Марганець

Марганець

Процеси дихання, фотосинтезу, реакції вуглеводного обміну, білкового обміну, біосинтез ДНК, РНК та гетероауксину, утворення аскорбінової кислоти та хлорофілу не можливі без участі марганцю. Марганець посилює накопичення хлорофілу та утворення цукрів, визначає інтенсивність дихання, проявляє позитивний вплив на переміщення фосфору з нижніх старіючих листків до верхніх і до репродуктивних органів, впливає на плодоношення. Підвищуючи водоутримуючу здатність рослинних клітин, марганець знижує транспірацію. Активізує численні ферменти, особливо в процесах фосфорилювання. А завдяки здатності зміни валентності, бере участь у перенесенні електронів, тобто активний учасник окислювально-відновних реакцій.

Якщо марганцю не вистачає, рослини починають чахнути й можуть бути вражені сірою плямистістю. Найбільше від нестачі марганцю страждають злаки, картопля, кукурудза, квасоля, горох, буряк та багато інших овочевих, плодово-ягідних та ягідних культур. Нестачу цього хімічного елемента найчастіше виявляють у вапнованих дерново-підзолистих, карбонатних, а також інших, багатих на гумус ґрунтах (де рівень pH становить близько 6,0-6,5).

Ґрунт. Марганець, після заліза, найпоширеніший з мікроелементів. Найбільша кількість його знаходиться в карбонатних та глинистих породах. Сполуки та форми марганцю визначають не лише рівень забезпеченості ґрунту, але і контролюють поведінку низки інших мікроелементів. А розчинений у ґрунтових сполуках Mn задіяний у органічному комплексоутворення, яке в основному відбувається в кореневмісному шарі, шляхом відновлення Mn до Mn2+, і є переважаючим фактором, що контролює рухомість марганцю. Так, у верхньому шарі ґрунтів марганець зв’язаний переважно фульвокислотами, а Mn2+, зв’язаний цими сполуками, є найбільш іонізованим.

Вміст рухомого марганцю в одному і тому ж ґрунті може різко змінюватися в залежності від мікробіологічної активності, окисно-відновних процесів, вмісту органічної речовини тощо. Наприклад, при кислій реакції ґрунтового розчину присутні сполуки двовалентного марганцю, а при нейтральній або лужній рН – чотирьохвалентного марганцю, сполуки якого є нерозчинними. Крім того, багато видів бактерій здатні перетворювати сполуки марганцю в нерозчинні. У добре дренованих ґрунтах розчинність Mn завжди зростає. Однак здатність марганцю утворювати аніонні комплекси і комплекси з органічними лігандами може призводити до збільшення його розчинності і в лужних інтервалах pH. (схема pH) Вміст рухомого марганцю також буде різнитися навіть у одного підтипу ґрунту, так як обумовлений варіюванням вмісту гумусу, обмінних катіонів, гранулометричного складу і ступенем окультуреності ґрунтів.

На ґрунтах з нейтральною або лужною реакцією, на піщаних, супіщаних та торфовищах дефіцит марганцю спостерігається найчастіше. Високим вмістом рухомого марганцю багаті дерново-підзолисті кислі ґрунти, вміст марганцю в чорноземах коливається від 1 до 75 мг/кг залежно від умов ґрунтоутворення. Найчастіше марганцеві добрива застосовують на посівах цукрових буряків, картоплі, кукурудзи й овочевих культур. Рівень забезпеченості ґрунтів марганцем для культур з різним рівнем виносу показано на картосхемах:

Вміст Марганцю у ґрунті мг/кг для культур невисокого виносу (зернові, зернобобові, кукурудза, картопля)

 
Марганець у живленні рослин

Вміст Марганцю у ґрунті мг/кг для культур підвищеного виносу (соняшник, коренеплоди, овочі)

 Марганець у живленні рослин

Вміст Марганцю у ґрунті мг/кг для культур високого виносу (високоврожайні сорти та гібриди культур першої та другої групи)

Марганець у живленні рослин

Поглинання і рух марганцю в рослинах залежить як від природи та загальної його кількості в ґрунтах, так і від мінливості реакції окислення-відновлення і гідролізу. Зазвичай, найбільша кількість легкодоступного для рослин Mn міститься у кислих та затоплюваних ґрунтах. А відновлювальна здатність кореневих ексудатів і бактерій в ризосфері відіграє величезну роль у постачанні рослинам марганцю.

Оскільки розчинні форми марганцю легко поглинаються рослинами, його вміст у ґрунтах залежить від загальної кількості розчинного Mn. Для його концентрацій в рослинах характерна негативна кореляція з pH ґрунтів і позитивна – з вмістом органічної речовини.

Найбільша кількість марганцю знаходиться в листках верхнього ярусу, дещо менше – у листках середнього і особливо нижнього ярусу. Велика частина цього елемента зосереджена хлоропластах листків. А в насінні його більше в зародку, ніж в ендоспермі та сім’ядолях.

Поведінка марганцю в рослині залежить від умов живлення азотом. Так, при аміачному живленні він діє як окисник, а при нітратному – як відновник. Щодо активності заліза, томарганець є регулятором переходу закисної форми заліза в окисну і назад. Сприяючи реоксидації активного двовалентного заліза в тривалентне, марганець запобігає інтоксикації клітин. 

Біохімічні функції. Усі рослини мають специфічну потребу в марганці (слайд №8), і найбільш важливою його функцією є участь у окислювально-відновних реакціях. Mn2+ – специфічний компонент двох ферментів: аргінази і фосфотрансферази. Іноді він може заміняти магній в інших ферментах. Марганець бере участь у киснеутворювальній системі фотосинтезу, а також відіграє основну роль в перенесенні електронів фотосинтезуючої системи.

Нормальні рівні доступного для засвоєння Mn2+ необхідні для живлення рослин. З усіх клітинних компонентів, хлоропласти найбільш чутливі до дефіциту Mn2+. Реакцією на дефіцит є видимі структурні порушення. Симптоми марганцевої недостатності проявляються в першу чергу на молодих листках у вигляді міжжилкового хлорозу. Далі спостерігається плямистий некроз на листках і потемніння коренів. При дефіциті марганцю знижується морозостійкість рослин. Крім того, відбувається ослаблення росту і втрата клітинами тургору, також збільшується ламкість пошкодженого листя. Чутливість сільськогосподарських культур і природних рослин до нестачі марганцю різна.

Взаємодія з іншими елементами. Добре відомо, що Mn бере активну участь в різноманітних біологічних і геохімічних реакціях. Найбільш яскраво взаємодія Mn з іншими елементами проявляється в подібності оксидів марганцю до кобальту. Цією властивістю пояснюється той факт, що значна частина природного Со у ґрунтах може не засвоюватись рослинами за присутності помірних кількостей марганцю. Висока абсорбційна спроможність оксидів Mn щодо інших металів може також помітно впливати на доступність останніх для рослин.

Широко відомий антагонізм Mn і Fe, який проявляється, як правило, на кислих ґрунтах, що містять великі кількості доступного для рослин марганцю. Зазвичай залізо і марганецьвзаємопов’язані у своїх метаболічних функціях, а їх адекватне співвідношення є необхідною умовою для нормального розвитку рослин. Взаємодія марганцю і фосфору може бути опосередковано пов’язаною з антагонізмом Fe-P2O5, а також з варіаціями розчинності фосфатів Mn в ґрунтах і з впливом Mn на метаболічні реакції фосфору. Наприклад, в залежності від ґрунтових умов фосфорні добрива можуть сприяти як посиленню дефіциту марганцю, так і збільшенню поглинання Mn рослинами. Це явище тісно пов’язане з рівнемpH ґрунтів та їх сорбційною властивістю.

Достатні запаси кремнію сприяють активнішому транспорту марганцю і одноріднішому його розподілу в рослинах. При нестачі в рослинах Si спостерігається більш інтенсивне накопичення в них Mn на відміну від рослин з достатньою кількістю Si. Таким чином, забезпеченість рослин кремнієм знижує токсичність марганцю. Антагоністичний вплив кальцію і магнію на поглинання марганцю рослинами, як правило, має комплексний характер.

Як бачимо, для нормального розвитку рослин необхідний суворий контроль за рівнем забезпечення безперебійного марганцевого живлення, яке залежить від pH ґрунтового розчину, температурного, водного режимів та окультуреності ґрунтів. З огляду на важливість марганцю для процесів дихання, фотосинтезу, вуглеводного та білкового обміну, біосинтезу ДНК, РНК та гетероауксину, утворення аскорбінової кислоти та хлорофілу, рослини вимагають додаткового внесення марганцевмісних добрив. Проте варто зауважити, що не всі препарати можна використовувати в Україні, існує спеціальний перелік дозволених до використання добрив.

Замовити зворотній дзвінок

Ваше Ім'я та Прізвище

Номер телефону

Що Вас зацікавило?