Obtaining a nanosized silica-humic preparation and its initial approbation

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Abstract: The recent decades have witnessed a significant development and implementation of nanotechnology, including in various branches of agriculture. There is an active search for ways to obtain preparations for plant growing with nanoparticles that can be more rapidly involved in the metabolic processes of plants. This article aims to obtain a nanosized silica-humic preparation and its approbation on potato plants. As a source of humic substances, a liquid humic preparation BoGum (developed by the All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands) was used, as a source of silicon – sodium metasilicate. Ultrasonic dispersion method was used for achieving the nanoscale of the samples. A silicon source was introduced in an amount of 0.1% (of SiO2) into BoGum, followed by the application of ultrasonic action for 5, 10, 15 and 20 minutes. The analysis of the obtained samples using a 90 Plus/MAS particle size analyzer has shown that with increasing dispersion time, the effective particle diameter changed insignificantly. At the same time, a redistribution of particles was noted: when the samples were exposed for 20 minutes, the number of smaller particles increased. After 5 minutes of treatment, the range of particle distribution was 115±13–830±23 nm, after 20 minutes of exposure, the particle diameter fell into two regions: 81±8–120±10 and 280±4–470±18 nm. Ultrasonic action contributed to the retention of the stable state of aggregation of the obtained preparation, larger microbiological activity and larger content of humic acid in comparison with the silica-humic preparation, obtained without the application of an ultrasound. The new nanosized silica-humic preparation has been tested on potato plants. Treatment of tubers before planting, followed by foliar spraying of vegetative plants, has contributed to an increase in potato yield by 18.7%. Changes were noted in the content of mono- and polysilicic acids in the soil, as well as the accumulation of silicon in the tops of potatoes when using silicahumic preparations by 0.96% of absolute dry mass on average.

