НАНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ПО ЗОЛОТОМУ ОТНОШЕНИЮ

УДК 631.4 ББК 40.3

Э.С. Илларионова

НАНОСТРУКТУРНЫй АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛОДОРОДИЯ

почв по золотому отношению

Распределение, соответствующее Золотому сечению, присутствует в основе почти всей природы, включая жизнь человека на Земле в единстве с природой, в ноосфере. Имеются соответствующие данные для потоков газовых составляющих биосферы, для формирования плодородия почв, для правильного земледелия. Отражено распределение питательных элементов в природной экосистеме и на пашне, соответствие Золотому сечению в распределении элементов питания растений от хозяйственной деятельности человека. Также отражены научные исследования по круговороту C, N, P, частично Ca и Si, где проявляется закон Золотого сечения. Он присутствует в активности биомассы почвенной микрофлоры, в накоплении гумуса по климатическим зонам, в составе гумуса, в построении севооборотов, сохраняющих плодородие почв. Рассмотрена и роль органических и минеральных удобрений, не нарушающая Золотую гармонию природы.

биосфера, графен, гумус, золотое сечение, наноструктуры, плодородие почв, почвенная микрофлора, углерод, фуллерены, фуллериды, химические превращения, числа Фибоначчи, экосистема.

Илларионова Э.С. Наноструктурный анализ формирования плодородия почв по Золотому отношению // Общество. Среда. Развитие. - 2019, № 4. - С. 104-111.

© Илларионова Эмилия Сергеевна - кандидат сельскохозяйственных наук, доктор философии, Биологический центр РАН, Пущино; e-mail: eillarion@mail.ru

Результаты исследований, посвященных изучению проявлений Золотого сечения на сформированных почвах экосистем, автор опубликовал в двухтомной монографии [26; 27]. Формирование плодородия почв по Золотому отношению на поверхности почв около 1 м (в большинстве исследованная зона приёма активной Солнечной энергии) [33] идёт за счёт «работы» живой системы - водорослей, других животных, всей микрофлоры [26, с. 426-484]. «Тон» задаёт грибная микрофлора. В нетронутой экосистеме в природной почве в слое 0-140 см определяется 7-18 т/га сухой биомассы микроорганизмов (грибы, актиномицеты, бактерии). В этой биомассе в зависимости от типов почв 50-98% - масса грибов. На холодных почвах Сибири высока активность актиноми-цетов. Преобладают в почве микоризные грибы. Но их мицелий трудно разделить от других видов грибов без растения-хозяина. В природе 95% сосудистых растений имеют природную микоризу [26, с. 426-484]. Активностью живой системы почв, включая водоросли (их относят к низшим растениям), регулирует энергия, заложенная в фосфатных связях, особенно в полифосфатах. Как в АТФ, так и в связи Р-О-Р, рассчитано около 10 ккал на моль энергии на каждую связь О-Р. Фрагменты полифосфатов в микроорганизмах накапливаются не беспрерывным рядом чисел

в количестве остатков фосфорной кислоты О-Р, а подчиняясь ряду чисел Фибоначчи, через коэффициент золотого сечения 1,6 [26, с. 107-229; 51, с. 153-159]. Особенно много полифосфатов у водорослей - около 80% от общего фосфора. В хорошо сформировавшейся почве водорослей бывает 5-6% от надземной растительной биомассы. На заре рождения жизни на Земле, формирования плодородного слоя почвы, с началом фотосинтеза и появления кислорода, водоросли можно считать даром Творца, как и дождевых червей [31]. Другими такими дарами были пчёлы и пшеничное зерно [48].

Элементом, несущим энергию пространства на Землю, является кремний. Накопленная энергия в кремнекислород-ных тетраэдрах по Золотому сечению присутствует в почвенных породах [26, с. 318352; 51, с. 141-146]. Каждый кристалл SiO2 состоит из 4х равносторонних треугольников или 8 треугольников с катетами 1:2, дающих основу Золотого сечения. Связь Si-O в кристаллах запасает 217,6 ккал/моль энергии от Солнца и других планет [2]. Есть слова Р. Штайнера (1924 г.), в отношении кремния атмосферы: «Духовное наблюдение показывает, что атмосферное тепло тончайшим образом связано с кремниевыми субстанциями. В чрезвычайно тонком распылении он содержится в атмосфере. В почве, богатой кремнием,

космические силы задерживаются, прямо-таки улавливаются. И удивительнее всего, что такое присутствие не замечается» [49].

Кремний является энергетическим посредником между пространством и усвоением энергии растениями, формированием плодородия почв [26]. Но как это происходит? Какие тонкие структуры участвуют в физиологических процессах усвоения энергии? Как кремний связан с углеродом? Как в почве формируются органические и минеральные комплексы? Где источник проявления Золотого сечения, почему это больше похоже на самоорганизацию, с участием энергий кремния и фосфора? Предлагаю далее обсудить эти вопросы на основе знаний о наноструктуре элементов, обширным потоком появляющихся в печати за последние два десятилетия. В основном разработки лежат в основе химических, инженерных, промышленных, медицинских технологий и в электронике [10; 13; 22; 32; 36; 44; 50]. Есть исследования в биологических процессах [4; 12; 17; 19; 20; 43; 52; 53; 55], в биохимии гумуса [7; 47] и в сельском хозяйстве [8; 9; 15; 37; 38; 42].

Почва является сложной коллоидной системой. В процессе выветривания первичных минералов мощный слой коллоидных частиц вторичных минералов формируется за длительное время [47]. Процессы их укрупнения замедлены. Особое влияние оказывают крупные органические молекулы. Идёт стабилизация коллоидных частиц вторичных минералов. Содержание коллоидных частиц размером около 10 нм бывает от одного до десятков процентов [47]. Поверхность многих неорганических веществ покрыта слоем коллоидных частиц в 2-4 нм [47]. Средний химический состав пород биологической твёрдой оболочки Земли содержит, в %: SiO2 - 59,1; А1203 - 15,4; Fe2O3 - 3,1; FeO -3,8; MgO - 3,5; СаО - 5,1; №;О - 3,8; Р2О5 -0,3; МпО - 0,12. Остальные2 - 0,5% [5]. В химических превращениях связываются, слипаются в комплексы, минерализуются, распадаются до газов, восстанавливаются до элемента, окисляются не только минеральные элементы, но и элементы живого органического вещества - С, N О, Н, Р, S. Вот слова В.И. Вернадского: «в почве нет химических процессов вне участия в них живой материи и продуктов её изменения. К основным элементам сочетания в организмах относится С, N О, Н, S, Р, С1, К, Mg, Са, №, Fe и ещё Si, Мп, I, Со. Всего 20-25 химических элементов».

По данным нашего обобщения, не только живые клетки, но и неживая биомасса

растений и микрофлоры меняют химический состав почв в зонах их формирования [26, с. 426-484]. Органического вещества, например, в сформировавшихся почвах в отдельных типах почв в зависимости от географических зон России содержится от 1 до 10-12% от массы. Однако соотношение между Si/O находится в Золотом интервале - 49% кислорода, 33% кремния со значением 1,49 [26]. Как и у гумуса, меняется и количество минеральных элементов.

Почти все элементы, приводимые В.И. Вернадским в твердой биологической оболочке Земли, могут иметь нано-формы [4; 5; 7-10; 12; 13; 15; 17; 19; 20; 22; 32; 36-38; 42-44; 47; 50; 52; 53; 55]. Они показаны не только в земной коре, но и в тропосфере, стратосфере, ионосфере, магнитосфере [1].

Свойства наноструктур

К ним относят объекты (элементы, окислы, комплексы, соединения отдельных молекул, мелкие физические частицы) геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм [10]. Стабильные металлические и металлосодержащие частицы относят к на-нопорошкам. Их размеры 1-100 нм во всех трёх измерениях. Получают их разными методами из Cu, Fe, Al, Zn, W; из окислов металлов (Al2O3; ZnO, TiO2; ZrO2 и др); солей металлов (Fe3C; WC; AlN и тд.); из сплавов. В зависимости от условий получения форма бывает сферическая, игольчатая, хлопьевидная и др. При диаметре менее 10 нм они являются системами, обладающими повышенной избыточной энергией и высокой химической активностью. Чем мельче наночастица, тем больше удельная поверхность наноматериалов, обеспечивающая чрезвычайно высокую химическую активность. Например, поверхность на-нопорошка Al, полученная электрическим взрывом металла, равна 25-30 м2/г, при получении гидротермическим окислением - 250-300 м2/г [10]. У нанопорошка фуллерена (углеродная наночастица) -1800-2000 м2/г. В микрочастицах поверхностных молекул и атомов площадь связывания значительно выше, чем в объёме вещества. Изменяющиеся свойства нано-материалов проявляются при размерах 10-100 нм. Частицы размером около 1 нм включаются в процессы агрегации, в кластеры, в реакции с другими химическими соединениями. Получаются вещества с новыми свойствами, электропроводимостью, оптическими и магнитными показателями. Число атомов в кластере или энергия в кристаллах начинает подчиняться ряду

чисел Фибоначчи. Показано присутствие чисел 13,.. 55,.. 147,.. 309 [17]. Кластеры размером 10-100 нм и 10-50 нм формируют треугольную, кубическую форму. На-ночастицы серебра схожи с икосаэдром, в конструкцию которого природой заложена Золотая пропорция [17]. Выходит, что энергия формирования Золотого сечения в природе [26] заложена также первоначально, как и самоорганизация в земных нано-кристаллах и наноструктурах. Включая как органические, так и минеральные комплексы. Такое наблюдение можно высказать как предварительную гипотезу при обсуждении формы наноструктур.

Размеры наноструктур

Их представляем по опубликованным данным [1; 9; 22; 24; 32; 37; 42; 44]. Для биологических объектов в наноструктурном диапазоне: толщина человеческого волоса ~104 нм, диаметр спирали ДНК - 2 нм, длина одного витка ДНК - 3,4 нм, молекула гемоглобина - 6,4 нм, эритроциты человека - 8000 нм, вирус гриппа - 80-100 нм, белок инсулина - 2,2 нм, альбумин (белок яиц) - 9 нм, липопротеин (переносчик холестерина) - 20 нм, АТФ (источник энергии фосфора) - 0,95 нм, ДНК (гуанин фосфат) -0,86 нм, хлорофилл растений - 1,1 нм; клетки бактерии E. coli - 8000 нм, клетки печени - 20 000 нм, лейкоциты (клетки) -8-15*1000 нм, тромбоцит крови человека (клетки) - 3000 нм.

Размеры металлов, химических элементов и соединений: диаметр атома водорода - 0,1 нм (1Е); атом кремния -0,24 нм; молекула фуллерена С60 - 0,75 нм с внутренним диаметром сферической формы в 0,44 нм; окислы Cu, Zn, Al, Fe -3-100 нм; молекула Ag - 9 нм, но может меняться в пределах 1-20 нм [10], катион калия - 0,15 нм, катион натрия - 0,12 нм; нанопорошки в порошковой металлургии - 1-100 нм; тонкодисперсные порошки - 103-204 нм; грубодисперсные порошки - 204-105 нм. В зависимости от метода получения нанопорошка меди кривая распределения частиц может иметь размеры от 17 до 244 нм [10]. Размер элементов в истинных растворах менее 1 нм, в коллоидных системах - 1-100 нм [9]. В природе туман проявляется в присутствии частиц в атмосфере в 500 нм. Планетная пыль имеет размеры от 10 до 150 нм [1].

В сельском хозяйстве как удобрение растений рекомендуется использовать агроруды в наноформе [37]: воднофос-форитную суспензию с размером частиц 320-400 нм и 800-1200 нм; глауконит с

частицами 80-120 нм и 200-320 нм; бентонит с размером частиц 120-800 нм и 900-1300 нм. Агроминералы схожи между собой по составу, содержат соединения алюминия, кремния, кальция, магния, железа, фосфора. Площадь поверхности наночастиц подготовленных агроруд превышает таковую у макроаналогов в 15-18 раз. В растениеводстве, в птицеводстве и животноводстве на корм рекомендуется использовать нанокремнезём из природных гидротермальных растворов с размером частиц 10-100 нм [24; 42]. Размер пор в порошке - 10 нм.

Методов получения наноматериалов множество: физические, химические, газофазный синтез, плазменное разложение и т.д. Углеродные наноматериалы для технического применения получают термическим распылением графитов с последующим разделением из углеродной сажи [10]. Для изучения наноструктур в биологических объектах, в основном в растительном материале и живых системах, приемлем биологический подход синтеза [17; 20; 22]. Для этого используется золь-гель метод при комнатной температуре в мягких химических условиях [12]. Метод биологического синтеза с использованием растений, грибов, микроорганизмов в водной среде предложен авторами [17; 19; 20; 22] под руководством Е.М. Егоровой для систематических исследований активности наноструктур в получении лекарственных препаратов в медицине. Такими методами исследована роль наночастиц серебра, золота, меди, цинка, кобальта, никеля, железа в человеческом организме. Показано присутствие других жизненно нужных элементов - кальция, фосфора, калия, натрия, молибдена, йода, селена, магния. В организме они находятся в виде ионов или в комплексе с органическим углеродом. Наночастицы железа, например, содержатся в гемоглобине крови и в ферритине - запасном белке селезёнки. Размер ферри-тина 7-8 нм. Делается вывод [17-22]:

- частицы металлов в живых организмах, включая человека, являются каналами проявления магнетизма, источниками электромагнитных излучений;

- в кристаллах железа есть крошечные области постоянной намагниченности, источники электромагнитных излучений;

- каналы связывают низший, наиболее плотный мир материи с мирами Высшими, состоящими из материи в тонком состоянии.

Воззрения Е.М. Егоровой подкрепляются словами из [11]: «Металлы являются

каналами для лучей. Так же и драгоценные камни. Они находятся или живут в созвучии с лучами планет и их магнитным воздействием. Сплав некоторых металлов особенно мощен, как конденсатор энергии. Соединения несочетаемых металлов разрушительны».

Сведения о тонких свойствах металлов и растений были известны врачу Пара-цельсу [6]. Он лечил болезни людей «душами» металлов - магнитами. Растения использовал для нейтрализации вредного астрального влияния (по [20]). Его слова: «Природа сможет восстановить то, что не было потеряно безвозвратно. В мире нет мёртвых тел - всё живое».

Исследования Е.М. Егоровой позволили современными электронными методами подойти к изучению тонких свойств металлов, формирования наночастиц в биологических системах [17-20; 22].

Какие же механизмы могут быть в плотном слое биосферы Земли для самоорганизации и формирования плодородия почв (в основном гумуса) по Золотому сечению? Попробуем подойти к этому вопросу на основе биологических исследований наноструктур, большей частью органических частиц, чем минеральных комплексов и металлов.

Живая система на Земле и ее ископаемые (нефть, уголь, торф, сапропель, мёртвая биомасса растений и микрофлоры, перегной и т.д.) почти полностью состоят из соединений углерода с N О, Н, S, Р и металлами. Для технологических целей наночастицы углерода в настоящее время получают из графитов [10; 50]. Они используются в инженерных и химических процессах, в получении полупроводников, в микроскопии, в медицине, для производства спортивного инвентаря, одежды и т.д. [10; 13; 36; 50]. Рынок углеродных нанома-териалов только для фуллерена составляет 1500 т/год, для углеродных нанотрубок -500 т/год [10].

Гумус почвы, который оценивается содержанием углерода относительно массы [26], по характеру формирования наноструктур углерода почти не изучен. Учёными МГУ им М.В. Ломоносова первые результаты присутствия наночастиц углерода на гелях гумуса представлены в [7; 47]. Использована тонкая система электронной микроскопии. Хотя исследования недостаточны, но они меняют представление о структуре гумусовых веществ, их форме и размерах [47].

Плодородный слой поверхности Земли для исследований тонкой его структуры (гумуса и всех комплексов углерода с другими элементами) является готовым субстратом для выявления наноструктур золь-гель методом [12; 47]. Живая система микроорганизмов может влиять на формирование наночастиц, как это отражено во многих исследованиях в лабораторных условиях с микроорганизмами золь-гель методом [12; 17; 19; 43; 52; 53; 55]. Например, в водном растворе, содержащем экстракты из гриба AspеrgШus flavu и нитраты серебра, грибы накапливали наночастицы серебра на поверхности своих клеточных стенок [55]. Средний размер частиц - 9 нм, они люменисцируют. Используются в медицине в материалах с бактерицидными свойствами [19]. Золото, получаемое биохимическим методом синтеза наночастиц, используется для ранней диагностики раковых заболеваний [17; 19; 20; 22].

Парацельс считал золото «элексиром жизни», для лечения людей использовал «питьевое золото» [19; 50]. Наночастица золота имеет вид сформировавшегося икосаэдра из 20 правильных треугольников, где есть основа Золотого сечения. Атомы золота размером 0,29 нм очень активны [55], слипаясь с белками, они помогают визуализировать клетки. Но в любой форме золото не является катализатором [55].

После анализа лабораторных результатов возникает вопрос: почему вся биомасса микрофлоры почв, где 50-90% - грибная, не может синтезировать наночастицы углерода, металлов и их комплексов в готовой коллоидной влажной среде почвы с гу-миновыми кислотами золь-гель методом? В настоящее время полученные результаты с гумусом на первых этапах исследований позволяют косвенно сравнивать нано-структурные данные с агрохимическими показателями почв [26; 47].

Из имеющегося большого массива информации о гумусе с 1930-х годов создалось представление, что это специфическая группа органических высокомолекулярных азотосодержащих тёмноокра-шенных соединений, где 46-62% С, 3-6% N 3-5% Н и 32-38% О. Они отнесены к гуминовым кислотам (ГК). Другая группа менее обуглерожена - фульвокислоты (ФК) - где 36-44% С, 3-4,5% N 3-5% Н, и 45-50% О. Нерастворимый остаток гу-мин - до настоящего времени полностью не изучен. Мною показано присутствие Золотого сечения в соотношении ГК/ФК; 2,ГК+ ФК/гумин [26, с. 485-566; 28]. Кроме специфических соединений ГВ в органическом составе почвы присутствуют углеводы, белки, полипептиды, аминокислоо

ты, аминосахара, нуклеиновые кислоты, лигнин, воска, смолы, фосфолипиды. Все они отнесены к неспецифическим гумусовым соединениям. С. Ваксман в 1935 г. пришёл к заключению, что в состав гумуса входят те же соединения, что в растения, микроорганизмы и животные остатки (по [47]). Живая система перерабатывает все остатки, привлекая энергию пространства по Золотому отношению с помощью кремния и фосфора [26].

