Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Для того чтобы понизить содержание кремнезема в траве свинорой и сделать ее более вкусной для животных, листья опрыскивали глифосфатом [125]. Определенное содержание кремнезема понижает усвояемость кормовых растений; это было подтверждено в экспериментах, в которых к растениям добавлялся растворимый силикат [126].
Вейсс и Герцог [127] впервые отделили и идентифицировали чистое соединение кремния, относящееся к растениям. Они исследовали хвойное дерево тую (Thuja plicata) и нашли хелатное соединение кремния из туяплицина, которым оказался изопро-пилтрополон (см. ниже раздел по метаболизму кремния).
Растворимый кремнезем и плодородие почв
Хотя кажется, что кремнезем не является важным для роста большинства растений, тем не менее неоднократно было показано, что добавление растворимого силиката к почве или к культуральным растворам давало благотворный результат в том случае, когда имелся дефицит усвояемого фосфора. В настоящее время выяснен механизм этого явления. Это происходит не потому, что растение способно утилизировать силикат вместо фосфат-иона, как предполагалось вначале, а скорее благодаря тому, что силикатный ион способен вытеснять фос-
1032
Глава 7
фат-ион с поверхности частиц почвы или коллоидного материала, увеличивая таким образом содержание фосфора в рассматриваемой системе.
Например, Сринивасан рассмотрел доступную информацию о роли кремния в питании растений и пришел к заключению, что силикат в' почве способствует поглощению фосфора. В других исследованиях, выполненных этим же автором [128], было показано, что растворимый кремнезем (или силикат-ион) адсорбируется определенными компонентами почвы, в частности глинами. Соотношение между концентрацией и степенью удерживания силикат-иона оказывается логарифмическим, что указывает на наличие адсорбции. Было продемонстрировано, что гели оксида алюминия и оксида железа адсорбировали силикат-ионы почти так же, как и почвы, образуя адсорбционный комплекс, из которого силикат удаляется промыванием с большим трудом. Далее было показано, что в том случае, когда почва обрабатывается растворимым силикатом, фоСфат-ионы адсорбируются менее прочно. Силикагель не адсорбирует фосфат-ионы. Следовательно, ясно, что добавление силиката может привести к определенному эффекту в питании растения, поскольку силикат вытесняет фосфат-ионы, находящиеся в адсорбированном состоянии на поверхности почвы и, таким образом, делает фосфат более доступным для растения. Бастисс [129] также показал, что фосфат-ионы можно освободить из адсорбированного состояния на некоторых почвах посредством добавления растворимого кремнезема. Этот прием особенно эффективен для лате-ритных почв, на которых фосфат-ионы прочно адсорбируются. Последние становятся недоступными для растений из-за образования нерастворимых фосфатов железа и алюминия. В почвах такого типа добавление силиката ведет к вытеснению адсорбированных фосфат-ионов, так что в результате урожаи зерновых удваиваются или утраиваются, если среда щелочная, видоизмененная за счет добавления силиката, и возрастают вплоть до пятикратного размера, если среда нейтральная. Отмечалось также заметное увеличение в растении содержания 5Ю2, Р2О5 и железа. Вытеснение фосфат-ионов из некоторого вида почв силикатом было также продемонстрировано путем измерения изотерм адсорбции [130]. Обработка почв силикатами натрия и калия вела к понижению их способности адсорбировать фосфат из раствора. Вероятно, силикат изолирует активные адсорбционные центры коллоидной системы и сам удерживается более сильно, чем фосфат-ионы. Это приводит к предотвращению адсорбции фосфата.
При исследовании вытеснения анионов из почв путем добавления растворимого силиката было показано [131], что фосфат-ионы освобождались из адсорбированного состояния только
Кремнезем в биосфере
1033
в слабощелочной среде, так что такое вытеснение скорее осуществлялось гидроксил-ионами или силикат-ионами, чем кремневой кислотой. При рН~7 растворимый кремнезем в основном оказывается в неионизированной форме и поэтому лишь слабо вытесняет фосфат-ионы. Определенное возрастание урожая ячменя и суданской травы отмечалось в том случае, когда к почве добавляли силикат кальция или магния, т. е. вещества, которые, несомненно, в достаточной мере щелочные, чтобы обеспечить образование некоторого количества силикатных ионов. Отмечалось заметное поглощение кремнезема редькой, ячменем и суданской травой, когда они выращивались на силикатных почвах.
Среди других наблюдений, относящихся к воздействию кремнезема на питание растений, можно отметить следующие. В водной культуре ячменя растворимый силикат вызывал значительное повышение сухой массы растений, если в системе отмечался недостаток фосфора [132]. Развитие листьев тормозилось при недостатке фосфата и ускорялось при добавлении силиката. В присутствии достаточного количества фосфора силикат оказывал небольшое влияние. По данным Леммерманна и Висс-мана [133], кремнезем дает повышение урожая определенных видов культур, в частности бобовых и крестоцветных, только в том случае, когда недостаточно содержание фосфорной кислоты. Однако благотворное воздействие кремнезема может оказаться значительно слабее, когда в системе отмечается дефицит поташа или азота. Указанные авторы [134] считают, что кремнезем не изменяет функциональные возможности растения, но способствует растворению фосфатных соединений.
