Preparation of Water-Soluble Chelated Iron(II) Compounds and Their Use as Microfertilizers. Influence of Solubility Promotors on the Structure of Spring Wheat Harvest under Foliar Treatment

Authors

  • V. V. Semenov G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation
  • N. V. Zolotareva G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation
  • B. I. Petrov G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation
  • N. M. Lazarev G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation
  • A. O. Syubaeva Nizhny Novgorod Research Agricultural Institute – Branch of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitskogo, Nizhny Novgorod region, Kstovo district, s.p. Breeding station, Russian Federation
  • N. A. Kodochilova Nizhny Novgorod Research Agricultural Institute – Branch of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitskogo, Nizhny Novgorod region, Kstovo district, s.p. Breeding station, Russian Federation
  • E. Yu. Geyger Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod, Russian Federation
  • E. N. Razov Institute for Mechanical Engineering Problems of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.14529/chem190301

Keywords:

iron(II) (1-hydroxyethylidene)diphosphonate, organic amines, spring wheat, yield, structure, foliar treatment

Abstract

Microcrystalline poorly soluble iron(II) (1-hydroxyethylidene)diphosphonate hydrate FeH2L·H2O is obtained by the interaction of fine carbonyl or reduced iron(0) with (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid H4L. At interacting with organic amines (monoethanolamine, tris(hydroxymethyl)aminomethane, 1,8-diamino-3,6-dioxooctane, morpholine) FeH2L·H2O turns into a water-soluble form, giving amorphous amine derivatives of FeH2L·H2NCH2CH2OH, FeH2L·H2NC(CH2OH)3, FeH2L·H2NCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NH2, FeH2L·HN(CH2CH2)2O. Solutions of aminium compounds were used to determine their effect on the structure of the harvest of spring wheat under foliar treatment. Evaluating the effectiveness of foliar treatment with iron chelate compounds on the structure of the spring wheat harvest showed that the morpholinium iron chelate, FeH2L·HN(CH2CH2)2O, had the greatest impact, increasing the number of grains per ear up to 45.1 pcs. (control 38.8), the mass of grain from a plant up to 1.72 g (control 1.45), and the weight of an ear up to 2.18 g (control 1.90). The most significant change in the length of the ear was facilitated by the experiment with a solution of the monoethanolamine compound, FeH2L·H2NCH2CH2OH: increase of 0,57 cm relative to the control. The composition and structure of the iron(II) (1-hydroxyethylidene)diphosphonate hydrate FeH2L·H2O and its aminium derivatives were studied by IR spectroscopy, X-ray phase analysis and scanning electron microscopy.

Author Biographies

V. V. Semenov, G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

доктор химических наук, ведущий научный сотрудник

N. V. Zolotareva, G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

кандидат химических наук, научный сотрудник

B. I. Petrov, G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

доктор технических наук, заместитель директора

N. M. Lazarev, G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

кандидат химических наук, научный сотрудникИнститут металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук. 603950, бокс 445, ул. Тропинина, 49

A. O. Syubaeva, Nizhny Novgorod Research Agricultural Institute – Branch of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitskogo, Nizhny Novgorod region, Kstovo district, s.p. Breeding station, Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

N. A. Kodochilova, Nizhny Novgorod Research Agricultural Institute – Branch of Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitskogo, Nizhny Novgorod region, Kstovo district, s.p. Breeding station, Russian Federation

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

E. Yu. Geyger, Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod, Russian Federation

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

E. N. Razov, Institute for Mechanical Engineering Problems of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation

старший научный сотрудник

References

Анспок, П.И. Микроудобрения / П.И. Анспок. – Л.: Агропромиздат, 1990. – 272 с.

Дятлова, Н.М. Комплексоны и комплексонаты металлов / Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. – М.: Химия, 1988. – 544 с.

Дятлова, Н.М. Теоретические основы действия комплексонов и их применение в народном хозяйстве и медицине / Н.М. Дятлова // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. – 1984. – Т. 29, № 3. – С. 7–20.

Жаворонков, Н.М. Комплексоны в решении задач Продовольственной программы СССР / Н.М. Жаворонков // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. – 1984. – Т. 29, № 3. – С. 21–25.

Кабата-Пендиас, А. Проблемы современной биохимии микроэлементов / А. Кабата–Пендиас // Рос. хим. журнал. – 2005. – Т. 49, № 3. – С. 15–19.

Карпова, Е.А. Роль удобрений в циклах микроэлементов в агроэкосистемах / Е.А. Карпова // Рос. хим. журнал. – 2005. – Т. 49, № 3. – С. 20–25.

