Giải Chuyên đề Hóa học 11 Bài 3: Phân bón hữu cơ
Mở đầu trang 21 Chuyên đề Hóa 11: Làm thế nào để biến một số rác thải từ nhà bếp thành phân bón hữu cơ, dùng để bón cho cây cảnh trồng tại nhà?
Lời giải:
Cách để biến một số rác thải từ nhà bếp thành phân bón hữu cơ, dùng để bón cho cây cảnh trồng tại nhà: Ủ rác hữu cơ.
Bước 1: Chọn thùng chứa phân bón hữu cơ.
Đầu tiên, cần chuẩn bị thùng chứa như thùng nhựa, thùng gỗ … có thể tích khoảng 20 – 120 lít. Chú ý nên khoan các lỗ nhỏ ở thân thùng để có chỗ thoát nước.
Ngoài ra, có thể mua các thùng ủ rác hữu cơ có bán sẵn với thiết kế và dung tích phù hợp theo nhu cầu.
Bước 2: Xác định vị trí đặt thùng thích hợp.
Do thùng chứa rác thải hữu cơ nên sẽ gây mùi. Do đó, cần đặt thùng ở xa chỗ sinh hoạt, gần chỗ thoát nước.
Bước 3: Phân loại rác, chọn những rác thải hữu cơ làm phân bón hữu cơ tại nhà.
+ Phân xanh (cung cấp nitrogen): rau quả thừa, lá cây tươi, bã cà phê, bã đậu, ….
+ Phân nâu (cung cấp carbon): mùn cưa, rơm rạ, lá khô, vỏ trứng, bã trà …
Chú ý: Không dùng xương thịt của các loại gia súc, gia cầm vì sẽ gây hôi, thối; không dùng các loại rác có chứa nhiều tinh dầu như vỏ quýt, cam … do những loại rác này có chứa nhiều tinh dầu ảnh hưởng đến sự phát triển của sinh vật có lợi.
Bước 4: Trộn các loại rác hữu cơ
Khi đã phân biệt được phân xanh và phân nâu, thực hiện rải 10 cm phân nâu sau đó rải 1 lớp phân xanh rồi 10 cm phân nâu. Trộn đều hỗn hợp sau đó ủ 2 tuần thì bắt đầu tưới nước cho hỗn hợp ủ, tránh tưới nhiều nước. Sau khi tưới nước lại tiếp tục trộn đều hỗn hợp lên, rải một lớp phân nâu lên bề mặt hỗn hợp cho đầy thùng chứa.
Kiểm tra độ ẩm: Sử dụng tay nắm hỗn hợp rác hữu cơ nếu thấy nước rỉ qua các kẽ ngón tay ta cần bổ sung thêm rơm rạ hoặc mùn cưa … để cân bằng lượng nước có trong rác hữu cơ. Nếu nắm lại mà khi mở lòng bàn tay ra thấy rác tơi và rời rạc có nghĩa là rác bị thiếu độ ẩm cần phải bổ sung thêm nước, còn nếu thấy hỗn hợp kết dính thì độ ẩm đạt yêu cầu.
Đến lúc này các bạn chỉ cần đợi khoảng 30 ngày phân đã phân hủy thành phân compost. Phân hữu cơ tự ủ có những đặc điểm như:
+ Phân hữu cơ chuyển sang màu nâu đất.
+ Có mùi của đất.
+ Phân hữu cơ vụn ra và trông giống như mùn có nghĩa là phân hữu cơ tự làm tại nhà đã phân hủy hoàn toàn và có thể đem đi sử dụng.
I. Vai trò của phân bón hữu cơ
Câu hỏi 1 trang 21 Chuyên đề Hóa 11: Để kích thích sự phát triển rễ của hạt mầm, nên ưu tiên dùng phân bón vô cơ hay phân bón hữu cơ? Vì sao?
Lời giải:
Để kích thích sự phát triển rễ của hạt mầm, nên ưu tiên dùng phân bón vô cơ vì phân bón vô cơ dễ hấp thu, mang lại tác dụng nhanh, cây nhanh chóng ra rễ.
Còn đối với phân hữu cơ, cây trồng không có khả năng hấp thu và sử dụng trực tiếp các chất hữu cơ. Phân hữu cơ chỉ được cây hấp thụ khi chúng đã khoáng hóa, quá trình này diễn ra từ từ nên phân hữu cơ cung cấp chất dinh dưỡng chậm hơn với phân vô cơ.
