Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
1020
Глава 7
неземом, а содержание бора понижалось по сравнению со здоровыми растениями.
Однако трудно определить, влияет ли на растение непосредственно кремнезем или же он просто способствует изменению окружающей микросреды, как это было показано в исследованиях Онодера и Кагесима [76а] по изучению влияния коллоидного кремнезема на рис. Добавление коллоидного кремнезема к питательному раствору для подкормки побегов риса, по-видимому, привело к тому, что растение стало переносить большие содержания калия. Однако равным образом возможно и то, что коллоидный кремнезем выступает в роли адсорбента ионов и, следовательно, способен удерживать ионы калия на своей поверхности, удаляя их из раствора и от растений.
Пыльца некоторых растений, таких, например, как Lychnis alba, содержит 0,8% кремния (или около 2% ЭЮг), сконцентрированного, очевидно, во внешних ее структурах, что повышает сопротивляемость гниению или погодным воздействиям [766].
Во многих случаях растворимый кремнезем, по-видимому, попадает в 'растение с водой просто как инертный компонент, а затем осаждается, где только возможно, по мере испарения воды из листьев и повышения его концентрации. В других случаях осаждение кремнезема ограничивается некоторыми характерными областями растений, но отсутствует в других областях. Например, по мере того как кремнезем концентрируется и превращается в коллоидную форму, он оказывается неспособным проходить через оболочки клеток и, следовательно, остается там, где сконцентрировался. В конце концов в некоторых растениях кремнезем начинает вступать в обмен веществ данного растения, поскольку он переносится и осаждается в очень точно определенных формах, например в полых жгучих волосках крапивы.
Природа кремнеземных отложений в растениях
Как правило, наблюдается, что кремнезем осаждается внутри тканей растения в аморфной форме. Тем не менее было сообщено, что в ряде случаев происходит осаждение и кристаллического кремнезема, хотя, правда, не существует способа определения того, не является ли такое осаждение следствием механических пылевидных включений кристаллического кремнезема. Умемото [77] утверждает, что при получении золы растений методом низкотемпературной плазмы фактически удается избежать термических эффектов. (Это позволяет устранить возможную опасность, появляющуюся при использовании сильных окислителей.) Умемото сообщил, что, хотя вначале кремнезем был
Кремнезем в биосфере
1021
аморфным, после проведения исследований он оказался смешанным с небольшим количеством а-кварца. Леннинг [78] и Стерлинг [79] с полной уверенностью сообщили о присутствии кварца в различных растениях.
Кремнеземные отложения в растениях встречаются обычно в форме частиц характерной формы (фитолиты). Форма частиц оказывается характерной для данного растения и сильно зависит от разновидности растений [80]. В травах содержание кремнезема может достигать 2 %, что вызывает смерть телят из-за образования кремнеземных камней в мочевом тракте животного, если к их рациону не добавляется соль, способствующая тому, что животные начинают пить больше воды [81]. Такие фитолиты проходят по кишечному тракту животных и накапливаются в почве [82]. Фитолиты напоминают опал (гидратированный аморфный кремнезем) и обнаруживаются в тканях различных трав частично в виде трехмерного образования [83]. Это служит указанием на то, что кремнезем исключается из клеток растений и осаждается фактически в виде силикагеля в промежутках между клетками [84—86]. Кремнезем переносится в растении в виде Б! (ОН)4, затем концентрируется и застудневает по мере испарения воды из листьев [87]. Неудивительно поэтому, что края листьев сорго, пшеницы и ржи оказываются окремненными в наибольшей степени, так как в этих участках растений кремнезем концентрируется сильнее из-за наиболее быстрой потери воды [88]. Было показано, что структура кремнезема в целом ряде растений состоит из плотного силикагеля с порами диаметром 1—10 нм, заполненными водой. Такой кремнезем полностью аморфен [89]. Характер распространения кремнезема в растении был изучен с помощью сподограмм, или получения изображений листьев растений в виде золы [90], и изменялся даже для различных разновидностей пшеницы. Леннинг [91] провел сравнение показателя преломления и рентгенограмм подобного кремнезема и пришел к заключению, что он представлял собой биогенный опал, поскольку образец оказался аморфным и не очень пористым. Интересно, что выращенные на одной и той же почве при идентичных условиях различные растения накапливают сильно отличающиеся количества разных элементов. Анализы высушенных веществ, выполненные Купером, Паденом и Митчелом [92], дали следующие результаты, выраженные в мае. % элементов:
Элемент Хлопчатник Пшеница
Si 0,08 1,00
Ca 1,21 0,13
AI 0,08 0,10
Р 0,41 0,11
N 2,42 0,53
1022
Глава 7
Различия в содержании кремнезема, конечно, нельзя объяснить лишь разным количеством испаряемой воды. Было показано [93а], что на поглощение и осаждение кремнезема в пшенице могли оказывать влияние условия эксперимента.