Дериглазова, Г.М. Значение некорневой обработки отдельными микроэлементами и комплексными микроудобрениями посевов зерновых культур / Г.М. Дериглазова, О.А. Митрохина, Н.Н. Боева // Агрономия. – 2011. – № 5. – С. 45–47.

Титова, Е.М. Применение водорастворимых комплексных удобрений на посевах яровой пшеницы / Е.М. Титова, М.А. Внукова // Вестник ОрелГАУ. – 2011. – № 3. – С. 50–51.

Фосфорорганические комплексоны. М.И. Кабачник, Т.Я. Медведь, Н.М. Дятлова и др. // Успехи химии. – 1968. – Т. 37, № 7. – С. 1161–1191.

Золотухина, М.М. Производные дифосфоновых кислот: синтез и биологическая активность / М.М. Золотухина, В.И. Крутиков, А.Н. Лаврентьев // Успехи химии. – 1993. – Т. 62, № 7. – С. 691–703.

О комплексобразующих свойствах оксиэтилидендифосфоновой кислоты в водных растворах / М.И. Кабачник, Р.П. Ластовский, Т.Я. Медведь и др. // Доклады АН СССР. – 1967. – Т. 177, № 3. – С. 582–585.

Исследование медь аммонийного комплекса оксиэтилидендифосфоновой кислоты. Б.И. Бихман, А.Ю. Киреева, Е.М. Уринович и др. // Журнал неорг. химии. – 1978. – Т. 23, № 6. – С. 1589–1592.

Васильев, В.П. Комплексобразование Fe3+ c оксиэтилидендифосфоновой кислотой / В.П. Васильев, Е.В. Козловский, В.В. Сердюков // Журнал неорг. химии. – 1990. – Т. 35, № 2. – С. 373–376.

Сравнительная оценка эффективности действия водных растворов ЭДТА и ОЭДФ при растворении магнетита / И.Г. Горичев, И.В. Артамонова, Э.Е. Нифантьев и др. // Журнал неорг. химии. – 2009. – Т. 54, № 5. – С. 869–880.

Кропачева, Т.Н. Комплексобразование железа(III) с оксиэтилидендифосфоновой кислотой / Т.Н. Кропачева, А.Н. Пагин, И.И. Корнев // Вестник Удмуртского университета. – 2012. – № 4. – С. 63–68.

Девятов, Ф.В. Образование гомо- и гетероядерных комплексов 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты с Mn(II) и Fe(III) в водных растворах / Ф.В. Девятов, О.В. Богатырев, К.А. Игнатьева // Известия АН. Серия химическая. – 2018. – № 8. – С. 1369–1375.

Синтез и структура разнометально-разнолигандных комплексов германия(IV) и кобальта(II) или меди(II) с 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой и 1,10-фенантролином / К.Э. Марцинко, И.И. Сейфуллина, Е.А. Чабаненко и др. // Коорд. химия. – 2018. – Т. 44, № 3. – С. 189–195.

Золотарева, Н.В. Водорастворимые двойные калиевые и аммониевые соли железа(III) и марганца(II) с оксиэтилидендифосфоновой кислотой / Н.В. Золотарева, В.В. Семенов // Журнал общей химии. – 2014. – Т. 84, № 4. – С. 637–641.

Аморфные водорастворимые комплексы биометаллов на основе оксиэтилидендифосфоновой кислоты, моноэтаноламина и трис(гидроксиметил)аминометана. Синтез и оценка агрономической эффективности в качестве новых микроудобрений / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Журнал общей химии. – 2015. – Т. 85, № 5. – С. 822–830.

Водорастворимые комплексы кобальта с 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислотой и 2-аминоэтанолом / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Н.М. Лазарев и др. // Журнал общей химии. – 2017. – Т. 87, № 1. – С. 97–103.

Получение водорастворимых соединений железа(II) на основе железа(0), (1–гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты и органических аминов / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Журнал общей химии. – 2018. – Т. 88, № 3. – С. 482–486.

Термически инициированное диспропорционирование тетрагидрата бис(1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II). Образование и свойства лепидоидной структуры из нитевидных кристаллов (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната-2-гидроксиэтанаминий марганца(II). Агрономическая эффективность комплекса марганца(II) с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Известия АН. Серия химическая. – 2018. – № 2. – С. 336–344.

Диспропорционирование (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II) в реакции с 2-аминоэтанолом / В.В. Семенов, Н.В. Золотарева, Б.И. Петров и др. // Доклады АН. – 2017. – Т. 475, № 6. – С. 646–651.

Downloads

Published

2019-08-19

Issue

Vol. 11 No. 3 (2019): Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия

Section

Inorganic chemistry