Получение и применение биологически доступных соединений железа, стабилизированных гуминовыми веществами (1105651), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Кроме того, все они обладают таким недостатком какчрезвычайно низкое содержание железа, не превышающее 2%, масс. Для сравненияможно сказать, что для корректоров железодефицитного хлороза на основе хелатовжелеза этот показатель достигает 6-11%.ВТаблиценеорганических5перечисленысоединенийосновныежелезо – ГВ,способыописанныеполученияворгано-российскихимеждународных патентах.Таблица 5 Способы получения препаратов железа на основе гуминовых веществНазвание патентаСпособ полученияСпособ полученияжелезосодержащегопрепарата для лечения ипрофилактикижелезодефицитнойанемии у животныхВзаимодействие ГК, ФКи ГФК торфа с сольюМора, соотношениеFe(II) : C(COOH) = 1Способ получениякомплексныхгуминовых удобренийСпособ получениягуматов железа сзаданными свойствамиВзаимодействие гуматовNa и K с сульфатамиметаллов при pH 7,0-7,8,соотношениеметалл : катионнаяёмкость ГВ ≤ 0,3Содержаниежелеза, %массИсточник6,5-9,9 общее6,0-8,9растворимое[82]11,8% вхелатнойформе[83]0,3% в видедругихсоединенийСоли железа,используемые в качествекоагулянтов в50 мг/кгводоочистке (сульфаты ирастворимогохлориды железа)железареагируют с ГВ при рН3,8-5,6, гумат выпадает восадок.[84]41Способ полученияхелатированного железадля предотвращенияпожелтения листьевСоединения гуминовыхкислот с металлами:получение, строение иприменениеПолучают из водныхрастворов гуминовыхкислот, сульфатажелеза (II), сульфатамагния и мочевины.Внесение насыщенногораствора сульфатажелеза (II) в 5-7%растворы гумата калияпри pH 10Не приводится[176]6% железа ввидерастворимыхсоединений[96]Как видно из Таблицы 5, в российских и международных патентахсодержится информация о способах получения органо-неорганических соединенийжелезо – ГВ, в первую очередь, для нужд сельского хозяйства, при этом в качествеисточников железа используют растворимые соли Fe (II).
Большое значения дляобеспечения необходимых свойств имеет соотношение железа и кислотных групп всоставе ГВ.Предлагаемые в литературе способы получения растворимых соединений ГВс железом, то есть соединений с железом в биодоступной форме, такжехарактеризуются целым рядом недостатков, таких как длительность и дороговизнапроцедуры [129], получение соединений с низким содержанием железа илииспользование экологически небезопасных реагентов [160]. В качестве примераможно привести способ получения растворимых комплексов железа путемпропускания водного раствора ГВ через колонку с катионообменной смолой,насыщенную Fe (III) [129], [130].
При использовании в качестве ГВ ФК торфауказанный подход позволил провести стехиометрический ионный обмен железоммежду смолой и ФК и получить фульват железа с содержанием железа 40 мкмоль/горганического углерода [129]. Принциапиально другой подход, обоснованный нетолько технологически, но и экономически был предложен авторами работы [84].Он заключается в использовании отработанных сорбентов, использовавшихся дляочистки природных вод при рН 3,8-5, в качестве источника биодоступного железа.Получаемый гуминовый продукт был нерастворим, но по мнению авторов могбыть использован в качестве источника железа, для повышения растворимостиполучаемого продукта было предложено обогащать его азотом, доводя содержание42азота до 0,5-12%, масс, в результате чего содержание растворимого железасоставляло 50 мг/кг.Таким образом, приводимые в литературе способы синтеза не вполнеотвечаюттребованиямполученияновыхэкологическибезопасныхжелезосодержащих материалов для живых систем.
Тем не менее, анализсуществующеголитературногоматериалапозволяетпровестиразработкусобственных подходов к синтезу новых материалов на основании железа и ГВ,учитывающих вышеперечисленные недостатки. На основании литературныхданных можно сделать вывод о том, что способом получения растворимыхпроизводных ГВ, обогащенных биологически доступными соединения железаможет быть внесение растворов солей железа (II) в растворы ГВ при соотношениижелезо : карбоксильные группы не более 0,3.Другим подходом является внесение насыщенных растворов железа вводные растворы ГВ при высоких рН (9-11) [96].
Данный способ, разработанныйпод руководством Перминовой И.В., позволяет получать растворимые в водепрепараты с высоким содержанием железа (до 6 %). Данный способ, механизмкоторого не был ранее подробно изучен, был взят за основу для получениябиодоступных соединений железа, стабилизированных ГВ.***Таким образом, обзор литературы показал, что растворимые в водепрепараты на основе ГВ с высоким содержанием биологически доступного железамогут стать заменой синтетическим хелатам железа. Основной проблемой,сдерживающей широкое применение гуматов железа в сельском хозяйстве,являетсяотсутствиетеоретическихосновнаправленногосинтезановыхсоединений железа на основе ГВ.
Поэтому целью данной работы былсистематический анализ физико-химических свойств препаратов Fe - ГВ иисследование их биологической активности для оценки возможности ихприменения в качестве источника биологически доступного для растений железа вкачестве эффективных и безопасных заменителей синтетических хелатныхкомплексов.432 Экспериментальная часть2.1 ОборудованиеВ работе было использовано следующее лабораторной оборудование:магнитная мешалка с нагревом MCHS-300 (Biosan, Латвия), ультразвуковая баняRK102H super (Sonorex, Германия), аналитические весы SPB31 (Scaltec, Германия),автоматический шейкер Ротамикс RM-1 (Elmi, Латвия). Для измерения pHиспользовали рН-метр Metrohm 713 (Metrohm, Швейцария) с комбинированнымстеклянным электродом.
Для проведения спектрофотометрических анализовиспользовали спектрофотометр Cary 50 (Varian, США). Для проведения мокрогоозоления суспензий, растворов и растительных образцов использовали дигесторDS-8 (Foss Tecator, Италия) и титановый автоклав МКП-05 (Россия). Длявысушивания образцов использовали вакуумный шкаф Binder VD53 и роторныйиспаритель Laborota 4000 (Heidolph, Германия). Для центрифугирования образцовиспользовали центрифугу ThermoSoo B4i (Thermo, Германия) и микроцентрифугуMiniSpin (Eppendorf, Германия). Для получения воды высокой степени очисткииспользовали установку Millipore Simplicity 185 (Millipore, Франция).Для отбора аликвот и проведения разбавлений использовали дозаторыResearch на 1000 и 5000 мкл (Eppendorf, Германия), а также стеклянную мернуюпосуду второго класса точности. Для центрифугирования и хранения пробиспользовали пластиковые центрифужные пробирки Falcon (Greiner Bio-One,Германия) объёмом 15 и 50 мл и микроцентрифужные пробирки объёмом 0,5, 1,5 и2,0 мл (Eppendorf, Германия), стеклянные пипетки Пастера ёмкостью 1 мл(Hirschmann Laborgerate, Германия).Дляпроращиваниясемянприменялитермостатэлектрическийсуховоздушный ТС-1/80 (СПУ, Россия), вегетацию растений проводили вклиматической камере с регулируемой температурой и освещенностью.Для определения жизнеспособности клеток использовали люминесцентныйинвертированный микроскоп Axiovert 200 (ZEISS, Германия).442.2 Техника эксперимента2.2.1 Получение соединений Fe- ГВ и исследование их свойств2.2.1.1 Методика выделения ГВВыделение ГВ леонардита проводили из коммерческих гумата калия“PowHumus” (Humintech , Германия) и «Сахалинский» (Биомир-2000, Россия) пометодике, описанной в работе [91].Для выделения ГВ из коммерческих препаратов навеску 50 г препаратарастворяли в 5 л воды и выдерживали в течение суток для осаждения минеральнойчасти.
Затем раствор декантировали с осадка и подкисляли HCl конц. (х.ч.) до pH 12. Осадок ГВ отделяли центрифугированием, затем его промывали несколько раздистиллированной водой. Промытый препарат диализовали с помощью мембраныиз целлюлозы с диаметром пор 14 кДа против дистиллированной воды доотрицательной реакции промывных вод на Сl по AgNO3 (ч.д.а.). Полученноевещество упаривали на роторном испарителе для получения препарата в твердомвиде. Выделенные препараты хранили в эксикаторе над P2O5 (ч).2.2.1.2 Методика приготовления водных растворов ГВОбессоленные препараты растворяли в 3 мл 10 M NaOH, далее растворпомещали в ультразвуковую баню на 20 мин при комнатной температуре, послечего количественно переносили в стакан и после разбавления дистиллированнойводой с использованием 0,1 M HCl доводили рН до 7,0. Далее раствор переносилив мерную колбу и доводили до метки дистиллированной водой.Для приготовления раствора SR FA IHSS навеску растворяли в воде,значение pH полученного раствора составляло 3,5; далее 1 М раствором NaOH егодоводили до 7,0.2.2.1.3 МетодикаопределениясодержаниякарбоксильныхгруппCa - ацетатным методомДля определения содержания карбоксильных групп Ca-ацетатным методомиспользовали 0,02 М NaOH, приготовленный из фиксанала (Германия) имоногидрат ацетата кальция Са(ОАс)2∙H2O (ч.д.а.).45Сухую навеску 19,7 г моногидрата ацетата кальция Са(ОАс)2∙H2O растворялив 500 мл дистиллированной воды MQ.
Полученный раствор Са(ОАс)2 сконцентрацией 0,25 М хранили герметично закрытым в холодильнике.Навеску 20мгобразцагуминовыхвеществмассойпомещаливцентрифужные пробирки емкостью 50 мл, после чего добавляли 20 млдистиллированной воды MQ. Для растворения образца пробирки помещали вультразвуковую баню на 30 мин.Затем добавляли 20 мл рабочего раствора ацетата кальция с концентрацией0,25 М, пробирки с растворами герметично закрывали, встряхивали, после чегоперемешивали в течение 8 часов в шейкере. Далее для обеспечения полногоосаждения гумата кальция раствор помещали на 24 ч в холодильник притемпературе 5ºС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