До настоящего времени нет знаний о взаимодействии гуминовых и фульвовых кислот между собой и с минеральной частью почвы. Как аксиома есть представление о полимерности ГВ (по [47]). Нет полных данных о строении и размерах коллоидной и гелевой части органического вещества почв. Изучение их современной электронной микроскопией позвяляет авторам [47] делать более детальное заключение:

- коллоидное состояние почвы - не исключение, а правило;

- почва является смесью компонентов, существующей как единое целое. Целостность обеспечивается почвенными гелями, которые покрывают и связывают почвенные частички между собой;

- поверхность многих минералов покрыта слоем коллоидных частиц в 2-4 нм. Идёт стабилизация вторичных минералов органическими молекулами. В почве таких коллоидных частиц размером около 10 нм содержится от единиц до десятков процентов. Выявляются частицы сферической формы диаметром 8-10 нм или округлые размером 13-30 нм, даже до 100 нм;

- почвенный гель является матрицей, превращающей смесь компонентов в почву. Гель - не полимер, похож на гумусовый студень, армированный минеральными частицами размером около 200 нм. Органическая матрица почвенных гелей включает образования округлой формы размером от нескольких десятков до сотен нм [47];

- сканирующая туннельная микроскопия позволяет увидеть в почвенных гелях более мелкие объекты: для чернозёмов в 8-12 нм, для дерново-подзолистой почвы - 2-5 нм. Эти образования круглой формы возникают от первичных объектов в 2-12 нм. Образования имеют органическую природу и обладают определённой самостоятельностью - переходят из влажных почв на внесённые на них предметы, создавая на них слой геля [47];

- для почвенных гелей и других гумусовых систем характерна самоорганизация с возникновением различных нано- и микроструктур.

Далее, в исследованиях [47] на гелевой матрице гумуса впервые показано образование новой структуры - фрактальных кластеров супермолекул гуминовых веществ. Сформированные (самоорганизованные) фракталы являются органическими частицами [47, с. 354]. Они возникают при объединении первичных образованй размером в несколько нм. Фракталы из первичных наночастиц формируются фрактально и далее [47]. По исследованиям [47], при сопоставлении результатов о фрактальной организации коллоидной составляющей растворов ГВ методом МУРН, делается вывод о фрактальной самоорганизации первичных образований гумусовой матрицы. Далее, ветви фрактальных кластеров супермолекул ГВ проникают в пустые пространства друг друга, обеспечивая более плотный контакт между фракталами. Супермолекулы ГВ укрупняются от единиц нм до >10нм или даже в крупные фракталы [47].

Фракталы в природе бывают у неорганических элементов. Обладают развет-влённостью, изрезанной формой, свойствами самоподобия. Коэффициент разветвления фракталов имеет размерность <Ш», равной 0,63; 1,30; 1,58; 1,71 или равна числу Золотого сечения Ф, или другим числам, производным от Ф. Фрактальные структуры формируют огромное разнообразие различных форм. Оказалось, что гуминовые вещества в начале их формирования также самоорганизовываются во фракталы, «несущие» Золотое сечение [47]. Это уже искомая тонкая структура начала формирования Золотого сечения в природе, в почвенном плодородии. Далее, по мере формирования уплотнённого органического слоя гумуса, закономерность Золотого сечения сохраняется. Особенно между более устойчивыми (ароматическими) и менее устойчивыми (алифатическими) фракциями [26; 28; 47].

Плодородный тонкий слой почв, кормящий всё живое на Земле, до настоящего времени оценивается по содержанию в нём углерода в гумусе. Углерод «притягивает» и другие агрохимические показатели (^ Р, К, S, макро- и микроэлементы). На фоне колоссального внимания в последние два десятилетия к наноструктурам углерода нет хороших знаний о наноформах углерода в гумусе.

К природным углеродным минералам относят алмаз, шунгит, уголь, графит - устойчивые образования со свойствами кристаллов. Наночастицы углерода получают лазерным нагревом инертного графита до газообразного состояния с последующим взаимодействием атомов углерода в кластеры. Другой путь - термическое распыление графита электрической дугой до сажи (аморфный углерод). Получается 1-40% фуллеренов, до 60% углеродных нанотрубок (среднее - 20-40%). Наиболее стабильны фуллерены с числом атомов С60 и С70. Из других наноформ известны гра-фен, карбин, углеродные пустотелые капсулы, сферические микрочастицы, луковицы, углеродные наночастицы с различной устойчивостью. В графитовом слое атомы углерода формируют правильные гекса-гонльные ромбические сетки. Связь С-С имеет энергию 167 кдж/моль. Между слоями углеродной шестигранной сетки на-нографита связь в 16кдж/моль [13]. Связь слабее на порядок, что позволяет разделить слои нанографита до одного слоя -графена [13].

Главная особенность частиц и молекул углерода - каркасная форма из замкнутых шестигранников. В зависисмости от метода получения наночастиц углерода из графита, размеры бывают 4-7 нм; 1,2-3,8 нм; 3-5 нм; 5-20 нм [10]. Полностью состоят из атомов углерода, люменисцируют. Графит обычно окисляется медленно, при 400°С до СО, при >500°С - до СО;.

Относительно присутствия наночас-тиц углерода в гумусовых веществах почв большой интерес представляют шарообразные сферические микрочастицы и капсулы, определяемые на гелевых матрицах гумуса. Матрица однослойного графена из шестиугольников толщиной в 0,35 нм так же бывает неровной, с бугорками высотой 0,02 нм [13]. Однослойный графен относится к молекуле ультрадисперсного наногра-фита толщиной в 30-50 нм (многослойная «пачка» графена). Графен обладает особым поведением. Если в однослойной сетке графена появляются пятигранники или семигранники, особенно по краям сетки, то плоскость графена может сворачиваться в конус или углеродные нанотрубки. Если в шестиугольной матрице графена будет 12 пятиугольников, то возникает замкнутая сферическая молекула, известная под названием фуллерен. Сферический графен может «обёртывать» металлосо-держащие наночастицы или формировать многослойный фуллерен [13]. Графеновая решётка с молекулами азота или фосфора может сворачиваться в углеродные на-нотрубки [13]. Свойства углеродных наноструктур графена и фуллерена можно сопоставить с агрохимическими свойствами сформировавшихся почв. Можно привести и косвенные доказательства их участия в формировании гумуса, хотя нет прямых исследований по фуллерену, по роли на-ночастиц углерода в плодородии почвы, в тонкой структуре гумусовых гелей.

Фуллерены с содержанием углерода С60 и С70 являются наиболее стабильными. Такую стабильность им придаёт сферическая конструкция из замкнутых молекул углерода, в которых все атомы расположены в вершинах пятиугольников [10]. Конструкция соответствует основам формирования Золотого сечения [26, с. 8-30]. Внешняя сфера фуллеренов состоит из 12 пяти- и 20 шестиугольников замкнутых атомов углерода числом С60. Размер фул-леренов - 0,7 нм. Толщина сферической оболочки - 0,1 нм, расстояние связи С-С в пятиугольниках - 0,143 нм, в шестиугольниках - 0,139 нм. Фуллерен С70 состоит из вставки С10 в С60, что придаёт чуть вытянутую форму сферы по сравнению с С60. При получении фуллеренов из сажи графита С60 и С70 выходят в соотношении 90:10 [10]. Внутренний диаметр фуллеренов равен 0,44 нм. Самоорганизуясь из графена в сферические образования из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников, фуллере-ны «схватывают» во внутреннюю полость атомы азота, металлов и инертных газов [10]. В полости они оказываются надёжно закреплёнными, не реагируют с оболочкой, выходят из таких «ампул» только при разрушении фуллерена. Оболочка такой углеродной наночастицы может состоять из нескольких слоёв сферической углеродной решётки [13]. Соединения углеродного фуллерена в комплексах с газами, металлами, азотом во внутренней полости и между сферами кристаллической оболочки относятся к фуллеридам [10]. Пустоты между слоями оболочки заполняются атомами щелочных ^а, К, Са) и других металлов. Удельная абсорбционная поверхность нанопорошка фуллерена максимальная -1800-2000 м2/г, чем объясняется его высокая химическая активность в образовании комплексов [10; 36; 50]. Первая гидратная оболочка содержит 24 молекулы воды, размер возрастает с 0,7 до 1,6-1,8 нм.

Фуллериды могут «сшиваться» между собой, образуя устойчивые комплексы путём полимеризации. Формируются фул-лериты со связью С-С [36]. Идёт при комнатной температуре и нулевом давлении. Расстояние связи С-С в самих фуллеренах 1,41-1,53 Е, в фуллеритах - 1,60-1,75 Е (расстояние находится в пределах величин Золотого сечения - Э.И.). Энергия связи между двумя молекулами фуллерена (С-С

связь) равна 4,3 ккал/моль [36]. В кристал- ди-тиокарбонатами металлов, с обширным лических комплексах молекул фуллеритов классом соединений с серой, азотом, угле-увеличивается до 21,4 ккал/моль и выше. водородами. Комплексы формированы в В «сшитой» кристаллической решётке сферы, хорошо соответствующие сфери-комплексов (фуллеритов) формируются ческим молекулами фуллеренов. Комплек-промежуточные октаэдрические пустоты сы с Cu, Zn, Cd, Hg, Fe, Mn формируются в с внедрением туда газов - метана, гелия, плотно упакованные гексогональные слои озона, кислорода [36]. «Сшивание» фулле- и связью С-С с соседними молекулами в ридов происходит с включением трифе- С60. Азот в комплексах выступает как ли-нилфосфина в комплексе с металлами, как ганда. Молекулярные кристаллы фуллери-лиганда. Фосфор в этих комплексах - вос- тов, как одиночные, так и «сшитые», отли-становленный, производный от газообраз- чаются высокой твёрдостью. Некоторые ного фосфина РН3. Исследователями [36] модификации тверды, как алмаз [10]. наноструктурных материалов впервые получены комплексы фуллеренов С60 и С70 с (Окончание в следующем номере)

список литературы:

[1] Адушкин В.В. Нано- и микромасштабные частицы в геофизических процессах. - М.: НИИ динамики ноосферы РАН, 2006. - 133 с.

[2] Айлер Р. Химия кремнезема: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - Ч. 2. - 712 с., ил.

[3] Алтлеева Л.Е. и др. Влияние суспензии наночастиц селена на показатели роста, развития и урожайность картофеля сорта «Сантэ» // Вестник Рязанского аграрного университета. - 2011, № 2. -С.47-50.

[4] Ветчинина Е.П., Лоцинина Е.А., Никитина Б.Е. Влияние соединений золота, серебра, селена, кремния и германия на параметры роста, накопление биомассы и восстановление наночастиц лекарственными базидиомицетами // Биотехнология: реальность и перспективы. - Саратов, 2014. - С. 112-115.

[5] Вернадский В.И. Сборник сочинений в 24 томах. Том 9. - М.: Наука, 2013.

[6] Гартман Ф. Жизнь Парацельса и сущность его учения / Пер с англ. - М.: Алента, 1998.

[7] Гладкова М.М., Терехова В.А. Инженерные наноматериалы в почве: источники поступления и пути миграции // Вестник МГУ. Серия 17, почвоведение. - 2013, № 3. - С. 34-38.

[8] Глазко В.И. Нанотехнологии в сельском хозяйстве // Информационный бюллетень МСХ РФ. - 2007, № 11-12.

[9] Глазко В.И. Белопухов С.А. Нанотехнологии и наноматериалы в сельском хозяйстве. - М.: РГАУ-МСХА им К.А. Тимирязева, 2008. - 227 с.

[10] Гордымчук А.Ю., Савельев Г.Г., Зыкова А.П. Экология наноматериалов. М.: Бином. Лабор. Знаний. 2012. - 101 с.

[11] Грани Агни-Йоги / Сост. Б.А. Данилов. - Новосибирск: Предприятие «Алгим», 2010. - 710 с.

[12] Гуан Во-Дин. Нанотехнология белков. Протоколы. Оборудование, области применения. Исследования и разработки / Пер. с англ. - М.: Научный мир, 2012. - 462 с.

[13] Губин С.П., Ткачёв С.В. Графен и родственные формы углерода. - М.: Книжный дом, 2012. - 101 с.

[14] Дегтярёва И.А., Бабынин Э.В. и др. Оценка мутагенных и антимутагенных свойств наноструктур-ного фосфорита - компонента комплексного удобрения // Агрохимический вестник. - 2019, № 1. -С. 41-45.

[15] Дерябина Т.Д. Адаптивные реакции и пределы толерантности Triticum als. и Allium сера к наночас-тицам меди и железа / Автореф. дисс. канд. биол. наук. - Оренбург, 2015. - 23 с.

[16] Дмитренко Е.Д., Леонтьева М.М, Сюндюкова К.В., Комплексующие свойства гуминовых веществ по отношению к ионам тяжёлых металлов // Агрохимия. - 2018, № 12. - С. 77-87.

[17] Егорова Е.М. Наночастицы: их свойства и возможная роль в живых организмах // Дельфис. - 2006, № 4. - С. 110-115.

[18] Егорова Е.М. О близости высших миров или на пути к новой науке. - М.: Пролог, 2006. - 320 с.

[19] Егорова Е.М. Приближение к тайне металлов // Дельфис. - 2013, № 2. - С. 43-50.

[20] Егорова Е.М. Тонкие свойства металлов // Этика и наука будущего. - М.: Дельфис, 2002. - С. 161-168.

[21] Егорова Е.М. Электромагнитные поля в жизни // Дельфис. - 2000, № 1-2.

[22] Егорова Е.М., Кабашев А.А. Швец В.И. Биологические эффекты наночастиц металлов. - М.: Наука, 2014. - 350 с.

[23] Жданова Н.Н., Василевская А.И. Меланинсодержащие грибы в экспериментальных условиях. -Киев: Наукова думка, 1988. - 193 с.

[24] Забегалов Н.В., Дабахова Е.В., Влияние кремнийсодержащего нанопрепарата на урожайность и содержание кремния в зерновых культурах // Достижения науки и техники АПК. - 2011, № 12. - С. 22-24.

[25] Зеленков В.Н. Петриченко В.Н., Потапов В.В. Влияние гидротермального кремнезёма на урожайность и качество плодов кабачков и уровень накопления биогенных микроэлементов и токсичных элементов свинца и кадмия // Сб. научн. трудов «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты». Вып. 25. - М.: РАЕН 2017. - С. 43-50.

[26] Илларионова Э.С. Золотая гармония природы: на примере экосистем России. Кн. 1. - СПб.: Астери-он, 2019. - 570 с.

[27] Илларионова Э.С. Золотая гармония природы: на примере экосистем России. Кн 2. - СПб.: Астери-он, 2019. - 420 с.

[28] Илларионова Э.С. Устойчивые содинения гумуса почв. - СПб.: Астерион, 2015. - 39 с.

