References

vestich

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series

1561-83312524-2342

The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"

10.29235/1561-8331-2026-62-1-7-16

vestich-996

Research Article

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

PHYSICAL CHEMISTRY

Ионообменные субстраты на основе слабокислотного ионита ТОКЕМ-200

Ion-exchange substrates based on the weakly acidic ion exchanger TOKEM-200

Шаченкова

Л. Н.

Shachenkova

L. N.

Шаченкова Лариса Николаевна – кандидат химических наук, заведующий лабораторией

ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Shachenkova Larisa N. − Ph. D. (Chemistry), Head of the Laboratory

13, Surganov Str., 220072, Minsk

sln13102005@mail.ru

Вонсович

Н. В.

Vonsovich

N. V.

Вонсович Наталия Васильевна – научный сотрудник

ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Vonsovich Nataliya V. – Researcher

13, Surganov Str., 220072, Minsk

natasha_ya_vonsovich@tut.by

Нестеронок

П. B.

Nesteronok

P. V.

Нестеронок Петр Викторович – кандидат химических наук, старший научный сотрудник

ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Nesteronok Petr V. − Ph. D. (Chemistry), Senior Researcher

13, Surganov Str., 220072, Minsk

petr.nester@gmail.com

Езубец

А. П.

Yezubets

H. P.

Езубец Анна Павловна – научный сотрудник

Yezubets Hanna P. – Researcher

13, Surganov Str., 220072, Minsk

anna.ezubets94@gmail.com

Солдатов

В. С.

Soldatov

V. S.

Солдатов Владимир Сергеевич – академик, доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник

ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Soldatov Vladimir S. − Academician, Dr. Sci. (Chemistry), Professor, Chief Researcher

13, Surganov Str., 220072, Minsk

soldatov@ifoch.bas-net.by

Институт физико-органической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Physical Organic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus

2026

04032026

621716

2026

Шаченкова Л.Н., Вонсович Н.В., Нестеронок П.B., Езубец А.П., Солдатов В.С.

Shachenkova L.N., Vonsovich N.V., Nesteronok P.V., Yezubets H.P., Soldatov V.S.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/996

Показана возможность использования карбоксильного ионита ТОКЕМ-200 в качестве носителя биогенных ионов, необходимых для роста растений. Основной задачей исследования является выяснение ионного соотношения содержания в нем ионов К +, Mg2+ и Са2+, рН субстратного раствора и суммарной концентрации электролитов. Определены физиологически приемлемые величины этих параметров, получены в лабораторных условиях соответствующие субстраты и проверена их пригодность для выращивания тест-растения – салата листового (Lactuca sativa L.). Выросшие на новых 100%-х ионитных субстратах БИОНА, содержащих катионит ТОКЕМ-200, тест-растения развивались нормально в течение трех последовательных вегетаций. Урожай их надземной биомассы почти не зависел от типа оптимизированного по ионному составу анионного компонента. Растения содержали нитратионы в концентрациях не выше 680 мг/кг зеленой биомассы.

The possibility of using the carboxyl ion exchanger TOKEM-200 as a carrier of biogenic ions necessary for plant growth has demonstrated. The main objective of the study was to determine the ionic ratio of the content of K+, Mg2+, and Ca2+ in it, the pH of the substrate solution and the total electrolytes concentration. Physiologically acceptable values of these parameters were determined. The corresponding substrates were obtained under laboratory conditions, and their suitability for growing the test plant – lettuce (Lactuca sativa L.) – was tested. The test plants, grown on new 100% ion-exchange substrates BIONA, containing TOKEM-200 cation exchange resin, developed normally over three consecutive growing seasons. The yield of aboveground biomass of the plants was almost independent of the type of anionic component optimized for ionic composition. The plants contained nitrate ions in concentrations no higher than 680 mg/kg of green biomass.

слабокислотный ионитслабоосновный ионитпотенциометрическое титрование ионитаионообменные субстраты для растенийискусственные почвызаменитель гумуса почвыионитопоникасубстраты БИОНАТОКЕМ-200

weakly acidic ion exchange resinweakly basic ion exchange resinpotentiometric titration of ion exchange resinion-exchange substrates for plantsartificial soilssoil humus substituteionitonicssubstrates BIONATOKEM-200

References1

A review on hydroponics and the technologies associated for mediumand small-scale operations / R. S. VelazquezGonzalez, A. L. Garcia-Garcia, E. Ventura-Zapata [et al.] // Agriculture. – 2022. – Vol. 12, № 5. – Art. 646. https://doi.org/10.3390/agriculture12050646

Velazquez-Gonzalez R. S., Garcia-Garcia A. L., Ventura-Zapata E., Barceinas-Sanchez J. D. O., Sosa-Savedra J. C. A review on hydroponics and the technologies associated for mediumand small-scale operations. Agriculture, 2022, vol. 12, iss. 5, art. 646. https://doi.org/10.3390/agriculture12050646

Медведев, С. С. Физиология растений : учебник / С. С. Медведев. – СПб. : БХВ-Петербург, 2012. – 512 с.

Medvedev S. S. Plant physiology. St. Petersburg, BHV-Petersburg Publ., 2012. 512 p. (in Russian).

Шаченкова, Л. Н. Ионообменные субстраты БИОНА с новыми анионообменными компонентами / Л. Н. Шаченкова, А. П. Езубец, Н. В. Вонсович // Почвоведение и агрохимия. – 2024. – № 2. – С. 105–118.

Shachenkova L. N., Yezubets H. P., Vonsovich N. V. Ion exchange BIONA substrates with new anion exchange components. Pochvovedenie i agrokhimiya = Soil Science and Agrochemistry, 2024, no. 2, pp. 105–118 (in Russian).

Вонсович, Н. В. Биозона слабоосновного анионита Токем-400 в равновесии с трехкомпонентными растворами NO3––SO42-–H2PO4– / Н. В. Вонсович // Круглый стол магистрантов, аспирантов и соискателей Отделения химии и наук о Земле НАН Беларуси, Минск, 28 февр. 2024 г. : тез. докл. / Нац. акад. наук Беларуси, Отд-ние химии и наук o Земле, Совет молодых ученых ; редкол.: А. В. Труханов (гл. ред.) [и др.]. – Мн. : Бел. навука, 2024. – С. 7.

Vonsovich N. V. Biozone of weakly basic anion exchanger Tokem-400 in equilibrium with three-component solutions NO3––SO42-–H2PO4– Kruglyi stol magistrantov, aspirantov i soiskatelei Otdeleniya khimii i nauk o Zemle NAN Belarusi: tez. dokl. [Round table of master’s, postgraduate and applicants students of the Department of Chemistry and Geosciences of the National Academy of Sciences of Belarus. Abstracts of reports]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2024, pp. 7 (in Russian).

Определение биозоны слабоосновного анионита АН-31 в равновесии с трехкомпонентными питательными растворами «NO3––SO42-–H2PO4–» / Н. В. Вонсович, Е. Г. Косандрович, Л. Н. Шаченкова, А. П. Езубец // Новые функциональные материалы, современные технологии и методы исследования : материалы VIII Респ. науч.-техн. конф. молодых ученых, Гомель, 22–24 окт. 2024 г. – Гомель : ИММС НАН Беларуси, 2024. – С. 18–19.

Vonsovich N. V., Kosandrovich E. G., Shachenkova L. N., Yezubets A. P. Determination of the biozone of weakly basic anion exchanger AN-31 in equilibrium with three-component nutrient solutions “NO3––SO42-–H2PO4–”. Novye funktsional’nye materialy, sovremennye tekhnologii i metody issledovaniya: Materialy VIII Respublikanskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii molodykh uchenykh, Gomel’, 22–24 okt. 2024 g. [New functional materials, modern technologies and research methods. Proc. of the VIII Republican Scientific and Technical Conference of Young Scientists, Gomel, October 22–24, 2024]. Gomel, 2024, pp. 18–19 (in Russian).

Вонсович, Н. В. Биозона слабоосновного анионита Токем-320 в равновесии с трехкомпонентными питательными растворами NO3––SO42-–H2PO4– / Н. В. Вонсович, Е. Г. Косандрович // Молодежь в науке – 2024 : тез. докл. XXI Междунар. науч. конф. молодых ученых, Минск, 29–31 окт. 2024 г. : в 2 ч. / Нац. акад. наук Беларуси, Совет молодых ученых ; редкол.: В. Г. Гусаков (гл. ред.) [и др.]. – Мн. : Бел. навука, 2024. – Ч. 2. – С. 478–480.

Vonsovich N. V., Kosandrovich E. G. Biozone of weakly basic anionite Tokem-320 in equilibrium with three-component nutrient solutions NO3––SO42-–H2PO4– Molodezh’ v nauke – 2024: Tez. dokl. XXI Mezhdunar. nauch. konf. molodykh uchenykh, Minsk, 29–31 okt. 2024 g. Ch. 2 [Youth in Science – 2024. Proc. of the XXI International Scientific Conf. of Young Scientists, Minsk, October 29–31, 2024. Part. 2]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2024, pp. 478–480 (in Russian).

Acid-base properties of ion exchangers. I. Optimising of potentiometric titration of ion exchangers exemplified by carboxylic acid resins / V. S. Soldatov, Z. I. Sosinovich, T. A. Korshunova, T. V. Mironova // Reactive and Functional Polymers. – 2004. – Vol. 58, № 1. – P. 3–12. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2003.11.003

Soldatov V. S., Sosinovich Z. I., Korshunova T. A., Mironova T. V. Acid-base properties of ion exchangers. I. Optimising of potentiometric titration of ion exchangers exemplified by carboxylic acid resins. Reactive and Functional Polymers, 2004, vol. 58, no. 1, pp. 3–12. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2003.11.003

Солдатов, В. С. Ионитные почвы / В. С. Солдатов, Н. Г. Перышкина, Р. П. Хорошко. – Мн. : Наука и техника, 1978. – 270 с.

Soldatov V. S., Piorishkina N. G., Horoshko R. P. Ion Exchange Soils. Minsk, Nauka i Tehnika Publ., 1978. 270 p. (in Russian).

Кидин, В. В. Практикум по агрохимии : учеб. пособие / В. В. Кидин, И. П. Дерюгин, В. И. Кобзаренко. – М. : КолосС, 2008. – 599 с.

Kidin V. V., Deryugin I. P., Kobzarenko V. I. Agrochemistry Workshop. Moscow, KolosS Publ., 2008. 599 p. (in Russian).

Спирина, В. З. Агрохимические методы исследования почв, растений и удобрений : учеб. пособие / В. З. Спирина, Т. П. Соловьева. – Томск, 2014. – 347 с.

Spirina V. Z., Solov’eva T. P. Agrochemical methods for studying soils, plants and fertilizers. Tomsk, 2014. 347 p. (in Russian).

Soldatov, V. S. Potentiometric titration of ion exchangers / V. S. Soldatov // Reactive and Functional Polymers. – 1998. – Vol. 38, № 2–3. – P. 73–112. https://doi.org/10.1016/s1381-5148(98)00018-2

Soldatov V. S. Potentiometric titration of ion exchangers. Reactive and Functional Polymers, 1998, vol. 38, no. 2–3, pp. 73–112. https://doi.org/10.1016/s1381-5148(98)00018-2

Davidson, W. Equilibrium constants of cation exchange processes / W. Davidson, W. J. Argersinger Jr. // Annals of the New York Academy of Sciences. – 1953. – Vol. 57, № 3. – P. 105–115. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1953.tb36390.x

Davidson W., Argersinger W. J. Jr. Equilibrium constants of cation exchange processes. Annals of the New York Academy of Sciences, 1953, vol. 57, iss. 3, pp. 105–115. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1953.tb36390.x

G. Gaines Jr., G. L. Adsorption studies on clay minerals. II. A formulation of the thermodynamics of exchange adsorption / L. Gaines Jr., H. C. Thomas // The Journal of Chemical Physics. – 1953. – Vol. 21, № 4. – P. 714–718. https://doi.org/10.1063/1.1698996

Gaines G. L. Jr., Thomas H. C. Adsorption studies on clay minerals. II. A formulation of the thermodynamics of exchange adsorption. The Journal of Chemical Physics, 1953, vol. 21, no. 4, pp. 714–718. https://doi.org/10.1063/1.1698996

Мейчик, Н. Р. Расчет константы ионизации функциональных групп карбоксильных ионитов / Н. Р. Мейчик, С. И. Степанов, Ю. И. Николаева // Журнал физической химии. – 2018. – Т. 92, № 2. – С. 251–256. https://doi.org/10.7868/S0044453718010168

Meychik N. R., Stepanov S. I., Nikolaeva Y. I. Calculating the ionization constant of functional groups of carboxyl ion exchangers. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2018, vol. 92, no. 2, pp. 265–270. https://doi.org/10.1134/s0036024418010156

Чугунов, А. С. Кислотно-основные свойства карбоксильного катионита ТОКЕМ-200 при сорбции ионов щелочных металлов и аммония / А. С. Чугунов // Известия Санкт-Петербургского государственного технического института (Технического университета). – 2015. – № 29. – С. 19–23.

Chugunov A.S. Acid-base properties of protonated form of carboxyl cation exchangers TOKEM-200 under sorption of alkali metal and ammonium. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo instituta (Tekhnicheskogo universiteta) = Bulletin of the Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University), 2015, no. 29, pp. 19–23 (in Russian).

Выращивание растений без почвы / В. А. Чесноков, Е. Н. Базырина, Т. М. Бушуева, Н. Л. Ильинская. – Л. : Ленингр. ун-т, 1960. – 170 с.

Chesnokov V. A., Bazyrina E. N., Bushueva T. M., Il’inskaya N. L. Growing plants without soil. Leningrad, Leningr. un-t Publ., 1960. 170 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.