AGRIS - 

2023

Ziganshin, B.G. | Shajkhieva, K.I. | Stepanova, S.V. | Galimova, R.Z. | Bajgil'deeva, E.I.

Investigations were carried out in the Republic of Tatarstan, the Volga Federal District. The process of adsorption of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by crushed native and modified of pea pod shells (PPS) has been studied. The PPSs were modified in 3% solutions of sulfuric acid and sodium hydroxide. The data on the elemental analysis of native and modified sorption materials under study are presented. The techniques for obtaining adsorption isotherms of heavy metal ions under study and for treatment by modifying solutions are provided. Adsorption isotherms are constructed within the framework of dependencies A (sorption capacity, mmol/g) – Ср (equilibrium concentration of a metal ion in solution). The obtained adsorption isotherms were processed within the framework of the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich models. The regression equations and approximation coefficients of the obtained adsorption isotherms are determined. It has been revealed that in the vast majority of cases, the adsorption isotherms of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by native and modified PPSs are described most accurately by the Freundlich model, which demonstrates the course of adsorption on the active sites on the surface of the sorption material with a large sorption capacity. There have been determined thermodynamic parameters of adsorption processes, such as Gibbs free energy (delta Go) and activation energy in adsorption (Еа), which values in the range (-40 less delta G less 0 kJ/mol) and (0 less E less 8 kJ/mol) represent the course of physical adsorption in all cases. An increase in sorption characteristics of modified samples of PPSs is determined by an increase of modifiers in the surface area, a decrease in their crystallinity, and an increase in the number of oxygen-containing functional groups due to partial hydrolysis of biopolymers that make up the PPS matrix. | Исследования проводили в Республике Татарстан Приволжского федерального округа. Исследован процесс адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ измельченными нативными и модифицированными оболочками стручков гороха (ОСГ) посевного. Модификация оболочек стручков гороха проводилась в 3%-х растворах серной кислоты и гидроксида натрия. Приведены данные по элементному анализу нативных и модифицированных исследуемых сорбционных материалов. Приведены методики по получению изотерм адсорбции исследуемых ионов тяжелых металлов и обработки модифицирующими растворами. Построены изотермы адсорбции в рамках зависимостей А (сорбционная емкость, ммоль/г) – Ср (равновесная концентрация иона металла в растворе). Полученные изотермы адсорбции обработаны в рамках моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича. Определены уравнения регрессии и коэффициенты аппроксимации полученных изотерм адсорбции. Выявлено, что в подавляющем большинстве случаев изотермы адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ нативными и модифицированными ОСГ наиболее точно описываются моделью Фрейндлиха, что указывает на протекание адсорбции на активных центрах на поверхности сорбционного материала, обладающих большой сорбционной емкостью. Определены термодинамические параметры процессов адсорбции, такие как энергия Гиббса (дельта Go) и энергия активации адсорбции (Еа), значения которых в интервале (-40 меньше дельта G меньше 0 кДж/моль) и (0 меньше E меньше 8 кДж/моль) свидетельствуют о протекании во всех случаях физической адсорбции. Увеличение сорбционных характеристик модифицированных образцов ОСГ обусловлено увеличением площади поверхности модификатов, снижением их кристалличности, повышением количества функциональных кислородсодержащих группировок за счет частичного гидролиза биополимеров, входящих в состав матрицы ОСГ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Yakovleva, O.V.

The issue of resistance to aluminum toxicity of soils is very relevant for the cultivated type of barley. The area of acidic soils in Russia is about forty percent of the total area of arable land, so the toxicity of aluminum is one of the main factors that reduce the yield of barley. The study of wild relatives of the main crops, including barley, is of considerable interest for the development of stress-resistant cultivars. Wild barley Hordeum spontaneum K. Koch has biological characteristics similar to the cultivated H. vulgare L., grows in various ecogeographic zones, and is well adapted to local soil and climate conditions. All this makes it possible to use it as a new donor of source material for breeding high-yielding cultivars adapted to certain environmental conditions. The objective of this work was to search for H. spontaneum genotypes highly resistant to ionic (Al3+) toxicity. One hundred accessions of H. spontaneum from the collection of the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (known as VIR) were examined. The resistance of barley accessions to toxic aluminum ions was studied at the early stages of plant development by the root test method (185 mcМ Al3+, pH 4.0) with the calculation of root and sprout length indices. The studied fragment of the wild barley collection demonstrated broad genetic diversity in terms of resistance to phytotoxic aluminum ions. Laboratory assessment allowed us to identify barley genotypes differing in the reaction of their roots and sprouts at the early phases of ontogenesis. The identified genotypes with a high level of resistance to ion stress can be used as a valuable source of genetic material to improve existing cultivars and develop new ones by introgression of foreign resistance genes. | Для культивируемого вида ячменя проблема устойчивости к алюминиевой токсичности почв весьма актуальна. В России площадь кислых почв составляет около 40% от общей площади пашни, поэтому токсичность алюминия является одним из основных факторов, снижающих урожайность ячменя. Изучение диких родичей основных с.-х. культур, в том числе и ячменя, представляет значительный интерес для создания стрессоустойчивых сортов. Дикий ячмень Hordeum spontaneum K. Koch имеет схожие биологические признаки с культурным H. vulgare L., произрастает в различных эколого-географических зонах, хорошо адаптирован к местным почвенно-климатическим условиям. Все это позволяет использовать его как новый источник исходного материала для селекции высокоурожайных, адаптированных к условиям внешней среды сортов. Цель работы – поиск высокоустойчивых генотипов H. spontaneum к ионной (Al3+) токсичности. Исследовали 100 образцов H. spontaneum из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Устойчивость образцов ячменя к токсичным ионам алюминия изучали на ранних этапах развития растений методом корневого теста (185 мкM Al3+, pH 4,0) с определением индексов длины корня и ростка. Изученный фрагмент коллекции дикого ячменя отличается большим генетическим разнообразием по уровню устойчивости к фитотоксичным ионам алюминия. Лабораторная оценка ячменя позволила выделить генотипы, различающиеся по реакции корня и ростка на ранних фазах онтогенеза. Выделенные генотипы с высоким уровнем устойчивости к ионному стрессу можно использовать как ценный источник генетического материала для улучшения уже существующих сортов и создания новых путем интрогрессии чужеродных генов устойчивости.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation