Марганец – это химический элемент, относящийся к цветным металлам. Одновременно твердый и хрупкий, он имеет серебристо-белый цвет и является химически активным веществом, вступая в реакцию с кислородом, серой и азотом. При этом марганец невосприимчив к воздействию щелочей. Существует пять аллотропных модификаций марганца – четыре из них имеют кубическую решетку, еще одна – тетрагональную кристаллическую.
Важность марганца для растений
Марганец является жизненно важным компонентом для растений, способствующим их полноценному росту и развитию. Его соединения активно участвуют в процессах синтеза, помогают образовывать хлорофилл, а также благоприятно влияют на фотосинтетическую активность, в особенности если растение развивается в условиях недостаточного количества солнечного света. Эффект марганца объясняется деятельностью окислительных ферментов, называемых оксидазами.
Помимо прочего марганец активизирует белковый обмен, что приводит к ускоренному созреванию семян. Также вещество улучшает усвояемость фосфора, кальция, нитратного и аммиачного азота. Однако, в случае недостаточной концентрации марганца может нарушаться работа ферментной системы, которая отвечает за восстановление нитратного азота. Это приводит к накоплению чрезмерного количества нитратов в растениях.
В чем выражается недостаток марганца в растениях?
Так как марганец не может похвастать высокой мобильностью – например, он вполне может накапливаться в старых листьях – его дефицит определяется прежде всего по внешнему виду молодых и средних листьев. Признаки недостатка вещества индивидуальные у каждой культуры. Так, зерновые, требовательные к содержанию марганца, демонстрируют его нехватку заболеванием серой пятнистостью. Особенно сильно это выражается у овса. На листьях ячменя же дополнительно проявляется некроз.
Немного фактов о марганце и его концентрации в растениях:
- Существует критический уровень дефицита марганца, который касается периода вегетации. У большинства культур он останавливается на отметке 25 мг/кг.
- Оптимальным содержанием марганца для зерновых является 80 мг/кг, кормовых – 120 мг/кг.
- Средний комфортный уровень вещества варьируется в пределах 55-75 мг/кг.
- Токсичной считается концентрация, при которой значение марганца приближается к 500 мг/кг сухой массы.
Чтобы рассчитывать на полноценное развитие растений, важно оптимальное соотношение железа и марганца – согласно исследованиям, это 1,5:2,5. Если цифра ниже, это указывает на недостаток железа. Если выше – наоборот, марганца.
Какие факторы влияют на содержание марганца в почве?
Растения очень активно поглощают марганец из почвы, однако точный уровень содержания вещества можно обнаружить только путем проведения лабораторных тестов. Уровень вещества в растениях и его общий вынос с урожаем значительно колеблются и зависят прежде всего от свойств самой почвы. Это учитывается при выращивании растениеводческой продукции. При этом сам марганец, а вернее его концентрацию, определяет микроэлементный состав, а также качество и безопасность растений, которые растут в конкретном грунте.
На содержание Mn в почвенном растворе влияют как окислительно-восстановительный потенциал, так и степень увлажнения почвы и степень ее плодородности. В рыхлых и легких грунтах дефицит металла наблюдается в условиях высокой влажности или наоборот, если в период вегетации в регионе наблюдалась засуха.
Определение марганца в почве
На текущий момент ПДК марганца в почве составляет 1500 мг/кг. Достижение этого показателя, как и его превышение, оказывает пагубное воздействие на растения и сельскохозяйственные культуры, замедляя их развитие и даже приводя к порче урожая. Чтобы не допустить подобного, проводятся лабораторные анализы почвы, задачей которых является точное определение содержания вещества и его концентрации во взятом образце. Его может отобрать как сам заказчик, так и сотрудник лаборатории.
Для определения марганца в пробах почвы используется несколько методов. Среди наиболее популярных и точных можно выделить метод Пейве и Ринькиса, который позволяет установить подвижные соединения металла. С его помощью успешно тестируется большинство видов почв лесной и лесостепной зон, в том числе подзолистые, серые лесные и другие, за исключением карбонатных. Метод подразумевает извлечение соединений марганца, для чего применяется раствор серной кислоты. Чтобы установить концентрацию вещества, используется фотометрический метод.
Поэтапное проведение анализа
Фотометрический анализ начинается с приготовления почвенной вытяжки – процесс осуществляется согласно требованиям ГОСТ 26483-85. После завершения процедуры лаборанты приступают к основной части исследования – определению марганца. Процесс выполняется поэтапно:
- В конические колбы или технологические емкости добавляют по 5 см3 фильтратов вытяжек вместе с растворами сравнения.
- Далее к ним добавляют раствор формальдоксима и водный аммиак, который разбавляют очищенной водой в соотношении 1 к 40. Полученная смесь тщательно перемешивается.
- Спустя несколько минут в емкости добавляют маскирующий раствор – по 5 см3 в каждую емкость – и снова перемешивают.
- Окрашенные растворы фотометрируют спустя 10-30 минут после добавления маскирующего раствора. Просвечиваемый слой должен быть толщиной 1 см.
- Для фотометрирования используется кювет либо светофильтр, максимум пропускания которого варьируется в диапазоне 450-500 нм.
При условии погрешности до 1% возможно изменение объема пробы пропорционально объему растворов сравнения и используемых реагентов. Помимо фотометрирования в рамках анализа может использоваться атомно-абсорбционный метод. Его сущность заключается в использовании пламени пропан-бутан-воздух.
Получение результатов
После завершения фотометрирования строится градуировочный график, который учитывает концентрацию марганца в растворах сравнения с учетом массовой доли в почве, а также показаний фотоэлектроколориметра. Массовая доля марганца устанавливается по графику путем вычитания данных, которые были получены в ходе холостого опыта. В случае выхода результата за пределы построенного графика, анализ повторяют, но добавляют в фильтрат раствор хлористого калия. Результат при этом увеличивают пропорционально степени разбавления.
Заказ анализа почвы в лаборатории «НОРТЕСТ»
АНО «Испытательный центр «НОРТЕСТ» предлагает услуги современной лаборатории, в которой можно оперативно, а главное точно определить наличие марганца в почве и его концентрацию. Минимальная погрешность при исследованиях объясняется использованием современного оборудования, качественных реагентов, а также профессионализмом нашей команды лаборантов. После завершения работы наши клиенты получают исчерпывающий отчет о концентрации и других ключевых показателях.