Исследование удобрений на основе луба березы

УДК 631.895 ИССЛЕДОВАНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЛУБА БЕРЕЗЫ Чубарова И.В. Научный руководитель д-р хим.наук, проф. Кузнецова С.А. Сибирский федеральный университет Институт химии и химической технологии СО РАН Введение Древесина березы широко используется в фанерном и целлюлозно-бумажном производствах, однако березовая кора, составляющая 15 – 17% от объема используемой древесины, остается невостребованной и в лучшем случае – сжигается. Береста березы является источником ценных биологически активных веществ: бетулин, бетулиновая кислота, которые могут быть использованы в пищевой, химико-фармацевтической промышленности, ветеринарии[1,2]. Луб коры березы, содержит дубильные вещества, а также может использоваться для получения энтеросорбентов [3,4]. Актуальной задачей является поиск новых подходов к использованию луба коры березы. Целью данной работы является получение и исследование удобрений на основе луба березы. Методики эксперимента. В качестве исходного сырья использовали луб березы повислой (Betula pendula Roth.), высушеный при температуре 105˚С. Луб измельчали на дезинтеграторе марки “Nossen” (Германия), просеивали и отбирали фракцию от 0,25 до 1мм. На первой стадии была подготовлена пористая матрица на основе луба березы. Измельченный до фракции 0,25-1мм луб обрабатывали 1,5% раствором NaOH при температуре 80±5˚С, гидромодуле 5, в стеклянном стакане с лопастной мешалкой при перемешивании со скоростью 130±5 оборотов/мин в течение 1 часа. Затем раствор щелочи отделяли на фильтре и остаток луба трехкратно промывали водой. Луб отделяли от промывных вод фильтрацией. Остатки щелочи в обработанном лубе нейтрализовали раствором 0,2 % HCl в течение 30 минут. Затем дважды остатки кислоты отмывали водой до нейтральной реакции промывных вод. Полученную пористую подложку на основе луба сушили при температуре (50±5)˚С. На второй стадии пористую подложку луба обрабатывали раствором мочевины (CO(NH2)2). Для этого предварительно была определена влагоемкость подложки, исходя из которой, готовили биокомпозитное удобрение содержащее 1% азота. Влажный композиционный материал помещали в закрытую посуду и выдерживали в течение суток при комнатных условиях. Далее биокомпозит сушили на воздухе до воздушно-сухого состояния. Были проведены вегетационные опыты по изучению проращивания семян яровой мягкой пшеницы сорта Новосибирская 15 и овса сорта Талисман в присутствии удобрений из луба: 3 серии опытов по 3 параллели в каждой. В 1 серии проводили проращивание семян на увлажненной кипяченной охлажденной водой фильтровальной бумаге. Во 2 серии проращивание семян проводили на увлажненной водой фильтровальной бумаге с нанесением на нее пористой подложки из луба коры березы. В 3 серии проращивание семян проводили на увлажненной фильтровальной бумаге с нанесенным на нее удобрения на основе пористой подложки из луба, пропитанного раствором 1 % раствором мочевины. В каждой параллели опытов на рулоны фильтровальной бумаги помещали по 60 семян яровой мягкой пшеницы сорта Новосибирская 15 и овса сорта Талисман и выдерживали в течение 7 дней при температуре 21-25оС. Результаты оценивали по оценке средней длины корней и ростков пшеницы и овса. Этанольный и гексановый экстракты луба измельченного луба получали экстракцией в аппаратах Сокслета в течение 10 часов. Качественный состав полученных экстрактов определяли хромато-масс-спектрометрическим методом, с использованием хроматографа Agilent 7890 A. Идентификация веществ проводилась в автоматическом режиме методом сравнения экспериментальных масс-спектров с эталонными из базы данных NIST98. Полуколичественный анализ состава экстрактов проводили путем вычисления площадей соответствующих пиков на хроматограммах, построенных по полному ионному току. Обсуждение результатов. Из 750 г луба березовой коры было получено 550 г пористой подложки, что составляет 73%.от массы абсолютно сухого сырья. При щелочной обработке луба происходит удаление из него фенольных и полифенольных веществ, которые оказывают негативное влияние на рост растений [5]. Также удаление из луба березы экстрагируемых веществ способствует увеличнию пористости. Выход этанольного и гексанового экстракта составил 5,9% и 1,8% от массы абсолютно сухого сырья. На рисунке 1 представлен фрагмент хроматограммы экстракта луба березы, полученного этиловым спиртом. Рисунок 1 – Фрагмент хроматограммы этанольного экстракта луба коры березы В таблицах 1 и 2 представлены идентифицированные компоненты этанольного и гексанового экстрактов луба коры березы. Таблица 1 – Состав этанольного экстракта луба коры березы. Номер пика Компонент Содержание, % отн. 1 Фенол,4 - (3-гидрокси-1-пропенил) 6,2 2 2-Бутанон, 4-(4-гидрокси фенил) 13,3 3 Бензопропанол, 4-гидрокси- α-метил 4,3 4 4-(Гидрокси-1-пропенил)-2-метоксифенол 1,3 5 Бензопропанол,4-гидрокси-α-метил 2,7 6 3-(4-гидрокси)- фенилпропановая кислота 11,7 7 3-(4-гидрокси)- фенилпропановая кислота 10,7 8 2-Бутанон, 4-(4-гидрокси фенил) 43,8 9 Бетулин 6,0 Таблица 2 – Состав гексанового экстракта луба березовой коры Номер пика Компонент Содержание, % отн. 1 п-гексадекановая (пальмитиновая) кислота 17,5 2 Лупеол 64,5 3 Неидентифицированные компоненты 18,0 Хромато-масс-спекрометрический анализ показал, что основными компонентами этанольного экстракта луба являются спирты и кислоты фенольной природы, 6% отн. от массы экстракта составил бетулин (табл.1 и рис.1). Основным компонентом гексанового экстракта луба коры березы является лупеол - 64,5% отн.(табл. 2). Результаты вегетационных опытов по изучению влияния удобрений на основе луба коры берёзы на длину ростков и корней яровой мягкой пшеницы сорта Новосибирская 15 представлены в таблице 3 и овса сорта Талисман - в таблице 4 . Коэфициенты вариации (V), характеризующие относительную меру отклонения измеренных значений от среднего считали по формуле 1 V=Q/X*100% (1), где Q –среднеквадратическое отклонение X-среднее значение. Таблица 3 - Влияние среды проращивания семян пшеницы на длину ростков и корней № п/п Среда для проращивания Длина ростка, мм Длина корней, мм 1. вода – контроль 60±4 76±3 2. луб березовой коры 112±3 95±2 3. луб березовой коры с1% раство-ром мочевины 92±2 103±2 Данные таблицы 3 показывают, что в опытах с использованием пористой подложки из луба наблюдается увеличение длины ростков пшеницы на 87%, а длины корней на 25%, по сравнению с контрольным опытом. В присутствии удобрения из луба с мочевиной - увеличение длины ростков на 53% и длины корней на 36%. Причем наименьший разброс данных наблюдается в опытах с использованием луба коры березы. Для длины ростков коэффициент вариации в этих параллелях составил 15%. А для длинны корней 30%, что с точки зрения статистики является допустимыми значениями. Таблица 4 – Влияние из луба березовой коры на прорастание семян овса № п/п Среда для проращивания Длина ростка, мм Длина корней, мм 1. вода 51±4 119±3 2. луб березовой коры 58±3 124±3 3. луб березовой коры с1% раство-ром мочевины 57±4 97±3 Результаты проведенных экспериментов, показали, что при использовании всех удобрений из луба наблюдается небольшое увеличение длины ростков овса на 12-14%, а длина корней в присутствии луба увеличилась на 4%, а в присутствии удобрения из луба с мочевиной – уменьшилась на18% по сравнению с контролем, т.е обработка луба мочевиной нецелесообразна. Выводы Показано, что удобрения на основе луба коры березы обладают хорошими ростостимулирующими свойствами на биомассу растений овса и пшеницы, увеличивая длину ростков пшеницы на 87%, а овса на 14 %. Список литературы. Jaaskebainen, P. Betulinol and its utilization / P. Jaaskebainen // Paperi ja puu. – 1981. – V.63, № 10. – P.599-603. Похило, Н.Д. Изопреноиды различных видов рода Betula / Н.Д. Похило, Н.И. Уварова // Химия природных соединений. –1988. – №3. – С. 325 - 341. Кузнецова, С.А. Получение и свойства энтеросорбентов из луба березовой коры / С.А. Кузнецова, М.Л. Щипко, Б.Н. Кузнецов, В.А. Левданский, Е.В. Веприкова, Н.М. Ковальчук // Химия растительного сырья.– 2004.– № 2.– С. 25-29. Веприкова, Е.В. Получение энтеросорбентов из отходов окорки березы / Е.В. Веприкова, М.Л. Щипко, С.А. Кузнецова, Б.Н. Кузнецов // Химия растительного сырья Оболенская, А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы / А.В. Оболенская. – М.: Экология, 1991. – 166 с..– 2005.– № 1.– С. 65-70.

Похожие:

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Определение минеральных удобрений. Приготовление растворов минеральных удобрений»		Темы исследовательских и реферативных работ по ботанике, зоологии... Исследование физиологической реакции березы обыкновенной (Betula alba L.) на засоление почвы NaCl
	Реферат Химия в сельском хозяйстве И для увеличения урожайности сельскохозяйственных культур люди используют всяческие химические удобрения. При работе над рефератом...		Эффективность новых комплексных органоминеральных удобрений с природным... Охватывает период от посева до полной спелости. В наших исследованиях на этот показатель большое влияние оказывали погодные условия...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Известно, что на каждый гектар возделывания зерновых приходится в среднем перевозить около 25 т грузов. А при возделывании картофеля,...		Исследование цветовой гаммы исследование естественного освещения... Исследование процентного соотношения кабинетов с люминесцентными и электрическими лампами
	Виа "Эхо Вильнюса" 3 песни: Jugoslavski motyvai, Kalnu sakma, Kur... Мирославу. Видео: виа "Сябры" Шумите, березы спасибо Володе Масловскому. В "Поиск песен" размещены 3 песни виа "Граймо" спасибо Володимиру...		Исследование по различным разделам языка (Отправление в страну Грамматику) I. Лексика Конспект урока по русскому языку. Урок-исследование. Тема: "имя существительное. Исследование слова ветер". 4 класс
	Влияние способов основной обработки почвы и удобрений на продуктивность севооборота		Лицей №179 Калининского района Санкт-Петербурга Химический анализ и биотестирование листьев березы как показатель качества окружающей среды
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Пояснение. Эпиграф к уроку: "Везде исследуйте всечасно, что есть велико и прекрасно" (М. В. Ломоносов). Часть урока – исследование....		Влияние азотных удобрений, регуляторов роста и приемов обработки...
	Исследование извлечь нечто «из следа» Исследование – извлечь нечто «из следа», т е восстановить некий порядок вещей по косвенным признакам, отпечаткам общего закона в...		Отчет дошкольной группы о проведении внеклассной работы по предметам... Лесные затеи «Лесное царство». Сбор листьев, изготовление деревьев из бросового материала. «Березы»
	Урока: Образовательные ...		Разработка и исследование технологических основ процесса фотонностимулированного... Разработка и исследование технологических основ процесса фотонностимулированного локального анодного окисления наноструктур на основе...