[29] Исаева О.В. Додекаэдр - знак Космической мощи // Дельфис. - 2017, № 1. - С. 29-35.

[30] Карамушка В.И. и др. Использование коллоидно-биохимических параметров микробных клеток для оценки токсичности тяжёлых металлов // Коллоидный журнал. - 1998. - Т. 60, № 6. - С. 775-778.

[31] Книга Урантии: пер. с англ. - Чикаго, Иллинойс: Фонд Урантия, 1997. - LXVI, 2097 с.

[32] Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию / Пер. с английского; 2-е изд.. - М.: Бином, 2008.

[33] Ленинджер А. Биохимия. 2 изд. - М.: Мир, 1974. - 957 с.

[34] Минакова О.А. Куницын Д.А. и др. Влияние длительного внесения удобрений на химические и физико-химические параметры почвенного плодородия и урожайность сахарной свеклы в севооборотах Лесостепи ЦЧР // Аграрная Россия. - 2018, № 7. - С. 3-9.

[35] Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. - М.: МГУ, 1988. - 220 с.

[36] Наноструктурные материалы для запасания и преобразования энергии / Под ред. В.Ф. Разумова, М.В. Клюева. - Иваново: Ивановский гос. ун-т, 2009. - 451 с.

[37] Нанотехнологии в сельском хозяйстве / Под ред. А.Х. Янтарова. - Казань: Татарский НИИ агрохимии и почвоведения, 2013. - 251 с.

[38] Научно-прозводственный справочник «Нанотехнологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности». Список мировых, отечественных и зарубежных публикаций за 2005-2008 г. Книги. Статьи. Патенты. - М.: РАСХН-ЦНСБХ, 2009.

[39] Орлова Д.С. Гумусовая теория почв и общая теория гумификации. - М.: МГУ, 1990. - 325 с.

[40] Павловская Н.Е. и др. Изучение действия нанокремния на фотосинтетическую продуктивность яровой пшеницы // Вестник Алтайского ГАУ. - 2017, № 7. - С. 12-18.

[41] Платон. Собр. сочинений. Том 2. М.: Мысль, 1993.

[42] Потапов В.В., Сивашенко В.В. Зеленков В.Н. Применение нанокремнезёма в сельском хозяйстве: растениеводстве, птицеводстве, животноводстве // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты. Вып. 21. - М.: РАЕН, 2013. - С. 86-101.

[43] Радцик М.А. и др. Получение наночастиц золота методом биогенеза с использованием бактерий // Микробиология. Том 85. - 2016, № 1. - С. 42-49.

[44] Третьяков Ю.Д. и др. Нанотехнологии. 2-е изд. - М.: Физмат, 2009. - 368 с.

[45] Трубецкой О.А., Дёмин Д.В., Трубецкая О.Е. Флоуресцентные свойства низкомолекулярных фракций гуминовых кислот чернозёма // Почвоведение. - 2013, № 10. - С. 1222-1227.

[46] Ульберг З.Р., Марочко Л.Г., Савкин А.Г., Перцов Н.В. Химические взаимодействия в процессах сорбции металлов клеткам микроорганизмов // Коллоидный журнал. - 1998. - Т. 60, № 6. - С. 836-842.

[47] Федотов Г.Н., Шалаев В.С. Основы наноструктурной организации почв. - М.: МГУ, 2012. - 520 с.

[48] Храм человечества - М.: Дельфис, 2000. - 640 с.

[49] Штайнер Р. Сельскохозяйственный курс. Духовно-научные основы. - Калуга: Духовное познание. 1997. - 429 с.

[50] Эрлих Г. Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий. - М.: Колибри, 2012. - 400 с.

[51] Этика и наука будущего. - М.: Дельфис, 2003. - С. 153-159.

[52] Golubev A.A. et al. Colorimetric evaluation of the viability of the microalga Dunaliella salina as a test tool for nanomaterial toxicity // Toxicol. Sciences. - 2016, № 151(1). - P. 115-125.

[53] Kai He et al. Applications of white rut fungi in bioremediation with nanoparticlus and biosynthesis of metallic nanoparticles // Appl. Microbial. Biotechnol. V. 101. - 2017, № 12. - Р. 4853-4862.

[54] Shankar S. S., Ahmad., Pastricha R. et al. Bioreduction of chloroaurate ions by geranium leaves and its endophytic fungus yields gold nanoparticles of different shapes // J. mater. chem. - 2003, v. 13. - P. 18221826.

[55] Vigneshwaran N. et al. Biological synthesis of silver nanoparticles using the fungus Aspergillus flavus // Materials Letters. - 2007, № 6. V. 61. P. 1413-1418.

[56] Sadiq M., Chowdhury B. et al. Antimicrobial sensitivity of Echericha coli to aliminia nanoparticles // Nanomedicine: nanotechnology, biology. - 2009. V. 5, № 3. - P. 282-286.