Необмежений розвиток нітрифікуючих бактерій, наприклад Nitrosomonas та Nitrobacter, спричиняє зростання швидкості нітрифікації. Вплив інгібіторів направлений на пригнічення дії цих мікроорганізмів, шляхом прямої дії по зниженню швидкості біологічних процесів. В результаті збільшується термін доступності для рослин, амонійної форми добрива. Це збільшить врожайність сільськогосподарських культур за рахунок того, що ця форма фіксується ґрунтом і не вимивається із зони досяжності кореневої системи. Додатково зменшиться екологічний ризик забруднення навколишнього середовища.
Таким, чином зменшиться вимивання нітратної форми азоту, яка забруднює річкові і озерні води та зменшиться рівень накопичення її у сільськогосподарській продукції. Тому, виробництво інгібіторів нітрифікації з більшою активністю зменшить витрати на вирощування рослин та забезпечить ринок новими, більш ефективними препаратами у майбутньому.
З цією метою за розробленою методикою, синтезовано та виділено в твердому стані координаційні сполуки Cu(ІІ), Zn(ІІ), Co(ІІ), Mn(ІІ), Fe(ІІ) з різною кількістю та співвідношенням лігандів (1:1, 2:1, 1:2, 2:2) для застосування їх, як нові інгібітори нітрифікації.
Для синтезу цих комплексів було залучено кристалогідрати сульфатів металів: ZnSO4 ∙ 7 H2O; CuSO4 ∙ 5 H2O; CoSO4 ∙ 7 H2O; MnSO4 ∙ 5 H2O; FeSO4 ∙ 7 H2O, а в якості лігандів використовувались відомі інгібітори нітрифікації – диціандиамід (DCD) та 4-аміно-1,2,4-триазол (ATC) з вмістом основної речовини не менше, як 93 і 95 % відповідно.
За допомоги ІЧ-спектроскопії було виявлено та ідентифіковано структурні елементи обох лігандів. За зміщенням та активністю смуг коливання встановлено, що приєднання ATC реалізовано 1,2-кординацією через атоми N1-N2 триазольного кільця. Координація металів до ATC здійснена по циклу азолу. В свою чергу, за зміщенням та зменшенням інтенсивності піків C≡N підтверджено координацію DCD у комплексах Cu(ІІ), Co(ІІ) та Mn(ІІ). Для комплексів Zn(ІІ) приєднання DCD реалізовано через групу C=NН.
Підтверджено утворення комплексів передбаченої форми для більшості речовин на основі: порівняння мас при синтезі; кінцевої маси термічного розкладання та ізотермічної витримки; визначеного вмісту металів при урахуванні 1,2-координації одного з лігандів. Виявлено також, утворення інших типів комплексів у кожній із груп.
Термічний аналіз підтвердив деякі літературні дані, що стосувались розкладання лігандів та виявив унікальність утворення ZnS при розкладанні цинкових комплексів.
Встановлено, що розчинність у воді та розчинах КАС-28 всіх комплексів, окрім Mn(ІІ), нижча чим у 4-аміно-1,2,4-триазолу та диціандиаміду. Додавання КАС збільшувало розчинність речовин та забезпечувала достатню їх кількість для інгібування процесу нітрифікації.
Під час роботи над дослідженням - було виявлено ряд закономірностей:
збільшення біологічної активності та тривалості дії синтезованих комплексів у порівнянні з оригінальними комерційними препаратами;
показано, що в залежності від частки 4-аміно-1,2,4-триазолу в комплексних сполуках спостерігається різний вплив на всі параметри нітрифікації;
зменшення втрати амоній-катіонів пропорційне збільшенню частки диціандиаміду.
Отже, можна зробити висновок про вплив співвідношення лігандів на показники нітрифікації – на першу фазу нітрифікації діє краще комплекс із співвідношенням лігандів 1:2 (ATC:DCD), а співвідношення 2:1 у складі комплексу має кращу синергію дії на обидві фази.
За цими результатами лабораторного досліду встановлено, що серед синтезованих сполук найвищу ефективність показували речовини ЕNIs-2. Вони ефективніші за комерційні інгібітори нітрифікації.
В результаті проведення польових досліджень, встановлено, що застосування найефективніших синтезованих речовин разом з РКД 10-34-0 та карбамідом забезпечує значну прибавку врожайності кукурудзи. ZnNIs-2 суттєво вплинула на ріст та врожайність рослин, а MnNIs-2 відносно добре на врожайність.