II. Phân loại một số phân bón hữu cơ
III. Thành phần, quy trình sản xuất và cách sử dụng một số loại phân bón hữu cơ
Luyện tập 1 trang 23 Chuyên đề Hóa 11: Quá trình ủ phân chuồng sinh ra CO2, NH4+. Các chất này sẽ phản ứng với nước để tạo ra đạm ammonium carbonate. Viết phương trình hoá học của phản ứng vừa nêu.
Lời giải:
Phương trình hoá học:
NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+
2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3.
Hay có thể tổng hợp 2 phản ứng trên thành 1 phản ứng:
2NH4+ + 3H2O + CO2 → (NH4)2CO3 + 2H3O+.
Luyện tập 2 trang 23 Chuyên đề Hóa 11: Dùng phương pháp ủ nóng để sản xuất phân chuồng thì đạm ammonium carbonate dễ bị biến đổi nhiệt tạo thành khí carbon dioxide và ammonia. Vì vậy làm tổn thất đạm so với phương pháp ủ nguội. Hãy viết phương trình hoá học của phản ứng vừa nêu.
Lời giải:
Phương trình hoá học:
(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O
Câu hỏi 2 trang 23 Chuyên đề Hóa 11: Với quá trình sản xuất phân chuồng, hãy:
a) Chỉ ra ưu điểm về thời gian thực hiện, chất lượng sản phẩm giữa ủ nóng và ủ nguội.
b) Dự báo các tác hại đối với sức khỏe con người và môi trường.
Lời giải:
a)
|
Nội dung |
Ủ nóng |
Ủ nguội |
|
Thời gian thực hiện |
Nhanh, sau 1 tháng là có thể sử dụng. |
Chậm, kéo dài khoảng 5 – 6 tháng |
|
Chất lượng sản phẩm |
Quá trình khoáng hoá trong phân diễn ra nhanh. Tiêu diệt bớt mầm mống côn trùng, nấm, hạt cỏ dại trong phân. |
Hạn chế được thất thoát đạm nên hàm lượng đạm cao. |
b) Dự báo một số tác hại:
– Nguy cơ còn mầm bệnh trong phân (bào tử nấm bệnh, vi sinh vật, trứng giun sán, nhộng kén côn trùng…), ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng phân bón và người tiêu dùng sản phẩm từ cây trồng.
– Phân chuồng được ủ từ chất thải động vật có mùi khó chịu, nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Câu hỏi 3 trang 24 Chuyên đề Hóa 11: Loại rác nào sau đây không thể sử dụng làm phân rác tại nhà?
A. Rơm, rạ, lá cây khô.
B. Giấy, bã mía, mùn cưa.
C. Túi nylon, xương động vật.
D. Vỏ trái cây, vỏ các loại củ.
Lời giải:
Đáp án đúng là: C
Túi nylon, xương động vật khó phân huỷ nên không thể sử dụng làm phân rác tại nhà.
Câu hỏi 4 trang 24 Chuyên đề Hóa 11: Quá trình sản xuất phân hữu cơ sinh học có tạo thành khí ammonia và methane không? Giải thích.
Lời giải:
Quá trình sản xuất phân hữu cơ sinh học có tạo thành khí ammonia và methane. Do:
Phản ứng sinh hoá xảy ra trong công nghệ ủ hiếu khí được đặc trưng bởi phương trình:
(C, O, H, N, S) + O2 + VSV hiếu khí → CO2 + NH3 + H2S + sản phẩm khác + năng lượng.
Với phương pháp ủ kị khí:
(C, H, N, S) + độ ẩm, nhiệt độ → CH4 + H2S + CO2 + chất mùn khoáng.
IV. Ưu điểm và nhược điểm của phân bón hữu cơ
Vận dụng 1 trang 25 Chuyên đề Hóa 11:Tìm hiểu và đề xuất danh sách phân bón vô cơ và phân bón hữu cơ cần cung cấp cho các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa. Giải thích vì sao em chọn phân bón đó.
Lời giải:
– Danh sách phân bón vô cơ cần cung cấp cho các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa:
+ Phân đạm: thúc đẩy lúa đẻ nhánh, ra nhiều lá, lá màu xanh, kích thước to và quang hợp mạnh, làm tăng năng suất lúa. Phân đạm được dùng để bón lót, bón thúc đẻ nhánh, bón đón đòng.
+ Phân lân: kích thích sự phát triển của rễ, làm cho rễ ăn sâu và lan rộng trong đất, giúp lúa chịu được hạn, ít đổ ngã, kích thích đẻ nhánh, thúc đẩy lúa làm đòng, nhiều hạt. Phân lân được dùng để bón lót, bón thúc đẻ nhánh, bón đón đòng.
+ Phân kali: tăng cường khả năng chống chịu của lúa với rét hại, hạn hán, sâu bệnh … Phân kali thường được dùng bón lót, bón đón đòng.
+ Phân vi lượng, cung cấp các nguyên tố vi lượng cho cây lúa, được bón trong tất cả các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa.
– Phân bón hữu cơ cần cung cấp cho các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa: phân chuồng, phân xanh. Các loại phân bón này được bón trước khi làm đất (cày, bừa …) giúp cải tạo đất, tăng độ phì nhiêu và tơi xốp của đất.
Luyện tập 3 trang 25 Chuyên đề Hóa 11: Từ Bảng 3.1, hãy cho biết phân bón hữu cơ nào:
a) cung cấp cho cây trồng nguyên tố dinh dưỡng đa lượng nhiều hơn.
b) cung cấp cho đất nhiều mùn hơn.
c) có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao.
Lời giải:
a) Phân hữu cơ khoáng cung cấp cho cây trồng nguyên tố dinh dưỡng đa lượng nhiều hơn.
b) Phân chuồng cung cấp cho đất nhiều mùn hơn.
c) Phân chuồng, phân xanh, phân rác có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao.
V. Bảo quản phân bón hữu cơ
VI. Tác động của phân bón đến môi trường
Luyện tập 4 trang 26 Chuyên đề Hóa 11: Giải thích vì sao quá trình sản xuất phân bón hữu cơ thường tạo ra khí methane.
Lời giải:
Hợp chất hữu cơ có chứa carbon, do đó quá trình sản xuất phân bón hữu cơ thường tạo ra khí methane.
Luyện tập 5 trang 27 Chuyên đề Hóa 11: Mầm cỏ dại có trong phân chuồng có tác hại gì đối với cây trồng? Để hạn chế mầm cỏ dại thì phân chuồng nên được ủ nguội hay ủ nóng?
Lời giải:
Mầm cỏ dại trong phân chuồng sẽ cạnh tranh sự phát triển cây trồng để sử dụng nguồn dinh dưỡng, diện tích đất.
Để hạn chế mầm cỏ dại thì phân chuồng nên được ủ nóng, khi ủ nóng, nhiệt độ bên trong đống phân có thể đạt đến 60oC, làm tiêu diệt bớt mầm hạt cỏ dại.
Câu hỏi 5 trang 27 Chuyên đề Hóa 11: Phân bón hữu cơ hay phân bón vô cơ dễ gây ô nhiễm không khí hơn? Giải thích.
Lời giải:
Phân bón hữu cơ dễ gây ô nhiễm không khí hơn do có mùi khó chịu (như phân chuồng, phân xanh, phân rác …). Ngoài ra, quá trình khoáng hoá của phân bón hữu cơ sẽ phát thải khí methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, ammonia … gây ô nhiễm môi trường.
Vận dụng 2 trang 27 Chuyên đề Hóa 11: Lập kế hoạch tạo ra một loại phân rác từ rác thải của gia đình em. Giải thích vai trò của mỗi bước trong kế hoạch đó.
Lời giải:
Gợi ý: Cách để biến một số rác thải từ nhà bếp thành phân bón hữu cơ.
Bước 1: Chọn thùng chứa phân bón hữu cơ.
Đầu tiên, cần chuẩn bị thùng chứa như thùng nhựa, thùng gỗ … có thể tích khoảng 20 – 120 lít. Chú ý nên khoan các lỗ nhỏ ở thân thùng để có chỗ thoát nước.
Ngoài ra, có thể mua các thùng ủ rác hữu cơ có bán sẵn với thiết kế và dung tích phù hợp theo nhu cầu.
Bước 2: Xác định vị trí đặt thùng thích hợp.
Do thùng chứa rác thải hữu cơ nên sẽ gây mùi. Do đó, cần đặt thùng ở xa chỗ sinh hoạt, gần chỗ thoát nước.
Bước 3: Phân loại rác, chọn những rác thải hữu cơ làm phân bón hữu cơ tại nhà.
+ Phân xanh (cung cấp nitrogen): rau quả thừa, lá cây tươi, bã cà phê, bã đậu, ….
+ Phân nâu (cung cấp carbon): mùn cưa, rơm rạ, lá khô, vỏ trứng, bã trà …
Chú ý: Không dùng xương thịt của các loại gia súc, gia cầm vì sẽ gây hôi, thối; không dùng các loại rác có chứa nhiều tinh dầu như vỏ quýt, cam … do những loại rác này có chứa nhiều tinh dầu ảnh hưởng đến sự phát triển của sinh vật có lợi.
Bước 4: Trộn các loại rác hữu cơ
Khi đã phân biệt được phân xanh và phân nâu, thực hiện rải 10 cm phân nâu sau đó rải 1 lớp phân xanh rồi 10 cm phân nâu. Trộn đều hỗn hợp sau đó ủ 2 tuần thì bắt đầu tưới nước cho hỗn hợp ủ, tránh tưới nhiều nước. Sau khi tưới nước lại tiếp tục trộn đều hỗn hợp lên, rải một lớp phân nâu lên bề mặt hỗn hợp cho đầy thùng chứa.
Kiểm tra độ ẩm: Sử dụng tay nắm hỗn hợp rác hữu cơ nếu thấy nước rỉ qua các kẽ ngón tay ta cần bổ sung thêm rơm rạ hoặc mùn cưa … để cân bằng lượng nước có trong rác hữu cơ. Nếu nắm lại mà khi mở lòng bàn tay ra thấy rác tơi và rời rạc có nghĩa là rác bị thiếu độ ẩm cần phải bổ sung thêm nước, còn nếu thấy hỗn hợp kết dính thì độ ẩm đạt yêu cầu.
Đến lúc này các bạn chỉ cần đợi khoảng 30 ngày phân đã phân hủy thành phân compost. Phân hữu cơ tự ủ có những đặc điểm như:
+ Phân hữu cơ chuyển sang màu nâu đất.
+ Có mùi của đất.
+ Phân hữu cơ vụn ra và trông giống như mùn có nghĩa là phân hữu cơ tự làm tại nhà đã phân hủy hoàn toàn và có thể đem đi sử dụng.
Bài tập (trang 28)
Bài 1 trang 28 Chuyên đề Hóa 11: Hãy tìm hiểu về hoạt động của một loại vi sinh vật có ích trong phân hữu cơ sinh học.
Lời giải:
Tìm hiểu hoạt động của Trichoderma sp.
Nấm Trichoderma tiết ra một loại emzyme có khả năng làm tan vách tế bào của các loại nấm khác. Sau đó nó có thể tấn công vào bên trong loài nấm gây hại biến chúng thành thức ăn và tạo nên những chất hữu cơ có lợi.
Bài 2 trang 28 Chuyên đề Hóa 11: Hãy tìm hiểu, lập danh sách các cây họ Đậu đóng vai trò là cây phân xanh.
Lời giải:
Các cây họ Đậu đóng vai trò là cây phân xanh: lạc, điên điển (điền thanh), đậu tương, đậu mèo,…
Bài 3 trang 28 Chuyên đề Hóa 11: Việc đốt rơm, rạ trên đồng sẽ gây ô nhiễm môi trường, thoái hóa đất. Vậy, nên sử dụng rơm rạ như thế nào để có thể mang lại nhiều lợi ích hơn cho người nông dân.
Lời giải:
Một số việc sử dụng rơm rạ đem lại nhiều lợi ích cho người nông dân:
+ Sử dụng rơm rạ làm phân hữu cơ: cung cấp chất dinh hưỡng cho cây trồng, tăng độ tơi xốp đất, hạn chế xói mòn và tránh bị khô hạn …
+ Ủ rơm rạ làm thức ăn cho trâu, bò…
+ Làm phôi trồng nấm.
+ Sử dụng rơm rạ để làm nguyên liệu sản xuất ethanol (cho xăng sinh học), sản xuất giấy …
Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Hóa học lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 2: Phân bón vô cơ
Bài 3: Phân bón hữu cơ
Bài 4: Tách tinh dầu từ các nguồn thảo mộc tự nhiên
Bài 5: Chuyển hoá chất béo thành xà phòng
Bài 6: Điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm
Xem thêm các bài giải Chuyên đề học tập Hóa học lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Chuyên đề 11.1: Phân bón
Chuyên đề 11.2: Trải nghiệm, thực hành hoá học hữu cơ
Chuyên đề 11.3: Dầu mỏ và chế biến dầu mỏ