CC BY
32
РЕНТГЕНОФАЗОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ КОМПЛЕКСНЫХ БИОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Хонкелдиева Мухаббат Тургуновна
канд. хим. наук, ст. науч. сотр., Институт биоорганической химии, Академия наук Республики Узбекистан,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: muhabbat.honkeldieva@gmail.com
Джуманиязова Гульнара Исмаиловна
д-р биол. наук, профессор, гл. науч. сотр., Институт микробиологии, Академия наук Республики Узбекистан,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: gulnara2559@mail. ru
Йулбарсова Машхурахон Вахобовна
канд. техн. наук, мл. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии,
Академия наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: mashhura_1909@mail.ru
Арипов Тахир Фатыхович
д-р биол. наук., академик, ведущий научный сотрудник, Институт биоорганической химии,
Академия наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: takhir_aripov@mail. ru
X-RAY DIFFRACTION STUDY OF NEW COMPLEX BIOMINERAL FERTILIZERS
Muhabbat Honkeldieva
PhD of Chemical Sciences, senior researcher, Institute of Bioorganic Chemistry,
Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
Gulnara Djumaniyazova
Doctor of Biological Sciences, professor, chief researcher, Institute of Microbiology,
Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
Mashkhurakhon Yulbarsova
PhD of Technical Sciences, junior researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry,
Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
Takhir Aripov
Doctor of Biological Sciences, academician, chief researcher, Institute of Bioorganic Chemistry,
Academy of Sciences of Republic of the Uzbekistan,
Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье представлено применение метода рентгенофазового анализа для изучения состава, кристалличности, физико-химических свойств минеральных и биоминеральных удобрений. Изучен качественный и количественный состав комплексных минеральных и биоминеральных удобрений.
ABSTRACT
The article presents the application of the method X-Ray diffraction analysis to study the composition, crystallinity, physicochemical properties of mineral and biomineral fertilizers. Qualitative and quantitative composition of complex mineral and biomineral fertilizers were studied.
Библиографическое описание: Рентгенофазовое исследование новых комплексных биоминеральных удобрений // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Хонкелдиева М.Т. [и др.]. 2020. № 6(72). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/9494
Ключевые слова: Рентгенофазовый анализ, качественный и количественный анализ, биоминеральные удобрения.
Keywords: X-Ray analysis, qualitative and quantitative analysis, biomineral fertilizers.
Существуют различные методы определения состава и структуры вещества, один из них - рентгенофазовый анализ. Как метод неразрушающего контроля, в основе которого лежит явление на трехмерной кристаллической решетке соединений, подчиняющееся условию Вульфа-Брэгга, рентгенофазовый анализ является мощным инструментом исследования химических соединений и считается одним из фундаментальных методов исследования структуры кристаллических, микрокристаллических и текстурных соединений [1].
В настоящее время данный анализ наиболее применим, по сравнению с другими рентгеновскими методами. Рентгенография поликристаллических образцов позволяет определять кристаллографические параметры неизвестных веществ, производить структурный анализ несложных структур, исследовать фазовый состав вещества, выполнять качественный и количественный анализы. Качественный рентгено-фазовый анализ заключается в идентификации кристаллических фаз на основе присущих им значений межплоскостных расстояний ё (НЫ) и соответствующих интенсивностей линий I (НЫ) рентгеновского спектра; в то время как количественный анализ заключается в определении количества фаз в смеси и основан на зависимости интенсивности дифракционного отражения от содержания I соответствующей фазы в исследуемом объекте [2].
В последние годы на мировом рынке минеральных удобрений наблюдается высокий спрос на различные виды комплексных -удобрений [3]. Одновременно с использованием известных NPK удобрений аграрная наука непрерывно ведет поиск наибо-
лее перспективных удобрений, которые положительно влияют на урожайность и качество выращиваемой продукции. На этой основе производится ряд бактериальных удобрений и микробиологических препаратов [4].
Цель исследований - установить сравнительный анализ рентгенофазового анализа по эффективности минеральных и биоминеральных удобрений при комплексном их применении на формирование ово-щебахчевых культур в условиях сероземных и силь-нозасоленных почв Сырдарьинской области Республики Узбекистан. Нами представлены результаты исследования комплексных минеральных удобрений серии «FAN-AGRO» в иммобилизованном состоянии с фосформобилизующими почвенными штаммами B. Subtilis BS-26, создаваемые на основе местного сырья и выпускаемых в Республике (ООО «FAN-DON»).
Идентификация образцов проведена на основе дифрактограмм, полученных на универсальном рентгеновским дифрактометре XRD-6100 (Shimadzu Corp. Japan), оснащенным источником Cu Ka-излуче-ние (Х=1.54 Á). Качественное и количественное определение фаз образцов производилось с помощью программы MATCH [5]. Для количественного определения использовался комплект программного обеспечения BGMN/Profex Rietveld [6]. Общий минеральный состав определялся на порошковой пробе образца, которая готовилась растиранием средней пробы образца на лабораторной мельнице и агатовой ступке до 1-5 мкм. размера частиц. На рисунке 1 представлены дифрактограммы и результаты определения минерального состава образцов серии удобрений «FAN-AGRO» (табл. 1).
