Химия, изменившая мир

Он химик, он ботаник…

«Яды», – скажут садоводы и огородники, имея в виду пестициды, химические средства для защиты растений, и будут недалеки от истины, ведь долгое время пестициды называли ядохимикатами. Но можно ли считать пестициды только опасной химией, которую неизбежно приходится использовать для получения хорошего урожая, или эти химические вещества наши союзники, защищающие сады, поля и огороды от вредных насекомых, опасных болезней растений и сорняков?

В прежние века люди мало задумывались о пользе или вреде химии. И хлеборобов, и землевладельцев занимали более насущные проблемы: они мечтали о дожде в засуху, чтобы стадо диких кабанов не потоптало поле, град не уничтожил посевы и чтобы завистник не наслал порчу на урожай.

Однако постепенно прогресс добирался до представителей рода человеческого самых консервативных взглядов, то тут, то там появлялись слухи о победе науки над ранее неизлечимыми болезнями коров и овец, о появлении новых растений с других континентов, способных накормить крестьянина в самый неурожайный год, и наконец даже те, кто работал «как деды завещали», стали все больше доверять советам ученых: ботаников, биологов, химиков.

Так, однажды знаменитый французский микробиолог Луи Пастер помог местным пивоварам. Неизвестная напасть портила их пиво. Пастер лично обследовал десятки пивоварен, общался с рабочими, осматривал пивные чаны и наконец нашел проблему: оказалось, причиной были бактерии. Он предложил пивоварам немного подогревать пиво и тем самым избавляться от микробов. Сейчас этот процесс мы называем пастеризацией, а пивовары по всему свету с тех пор могут дольше хранить и привозить на большие расстояния свой хмельной напиток.

Еще один случай произошел с другим французским ученым – на этот раз с химиком Жозефом Луи Прустом. Виноградари Франции обратились к известному ученому с необычной просьбой: они попросили найти безопасное средство для защиты их урожая от воришек. Просьба не смутила химика, и он предложил им обрабатывать созревающие ягоды смесью извести и медного купороса. Голубая с синим отливом смесь, высыхая на гроздях винограда, выглядела как плесень, при этом не причиняла никакого вреда растению и легко смывалась, а самое главное – желающих воровать такие непривлекательные ягоды не нашлось. Смесь стала настолько популярной, что впоследствии ее стали называть смесью Пруста по имени создателя или бордоской смесью по названию места, где ее особенно часто применяли.

В 1882 году ботаник Пьер Мари Мильярде, проезжая мимо виноградников, где особенно часто использовалась смесь Пруста, обратил внимание на полное отсутствие следов виноградной гнили на созревающих гроздях. Причина этого была быстро найдена: медь, содержащаяся в бордоской смеси, убивала грибок.

Весть о новом средстве против заболеваний в рекордный срок распространилась среди виноградарей, причем им стали опрыскивать не только виноград, но и другие культуры: картофель, томаты, лук, яблони и груши. Чтобы бордоская смесь лучше действовала, а при опрыскивании соединения меди сильнее прилипали к листве, в раствор добавляли сахар или мыло. После появления в Европе дешевой соды начали готовить так называемую бургундскую смесь, в которой вместо извести применяли соду.

К слову, смесь Пруста появилась очень вовремя: не случись этого, кто знает, сохранились бы до наших дней прекрасные виноградники Шампани, Бургундии, Бордо и Прованса. Дело в том, что колонисты Нового Света, обнаружив в Северной Америке образцы дикого винограда, очень высоко оценили его качества и привезли саженцы на родину для размножения, не подозревая, что весь привезенный ими материал был заражен опасным грибным заболеванием – милдью. Так вместе с саженцами из Америки одно из самых опасных заболеваний винограда попало в Европу. Хорошо, что химия против нее уже была. Вот и получается, что случайное открытие фунгицидных свойств меди сохранило главные винодельческие регионы Франции.

Параллельно с применением бордоской жидкости в качестве фунгицида эту смесь, но в большей концентрации применяли и для уничтожения сорной растительности в полевых культурах, преимущественно злаках. Так, если для борьбы с болезнями достаточно было обработать поля 1—3%-ным раствором, то в качестве гербицида необходим был уже 20%-ный раствор. Медь, из которой изготавливали медный купорос, была в то время достаточно дорогой, да и воды для внесения препарата требовалось в десять раз больше, чем применяется обычно, поэтому бордоская смесь в качестве гербицида не получила столь широкую известность.

О том, как именно медь влияет на фитопатогены, ученые узнали много позже, в XX веке. Было установлено, что действие основано на особенностях ионов меди денатурировать или осаждать белковые вещества в организме вредных грибов.

В отличие от большинства органических фунгицидов к медному купоросу не возникает устойчивости, и препараты на основе меди достаточно эффективны по сей день. В распоряжении земледельцев имеется множество таких препаратов, на основе хлорокиси и гидроокиси меди. Не потеряла своей актуальности и бордоская смесь – правда, в настоящее время ее чаще используют на приусадебных и дачных участках, в личных подсобных хозяйствах, а не в крупном производстве, и все же вот уже более 130 лет смесь извести и медного купороса используется для защиты урожая, а первооткрывателю фунгицида ботанику Мильярде в Бордо установлен бюст в знак признательности за его изобретение.

Спасение виноградников во Франции и открытие фунгицидных свойств медного купороса – лишь короткий эпизод, с которого я начну свой рассказ о химии и химиках, изменивших наш мир.