Согласно предположению А. Кернс-Смита, одного из крупнейших специалистов в области биоминералогии, первоначально на Земле возникли минеральные организмы, а уже затем, на их основе в результате длительной эволюции стали возникать протобиологические структуры, которые в дальнейшем дали начало первым биологическим протоклеткам [1].


Черкасов Р.Ф., 2007; Костецкий Э.Я., 2008 и др. считают, что живые организмы возникли вследствие  матричного синтеза ключевых биомолекул и биоструктур непосредственно на неорганических матрицах.  К настоящему времени это недоразумение преодолено в связи с накоплением широчайшего набора фактов, прямо и косвенно доказывающих не только участие минералов в регуляции метаболических процессов в организмах, но даже включение минералов непосредственно в метаболические пути организмов [1].


Установлено, что из всех известных природных минералов наибольшее влияние на организмы разных уровней организации оказывают цеолиты. В структуру природных цеолитов в основном входят соединения двуокиси кремния и алюминия, остальную часть представляют разные концентрации макро- и микроэлементов. Мозаичность вариаций элементов обусловливает неповторимость природных цеолитов и уникальность их свойств, таких как ионообменные, адсорбционные, каталитические, кристалло-морфологические и многие другие [2].


Основные физико-технические свойства этого минерала значительно превосходят требования, предъявляемые ко многим сорбирующим неорганическим материалам. Известно, что при использовании в качестве удобрения цеолит в сухом виде сохраняет влагу в почве, удерживая её длительное время и снабжая ею растения медленно и постоянно. В результате применения цеолита прекращается вымывание удобрений из почвы, восстанавливается и увеличивается способность земли к обмену питательных веществ растений. Условная механическая прочность цеолита соответствует 0,65%, при норме не более 1%. Это определило выбор минерала для получения биоудобрений на основе почвенных микроорганизмов.
 

ООО «ЭКОЭМ» разработана линейка средств «Эмикс» на основе нового биотехнологического метода производства и способности цеолитов накапливать биологическом активные вещества. Исследования показали, цеолиты Холинского месторождения принимают активное участие в регуляции метаболических процессов почвенной микрофлоры, это особенно ярко проявилось в специальном устройстве разработчиков – ЭМ-реакторе, являющегося «ноу-хау» предприятия. 
 

Активность ферментации раствора микроорганизмов, совместно с цеолитами, значительно выше контрольного образца культур. Возможно, что обусловлено уникальным строением используемого минерала. Это элемент с тетраэдрическим структурным каркасом, включающим пустоты, занятые катионами и молекулами воды. Под воздействием ферментных процессов пустоты постепенно заполняются не только микроорганизмами, но и биологически активными веществами, образующимися в процессе брожения, и создают необходимую питательную среду для размножения микроорганизмов.


В процессе брожения происходит определенный молекулярно-ситовый отбор при сорбции молекул из жидкости. Благодаря этому цеолиты затем выступают в роли аккумуляторов и регуляторов питательных элементов, что особенно ценно в производстве удобрений и минералов, которые легко вымываются – NO- и NH+, либо быстро превращаются в недоступные для растений формы: фосфор, железо, цинк, марганец и т.д. [1].
 

Ассортимент полученных биопрепаратов включает:  «ЭМИКС - У» для универсального применения,  для корневой и внекорневой подкормки всех видов культур и замачивания семян - «ЭМИКС - К» и «ЭМИКС - З» для повышения иммунитета и невосприимчивости растений к болезням.
 

Практика предприятия показала, что ферментированный цеолит сохраняет свойства адсорбированных пробиотических микроорганизмов, даже после продолжительного высушивания при 30 градусах Цельсия. На основе этого, учитывая разнообразные и многоуровневые симбиотические связи микроорганизмов и их хозяев, также можно предположить, что и другие  многоклеточные организмы (благодаря горизонтальному переносу генов, например) могут иметь способность к утилизации химических элементов непосредственно из неорганических кристаллических веществ. Это открывает широкие перспективы применения различных культур в биоминералогии сельскохозяйственного направления.
 

На основе полученного в процессе ферментации цеолита предприятием была разработана технология органо-минеральной добавки «ЭМИКС сухой концентрат», которая имеет широкий спектр применения: способствует повышению плодородия почв; обогащению почвы микроэлементами; снижению срока созревания сельскохозяйственных культур; увеличению урожая и получению экологически безопасной продукции.
 

Ранее Бурятский НИИСХ исследовал влияние применения цеолитов на урожайность картофеля. При использовании цеолитов (10 т/га) и совместном применении цеолита и азотных удобрений отмечено повышение урожая. Прибавка урожая соответственно на 16,2 ц/га и 21 ц/га. При этом отмечается хорошая сохранность клубней, случаев загнивания не выявлено.
 

Сибирский институт физиологии и биохимии растений РАН провел ряд опытов с катионными моноформами холинских цеолитов, заряженных аммонием, калием, кальцием и магнием для создания почвенного субстрата. Ионитовые субстраты на основе цеолитов получены в Болгарии и Белоруссии. Они пригодны для эксплуатации в парниках, поскольку имеют преимущества с обычными почвогрунтами [3].
 

Основным микроэлементом цеолита является кремний. Вопрос о роли кремния в питании растений имеет большую историю. Впервые потребность растений в кремнии была обнаружена в 1865 г. в опытах с ячменем. Интерес к кремнию сильно возрос, когда в долголетних опытах Ротамсдетской опытной станции выявилось, что с помощью силикатов можно повышать урожайность растений в случаях недостатка в почве фосфора. Как стало потом известно, это является результатом увеличения доступности растениям почвенных фосфатов вследствие вытеснения их силикатами [4].
 

Кремний найден в форме кремниевого геля в эпидермальных клеточных стенках многих растений, особенно у видов Eguisetaceae, Cyperaceae, Gramineae и Urticaceae. Больше всего кремния содержится в стеблях злаков; в междоузлиях некоторых разновидностей бамбука отлагаются круглые аморфные конкреции, они содержат 98,8-99,7 % SiO2. В золе хвощей находится иногда до 70 % кремния.
 

Среди одноклеточных растений кремний в виде кремниевого геля встречается в клеточных стенках Bacillariophyta и некоторых Chrysophyta. Клеточные стенки некоторых Clorophyta также содержит сравнительно большое количество кремния. Так, в клеточной стенке Pediastrum содержится 0,8 % SiO2 (сухой вес). Две большие группы также используют кремний для скелетных структур: это Radiolaria и Porifera [4].
 

Кроме кремния пустоты в цеолите заполнены большим количеством катионов щелочных и щелочноземельных металлов и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения, что наделяет цеолит высокой ионообменной способностью, свойствами адсорбента и донора, возможностью впитывать и отдавать влагу, продлевать действие веществ, с которыми он смешан, отдавать почве и живым организмам необходимые им элементы.
 

Благодаря этому органо-минеральная добавка «ЭМИКС сухой концентрат» прекрасно справляется с ролью улучшителя почвы и удобрения перед посадкой различных саженцев и растений, в том числе плодовых деревьев и кустарников, овощей, цветов, горшечных растений, лекарственных трав и других культур. Препарат прекрасно аэрирует почву, способствует развитию корневой системы, удерживает в зоне корней достаточное количество воды - 40-70% от своего веса. Работает как резервуар хранения для удобрений - нитрата, фосфатов, калия, питательных веществ, наиболее важных компонентов для здоровья растения и его роста.

 

Список использованной литературы:


1. Голохваст К.С., Паничев А.М. Цеолиты: Обзор медицинской литературы / Журнал «Успехи наук о жизни» №1, Владивосток, 2009г.152 с.
 

2. Шурубикова А.А. Влияние природных цеолитов на Saccharomyces cerevisiae: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Улан-Удэ, 2004. 23 с.
 

3. Дорошкевич С.Г., Мангатаев Ц.Д., Бадмаев А.Б. Использование органо-минеральных удобрительных смесей на основе осадков городских сточных вод и цеолитов при возделывании овса и гороха на зеленую массу в Забайкалье / Материалы науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Бурятской ГСХА. Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2001.
 

4. Офицеров Е.Н. Кремний в биосфере // Химия и жизнь. — 2002. № 7. — С. 32-36.