Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Дюшон [135] пришел к заключению, что благоприятное действие коллоидного кремнезема на урожаи культур в песчаной среде при недостаточном содержании фосфорной кислоты, используемой в качестве удобрения, обусловлено главным образом физическими свойствами коллоидной системы и заключается в улучшении физического состояния песчаной почвы и использования имеющегося фосфора. Хэмпл [136] пришел к аналогичному заключению.
Количество доступного растениям растворимого кремнезема в почвенной влаге в значительной мере определяется химическим составом. Свободные оксиды железа или алюминия поглощают и переводят в нерастворимое состояние кремнезем. Овес поглощает кремнезем со скоростью, которая непосредственно зависит от количества кремнезема в почвенных водах, и суммарное содержание кремнезема возрастает с увеличением количества испаряющейся воды. В этом случае кремнезем, таким образом, играет лишь пассивную с биохимической точки зрения роль [137].
1034
Глава 7
Органические кислоты, способные образовывать хелатные соединения с Ре3+ или А13+, очевидно, приводят к выделению' кремневой кислоты из соединения кремнезема с этими элементами в почве или, наоборот, удаляют указанные элементы с поверхности кремнезема, что позволяет ему растворяться. Поглощение кремнезема ускоряется при понижении значения рН в почве [138]. Почву можно удобрять кремнеземом, который переводится в растворимое состояние в виде комплекса с гума-том аммония, аналогичного комплексу катехолата аммония [139].
Фосфат-ионы, согласно данным Рейфенберга и Бучвальда [140], способны вытесняться из почв и глинистых минералов, таких, как монтмориллонит, причем этот эффект наименее выражен при рН 7,5. Однако силикат может вытеснять фосфат, особенно при более высоких значениях рН.
Экстрагирование кремнезема растениями из почвы, целиком состоящей из инертных горных пород, таких, как базальт, рио-лит и кварцевый диорит, было исследовано Ловерингом и Эйфелем [141], которые использовали хвощи, известные своей способностью аккумулировать кремнезем. В опытах применялась циркулирующая деминерализованная вода. Подсчитано, что количество кремнезема, поглощенного растениями, было эквивалентно количеству базальта в слое, площадь которого равна 0,4 га, а толщина составляет 0,3 м, образовавшегося за 5000 лет. Было доказано, что по крайней мере часть поглощенного кремнезема находилась в виде комплекса с ароматическим соединением.
По данным Эрхарта [142], растения играют некоторую роль при формировании глинистых минералов; В почвах, бедных кальцием и магнием, растения содержат А1 и Э1 в пропорциях, соответствующих каолину, и вымершие ткани растений выделяют прекаолинит, из которого впоследствии образуется глина. По-видимому, это подтверждается данными Пейнеманна и Фер-рейро [143], согласно которым в верхних почвенных слоях растениями производится образование фракций тонкодисперсного аморфного кремнезема и глины путем формирования фитолитов и прекаолина.
Усвояемость растениями кремнезема может оказаться относительно высокой в почвах, богатых гумусом. Сообщалось о том, что в ФРГ имеется район, где почва содержит кремневую кислоту в сочетании с подобными таннину компонентами гумуса, стабильного при рН 9—10 [144]. Рис поглощает большее количество кремнезема из питательной среды, когда в систему добавляется поли (2-винилпиридиноксид) [145]. Сообщалось, что-найдено вещество, способное понижать токсичность коллоидного кремнезема или поликремневой кислоты. Природа образуемого'
Кремнезем в биосфере
1035
комплекса, если он существует, еще не раскрыта (см. гл. 1), изучено только воздействие рН.
Полезные и защитные воздействия кремнезема
Имеются убедительные доказательства того, что присутствие кремнезема в определенных растениях ведет к повышению их сопротивляемости в отношении грибковых заболеваний. Лунди [146] пришел к заключению, что кремнезем не играет существенной роли в питании растений, но при осаждении в эпидермисе он обеспечива'ет защиту растения от грибковых заболеваний, таких, например, как ржавчинный гриб.
Гермар [147] исследовал такое воздействие кремнезема на хлебные злаки, в особенности на их сопротивляемость против милдью. Рожь, ячмень и пшеницу выращивали в очищенном кварцевом песке и снабжали коллоидным кремнеземом при различных скоростях его поступления, а также соответствующими удобрениями. Кремнезем вызывал увеличение сухой массы растения в том случае, когда наблюдалось недостаточное содержание оксида калия. Кремнезем осаждается в эпидермисе листьев, а также формируется в виде кремнеземистых образований, которые вместе составляют кремнеземный скелет растения. Дефицит азота и избыток поташа способствуют накоплению кремнезема, но подвод фосфора не оказывает влияния на аккумуляцию ЭЮ2. Гермар исследовал эффект присутствия кремнезема в листьях и пришел к заключению, что 5102 не влияет на механическую прочность листа. Однако хлебные злаки, которые достаточно хорошо обеспечивались кремнеземом, проявляли большую сопротивляемость по отношению к заражению милдью, очевидно, вследствие осаждения 5Ю2 в эпидермисе, что делает последний более устойчивым против воздействия фермента, выделяемого грибковыми гифами. Сопротивляемость к грибкам, которые способны внедряться в растение через устьица, не повышалась в присутствии кремнезема.
