Корректоры железодефицитного состояния растений на основе гуминовых веществ угля: получение и применение

Мессбауэровские спектры Гумата калия СахалинскогоКорректоры железодефицитного состояния растений на основе гуминовых веществ угля: получение и применение. Соркина Т.А., Куликова Н.А., Филиппова О.И., Панкратов Д.А., Перминова И.В., Петросян В.С. //Экология и промышленность России. 2010.  №2. С.33-36.Search the full text below. Ищи полный текст ниже.

Объектами исследования данной работы являются производные гуминовых веществ, обогащенные биологически доступными формами железа. Разработана методика синтеза гуминовых производных, обогащенных биологически доступными формами железа. Данные препараты могут быть использованы для коррекции железодефицитного хлороза у растений при выращивании различных культур в южных регионах России, в тепличных хозяйствах, в оранжереях, а также для комнатных растений и газонных трав в различных рекреационных зонах. Установлено, что полученные препараты содержат биологически доступное железо и являются эффективными корректорами хлороза по отношению к растениям мягкой пшеницы Triticum aestivum L.

Objects of investigation of this work are derivatives of humic substances enriched with biologically accessible forms of iron. It is developed the technique of synthesis of humine derivatives enriched with biologically accessible forms of iron. These preparations can be used for correction of iron-deficient chlorosis of plants when cultivating various cultures in southern regions of Russia as well as in hothouse farming, in greenhouses, and also for indoor plants and lawn grasses in various recreational areas. Obtained preparations are found to contain biologically accessible iron and to be effective compensators of iron-deficient chlorosis in relation to plants of soft wheat Triticum aestivum L.

Железодефицитное состояние растений, известное как карбонатный хлороз, проявляется в ослаблении зеленой окраски и пожелтении листьев, ослаблении роста, снижении количества и качества урожая. Проблема железодефицитного хлороза остро стоит при выращивании растений на почвах с повышенным содержанием карбоната кальция с высоким значением рН, особенно в закрытом грунте, а также при благоустройстве городских и рекультивации загрязненных территорий.

В настоящее время для коррекции железодефицитного хлороза используют в основном устойчивые к гидролизу при рН = 7 ÷ 8 синтетические хелаты железа (III). При этом железо из таких комплексов за один-два года потребляется растениями, а устойчивые органические лиганды остаются в почве, в результате чего повышается и без того высокая химическая нагрузка на почву. Кроме того, при попадании в природные водоемы такие органические лиганды образуют с тяжелыми металлами устойчивые комплексы, переводя их из донных осадков в подвижную, биологически доступную форму, что приводит к биоаккумуляции этих загрязняющих веществ в пищевых цепях. Таким образом, замена синтетических хелатов на природные комплексоны, содержащие биологически доступное железо, является важной задачей современной экологии.

В почве важную роль в минеральном питании растений играют обладающие комплексообразуюшими свойствами гуминовые вещества (ГВ) — это сложные смеси устойчивых к биодеструкции высокомолекулярных темноокрашенных органических соединений природного происхождения, образующихся при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов и абиотических факторов среды. Существенным преимуществом использования ГВ в качестве матриц для внесения микроэлементов, в том числе железа, по сравнению с синтетическими препаратами является то, что внесение их в почву способствует снижению стресса, вызываемого дефицитом железа, и улучшает адаптационные свойства растений.

Под руководством И.В. Перминовой была разработана методика синтеза препаратов, содержащих биологически доступное железо на основе гуминовых веществ леонардита (Пат. РСТ WО 2005/042551 А1). Леонардит - верхний окисленный слой бурого угля — является одним из отходов производства угля и содержит до 90% ГВ. Создание продуктов с добавленной стоимостью на основе леонардита и других низкокалорийных углей может быть решением как экологических, так и экономических проблем угледобывающих регионов России.

Таким образом, целью данной работы было создание препаратов для коррекции железодефицитного состояния растений на основе доступного отечественного сырья — гуминовых веществ бурого угля, оценка их биологической активности и сопоставление данных о формах существования железа и результатов биологического тестирования.

