Значение марганца для растений кратко

Обновлено: 05.07.2024

Марганец (Mn) микроэлемент, который необходим для питания растений, после железа, количественное содержание в растении составляет - 0,001%, обладает способностью растением быстро усваиваться, перемещаться по органам и регулировать поступление других элементов, влияет на ростовые процессы, изменение микро-биологической активности, содержания органического вещества в сельскохозяйственных культурах, увеличивает устойчивость к неблагоприятным факторам, улучшает плодоношение. Марганец активно участвует в процессах фотосинтеза (перенос электронов - благодаря способности изменения валентности, накопления хлорофилла, образования сахаре, витаминов - аскорбиновой кислоты) дыхания (снижение транспирации и повышения водо регулирующей способности, перемещение фосфора из нижних вегетативных органов на верхние репродуктивные органы); обмена веществ (обмен углеводов, биосинтез белков - аминокислот, полипептидов, много фракционных белков и др.) в окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав 10 групп активных ферментов (аргиназы, фосфотрансферазы и др.).

Дефицит Марганца при недостаточном количестве происходит впив на формирование пластид и прохождения процесса фотосинтеза, растения повреждаются серой пятнистостью при этом листья становятся светло-зеленого цвета, нарушается соотношение элементов при питании, что приводить к хлорозов, некрозов (на листьях появляются мелкие желтоватые пятна, которые со временем приводят к отмиранию их частей), потемнение корней, способствует снижению морозостойкости сельскохозяйственных растений. Наиболее чувствительны к недостатку элемента: злаковые культуры (овес, ячмень) повреждаются серой пятнистостью, овощные (шпинат, свекла) наблюдается - пятнистая желтухи, бобовые (фасоль, горох) - семена образует черные, коричневые пятна и плодово-ягодные культуры (яблоня, персик ) - разные некротические змин листовых пластинок, в дальнейшем приводит к уменьшению и вообще отсутствия плодоношения. В большинстве случаев (для растений, если марганца менее 10-25 мг / кг сухой массы) приводит к дефициту и проявляется на почвах после известкования, при рН 6,0-6,5, при низких температурах, недостаточной интенсивности освещения, высокому содержанию органического вещества, в частности фосфора и кальция.

Марганец – один из самых распространенных химических элементов в литосфере. Является компонентом (действующим веществом) комплексных и микроудобрений, добавляется в минеральные удобрения. Применяется для обработки семян, некорневой подкормки и внесения в почву в качестве припосевного удобрения.

Содержание:

Марганец – металл; в представлении большинства людей, это значит, что вещество имеет серый, желтый или белый цвет и характерно блестит на свету. Однако марганец – настоящий химический хамелеон: пусть сам он и соответствует внешнему описанию металла, однако его соединения столь многоцветны, что образуют настоящую радугу, зависящую от степени окисления элемента в веществе. Соли марганца (II) бледно-розовые, Mn (III) – вишневые, Mn (IV) – черные. Имея в соединении валентность V, металл дает синий цвет, при степени окисления VI вещества с его содержанием оказываются зелеными, а Мn (VII) ярко-малиновый. Соединения марганца очень интересны не только по цвету, но и по свойствам: перманганат калия оказывает антисептическое действие, оксид Mn₂O₇ является взрывчатым веществом. Помимо этого, марганец, хоть потребность в нем крайне мала, является одним из незаменимых микроэлементов, необходимых живым клеткам. [8]

Марганцевая руда

Физические и химические свойства

Марганец – химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер 25, атомная масса 54,9381. Состоит из одного устойчивого изотопа Mn 55.

В природе в чистом виде элемент не встречается. Содержание марганца в земной коре составляет 0,09 %.

Компактный марганец – металл серебристого белого цвета, хрупкий, подвержен окислению и на воздухе быстро покрывается тонкой пленкой окислов. Эта пленка предохраняет его даже в условиях нагревания. В мелкораздробленном состоянии Mn окисляется достаточно легко. С кислородом способен образовывать ряд окислов (основных, амфотерных и кислотных).

Известны четыре кристаллических модификации, существующие при высоких температурных показателях – более 700 °C. Модификация марганца при комнатной температуре обладает температурой плавления 1244°C, температура кипения 2095°C.

В химических соединениях элемент проявляет положительную валентность от 2 до 7, при этом производные 2- и 7-валентного Mn отличаются прочностью. По мере увеличения валентности усиливаются кислотные свойства элемента, а основные ослабевают. [5]

Содержание в природе

Марганец – один из наиболее распространенных в литосфере элементов. Среднее содержание элемента в земной коре – 1000 мг/кг, в горных породах – 350–2000 мг/кг. Преобладает в почвообразующих породах. [2]

В минералах

Марганец входит в состав большого числа минералов, в основном окисного типа. Наиболее распространены пиролюзит (MnO₂) и псиломелан (коллоидная форма MnO₂). Это окисные минералы с преобладанием четырехвалентного марганца. Кроме того, часто встречаются браунит, манганит, черная охра.

Большинство марганцевых руд обнаруживается в виде вторичных отложений, реже встречаются первичные месторождения.

Крупнейшие месторождения марганцевых руд – Чиатурское и Никопольское (СНГ), также месторождения есть в Индии, Гане, Южно-Африканском Союзе и других местах. [5]

Содержание общего и подвижного марганца (в мг/кг) в почвах стран СНГ, согласно данным: [4]

Почва

Общеий марганец (пределы колебаний)

Подвижный марганец (пределы колебаний)

Подзолистые песчаные

Подзолистые глинистые

Болотные

Серые лесные

Черноземы

Каштановые

Засоленные

Сероземы

Красноземы

Горные

Распределение марганца

в толще почвы неоднородное. Концентрируется он не только в виде конкреций, но и в виде отдельных примазок, обогащенных другими элементами. Характерно, что отмеченная неоднородность не зависит от типа почв. Наиболее высокое содержание наблюдается в почвах, развитых на основных породах, богатых железом, а также органическим веществом. Кроме того, большое количество данного элемента содержат почвы в аридных и семиаридных районах. Марганец накапливается в различных горизонтах, особенно в тех, которые обогащены оксидом и гидроксидом железа. Но обычно он аккумулируется в верхнем слое почвы из-за его фиксации органическими веществами.

В почвах

марганец встречается в виде солей, оксидов, гидроксидов и комплексных ионов. Оксиды представлены аморфными соединениями, однако в некоторых видах почв обнаружены кристаллические разновидности. Наиболее устойчивы пиролюзит, манганит, гаусманит. Кроме того, марганец образует целый ряд различных минералов, в которых обычно находится в степени окисленности II, III и IV.

В породообразующих силикатных минералах более распространено состояние Mn(II).

В аэробных условиях марганец характеризуется низкой растворимостью. В щелочной среде растворимость снижается, что обусловлено образованием гидроксидов.

В кислом и нейтральном почвенном растворе меньшей, чем гидроксиды, растворимостью обладает гидрофосфат марганца. Его образование контролирует подвижность данного металла в указанных условиях.

Направленность окислительно-восстановительных реакций с участием Mn зависит от деятельности микроорганизмов, участвующих в аккумуляции и окислении данного элемента. [2]

Марганец образует соединения с гуминовыми веществами почв. Соединения марганца с фульвокислотами отличаются повышенной миграционной способностью и доступностью для растений.

Основными барьерами на пути перемещения марганца в почве являются щелочная среда, карбонаты, а также повышенное содержание гумуса. [3]

Содержание в различных типах почв

Содержание марганца в почвах равнинной части России и стран СНГ колеблется от 0,1 до 4 г/кг почвы. В среднем этот параметр составляет около 1 г/кг.

Однако различные виды почв значительно различаются по содержанию общего и обменного марганца. Содержание общего марганца может колебаться от 43 до 1800 мг/кг.

Лугово-лесные и бурые горно-лесные почвы

Торфяные почвы

Дерново-подзолистые почвы, желтоземы, красноземы

– содержат самое большое количество обменного марганца. При этом в почвах с кислой реакцией содержание обменного марганца прямо зависит от кислотности почвы. Чем выше кислотность, тем больше марганца переходит в обменную форму.

Потребность с/х культур в марганце и симптомы его недостатка, согласно данным: [9] [7]

Появление хлоротичных пятен различных тонов, которые расположены между зелеными жилками.

Рост задерживается, но верхняя почка не отмирает.

Зернобобовые

Молодые листья светло-зеленые с желтоватой каемкой.

На пластинке некрозные пятна в виде небольших точек.

Позднее хлорозом охватывается вся поверхность: жилки зеленые, четко выражен мраморный налет

Желтеют листья среднего яруса и пластинки наиболее удаленных от главной жилки участков листа.

Обесцвеченные участки буреют и отмирают.

Задержка роста растения.

Листья на верхушке стебля между жилками желтовато-зеленые, с большим количеством пятнышек коричневого цвета. Поверхность листа неровная: хлорозные пятна выпячиваются вверх.

Свекла сахарная, кормовая, столовая

Рост растения задерживается

Кукуруза на силос и зеленую массу

Карбонатный чернозем, серозем

Количество данного элемента в обменном состоянии зависит и от механического состава почв. Более тяжелые почвы содержат больше обменного марганца, чем супесчаные и легкие суглинки. В карбонатном черноземе и сероземе обменный марганец обнаружить не удалось. [4]

Роль в растении

Биохимические функции

Марганец поглощается растениями и распределяется по их органам в результате метаболических процессов. Имеет место и пассивная адсорбция, особенно при высоких и токсичных уровнях его содержания в растворе. Марганец отличается высокой степенью активности поглощения и быстрым переносом в растениях.

В растительных жидкостях и экстрактах он присутствует в виде свободных катионных форм и транспортируется в растениях в виде Mn2+, но во флоэмных экссудатах обнаруживаются комплексные соединения марганца с органическими молекулами. Более низкая концентрация марганца во флоэмном экссудате по сравнению с листовой тканью и слабое перемещение элемента во флоэмных сосудах становится причиной низкого содержания марганца в семенах, фруктах и корнеплодах.

Марганец переносится в основном в меристематических тканях, и его значительные концентрации обнаруживаются в молодых органах растений. [3]

Марганец нужен всем растениям без исключения. Одна из наиболее важных его функций – участие в окислительно-восстановительных реакциях. Mn2+ является компонентом двух ферментов: фосфотрансферазы и аргиназы. Кроме того, он может замещать в других ферментах магний и повышает активность некоторых оксидаз. Последнее происходит, вероятно, вследствие изменения валентности марганца.

Марганец активно участвует в процессе фотосинтеза, а именно, в его кислородообразующей системе, и играет основную роль в переносе электронов. Слабо связанная в хлоропластах форма марганца участвует непосредственно в выделении кислорода, а прочно связанная форма – в переносе электронов.

Роль марганца в восстановлении NO₂ не вполне прояснена. Однако существует косвенная связь между активностью описываемого элемента и ассимиляцией азота растениями. [3]

Число истинных марганецсодержащих ферментов ограничено. На сегодняшний день известно более 35 ферментов, активируемых марганцем. Большинство из них являются катализаторами реакций окисления – восстановления, декарбоксилирования, гидролиза.

Марганец активирует некоторые ферменты, катализирующие превращение шикимовой кислоты, биосинтез ароматических аминокислот (тирозин) и прочих вторичных продуктов (лигнина, флавоноидов).

Марганцевозависимые ферменты принимают участие в биосинтезе каротиноидов и стеролов. Ионы марганца активно влияют на структуру и функции хроматина. Марганец оказывает влияние на увеличение содержания негистоновых белков и РНК в диффузной фракции хроматина. Марганец остро необходим для репликации и функционирования ДНК- и РНК-полимераз. [2]

Недостаток (дефицит) марганца в растениях

Симптомы недостатка марганца чаще всего наблюдаются на карбонатных и кислых известкованных почвах. Критическая минимальная концентрация данного элемента в зрелых листьях варьирует от 10 до 25 мг/кг сухой массы.

В условиях недостатка марганца в первую очередь снижается продуцирование фотосинтетического кислорода. Между тем, содержание хлорофилла и сухой массы листа меняется незначительно, но изменяется структура мембран тилакоидов.

При жестком дефиците марганца значительно снижается содержание хлорофилла в листьях, содержание липидов в хлоропластах тоже уменьшается.

Нарушение системы фотосинтеза приводит к резкому уменьшению содержания углеводов в растении, особенно в корневой части. Это является ключевым фактором замедления роста корневой системы в условиях дефицита марганца.

При недостатке марганца содержание белка в растениях почти не изменяется, одновременно увеличивается содержание растворимых форм азота.

Визуально симптомы недостатка марганца у различных видов растений несколько отличаются. Так, у двудольных это межжилковый хлороз, у трав – зеленовато-серые пятна на базальных листочках (серая пятнистость), у свеклы – темно-красный цвет листовой пластинки с пораженными бурыми участками. [2]

При остром недостатке марганца может наблюдаться полное отсутствие плодоношения у капусты, редиса, гороха, томата и других культур. Марганец способствует ускорению общего развития растений. [9]

Данные в таблице представлены согласно: [9] [7]

Избыток марганца

Фитотоксичность

Переизбыток марганца приводит к угнетению и даже гибели растений. Ядовитость данного элемента ярче всего проявляется на кислых дерново-подзолистых почвах, особенно при повышенной влажности, образовании корки и внесении физиологически кислых удобрений без их нейтрализации. Подвижные формы алюминия и железа усиливают вредоносность марганца. [7]

25.01.2017

Физиологическая роль микроэлемента. Марганец (Мn) – элемент, жизненно необходимый всем живым организмам. В среднем количество его в растениях составляет 0,001%. Он необходим для нормального протекания фотосинтеза, способствуя увеличению количества хлорофилла в листьях, синтезу сахаров и аскорбиновой кислоты (витамин С). Марганец участвует в окислительно-восстановительных реакциях, активизируя более 35 ферментов, регулирует водный режим, повышает устойчивость к неблагоприятным факторам, а также влияет на плодоношение растений и способствует их активному развитию. Он способен быстро поглощаться и перемещаться в растениях. Кроме этого марганец регулирует поступление других микроэлементов, оказывает влияние на перемещение фосфора из более старых частей растения к молодым.

Симптомы дефицита. При недостатке марганца в растениях нарушается соотношение элементов минерального питания, что приводит к точечному хлорозу. На листьях культур появляются мелкие желтые пятна, которые со временем образуют отмершие зоны. Злаки, испытывающие дефицит марганца, поражаются серой пятнистостью. Овощные культуры (шпинат, свекла) страдают от пятнистой желтухи, а у бобовых (горох) на семенах образуются черные и коричневые пятна, – т.н. болотная пятнистость. У многих культур острая нехватка этого микроэлемента может привести к полному отсутствию плодоношения.

Наиболее чувствительны к недостатку марганца такие растения как овес, ячмень, свекла, фасоль, горох, томат, яблоня, персик, роза и зеленые культуры. Марганцевая недостаточность обостряется при низких температурах и высокой влажности. В связи с этим ранней весной озимые больше всего страдают от дефицита этого элемента. Критический уровень марганцевой недостаточности для большинства растений составляет 10 – 25 мг/кг сухой массы. А оптимальное количество марганца в сельскохозяйственных культурах находится в пределах 40 – 70 мг/кг сухой массы.

Содержание марганца в различных типах почв. Одно из основных мероприятий, позволяющих предотвратить возникновение дефицита марганца в растениях – правильное определение рН почвы и профилактические меры по обеспечению оптимального кислотно-щелочного баланса. Так, на луговых и песчаных пахотных землях рекомендуется провести легкое известкование. На кальцийсодержащих или сильно известкованных грунтах увеличить подвижность марганца и доступность его для растений можно путем применения физиологически кислых минеральных удобрений. В хорошо дренируемых почвах растворимость марганца возрастает с увеличением их кислотности. Но поскольку марганец легко входит в органические соединения, это увеличивает его растворимость и в щелочной среде. Наиболее высокое содержание этого микроэлемента характерно для почв, богатых железом, органическими веществами, а также для аридных почв.

Марганец накапливается в верхних слоях почв как составляющая органических веществ. Наибольшее количество элемента содержится в кислых затапливаемых грунтах. Недостаток его наблюдается чаще всего на нейтральных почвах с высоким содержанием гумуса, богатых кальцием и активными микроорганизмами. Большинство почв содержит достаточное количество марганца в доступной растениям форме, и регулярное внесение марганцевых удобрений не требуется.

Применение марганцевых удобрений. Потребность растений в марганцевых удобрениях обычно наблюдается при рН 5,8 и более. В менее щелочной среде этот микроэлемент содержится в достаточных для растений количествах. Перспективно применение марганцевых удобрений при содержании его 20 – 25 мг/кг (для неплодородных почв), 40 – 60 мг/кг (для черноземов), 10 – 50 мг/кг (для сероземов). В первую очередь марганцевые удобрения следует вносить под пшеницу, кормовые корнеплоды, картофель, подсолнечник, плодово-ягодные и овощные культуры.

В качестве марганцевых удобрений чаще всего используют водорастворимые соли марганца: сернокислый марганец (норма внесения в грунт 5 – 6 г/м 2 ) и марганцовокислый калий (норма внесения в грунт 2 – 3 г/м 2 ). Известны также марганцевый шлам (0,5 – 2,0 ц/га), марганизированный суперфосфат (1,5 – 2 ц/га) и различные отходы промышленности.

Один из способов использования марганца – предпосевная обработка семян (опудривание). С этой целью используют смесь сернокислого марганца (50 – 100 г) с тальком (300 – 400 г), которой обрабатывают 100 кг семян. Более современный метод – замачивание семян зерновых культур (пшеницы) в растворе сульфата марганца (до 0,2 %) на 12 часов. Эта операция позволяет улучшить рост и развитие растений, а в результате повысить урожайность и содержание марганца в зерне.

Другой метод применения марганцевых удобрений – внесение их в почву. Доза внесения марганца составляет 2,5 кг/га, а доза сульфата марганца – 5 – 15 кг/га. При внесении в почву хелаты марганца теряют свою эффективность в результате быстрого замещения марганца в них железом, что может привести к возникновению дефицита марганца. Жидкие хелаты этого микроэлемента успешно применяются в гидропонике.

Сернокислый марганец используют во внекормовых подкормках (норма расхода для сельскохозяйственных растений 200 г/га, а для плодовых культур 600 – 1000 г/га). Для повышения его доступности готовят водный раствор (0,01 – 0,5 %), которым затем поливают или опрыскивают растения.

Марганец для растений — для чего он нужен? Какие жизненные процессы растений зависят от марганца, и как правильно его применять на участке?

Марганец для растений

Физические и химические свойства марганца

Физическое состояние при нормальны условиях

Марганец (Mn)

металл серебристого белого цвета

Содержание марганца в природе, для чего нужен марганец растениям

Один из наиболее распространенных в литосфере элементов. Преобладает в почвообразующих породах.

Марганец поддерживает процессы фотосинтеза и дыхания, углеводный и белковый обмен. Он повышает иммунитет растений, участвует в синтезе хлорофилла, уменьшает его распад, ускоряет развитие культур, созревание семян, улучшает качество и вкус плодов, а также способствует усвоению нитратного азота.

Роль марганца в растении

В какие компоненты входит

Процессы, в которых участвует

Марганец

Многие ферментные системы

Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие в восстановлении NO₃ —

Нехватка марганца — признаки и причины

Нехватка марганца проявляется на средних по возрасту листьях в виде хлороза, похожего на мраморность. В этом случае, в отличие от недостатка железа, жилки листьев остаются зелеными даже при сильном дефиците. Первые признаки отсутствия марганца напоминают повреждения от паутинного клеща. Более серьезные нарушения вызывают бурые некротические пятна на листьях, цветки недостаточно развиты, плоды не завязываются из-за проблем с пыльцой, репродуктивные органы засыхают, буреют и опадают.

Причинами дефицита марганца могут быть повышенный уровень рН субстрата, его переувлажнение или несбалансированный питательный раствор: избыток калия, кальция, магния, фосфора, железа, меди и цинка ухудшает всасывание марганца. При высокой концентрации кальция легкодоступный двухвалентный марганец превращается в двуокись марганца, которая трудно усваивается растениями.

Признаки недостатка марганца

Чувствительные культуры

Марганец

Некроз молодых листьев,

Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые)

Избыток марганца в растениях

Избыток марганца может наблюдаться при содержании его в питательном растворе в количестве 4 мг/л. Особенно чувствительны к этому томаты в начальной фазе развития. Излишняя концентрация марганца приводит к недостатку железа, кальция и магния, поскольку эти элементы являются антагонистами.

Симптомы избытка марганца

Чувствительные культуры

Марганец

Хлороз и некротические поражения у старых листьев,

Буровато-черные или красные некротические пятна,

Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса,

Засохшие кончики листьев,

Эффект от применения удобрений, содержащих марганец

Марганцевые удобрения повышают урожайность сахарной свеклы,люцерны, клевера, тимофеевки, картофеля, капусты, огурцов, томатов, синих баклажанов, плодово-ягодных, зерновых культур, хлопчатника, силосной кукурузы, а также благотворно влияют на качество продукции, повышая содержание в ней белка, сахаров, сырого протеина, жиров, клейковины, витаминов.

При использовании малообъемной технологии марганец добавляют в питательный раствор в количестве 0,55 мг/л, иногда до 0,8 мг/л.

Марганец обладает свойством окислять железо, поэтому при составлении питательного раствора нужно обращать внимание на соотношение этих элементов. Правильная пропорция – Мn:Fe = 1:2-5. Слишком большое количество марганца затруднит усвоение железа.

При первых признаках недостатка марганца проводят опрыскивание хелатом Mn или 0,1% раствором сульфата марганца. Нехватку марганца сложнее восполнить, чем железа – не исключено, что потребуется несколько обработок с перерывом 5-7 дней.

Марганец

Друзья! Если вам понравилась статья на сайте "Свой домик в деревне"- поделитесь в социальных сетях, (кнопочки - под статьей)!

К другим новостям 03.03.2022

Нормы строительства

Любые постройки на участке должны быть возведены не только как душа пожелает, но и в соответствии с нормами.

Семейство Бигнониевые — описание, роды, растения-представители

Семейство Бигнониевые популярно среди цветоводов, оно нам дарит удивительные растения по примеру кампсиса.

Что главное, в выращивании инжира в более холодном климате? Научиться правильно его укрывать на зиму. Чтобы и не.

Семейство Бурачниковые — описание, роды, растения-представители.

Семейство Бурачниковые не особо известное и распространенное, но его хорошо знают цветоводы и огородники с.

Читайте также: