经脱溶、干燥即获得大豆浓缩蛋白。大豆浓缩蛋白指标：蛋白质含量70%，脂肪含量0.32%，粗纤维含量3.75%以下，灰分含量6%以下。故脱脂大豆粉的营养价值极高。,.,87,漂白脱色,.,88,化学脱色法使用的化学脱色剂对油脂强力脱色，用量少，没有夹带和吸附，在油中没有任何残留，不增加油脂的过氧化值和酸价的指标，没有硫和重金属的污染，在脱色过程中RS-A油脂净还能激活油脂中的光敏因子，使成品油在存放当中时间越长、色泽越浅。化学脱色法不给油脂残留任何气味，不需要高温脱臭处理，最大限度地保留了油脂本身的清香味，一级油也可以卖好价钱。化学脱色法是没有废、残渣排放、运行成本低、无炼耗的环保产品，受到业界的一致好评。,.,89,大豆蛋白加工产品,知识拓展,.,90,知识拓展,.,91,秸秆的处理和再利用,“循环经济”,王星星,.,92,.,93,图片传递了怎样的信息?对此你有何感想?,.,94,秸秆中有哪些化学成分？各成分有利用价值吗？,.,95,.,96,秸秆还田秸秆饲料秸秆能源秸秆纸浆,变废为宝,.,97,一、秸秆还田,秸秆还田技术有利于秸秆内营养成分的保存，增加土壤的有机质、培肥地力、提高作物产量、减少环境污染，是节本增效增肥改土工程的有效途径。,.,98,机械化秸秆还田技术,秸秆直接还田技术,秸秆堆肥还田技术,高温堆肥技术,自然发酵堆肥技术,整株还田技术,覆盖免耕技术,.,99,有人认为：既然秸秆可以直接还田，人们还要采用堆肥还田技术，这岂不是多此一举！你赞同这种说法正确吗？为什么呢？,.,100,肥效分析,500kg腐熟堆肥,.,101,堆肥还田技术,操作步骤：备料挖坑堆放盖膜检查,.,102,速腐剂,.,103,机理,.,104,二、秸秆饲料,机械化秸秆微储饲料技术,秸秆热处理技术,秸秆青贮技术,秸秆氨化技术,.,105,秸秆微储技术是将微生物高效活性菌种秸秆发酵活干菌（属于厌氧菌）加入到秸秆中，其使密封储藏，经过发酵，增加秸秆的酸香味，变成草食牲畜喜欢食用的主饲料。,机械化秸秆微储饲料技术,.,106,机理,.,107,秸秆热处理技术是采用热喷技术和膨化技术，对秸秆进行热处理。其特点：适口性好，容易消化，饲料转化率高。,秸秆热处理技术,.,108,热喷处理,.,109,秸秆膨化处理，即是将含有一定水分的秸秆原料放在密闭的膨化设备中，经过高温、高压处理一定时间后，迅速降压，使饲料膨胀的一种处理方法。秸秆膨化处理后可明显增加可溶性成分和可消化吸收成分，能提高饲用价值。,膨化处理,.,110,利用氨的水溶液对秸秆进行处理。经过氨化处理的秸秆，其纤维素、半纤维素与木质素分离，使细胞壁膨胀，结构松散。秸秆变的柔软，易于消化吸收，饲料粗蛋白增加，其含氮量增加1倍。,秸秆氨化技术,.,111,秸秆氨化的效果,碱化作用,氨化作用,中和作用,.,112,碱化作用,.,113,氨化作用,.,114,中和作用,.,115,.,116,三、秸秆能源,秸秆能源,秸秆气化,燃料酒精,秸秆发电,.,117,秸秆气化可能产生哪些有用物质？,1.秸秆气化技术,.,118,秸秆气化技术是一种物质热解气化技术,它将玉米秸秆等物质原料粉碎后送入气化炉加热至300进行热解反应,生成以CO、CH4和H2为主的可燃气体,气体经过滤后通过风机送入储气柜,最后配送到用户。,.,119,秸秆是经过怎样的化学变化最终转化为酒精？燃料酒精有哪些优点呢？,2.燃料酒精,.,120,纤维素葡萄糖秸秆预处理酒精半纤维素木质半乳糖木质素燃料（不能转化为酒精）,原理,.,121,清洁环保,可再生,优点,.,122,3.秸秆发电,工艺流程：秸秆的处理、输送和燃烧锅炉系统汽轮机系统空冷凝汽器环境保护系统,锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集，这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。,.,123,南北朝时的造纸业,隋唐时期的造纸业,宋元之后的造纸业,汉代的造纸业,麻、枸皮、桑皮、藤纤维、稻草,麻、藤、槠及麦秆、稻杆等粗纤维,芦苇、蔗渣、稻草杆等,树皮、麻头及敝布、鱼网,造纸术的发展史,.,124,.,125,四、秸秆纸浆,制浆工艺流程：预处理洗涤化学浸渍磨浆消潜筛浆备用,.,126,粉碎过20目筛苯醇抽6hNaOH抽提3h洗涤次氯酸盐处理洗涤H2O2处理2次洗涤改性秸秆,秸秆预处理,.,127,结论,农作物秸秆作为农业生产的必然产物，也是一种十分宝贵的资源。如果每100m2耕地还田秸秆45007500Kg，可增产粮食375Kg。如果1/3秸秆作为饲料，可增加1亿头的载畜量，节约粮食5300万t。如果1/3的秸秆被合理而高效地用作能源，则可代替6000多万t标准煤。从秸秆综合利用发展的前景来看，采取秸秆直接还田、过腹还田、气化等秸秆综合利用技术，不仅能实现秸秆的多层次利用，促进畜牧业和副业的发展，而且可改善生态环境，促进农村产业结构调整，生态效益、社会效益、经济效益同步增长，保持农业可持续发展。,.,128,资料卡,我国农作物秸秆资源量超过7.2亿吨，与其大量焚烧秸秆而造成环境污染，不如充分利用其中隐藏的资源。秸秆除了以上介绍的用途之外，还有很多其他用途，如作为建筑、包装材料的原料，纤维板就是其中一种，其成本低、质量轻、美观大方，深受用户欢迎。,.,129,催熟技术,.,130,中国古人采下青梨，放在密封房间里“熏香”处理后，青梨很快成熟。古代埃及人在无花果结果后某一时期，在树上划出一些口子，果实成熟更快。在中国农村，核桃结果之后人们经常在树上砍出伤痕。,Why?,讨论,.,131,1972年发表在植物生理上的一篇论文证实，无花果结果之后1622天，对果树进行划伤处理的一小时之内，乙烯的产生速度会增加50倍。相应地，接连三天，果实的直径和重量会分别增加到2倍和3倍，而没有划伤的则只有小幅度的增加。,.,132,什么是催熟技术？,.,133,催熟，人工加速作物，尤其是针对果实成熟的技术。一般当作物在自然条件下不能正常成熟，或需要使之提早成熟，或要求将已收获而未成熟的果实在短期内达到成熟标准时采用。利用这一技术，可使养分加快积累、转化，并使某些果实的色、香、味提前达到食用要求,？,.,134,从化学角度考虑，由生-熟，果实发生了哪些变化？,.,135,尚未成熟的水果是“青涩”的，一般而言硬而不甜。酶青叶绿素绿色渐变为红色或黄色酶涩单宁酸味渐失，醇香果胶酶硬果胶果胶分解，变软淀粉酶不甜淀粉糖等到应该成熟的时候，植物中就会产生乙烯,.,136,“果熟蒂落”乙烯与成熟的发现史，你知道吗？,.,137,植物与乙烯,1901年，俄国