UniversityAgro.ru » Агрохимия » Марганцевые удобрения

Марганцевые удобрения

Марганец в жизни растений

Наличие марганца в растительных организмах было открыто в 1872 г., длительное время считался не нужным для питания растений. К.К. Гедройц установил, что марганец действует лучше на известковом фоне. Необходимость марганца для жизни растений отмечал Ф.В. Чириков.

Повышенные требования к достаточному содержанию доступных форм марганца в почве предъявляют злаки, свекла, кормовые корнеплоды, картофель. С урожаем различных сельскохозяйственных культур с 1 га выносится 1000-4500 г марганца.

Таблица. Содержание в растениях марганца и его вынос с урожаем сельскохозяйственных культур на различных почвах (по Каталымову)

Растение
Дерново-подзолистые почвы
Мощный чернозем
урожайность, т/га
содержание Mn, мг/кг
урожайность, т/га
содержание Mn, мг/кг
Сахарная свекла:
- корни
54,2
88
28,0
50
- листья
45,0
725
11,0
180
Овес:
- зерно
2,2
88
2,0
56
- солома
3,9
134
2,1
63
Вика яровая (сено)
4,0
115
2,5
45
Картофель:
- клубни
27,0
7
-
-
- ботва
50,0
298
-
-
Ячмень:
- зерно
2,0
40
1,5
30
- солома
2,9
91
2,0
37

Марганец — незаменимый элемент для всех растений. Среднее его содержание в растениях составляет 0,001%, или 10 мг на 1 кг массы. В основном сосредоточен в листьях и хлоропластах.

Марганец является металлом с высоким окислительно-восстановительным потенциалом и может участвовать в реакциях биологического окисления.

Установлено участие марганца в фотосинтезе: после добавления марганца растениям, испытывавшим его дефицит, восстановление скорости фотосинтеза отмечалось через 20 минут. Марганец участвует в системе выделения кислорода при фотосинтезе и в восстановительных реакциях фотосинтеза. Увеличивает содержание сахаров, хлорофилла и его связи с белком, улучшает отток сахаров, усиливает интенсивность дыхания.

Марганец входит в состав гидроксиламинредуктазы, осуществляющей восстановление гидроксиламина до аммиака, а также в ассимиляционный фермент, восстанавливающий диоксид углерода при фотосинтезе. Участвует в активации многих реакций, в том числе превращения ди- и трикарбоновых кислот в процессе дыхания. Предполагается, что марганец входит в состав фермента, синтезирующего аскорбиновую кислоту, а также малатдегидрогеназы, изоцитратдегидрогеназы, гидроксиламинредуктазы, глутаминтрансферазы, ферредоксина. В настоящее время известно примерно 30 металлоферментных комплексов, активируемых марганцем.

Марганец участвует в механизме действия индолилуксусной кислоты на рост клеток. Показана необходимость марганца в качестве кофактора ауксиноксидазы для энзиматического разрушения индолилуксусной кислоты. Кальций и марганец способствуют избирательному поглощению ионов из внешней среды. При исключении марганца из питательной среды в тканях растений отмечается повышение концентрации основных элементов минерального питания, нарушается их соотношение в питательном балансе. Имеются сведения о влиянии марганца на передвижение фосфора из стареющих нижних листьев к верхним и к репродуктивным органам. Повышает водоудерживающую способность тканей, снижает транспирацию, влияет на плодоношение растений.

При остром дефиците марганца отмечены случаи отсутствия плодоношения у редиса, капусты, томата, гороха и других культур. Марганец способствует и ускоряет развитие растений. При недостатке наблюдаются хлорозы, серая пятнистость злаков, пятнистая желтуха сахарной свеклы.

Марганцевые удобрения повышают урожайность сахарной свёклы в среднем на 0,9-1,6 т/га, увеличивают сахаристость корней на 0,1-0,6%, урожайность зерновых культур — в среднем на 0,15-0,35 т/га, силосной массы кукурузы с початками молочновосковой спелости — на 4,0-7,0 т/га, картофеля — на 2,5-3,5 т/га, томатов — на 3-4 т/га, а также хлопчатника, овощных, плодово-ягодных культур. Повышается содержание белка, сахаров, сырого протеина, клейковины, жиров и витаминов.