По данным мёссбауэровской спектроскопии синтезированные препараты гумата железа содержат в основном соединения железа в состоянии окисления +3. Полученные мёссбауэровские спектры для образцов гумата железа, синтезированного без использования аскорбиновой кислоты, удовлетворительно описываются суперпозицией двух дублетов с соотношением площадей 1:3 и параметрами, соответственно δ = 0.35 ± 0.01 мм/с, Δ= 0.54 ±0.01 мм/с, Гexp= 0.30 ± 0.01 мм/с и δ = 0.35 ± 0.01 мм/с, Δ = 0.85 ± 0.01 мм/с, Гexp= 0.50 ± 0.01 мм/с, где δ — изомерный сдвиг, характеризующий степень окисления железа и электроотрицательность лиганда; Δ — величина квадрупольного расщепления, характеризующая симметрию окружения атома железа и тип связи с лигандами; Гexp — ширина резонансных линий. Вероятно, что данные параметры соответствуют атомам железа в одинаковых или близких по составу соединениях, но различающихся своей морфологией (степень кристалличности, доля поверхностных атомов кристаллитов и т.п.). В образцах же, полученных в присутствии аскорбиновой кислоты, кроме того, дополнительно наблюдается дублет, соответствующий соединению железа (II) с параметрами — δ = 1.05 ± 0.01 мм/с, Δ= 2.51 ± 0.01 мм/с, Гexp = 0.54 ± 0.01 мм/с, относительная площадь которого (в общем случае пропорциональна содержанию данной формы железа в соединении) составляет 6 %.

Мёссбауэровские спектры исходного гумата калия также описываются суперпозицией двух дублетов соответствующих соединениям железа в состоянии окисления как +3 — 95 %, так и +2 — 5%, причем мессбауэровские параметры первого дублета (δ = 0.34 ± 0.01 мм/с, Δ = 0.63 ± 0.01 мм/с, Гexp = 0.53 ± 0.01 мм/с) близки к соответствующим параметрам для синтезированных в работе препаратов. Возможно, именно эта форма соединений железа соответствует биологически доступному железу, так как присутствует и в природных гуминовых веществах.

Полученные результаты показывают, что применение аскорбиновой кислоты в процессе синтеза позволяет частично стабилизировать железо в составе гуматов железа в состоянии окисления +2.

Таким образом, по результатам биологического тестирования показано, что оба гумата железа Fe-Sh-9-АК и Fe-Sh-9 положительно воздействуют на проростки пшеницы по сравнению с контролем. Увеличение биомассы, накопление железа и хлорофилла свидетельствуют о коррекции железодефицитного состояния. При этом препарат, полученный с применением аскорбиновой кислоты, способствует накоплению железа в побегах пшеницы. Также необходимо отметить, что использование гумата калия также способствует улучшению функционального состояния растений пшеницы.

В работе синтезированы железосодержащие препараты на основе гуминовых кислот с содержанием биологически доступного железа до 9%. Химическими и биологическими методами показано, что гуматы железа, синтезированные по предложенной в настоящей работе методике, способствуют коррекции железодефицитного состояния у растений пшеницы. Причем стимулирующий эффект наиболее выражен для препарата, содержащего соединения железа (II), стабилизация которых наблюдается в присутствии аскорбиновой кислоты.

Полученные на основе гуминовых веществ бурого угля препараты являются натуральными, доступными и эффективными корректорами железодефицитного хлороза у растений и могут быть использованы в сельском хозяйстве для получения высококачественной и наиболее чистой продукции.

link on elibrary.ru ссылка на (С) издателя Ссылка в Интеллектуальной системе тематического исследования научно-технической информации МГУ
Associated translations: Compensators of Iron-Deficient Conditions of Plants on the Basis of Humic Substances of Coal: Manufacture and Application. Sorkina T.A., Koulikova N.A., Feelippova O.I., Pankratov D.A., Perminova I.V., Petrosyan V.S. //Ecology and Industry of Russia. 2010. №2. P.33-36.

Text of the article for reference only. Текст статьи только для ознакомления.

Корректоры железодефицитного состояния растений на основе гуминовых веществ угля: получение и применение. Соркина Т.А., Куликова Н.А., Филиппова О.И., Панкратов Д.А., Перминова И.В., Петросян В.С. //Экология и промышленность России. 2010. №2. С.33-36.



Рейтинг@Mail.ru

http://www.youtube.com/RuRedOx

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов