Наноструктурный анализ формирования плодородия почв по золотому отношению. Часть 2

Илларионова Э.С. Наноструктурный анализ формирования плодородия почв по Золотому отношению // Общество. Среда. Развитие. – 2020, ¹ 1. – С. 102–109.

Общество. Среда. Развитие № 1’2020

Свойства фуллеренов-фуллеридов-фул-леритов можно сопоставить с агрохимическими показателями органического вещества почв. По моей предварительной гипотезе, гуминовые кислоты начинают формироваться с наноструктуры углерода – однослойной сетки графена, из шестиугольников. Графен может быть матрицей гумусовой гели во влажной почве, на которой формируются (самоорганизовыва-ются) округлые сферы, капсулы, сфероиды. Далее, по мере укрупнения и кристалли-заци формируются фуллерены – фуллериды – фуллериты с присоединением газовых составляющих и наночастиц металлов. Соединения металлов и осаждение газов можно найти в гумусе почв. Процесс везде идёт при обычной температуре и давлении. Гелевая матрица гумуса превращает смесь компонентов в почву [47]. В сухом состоянии гелевая матрица гумуса имеет слоистую структуру [47] подобно многослойному графену [13]. Органические круглые образования на гумусовой гели, возможно, и есть начало формирования фуллереновых кластеров. Но эти косвенные свойства требуют конкретных тонких исследований.

Во всех 3-х видах фуллеренов в комплексе есть азот и фосфор, как и в гумусе почв [26; 28]. Фосфор находится в воста-новленной форме трифенилфосфина (про изводная от РН₃). Фосфонаты со связью

С–Р, также производные от РН3, входят в устойчивые фракции гумуса, сохраняющие почву от разрушения [26, разд. 5.1; 5.3; 5.4].

В природе, в воздухе атмосферы фуллерены присутствуют в виде аэрозолей [1; 10]. Источники – извержения вулканов, дым от пожаров, сгорание углеродного материала, образование сажи, пыль пространства, смог. Всё это есть в природе, загрязняет часто человек [10; 26]. Почва как природный буфер принимает и деактивирует полезные и вредные нано- и микрочастицы [7]. Всё это идёт через систему коллоидов и гелей, абсорбцию, через энергию микрофлоры, разлагающий и синтезирующий тонкую структуру гумусовых веществ почвы. Но всему бывает предел... При большом накоплении наступает насыщение, распад, осаждение, доходящее до «опустынивания» земель. Нарушается Золотая гармония. Нужно заметить, что образование фуллеренов идёт по Золотому сечению: соотношение 20 шестигранников и 12 пятигранников (20/12) равно 1,66 – Золотое число. Начало закона Природы, заложенное в накоплении гумуса почв [26; 28].

В биохимическом синтезе углеродных наноструктур гумуса почв углеродный шестигранник может поступать от остатков растений после накопления массы углерода фотосинтезом. «Помощницей» является и биомасса фотосинтезирующих почвенных водорослей. Инертный СО2 атмосферы переходит в биохимические комплексы от жи- вых клеток растений. Другой путь поступления углерода на почвенные минералы для формирования гумуса – биомасса микрофлоры, особенно клубеньковые бактерии, живущие в симбиозе с бобовыми культурами и микоризные грибы. Через корни растений микориза использует углерод в свою биомассу «взамен» на поставки фосфора, азота, металлов и других нужных элементов через почвенный раствор. Одновременно грибы в своих клетках могут синтезировать и наночастицы металлов. Возможна роль и других видов микрофлоры. В этом плане представляет большой интерес исследования российских учёных последнего времени [43] по получению наночастиц золота. Изучена роль цианобактерий Anabena, 4 штамма водорослей Nostok и два штамма Azotobactera в лабораторных условиях. Цианобактерии могут синтезировать наночастицы и других металлов – серебра и платины. Процесс идёт внутри клеток и выходит в культурную среду, где идёт их стабилизация полисахаридами. Форма наночастиц сферическая, размером 10–30 нм. Есть частицы и в виде прямоугольных призм, (сферические схожи с фуллеренами – Э.И.). В данных исследованиях установлена прямая связь между формированием наночастиц золота с фиксацией атмосферного азота. У организмов, неспособных фиксировать азот, наночастицы золота не формировались [43]. В образовании участвует фермент нитрогеназа.

Цианобактерии широко присутствуют в природе. Факт фиксации азота в почвенной среде водорослями хорошо изучен. Среднее содержание биологического азота биомассы микроорганизмов составляет 2–5% от общего азота в почвах. Клубеньковые бактерии (Azotobacter) на корнях бобовых культур накапливают 30–600 кг/га азота в год [26, разд. 8, 9]. Азот в наноструктурах входит в состав фуллеренов и фуллеритов, как и фенилфосфин в комплексе с кобальтом [36].

Такой путь связывания азота с наночастицами углерода фуллеренов возможен и при фиксации азота атмосферы микрофлорой почв. Агрохимики фиксируют конечное накопление азота, изначальная фиксация азота может быть на гумусных гелях в «пустотах» фуллеренов и в «сетках» графенов. Эта гипотеза может подойти для большинства исследований плодородия почв в будущем, начиная с настоящих дней.

Микроорганизмы способны поставлять для формирования органо-минеральных комплексов почвы не только углерод своей биомассы, но и наночастицы металлов. Исследований такого направления и публикаций в последнее время все больше [17; 19; 38; 53; 55]. Ранее уже показано образование нано-частиц серебра грибами Aspеrgillus flavu oxysporum, бактериями Psеudomonas, E. Coli, а также грибами белой гнили [53; 55]. Последние могут синтезировать наночастицы золота, меди, селена, комплексы кадмия с серой. Железобактерии формируют наночастицы магнетита железа, кремниевые соединения формируют диатомовые водоросли (по [53]). Формы образований в основном сферические размером от 1,5 до 20 нм (по [53]). Бывают трехгранные или гексагональные формы (в основном наблюдаются формы, несущие Золотое сечение, характерное при формировании гумуса почв [26]).

Образование наночастиц металла возможно и клетками растений [19; 43; 54]. Для этого в исследованиях используются экстракты бутонов гвоздики, листьев хны, оливы, розы, стеблей и корней базилики, семян люцерны в водной среде [19]. Наночастицы золота могут формироваться непосредственно в листьях герани [54]. На человека влияет энергия солнца, притягиваемая золотом, где герань – посредник. Тимьян и рута пахучая притягивают энергию луны; через серебро, медь в сельдерее притягивается энергия Венеры; Марс действует на кровь человека через железо в чертополохе и крапиве. Всё это лечебный эффект для медицины [6; 19]. После отмирания растений всё может попасть в плодородный слой почвы. Образование наноструктуры углерода и металлов микрофлорой и растениями – это тонкие свойства гумуса почв в начале его формирования. Всё это предстоит изучать.

В биосфере фуллерены входят в состав пыльцы растений и в споры грибов [10]. Последний факт хорошо отражает роль фуллеренов в формировании гумуса почв. В природе по всему Земному шару распространён чёрный микоризный гриб Cenococcum graniniforme, образующий чёрную микоризу с чёрным пигментом спор в почве. Существует в виде мицелиев и склероциев. Другие из самых распространённых почвенных гифомицетов – грибы рода Aspеrgillus и Penicillium, формируют черные споры при созревании. Мукоровые грибы – типичные тёмноокрашенные почвенные сапрофиты. Тёмноокрашенные виды гифомицетов накапливают в массе тёмный пигмент меланин, после отмирания биомассы переходящий в гумус [23; 26, разд. 11; 35]. Меланин по своим свойствам ближе соответствует ароматическим структурам, к гумину [28]. Исследованиями на грибах Unocladium Atrum по определению соотношения между количеством устойчивого углерода в меланине (вполне может быть в форме фуллеридов) к растворимому углероду пигмента приближается к вурфовому значению 1,3 Золотого сечения

Среда обитания

Общество. Среда. Развитие № 1’2020

[26, разд. 11]. По составу элементов живого вещества (C, N, O, H) в гуминовых кислотах и в меланине наблюдается идентичность.

Меланина грибов (чёрных пигментов, предположительно фуллеридов – авт) в гуминовых кислотах органического вещества почв определено 10–12% [35]. Они очень устойчивы к разложению (как и фуллериды-фуллериты – Э.И.). Например, очищенный пигмент («зелёный пигмент Кумады», 1965) в форме кристаллов имеет точку плавления 360°. Учитывая многократное поступление меланина грибов в гумус при разложении биомассы, можно постулировать, что именно меланин спор в форме фуллеренов–фуле-ритов входит в состав устойчивых соединений гумуса, находящихся в Золотом отношении со значением 1,3–1,7 к другим менее устойчивым формам ГВ.

Содержание азота в меланине 1–4,9% от массы. Для сравнения: в биомассе мицелия грибов накапливается 3,5–9,1% в зависимости от времени роста. В почве общего азота бывает только 0,2–0,4% [26)] Высокое содержание азота в меланине приближает его к фуллеренам, связывающие азот в закрытых шарообразных сферах или в устойчивых кристаллических образованиях, «сшиваемых» фуллеритов [10; 36]. Относительно присутствия в почве азота в различных формах – гидролизуемых и трудногидролизуемых – можно привести размышления Д.С. Орлова, ведущего агрохимика по гумусной теории почв: «структурная ячейка гумусовых кислот содержит 4 атома азота. Один атом входит в гидролизуемую часть, второй в негидролизуемую, два других в гетероциклы. Остается неизвестным вопрос образования азотосодержащих гетероциклов, как они включаются в состав гумусовых кислот» [39] . По нашим обобщениям – предположительно находятся в зарытых шаровидных «ампулах» фуллеренов и в составе лиганд в фуллеридах. До распада их наноуглеродной оболочки. Затем переходят в гидролизуемые формы. Но всё это нужно исследовать.

Сходство меланина гумуса с фуллеренами можно проследить и по другим свойствам:

– отношение к ультрафиолетовому свету. Фуллерены полимеризуются и в таком виде являются нерастворимыми. Облучение кристаллов видимым светом приводит к увеличению фототока на 2–3 порядка. Комплексы фуллерена С60 + Ме являются полупроводниками [36]. Гранулы меланина при взаимодействии с квантилем света окисляются и становятся устойчивыми [23]. УФ свет в 260–320 нм вызывает образование новых гранул, потемнение пигмента. Меланин обладает полупроводниковым свой- ством, устойчив к радиации [23]. Грибы с меланиновыми пигментами доминируют на высокогорных пастбищах, устойчивы к перепаду температур, сухости;

– фуллерены могут накапливать свободные радикалы, являются антиоксидантами. Меланины мукоровых грибов отнесены к свободным радикалам [23]. Они представлены как высокосопряженные биополимеры из конденсированных фенольных и индольных фрагментов;

– идентичность окраски фуллеренов, меланинов и ядра гуминовой кислоты при их химическом воздействии. Фуллерены растворимы в толуоле. При смешивании с водой формируют суспензии и коллоиды. При полном растворении в толуоле С₆₀ получается ярко-красная окраска, при растворении С₇₀ – алая. При УФ облучении углеродных наночастиц фракции светятся синим, голубым, жёлтым и красным цветом [13]. Меланин («зелёный пигмент Кумады») из склероциев грибов почвы характеризуется красным цветом. После очищения красного кристаллического пигмента выделяется зелёный пигмент. При восстановлении химическими методами меланин меняет окраску на розово-красный [28]. Цвета при медленном окислении фуллеренов озоном соответствуют окраске ядра гуминовой кислоты почв после многократного промывания 7 м мочевиной [45]. У ГК появляется красно-оранжевая зона во фракции > 5 кДа мембранных фильтров. Фракции с порами <5 кДа светились смесью голубого, жёлтого и синего цветов (как при дисперсии наночастиц углерода в УФ – Э.И. ). Однако природа светящихся частиц ГК не определена [45]. Так, химическое воздействие на фуллерены, меланин и гуминовые кислоты приводит к идентичности их окраски [10; 13; 28; 45];

– многочисленные углеродные нанотрубки, формирующиеся из графенов, в инфракрасной области так же сильно светятся [10; 13]. Реакция на радиацию и свет пространства. Обладают электропроводностью, на их основе создаются компоненты микроэлектроники.

Глобальное и основное свойство фуллеренов (фуллеридов, фуллеритов) – это сходство их шарообразной структуры с додекаэдром планеты Земля. Геометрическая объёмная фигура из 12 пятиугольников. Напоминаем, что фуллерены формируются в сферы на графеновой матрице при самоорганизации в 6-гранной сетке графена в 12 пятиугольников («дефектные» структуры) [13]. Аналогично в 12 пятиугольников додекаэдра планеты. Углеродные наночастицы склонны «самоорганизоваться» в сферы, сфероиды, округлые образования. В завер- шённой форме – в фуллерены, фуллериды, фуллериты в комплексе с газами и металлами в наноформе – в пяти и шестиугольными сферическими кристаллами. Наночастицы других металлов и комплексов, искусственно получаемые разными методами, также бывают кубические, пентоидные, октаэдрические и в форме икосаэдров [10; 13; 36; 50]. Могут нести основу Золотого сечения [20]. В отношении додекаэдра планеты Платон писал: «Земля, если взглянуть на неё сверху, похожа на мяч, сшитый из 12 кусков кожи и пёстро расписанный разными цветами». Считал додекаэдр самым правильным из многоугольников, так как грани его – правильные пятиугольники – сотканы из Золотых пропорций. Всё видимое было создано и эволюционировано по известному образу идеального мира, содержащемуся, как и всё, в двенадцатиугольнике – геометрической модели, используемой Божеством [41, с. 17). Пифагор считал, что в пятиугольных формах (пентакль, пентагон, пятиконечная звезда) заложены логарифмические пропорции или священная Золотая спираль – основа сокровенной эволюции жизни в Космосе, символ движения и развёртывания [по 29]. Имеется гипотеза, что вселенная имеет форму додекаэдра. По последним научным данным строение Земли тоже имеет строение додекаэдра в икосаэдре [29].

Ритмичность выражена числом 12 в додекаэдре, как например, часы дня и ночи, 12 месяцев в году, 12 знаков Зодиака и т.д.

Большая благодарность исследователям [13], пришедшим к выводу, что именно в однослойном углеродном наноструктурном графене, состоящем из сетки шестигранников начинают появляться «дефектные» пятигранники числом 12 – «возникает замкнутая сферическая молекула, известная под названием фуллерен». Возможно также свёртывание графена в углеродные нанотрубки. Ультра-микромир с самого начала самоорганизации в фуллерены начинает регулироваться энергией макромира по Золотому сечению – додекаэдром планеты. Роль и поведение углеродных наночастиц в сохранении почвенного плодородия против опустынивания земель предмет поисков автора.

Наноструктуры в экологии и сельском хозяйстве

Очень коротко об экологии, касаясь только почвенных процессов. Параллельно с образованием наноматериалов в атмосфере за счёт природных источников есть много источников ненамеренного загрязнения экосистемы деятельностью человека. Этот вопрос начал остро обсуждаться в послед- нее десятилетие [1; 7; 10]. В окружающую среду поступают как отходы от работы двигателей внутреннего сгорания, теплоэлектростанций, при сгорании отходов, при использовании средств защиты растений, при добыче топлива и минерального сырья и т.д. По обобщению исследований [10] привожу данные по типичным концентрациям и размерам аэрозольных наночастиц вблизи мест деятельности человека (табл. 1).

Таблица 1

Данные аэрозольных наночастиц вблизи мест деятельности человека

Вид деятельности	Концентрация частиц, 104 см3	Размер частиц, нм
Городская среда, помещение	<1	10–1000
Бытовая химия	1–70	30–110
Карьерные работы	10	280–520
Шлифовка, обработка металлов	1–20	17–170
Бытовая пайка, сварка	1–40	40–70
Промышленная сварка	5–350	30–130
Строительная сварка	10–5000	30–600
Плазменная резка	5–50	120–180
Аэропорты. дороги	1–70	10–50

Все частицы постепенно осаждаются на почву и водные системы. Земля «вынуждена» принимать загрязняющие компоненты. Оно и является самым уязвимым объектом [7]. Примером отрицательного влияния на почву является поступление тяжёлых металлов при внесении минерального удобрения в высоких дозах [34]. Количество тяжёлых металлов тогда превышает ПДК. Исследованиями на выщелоченных чернозёмах показана (опыт с 1936г с длительным внесением под сахарную свеклу N120–180P140– 160K180–200) отрицательная корреляция между содержанием гумуса и количеством цезия, стронция, ртути и молибдена, поступающими с удобрениями [34]. Между алюминием, серой и торием и накоплением гумуса связь отсутствовала. Влияние мышьяка на гумус зависило от кислотности почв [34]. Такое снижение гумуса от накопления тяжёлых металлов объясняется разной величиной констант устойчивости тяжёлых металлов с гуминовыми кислотами [16]. У свинца она на два порядка выше, чем у цинка и марганца. В агрохимии цинк и марганец в низких концентрациях являются микроэлементами. Но ионы свинца не имеют положительной роли в биологических процессах. При накоплении в высоких количествах все три элемента являются источниками загрязнения среды. Добавление свинца

Среда обитания

Общество. Среда. Развитие № 1’2020

в гуминовые центры мгновенно приводит к выпадению тёмноокрашенного осадка, чего не наблюдается от цинка и марганца [16]. Так, природные сорбенты почвы – гуминовые вещества – сами контролируют поведение тяжёлых металлов. Но за счёт перехода в осадок, т.е. «выходят» из активной биосферы». Подтверждения этому дают исследования на наночастицах углерода – фуллеренах [10; 36]. На своей поверхности фуллерены имеют отрицательный заряд (-), как и углеродные нанотрубки. Активно адсорбируют тяжёлые металлы – Pb, Cd, Cu. Чем мельче частицы, тем больше адсорбции. Осаждая в комплексы, фуллерены могут «убирать» токсичный эффект тяжёлых металлов или, наоборот, могут усиливать их накопление [10]. Изучение фуллерена С60 и С70 в образовании комплексов с ди-тио-карбоматами Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Mn, Fe, Ni, Pt показало, что Cd, Mn и Fe высаждают фуллерены из растворов в виде комплексов [36]. При большом содержании фуллеренов в растворе комплексы формируются с Cu, Ni и Pt. Такое «высаливание» первичных наночастиц углерода может привести к потерям по дальнейшему росту гумуса почв из-за тяжёлых металлов.

Биосорбентами наночастиц тяжёлых металлов могут быть микроорганизмы. Они удобны для быстрой оценки токсичности как металлов, так и других комплексов. Обладая высокой селективностью, особенно в водной среде, могут быть устойчивыми к высоким концентрация металлов. Переводят тяжёлые металлы в нерастворимое состояние. Или сами погибают через определённое время от токсичности и избытка тяжёлых металлов [30; 46; 52]. Таков предлагаемый путь осаждения (снижения) углерода гумуса тяжёлыми металлами: снижается углерод микрофлоры – количество фуллеренов – содержание гуминовых кислот – общее содержание органического вещества почв. По мере снижения гумуса почв меняется и соотношение между устойчивыми и лабильными фракциями. Величина Золотого отношения снижается с 1,6–1,4 до 0,6–0,4 [26]. Но во всех этих процессах нужно исследовать роль фуллеренов – тонкую структуру гумуса.

В настоящее время в сельском хозяйстве под эгидой ФАО создано 160 проектов использования нанотехнологий [8; 9; 37; 38]. Рекомендуется применять наноматериалы как удобрения, как пищевые добавки животным, лекарства против болезней скота, для нейтрализации опасных токсинов, патогенов, аллергенов, для очистки вод в агросистемах. Применительно к почве, рекомендую посмотреть роль минералов и комплексов на удобрения.

Для данных направлений подходят природные минералы – фосфориты, бентониты, глаукониты, сапропель, цеолиты, вермикулиты. По химическому составу рекомендуемые минералы идентичны, но отличаются количеством Si, Ca, P, Mg, Fe, Al, K, Na, SO2, CO2. Только в состав сапропеля входит азот (0,9–1,2%) и сложные органические вещества [37]. Для получения наноструктурных агроминералов используется ультразвуковое воздействие на суспензии. Наблюдается большой разброс в размерах – от 120–800 нм до 0,9–1,3 мкм. Бентонит бывает размером 5–82 нм, фосфорит – от 320–400 нм до 0,8–1,2 мкм. При размере 60–120 нм у наноструктурной водно-фос-форной суспензии формируются продолговатые и сферические частицы. Для сапропеля (входит N и органическое вещество) характерно крупные образования размером от 405 нм до 3,9 мкм со средним размером частиц 1340 нм. Таким образом, рекомендуемые для удобрений наночастицы агроминералов бывает от нм до мкм. Формы – конусовидные, капсулообразные, сферические. Под действием ультразвука структура диспергируется. По сравнению с макроаналогами, наноструктурная воднофосфористая суспензия (НВФС) имеет абсорбирующую площадь поверхности, превышающую в 15–16 раз [37].

В вегетационных опытах с внесением наноструктурной воднофосфоритной суспензии (НВФС) под кукурузу получены положительные результаты: высота растений в фазу цветения метёлки больше на 34%, чем фон NK (расчёт внесения делается по фосфору). Норма НВФС – 1 т/га, высокая. От фосфоритной муки обычного помола в норме 1 т/га – 17%. Длина корней увеличивалась на 42% (НВФС) и 38% (фос. мука). Биологическая активность серой лесной почвы (выделение СО2) возрастала на 42% и на 25%. На фоне NК выделения CO2 не отмечено [37]. Урожай зелёной массы кукурузы в молочно-восковой спелости на сравниваемых 3-х вариантах составил 498 г/сосуд (фон NК), 721 г/сосуд (НВФС) и 628 г/сосуд (обычная фос. мука). В работе представлены и другие агрохимические показатели [37].

Фосфориты содержат в составе 10–12% Р2О5, 33% СаО, 18% SiO2; остальное – другие элементы. Содержание фосфатных комплексов с Са максимально достигает 64%. Исследования показывают, что нанофосфориты биологически совместимы, не токсичны, не дают отрицательного эффекта на микрофлору. На примере диазотрофных и фосфатминерализующих бактерий показано, что численность от нанофосфоритов возросла в 17 и 10 раз [14]. Безопасен для окружающей среды, в сельском хозяйстве можно использовать как удобрения.

Комплексы фосфора с кальцием считаются биосовместимыми соединениями [10]. В наноформе размером 2 нм определена их биосовместимость в органических средах. Так, гидроксилапатит Ca5(РО4)3ОН в наноформе используется в челюстной хирургии. В сельском хозяйстве используются в форме суперфосфата как удобрение. Производится из апатитов. Однако микоризные грибы сами синтезируют в своей биомассе гранулы полифосфатов и ортофосфата с кальцием. Резервирование полифосфатов и ортофосфата и связывание их с металлами (Fe3+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Co2+) наблюдается не только у микоризных, но и у свободноживу-щих видов грибов, в актиномицетах, дрожжах, водорослях. Особенно много гранул с кальцием у хлореллы [26, разд. 9]. После распада биомассы микрофлоры может поступать в гумус в минеральной форме. Распределяется в верхнем слое почв по Золотому сечению [26, табл 11, разд. 10].

Гранулы неоргнических частиц по исследованиям с наноструктурной организацией почв [47] выявлены и на матрицах гумусовых гелей, полученных растровой электронной микроскопией. Дендриты или фракталы, состоящие из органической углеродной наноструктуры, берут начало из таких неорганических частиц [47]. Вполне вероятно, что они в основном кальциевые. Но пока не известно, как происходит такая самоорганизация фракталов, какая энергия регулирует ими.

Другим биосовместимым элементом является кремний. Посредник и поставщик энергии пространства [26, разд. 7.1, 7.2). При внесении растворимых форм на удобрение полезен для всех культур. Получены и положительные результаты от внесения нанокремнезёма из природных гидротермальных источников [10; 37]. Размер частиц – 10–100 нм, площадь абсорбции – 500м2/г, примесей <0,6% (Ca, Al, Fe). При предпосадочной обработке клубней картофеля гелем нанокремнезёма в смеси с гумином урожайность возрастала на 45%, без гумина – на 20% [42]. Обработка семян пшеницы данным препаратом увеличивала урожай на 33%, урожай овса – на 31% [24; 37].

Кремниевые нанопрепараты в основном применяются для обработки семян и растущих культур [24; 25; 37; 38; 40; 42]. Так, от внекорневой обработки кабачков гидротермальным препаратом SiO2 в форме золи урожай увеличивался на 4,9т/га (~60%) [25]. Размер частиц ортокремни-евой кислоты 10–20нм. В плодах содержание Zn снижалось до 5%, Pb и Cd – на

44% и 29%. Влияние на количество B, Cu, Co и Mo не выявлено. В других исследованиях с картофелем [37] при обработке кремнийорганическими биостимуляторами при хранении был 100% выход. Такая защитная роль наночастиц кремния как посредника очевидно связана с «поставкой» энергии пространства. Наночастицы (сферы) кремния примерно поглощают в 4 раза больше света, чем наночастицы золота [56]. Размер атома кремния – 0,24 нм. Учёными России и Финляндии созданы наносистемы из кремния, убивающие раковые клетки [56]. Наночастицы Золота также используются в медицине против раковых клеток [17; 19; 20; 22].

Положительное действие выявляется при включении нанокремнезёма в корм животным [42]. Предварительные исследования на мышах нанодисперсного кремнезёма (НДК) из природных гидротермальных источников показали отсутствие его токсичности. Изменений не выявлено и при кормлении цыплят. Добавка НДК в корм свиноматкам оказывает положительное влияние на плод, качество молока. Увеличи- вается содержание кальция и его усвоение, содержание фосфора приходит в норму. При кормлении НДК молодняка крупного рогатого скота соотношение в крови кальция к фосфору приходит к величине 1,60–1,68 – Золотому значению. Кормили добавлением гели НДК в течение года при норме 30–70 г/кг комбикорма [42]. Соотношение Са/Р должно было быть 1,6–2 по норме.

В человеческом теле в расчёте на элемент соотношение Са/Р составляет 1,65–1,66, а в зависимости от метода анализа 1,58–1,70 [26, разд 2.1]. Также находится в Золотом интервале. Кремний в человеческом теле связан с обменом кальция и фосфора, что больше указывает на энергетическую роль в метаболизме. Более изучен. Играет защитную роль, облегчает удалению метаболитов и токсичных веществ из организма. Поступает Si с водой, пищей и из атмосферы [26, разд 2.1; 2.2]. С возрастом в лимфатических узлах корней лёгких накапливается от 270 до 50 000 мкг/г сухого веса ткани.

В последнее время возможности нанотехнологий позволили изучить роль силатранов – органических соединений кремния [9]. Они обладают клеточной структурой, более устойчивы к гидролизу, чем ортокремниевая кислота, входят в цикл азота. Не наблюдается токсичного эффекта на растения. Прибавка урожая от кремнийорганического биостимулятора «Энергия-М» составила 20–45% [9]. В широком интервале доз силатраны не вредны микрофлоре. Вплоть до человека.

Среда обитания

В опубликованном объёме информационного потока по роли наночастиц элементов в сельском хозяйстве показана роль не только Si, Ca и P, но и Fe, Cu, Ag, Mg, S, Se, Al в качестве микроэлементов. Исследуется как токсичность, так и биосовместимость [3; 4; 15; 37; 38; 56].

Мы привели данные присутствия Золотого сечения по агрохимическим показателям почв. Роль микрофлоры в формировании плодородия, энергии орто- и полифосфатов в ряду чисел Фибоначчи и роль кремнекислородных тетраэдров. В начинающихся и имеющихся исследованиях наноструктурной гелевой матрицы гумуса наблюдается самоорганизация фракталов, несущих коэффициенты Золотого сечения. Формируются шарообразные структуры, схожие с фуллеренами из углеродных наночастиц. Гумус почв является готовым субстратом для исследований золь-гель методом по формированию наноструктур в биологических системах. В углеродных наночастицах наблюдаются схожие свойства с почвенными агрохимическими показателями – у фуллеренов, меланинов и ядра ГК. Основным свойством фуллеренов является самоорганизация в шарообразную замкнутую форму из 20 шестигранников и 12 пятигранников по Золотому сечению 20/12 = 1,66, что может составить тонкой основой образования гумуса по Золотому отношению. Глобальное основное свой- ство фуллеренов (фуллеридов и фуллери-тов) – это сходство их структуры с додекаэдром планеты Земля (12 пятиугольников). Возможно, что фуллерены на графеновой углеродной гелевой матрице органического вещества почвы начинают самооргани-зовываться согласно энергии додекаэдра Земли. Это, как и фракталы, тонкая структура формирования гумуса – биологического слоя планеты, питающего всё живое. Присутствие фуллеренов в гумусе почв не исследовано. Эту гипотезу, основанную на сходстве свойств углеродных наночастиц с агрохимическими показателями почвенного гумуса, нужно исследовать.

«Каналом связи» фуллеренов почв с додекаэдром Земли являются кремний и фосфор – два энергетических элемента. Кремний – в атмосфере и литосфере, фосфор – в метаболизме клеток живых систем из тропосферы и литосферы. Будучи биосовме-стимыми элементами с органическими структурами живых клеток, Si и Р помогают принимать энергию космоса для жизни и эволюции, воплощая Золотое сечение.

Общество. Среда. Развитие № 1’2020