Полимеры и полимерные материалы в сельском хозяйстве

Полимеры и полимерные материалы в сельском хозяйстве

Традиционные способы ведения сельского хозяйства обеспечивают сравнительно невысокий уровень общего производства продукции, этот уровень можно определить как получение в среднем 10 условных единиц продукции с 1 га. Использование целого комплекса современных технических достижений - селекция, механизация, химизация, мелиорация - позволяет повысить урожайность по меньшей мере до 50 условных единиц. Но при этом стабильная высокая урожайность достижима лишь в узкой климатической зоне. В северных областях, в так называемой зоне рискового земледелия, слишком часто неблагоприятные климатические условия - недостаток тепла, недостаток лучистой энергии, избыток влаги - могут сводить на нет усилия земледельцев и капиталовложения. В южных областях картина прямо противоположная: урожай может быть потерян из-за избытка тепла и лучистой энергии и недостатка влаги. Вдобавок к этому в тех и других местах проявляется опасная тенденция к истощению почвы, потере питательных веществ, а иногда даже и к потере самой почвенной структуры.

В то же время рост численности населения земного шара, объективная потребность в улучшении условий существования человека ставят задачу существенно повысить урожайность всех сельскохозяйственных культур до уровня 60-70-100 условных единиц при одновременном обеспечении стабильности этой продукции. Хотя в каждой стране эта задача решается по-своему, можно подметить и некоторые общие закономерности.

На пленумах ЦК КПСС, на XXIV, XXV и XXVI съездах нашей партии разработана широкая комплексная программа подъема сельскохозяйственного производства. Цель этой программы заключается в том, чтобы сделать производство продовольствия и соответствующих видов сырья для промышленности в нашей стране высокоэффективной и высокопроизводительной отраслью. Необходимо существенно повысить надежность обеспечения страны сельскохозяйственной продукцией, улучшить качество этой продукции, ослабить зависимость этой важнейшей отрасли народного хозяйства от погодных условий.

Планируемая комплексная интенсификация сельскохозяйственного производства включает многие компоненты. Сюда входят и повышение уровня механизации производства, и вопросы, связанные с хранением и переработкой продукции, и химизация сельского хозяйства в широком смысле этих слов: не только путем широкого производства и применения химических удобрений, но и внедрением химических средств защиты растений, развитием микробиологической промышленности и т. д. Существенным элементом комплексной продовольственной программы в СССР должны стать и становятся полимерные материалы.

Сегодня можно говорить по меньшей мере о четырех основных направлениях использования полимерных материалов в сельском хозяйстве. И в отечественной и в мировой практике первое место принадлежит пленкам. Благодаря применению мульчирующей перфорированной пленки на полях урожайность некоторых культур повышается до 30%, а сроки созревания ускоряются на 10-14 дней. Использование полиэтиленовой пленки для гидроизоляции создаваемых водохранилищ обеспечивает существенное снижение потерь запасаемой влаги. Укрытие пленкой сенажа, силоса, грубых кормов обеспечивает их лучшую сохранность даже в неблагоприятных погодных условиях. Но главная область использования пленочных полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство и эксплуатация пленочных теплиц. В настоящее время стало технически возможным выпускать полотнища пленки шириной до 16 м, а это позволяет строить пленочные теплицы шириной в основании до 7,5 и длиной до 200 м. В таких теплицах можно все сельскохозяйственные работы проводить механизированно; более того, эти теплицы позволяют выращивать продукцию круглогодично. В холодное время теплицы обогреваются опять-таки с помощью полимерных труб, заложенных в почву на глубину 60-70 см.

С точки зрения химической структуры полимеров, используемых в тепличных хозяйствах такого рода, можно отметить преимущественное использование полиэтилена, непластифицированного поливинилхлорида и в меньшей мере полиамидов. Полиэтиленовые пленки отличаются лучшей светопроницаемостью, лучшими прочностными свойствами, но худшей погодоустойчивостью и сравнительно высокими теплопотерями. Они могут исправно служить лишь 1-2 сезона. Полиамидные и другие пленки пока применяются сравнительно редко.

Другая область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве - мелиорация. Тут и разнообразные формы труб и шлангов для полива, особенно для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения; тут и перфорированные пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок службы пластмассовых труб в системах дренажа, например, в республиках Прибалтики в 3-4 раза дольше, чем соответствующих керамических труб. Вдобавок использование пластмассовых труб, особенно из гофрированного поливинилхлорида, позволяет почти полностью исключить ручной труд при прокладке дренажных систем.

Два остальных главных направления использования полимерных материалов в сельском хозяйстве - строительство, особенно животноводческих помещений, и машиностроение. Но о каждом из них будет подробнее рассказано в соответствующих приложениях "Полимеры в строительстве" и "Полимеры в машиностроении". Здесь же отметим еще лишь то, что широкое внедрение полимерных материалов в ветеринарию обеспечило не только новый качественный уровень этой отрасли, в частности, улучшение племенного состава общественного стада, но и постепенное повышение его продуктивности.

Ниже приведены еще некоторые конкретные сведения о частных случаях использования полимеров в сельскохозяйственном производстве. (Пластические массы, 1979, №№ 11-12).

Овцы в синтетических шубах

Овца, как известно, животное неразумное. Особенно меринос. Знает ведь, что шерсть нужна хозяину чистой, а все-таки то в пыли изваляется, то, продираясь по кустам, колючек на себя нацепляет. Мыть и чистить овечью шерсть после стрижки - процесс сложный и трудоемкий. Чтобы упростить его, чтобы защитить шерсть от загрязнений, австралийские овцеводы изобрели попону из полиэтиленовой ткани. Надевают ее на овцу сразу после стрижки, затягивают резиновыми застежками. Овца растет, и шерсть на ней растет, распирает попону, а резинки слабеют, попона все время как по мерке сшита. Но вот беда: под австралийским солнцем сам полиэтилен хрупким становится. И с этим справились с помощью аминных стабилизаторов. Одно еще осталось - приучить овцу не рвать полиэтиленовую ткань о колючки и заборы. Надо думать, этого фермеры добьются. Но тогда, может быть, удастся и саму овцу к чистоплотности приучить? Это дело далекого будущего, пока же попоны из полиэтиленовой ткани обходятся дешевле, чем мытье и расчесывание шерсти и обучение глупых овец. Особенно мериносов. (Химия и жизнь, 1980, № 8).

Нумерованные животные

Начиная с 1975 года весь крупный рогатый скот, а также овцы и козы в кооперативах и государственных хозяйствах Чехословакии должны носить в ушах своеобразные сережки - пластмассовые таблички с указанием основных данных о животных. Эта новая форма регистрации животных должна заменить применявшееся ранее клеймение, что признано специалистами негигиеничным. Миллионы пластмассовых табличек должны выпускать артели местной промышленности. (Вечерняя Москва, 1975, 31 мая).

Микроб - кормилец

Комплексную задачу очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства и одновременного производства кормов для животноводства решили финские ученые. Специальную культуру микробов выращивают на отработанных сульфитных щелоках в специальных ферментаторах при 38° С, одновременно добавляя туда аммиак. Выход кормового белка составляет 50-55%; его с аппетитом поедают свиньи и домашняя птица. (Wochenbl. Papierfabr., 1980, 108, № 6).

Смерть крысам!

Незадолго до празднования 200-летия США Департамент охраны общественного здоровья "обрадовал" своих сограждан сообщением, что борьба с нашествием крыс и мышей в США выросла в национальную проблему. Историки помнят, что подобное нашествие с 1898 по 1928 год привело к 11 млн. смертельных исходов. Наши дни в США ежегодно обращается за помощью к врачам 14000 укушенных, при этом считается, что еще не менее 46000 укушенных к врачам не обращаются. А ведь такой грызун кусает очень больно, ранка обычно долго не заживает. Вдобавок стоит вспомнить, что крысы и мыши способны разносить 35 опасных болезней, в том числе бубонную чуму, трихиноз, амебную дизентерию, Инфекционную желтуху и др. И наконец, не лишне вспомнить о том, что мыши и крысы ежедневно чем-то питаются. Подсчитать, сколько сельскохозяйственной продукции губят они на полях и на складах, вряд ли удастся даже с помощью мощнейших компьютеров.

Облавы, отстрелы, капканы и фокстерьеры не смогли справиться с крысиными полчищами. Обычная отрава - классический мышьяк и т. п. - зачастую приносила больше вреда, чем пользы: вместе с крысами дохла и всякая прочая живность, а обработанные этой отравой пищевые продукты людям в пищу не годились. Пришлось химикам изобретать новые отравляющие вещества, искать такие, чтобы они избирательно действовали только на грызунов. Вещества эти получили название родентицидов, от латинских корней "роденте" - крыса и "цидо" - убиваю. Такие родентициды были получены взаимодействием производных пиридилкарбинола с производными фенилизоцианата. Они смертельны для крыс, практически безвредны для голубей, цыплят, собак. Но вот беда: как заставить грызуна съесть именно приманку с родентицидом, особенно на элеваторе или в другом хранилище пищевых продуктов? Эту задачу решают с помощью пластмассовых дырчатых пакетов. Их наполняют гранулами, изготовленными из рыбы, мяса, шоколада, масла и т. п., обильно сдобренными родентицидами. Грызуны - лакомки, они тут же кидаются на отравленную приманку и дохнут. Туда им и дорога. (Английский патент, 1979, № 2. 014. 454).

Чтобы почва не пылила

Современные методы механической обработки почвы - вспашка, культивация и др. - позволяют успешно бороться с сорняками, но они же неизбежно приводят к нарушению структуры, обильному, превращению почвы в пыль. Чтобы восстановить эту структуру, современная химия предлагает время от времени обрабатывать почву водными растворами или эмульсиями специальных полимеров. Систематическое исследование влияния типа синтетических структурообразователей и их концентрации на свойства почв проведено сотрудниками Ташкентского университета. Оказалось, что одним из самых лучших структурообразователей может служить полиакриламид и родственные акриловые полимеры. Разработаны оптимальные дозировки и способы обработки почв такими структурообразователями. (Сб. Трудов Ташкентского ун-та, 1980, № 622).

Сельское хозяйство на дому

Грибное, если так можно выразиться, "огородничество" всегда велось на навозных грядках. Примеры подробно описаны у В. Солоухина в книге "Третья охота". Скажем прямо, что база для такого "огородничества" некондиционная, условия труда не очень, да к тому же надо тщательно следить за температурой, влажностью и т. д., вплоть до борьбы с улиточными нашествиями. И все равно нет никакой гарантии, что грибница не заболеет, навоз ведь не продезинфецируешь. От всех этих недостатков может избавить грибоводов пенополиуретан. Японские химики разработали способ, рецептуру и технологию, позволяющие каждому заняться грибоводством на дому. Смесь рисовых отрубей с гликолем, диизоцианатом и обычными катализаторами вспенивают фреоном, отверждают и получают готовую грядку в виде пенополиуретанового коврика размерами 100×10×5 см. Засевают грядку обычными спорами, выдерживают положенный срок при влажности 75% и комнатной температуре и получают с каждой грядки по 800 г первосортных шампиньонов. Аналогичные грядки для выращивания овощей получают из поливинилового спирта.

И не только растения успешно можно культивировать на синтетических "грядках". Шелковичные черви, например, превосходно живут и развиваются вплоть до окукливания на пенополиуретановых или пенополистирольных "ковриках", если их время от времени подкармливать порошком из шелковичных листьев с примесью соевой муки и витаминов. А фенолформальдегидные пенопласта, оказывается, - прекрасное средство для сохранения в домашних условиях срезанных цветов.

Можно спорить о том, относятся ли к области сельского хозяйства срезанные цветы или, скажем, к примеру, синтетическая приманка для рыболовов и т. п., но несомненно, что в области и производства пищевых продуктов, и украшения нашей жизни растительной продукцией широкое использование полимерных материалов позволит существенно повысить уровень жизни. (Японский патент, 1980, № 55-20. 652).