Kjemiske reaksjoner som brukes i landbruket

Landbruk er en forvandlingsprosess. De enkle tilførsler av sollys, næringsstoffer og vann nærer frøplanter som de vokser til planter som opprett dyreliv. De endringene som skjer underveis er tilrettelagt av kjemiske reaksjoner som rekombinerer atomer av oppdretts innganger for å skape et nytt produkt. Hvert trinn av oppdrettsprosessen har en kjemisk reaksjon bak det, og hver reaksjon er avgjørende for å opprettholde landbruket i sin nåværende form.

Fotosyntese

Den prosessen som plantene bruker sollyset til å lage næringsstoffer kalles fotosyntese. Planter omdanne seks molekyler av karbondioksyd og seks molekyler av vann i ett sukkermolekyl og seks oksygenmolekyler. De bruker sukker til energi og frigjøre oksygen i atmosfæren. Fotosyntesen skjer i to trinn som er kjent som lyse og mørke reaksjoner: det første som skjer i sollys, mens den andre finner sted lenger inne i en plante, i mørket. I lys reaksjonen, klorofyll molekyler absorberer visse bølgelengder av lys. Anlegget danner molekyler av adenosin trifosfat (ATP), i hvis bindinger lysenergi er lagret. Deretter kombinerer ATP med karbondioksyd i den mørke reaksjons å fremstille sukker. Den mørke reaksjons er også kjent som den Calvin syklus. Fotosyntetiske organismer gir mat for dyr, så denne reaksjonen er viktig for husdyrprodusenter samt beskjære dyrkere.

nitrogenfiksering

Planter trenger nitrogen for å vokse, men de kan bare bruke visse nitrogenholdige forbindelser. Nitrogenet som utgjør mesteparten av luften, kalles fritt nitrogen. Hvert atom har to nitrogenatomer bundet sammen. Planter har ingen mulighet til å forårsake dette nitrogen til å reagere med andre forbindelser for å danne de stoffer som de trenger for å vokse. Den nitrogenfiksering prosessen bryter fra hverandre fritt nitrogen og kombinerer nitrogenatomer med andre stoffer for å danne forbindelser planter kan bruke. I naturen er dette gjort ved nitrogenfikserende bakterier som lever i jord og i røttene av visse planter. De danner ammoniakk ved hjelp av molekylært nitrogen og hydrogenioner som finnes i jordsmonnet. Den tyske vitenskapsmannen Fritz Haber syntetisert nitrogenfikserende reaksjon, som gjorde at han fikk Nobelprisen i kjemi i 1918. Haber prosessen, som kunstig nitrogenfiksering er kjent, og kombinerer nitrogen og hydrogen gasser ved høye temperaturer og trykk for å skape ammoniakk som brukes i kunstgjødsel.

forbrennings~~POS=TRUNC

Landbruk er nært knyttet til fossilt brensel. Haber-prosessen bruker fossilt brensel energi for å skape betingelser for varme og høyt trykk under hvilke reaksjonen mellom nitrogen og hydrogen finner sted, og den moderne oppdrettsnæringen også er avhengig av transport av innganger og produkter i kjøretøy som fungerer på grunn av den kjemiske reaksjoner kjent som forbrenning. I en forbrenningsreaksjon, reagerer en forbindelse med oksygen, å generere varme og produsere nye molekyler. Når stoffet er organisk, som olje, produserer forbrenning karbondioksyd og vanndamp. Karbondioksidet delvis tas opp av planter som drivstoff for fotosyntese. Prosessen med forbrenning spiller en stor rolle i oppdrett; 50 liter olje anvendes i produksjon av en acre av mais. Siden introduksjonen av kunstgjødsel, har jordbruket krevde mer kalorier av fossilt brensel energi enn den produserer i mat energi. Transport og behandling ytterligere øke andelen av fossilt brensel til mat kalorier. Tilhengere av økologisk landbruk og den eksklusive forbruk av lokal mat søke å redusere landbruksnæringen avhengighet av olje.