Номер 12, страница 33, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

12. Почему, несмотря на то, что азота в природе много (он входит в состав атмосферы), наблюдается низкая урожайность сельскохозяйственных культур из-за азотного голодания?

Несмотря на то, что азот составляет около 78% атмосферы Земли, подавляющее большинство живых организмов, включая сельскохозяйственные культуры, не могут использовать его напрямую. Проблема заключается в химической форме азота.

1. Инертность атмосферного азота. В атмосфере азот существует в виде двухатомных молекул $N_2$. Атомы в этой молекуле соединены очень прочной тройной ковалентной связью ($N \equiv N$). Чтобы разорвать эту связь и включить азот в химические реакции, требуется огромное количество энергии. Растения не обладают биохимическими механизмами для разрыва этой связи.

2. Усвояемая форма азота. Растения могут поглощать азот из почвы только в виде ионов: преимущественно в форме нитрат-ионов ($NO_3^-$) и, в меньшей степени, аммоний-ионов ($NH_4^+$). Эти формы азота называются "связанным" или "фиксированным" азотом.

3. Процесс азотфиксации. Переход атмосферного азота $N_2$ в усвояемые соединения ($NO_3^-$, $NH_4^+$) называется фиксацией азота. В природе этот процесс происходит в основном двумя путями:

• Биологическая фиксация: осуществляется специальными микроорганизмами (азотфиксирующими бактериями и цианобактериями), которые живут в почве или в симбиозе с растениями (например, клубеньковые бактерии на корнях бобовых). Эти микроорганизмы обладают ферментом нитрогеназой, способным разрывать тройную связь в молекуле $N_2$.
• Атмосферная фиксация: происходит во время гроз, когда энергия электрического разряда (молнии) разрывает молекулы $N_2$, позволяя азоту реагировать с кислородом. Образующиеся оксиды азота растворяются в дождевой воде, образуя азотную кислоту, и попадают в почву в виде нитратов.

4. Азотное голодание. При интенсивном земледелии растения активно извлекают из почвы доступные соединения азота. Естественные процессы фиксации и разложения органических остатков часто не успевают восполнять эту потерю. Если в почве мало азотфиксирующих бактерий или органического вещества, возникает дефицит доступного для растений азота. В результате, несмотря на обилие азота в воздухе, у растений наступает "азотное голодание", что приводит к замедлению роста, пожелтению листьев и, как следствие, к низкой урожайности.

Ответ: Низкая урожайность из-за азотного голодания наблюдается потому, что растения не способны усваивать азот в его атмосферной форме ($N_2$) из-за очень прочной связи между атомами. Они могут поглощать только связанные формы азота (ионы $NH_4^+$ и $NO_3^-$) из почвы. Количество этих доступных соединений в почве часто ограничено и быстро истощается при выращивании культур, в то время как естественные процессы их восполнения (азотфиксация) происходят медленно, что и вызывает дефицит.