Таблица 1.
Минеральные составы серии удобрений «FAN-AGRO»
Наименование компонента Минеральный состав, %
Карбамид Аммофос KCl MgSO4*7H2O
«FAN-AGRO-03» 65 5 20 10
«FAN-AGRO-04» 28 20 28 24
«FAN-AGRO-07» 40 33 14 13
«FAN-AGRO-09» 2 79 16 3
«FAN-AGRO-O3»
«FAN-AGRO-04»
«FAN-AGRO-07»
«FAN-AGRO-09»
Рисунок 1. Дифрактограммы комплексных удобрений серии «FAN-AGRO»
Далее проведены рентгенографические исследования образцов обработанной водой и иммобилизованными микроорганизмами B. SubtШs BS-26.
«FAN-AGRO-03/mО»
«FAN-AGRO-03/ИМ»
«FAN-A аЯй-04/Н2О»
«FAN-A GRO-04/ИМ»
«FAN-A GR0-0 7/Н2О»
«FAN-A GR0-0 7/ИМ»
«FAN-A GR0-09/Н20»
«FAN-A GRO-09/ИМ»
Рисунок 2. Сравнительные дифрактограммы комплексных удобрений серии «FAN-AGR0/Н20»
и «FAN-A GRO/ИМ»
Сравнительные дифрактограммы «FAN-AGRO-ОЗ/Н2О» и его иммобилизованного образца AGRO-03/ИМ» показали, что изменения касаются интенсивности отражения (рис.2). В «FAN-AGRO-03/Н2О» привел к росту интенсивности базисного отражения (50000 квантов). В «FAN-AGRO-03/ИМ» интенсивность базисного отражения карбамида (001) уменьшается до 10000 квантов. В остальных образцов интенсивность пиков сильно занижены, т.к. из-за присутствия влаги растет вклад аморфного составляющего.
Значения максимального пика в «FAN-AGRO-04/Н20» 800 квантов, «FAN-AGRO-04/ИМ» 900 квантов, «FAN-AGRO-07/Н20» - 1600, AGRO-07/ИМ» - 4500, «FAN-AGRO-09/Н20» - 1450,
«FAN-AGRO-09/ИМ» - 1500 квантов. Анализ дифракционной картины программой Profex показал, что в рассматриваемых образцах присутствуют кристаллические фазы исходных ингредиентов - карбамид, аммофос, KCl, MgSO4-7H2O, также новые образованные кристаллические фазы, в результате реакции взаимодействия аммофоса с калием хлоридом. Во всех образцах сильно уменьшаются пики калия хлорида и аммофоса, карбамид образует соединения включения с аммонием хлоридом - (NH2)2CO^NH4Cl, также появляются кристаллические фазы (NH4)xKi_ xH2PO4 и KH2PO4.
Таким образом, свойства комплексных удобрений серии «FAN-AGRO», «FAN-AGRO/H2O» и «FAN-AGRO/ИМ» изучены методом рентгенофазо-вого анализа. Полученные результаты показали, что
№ 6 (72)
после обработки исходных минеральных удобрений серии «FAN-AGRO» водой и штаммом B. SubtШs BS-26 наблюдалось увеличение аморфной фазы из-за уменьшения кристаллической фазы. Это свидетельствует о появлении новых фаз, в результате реакции исходных компонентов и образования супрамолеку-лярных комплексов. В обоих случаях штамм B. SubtШs BS-26 во влажных условиях играет роль как катализатор. В результате, физико-химические свойства среди индивидуальных удобрений, особенно
растворимость удобрений улучшается в следующим порядке: «FAN-AGRO-09» ^ «FAN-AGRO-04» ^ «FAN-AGRO-07» ^ «FAN-AGRO-O3», а в общем виде «FAN-AGRO» ^ «FAN-AGR0/Н20» ^ «^ЛК-AGRO/ИМ» смотрится так. В этом случае самый оптимальный вариант удобрений считается «FAN-AGRO-O3» ^ «FAN-AGRO-03/Н2О» ^ «FAN-AGRO-03/ИМ».
Список литературы:
1. Михалкина О.Г. Применение метода рентгеновской дифракции для исследования керна и техногенных продуктов // Научно-технической сборник. Вести газовой науки. - 2016. - № 4 (28). - С. 96-108.
2. Кузнецова Г.А. Качественный рентгенофазовый анализ. Методические указания. - Иркутск, 2005. - 28 с.
3. Получение NPK-удобрения из мытого сушеного фосфоритового концентрата / Назирова Р.М. [и др.] // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. - 2016. № 10(31). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3774 (дата обращения: 30.04.2020).
4. Захаров С.А. Применение биоминеральных удобрений и биопрепаратов в ресурсосберегающих технологиях выращивания озимой пшеницы лесостепи Поволжья // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. № 4. - С.62-67.
5. Le Meins J-M, Granswick L.M.D., Le Beil A. Results and conclusions of the internet based «Search/match round robin 2002» // Powder Diffraction. - 2003. V. 18, Issue 2. - Р. 106-113.
6. Dobelin N., Kleeberg R., Profex: a graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN, Journal of Applied Crystallography. - 2015. V.48. - P. 1573-1580.