Авторлар туралы

Yu. Smirnova

FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute

Email: ulayad@yandex.ru

G. Rabinovich

FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute

Email: 2016vniimz-noo@list.ru

N. Fomicheva

FRC V.V. Dokuchaev Soil Science Institute

Email: nvfomi@mail.ru

Әдебиет тізімі

  1. Жемчужин С.Г., Спиридонов Ю.Я., Клейменова И.Ю., Босак Г.С. Нанотехнологии и пестициды (дайджест публикаций за 2011–2017 гг.) // Агрохимия. 2019. N 5. С. 89–96.
  2. Nanotechnology for Agriculture: Crop Production & Protection. Eds.: Panpatte D.G., Jhala Y.K. Singapore: Springer, 2019. 337 p. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9374-8
  3. Кадырова А.И., Колесникова В.Г. Применение микроудобрений в наноформе в технологии возделывания овса // Вестник Ижевской государ- ственной сельскохозяйственной академии. 2016. N 4 (49). С. 3–12.
  4. Yazdpour H., Noormohamadi G., Madani H., Heidari H., Abad Sh., Mobasser H.R., et al. Role of nano-silicon and other silicon resources on straw and grain protein, phosphorus and silicon contents in Iranian rice cultivar (Oryza sativa cv. Tarom) // International Journal of Biosciences. 2014. Vol. 5. Issue 12. P. 449–456. https://doi.org/10.12692/ijb/5.12.449-456
  5. Панова Г.Г., Семенов К.Н., Шилова О.А., Корнюхин Д.Л., Шпанев А.М., Аникина Л.М.. Влияние углеродных и кремнезольных наномате- риалов на устойчивость ярового ячменя к заболеванию корневыми гнилями // Агрофизика. 2018. N 3. С. 48–58. httpы://doi.org/10.25695/AGRPH.201 8.03.09
  6. Lakzian A., Bayat M., Gadzhikurbanov A., Zargar M. The role of nanotechnology for improving crop production // RUDN Journal of Agronomy and Animal Industries. 2019. Vol. 14. Issue 4. P. 297– 305. https://doi.org/10.22363/2312-797X-2019-14-4-297-305
  7. Силкин С.В., Куликов Е.Е., Попов И.А. Исследование управляемого ультразвукового диспергирования торфа и бурого угля в воде // Труды Московского физико-технического института. 2018. Т. 10. N 3 (39). С. 86–95.
  8. Алферова Е.Ю., Проценко Е.П., Косолапова Н.И Определение влияния органического удобрения (диспергированного торфа) на биометрические показатели растений// Auditorium. 2016. N 4 (12). С. 14–19. URL: https://auditorium.kursksu.ru/#index (16.07.2020).
  9. Косолапова Н.И., Проценко Е.П., Проценко А.А., Неведров Н.П., Алферова Е.Ю., Мирошниченко О.В. Некоторые протекторные свойства инновационного экологически безопасного агропрепарата «Сavita biocomplex» // Проблемы региональной экологии. 2016. N 3. С. 24–30.
  10. Денисюк Е.А., Митрофанов Р.А., Кузнецова И.А. Технологии получения гуминовых веществ //Вестник НГИЭИ. 2014. N 2 (33). С. 66–80.
  11. Rastogi A., Tripathi D.K., Yadav S., Chauhan D.K., Živčák M., Ghorbanpour M., et al. Application of silicon nanoparticles in agriculture // 3 Biotech. 2019. Vol. 9. Issue 3. Article number 90. https://doi.org/10.1007/s13205-019-1626-7
  12. Хлебцов Б.Н., Ханадеев В.А., Пылаев Т.Е., Хлебцов Н.Г. Метод динамического рассеяния света в исследованиях силикатных и золотых наночастиц // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2017. Т. 17. N 2. С. 71–84. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2017-17-2-71-84
  13. Мофа Н.Н., Жапекова А.О., Садыков Б.С., Баккара А.Е., Сахан М.Г., Бекентаева А.Д.. Комплексное использование механохимической и ультразвуковой обработки для получения высоко- дисперсного диоксида кремния специального назначения // Горение и плазмохимия. 2019. N 17. С. 123–132.
  14. Патент № 2508963, Российская Федерация. Способ диспергирования наноразмерного порошка диоксида кремния ультразвуком / Н.С. Хитерхеева, А.В. Номоев, С.П. Бардаханов, С.С. Уладаева; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»; заявл. 18.05.2012; опубл. 10.03.2014.
  15. Аминова Е.В., Мушинский А.А., КоротковА.М., Дергилёва Т.Т. Воздействие ультрадисперсных частиц диоксида кремния на биохимические показатели растений Solanum tuberosum // Животноводство и кормопроизводство. 2019. Т. 102. N 4. С. 33–42. https://doi.org/10.33284/2658-3135-102-4-33
  16. Fraceto L.F., Grillo R., de Medeiros G.A., Scognamiglio V., Rea G., Bartolucci C. Nanotechnology in agriculture: which innovation potential does it have? // Frontiers in Environmental Science. 2016. Vol. 4. Article number 20. https://doi.org/10.3389/fenvs.2016.00020
  17. Martin-Ortigosa S., Peterson D.J., Valenstein J.S., Lin V.S.-Y., Trewyn B.G., Lyznik L.A., et al. Mesoporous silica nanoparticle-mediated intracellular cre protein delivery for maize genome editing vialox site excision // Plant Physiology. 2014. Vol. 164. Issue 2. P. 537–547. https://doi.org/10.1104/pp.113.233650
  18. Bao-shan L., Shao-qi D., Chun-hui L., Li-jun F., Shu-chun Q., Min Y. Effect of TMS (nanostructured silicon dioxide) on growth of Changbai larch seedlings // Journal of Forest Research. 2004. Vol. 15. Issue 2. P. 138–140. https://doi.org/10.1007/BF02856749
  19. Забегалов Н.В., Дабахова Е.В. Влияние кремнийсодержащего нанопрепарата на урожайность и содержание кремния в зерновых культурах // Достижения науки и техники АПК. 2011. N 12. С. 22–24.
  20. Рабинович Г.Ю., Смирнова Ю.Д., Васильева Е.А., Фомичева Н.В. Инновационная технология для решения проблем агроэкологии // Региональная экология. 2015. N 6 (41). С. 32–40.
  21. Матыченков И.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П., Бочарникова Е.А., Матыченков В.В. Подвижные кремниевые соединения в системе почварастение и методы их определения // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2016. N 3. С. 37–46.
  22. Офицеров Е.Н., Рябов Г.К., Убаськина Ю.А., Климовский А.Б., Фетюхина Е.Г. Кремний и гуминовые кислоты: моделирование взаимодействий в почве // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. N 4-2. С. 550–557.
  23. Патент № 2529151, Российская Федерация. Кремнегуминовый регулятор роста растений и его применение / И.В. Перминова, Н.А. Куликова, О.Н. Филиппова; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»; заявл. 17.12.2012; опубл. 27.09.2014.
  24. Камбалина М.Г., Скворцова Л.Н., Мазурова И.С., Гусева Н.В., Бакебаев А.А. Исследование форм нахождения кремния в природных водах с высоким содержанием растворенных органических веществ // Известия Томского политехнического университета. Химия и химические технологии. 2014. Т. 325. N 3. С. 64–70.
  25. Zhang M., Li D., Ye Z., Wang S., Xu N., Wang F., et al. Effect of humic acid on the sedimentation and transport of nanoparticles silica in water-saturated porous media // Journal of Soils and Sediments. 2019. Vol. 20. Issue 2. P. 911–920. https://doi.org/10.1007/s11368-019-02444-x
  26. Куликова А.Х., Козлов А.В., Смывалов В.С. Влияние кремнийсодержащих материалов на свойства почвы, состояние посевов и урожайность зерновых культур в условиях среднего Поволжья // Агрохимия. 2019; N 4. С. 60–69. https://doi.org/10.1134/S0002188119040082

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».