Содержание марганца в почве

В почвах имеются значительные запасы марганца: в желтоземах — более 1%, в дерново-подзолистых и черноземных почвах — 0,1-0,2%. Однако большая часть находится в виде труднорастворимых оксидов и гидроксидов. В почве марганец представлен преимущественно в двухвалентной форме, в силикатах и оксидах может замещать Fе2+ и Мg2+, что приводит к их выщелачиванию. В кислых почвах марганец образует с гидроксидами железа железомарганцевые конкреции.

Растения могут поглощать соединения двухвалентного марганца. Соединения марганца других валентностей неустойчивы, особенно трехвалентная форма. В восстановительной среде присутствует Mn4+, образующий труднорастворимые соединения. В условиях избыточного увлажнения создаются анаэробные условия, которые усиливают восстановительные процессы, увеличивая содержание доступного марганца. На орошаемых землях марганец не вносят. В сухую погоду, прежде всего на карбонатных почвах со щелочной реакцией среды, двухвалентный марганец переходит в трех- и четырехвалентную формы, недоступные растениям. В этих условиях эффективность марганцевых удобрений возрастает. Подвижность марганца повышается при внесении аммиачных форм азотных удобрений.

Известь и щелочные формы удобрений уменьшают подвижность марганца и его поступление в растения. Дерново-подзолистые почвы, как правило, содержат наибольшее количество марганца. От дефицита марганца особенно страдают сахарная, кормовая и столовая свекла, пшеница, кукуруза на зерно, ячмень, люцерна, овощные и плодовые культуры.

В результате высокого содержания марганца в почве его количество в почвенном растворе может достигать 2200 мкг/л с образованием комплексов с фульвокислотами. При близкой к нейтральной реакции почвенного раствора растения могут испытывать недостаток марганца из-за перехода в труднорастворимые соединения. В практике для предотвращения связывания ионов металлов почвой и улучшения их доступности растениями применяют хелаты марганца и железа, которые вносят с поливной водой и при некорневых подкормках.

Хелаты микроэлементов широко используются. Например, в Швеции некорневые подкормки сахарной свеклы проводят хелатом с содержанием 6 % марганца, в качестве лиганда используется ЭДТА. В опытах, проведенных в Великобритании, обработка посевов яровой пшеницы повысила урожайность с 2,8 до 4,7 т/га.

Марганцевые удобрения применяются на Украине. Положительный эффект от их применения отмечается на черноземах, карбонатных, солонцеватых и каштановых почвах с низким содержанием доступного для растений марганца. На почвах Нечерноземной зоны марганец эффективен при его содержании 25-55 мг/кг почвы, Черноземной — 40-60 кг/кг почвы, на сероземах — 10-50 мг на 1 кг почвы.

Марганцевые удобрения вносят на серых лесных почвах, слабовыщелоченных черноземах, солонцеватых и каштановых почвах под овес, пшеницу, кормовые корнеплоды, картофель, сахарную свеклу, кукурузу, люцерну, подсолнечник, плодово-ягодные, цитрусовые и овощные культуры.

К числу почв, нуждающихся в использовании марганцевых удобрений, относятся карбонатные черноземы, каштановые и бурые полупустынные почвы Поволжья, Северного Кавказа, Урала и Западной Сибири. На северных дерново-подзолистых почвах эти удобрения чаще всего не дают положительного эффекта, в некоторых случаях отрицательно влияют на растения.

К.К. Гедройц и О.К. Кедров-Зихман указывали на положительное действие марганца на известкованных почвах. Марганцевые удобрения не всегда положительно действуют на различных почвах юга европейской части России. Вероятно, на применение этих удобрений следует обращать внимание на щелочных, нейтральных и карбонатных почвах, легких по гранулометрическому составу.

На черноземах прибавка урожая сахарной свеклы от внесения марганцевых удобрений составляет 1,0-1,5 т/га, сахаристость корней при этом возрастает на 0,2-0,6%, урожайность зерновых культур, в том числе озимой пшеницы, увеличивается на 0,15-0,30 т/га.

Таблица. Действие марганца на урожай сельскохозяйственных культур (по П.А. Власюку), т/га[1]

Культура
Урожай без применения Mn
Прибавка урожая от Mn
Сахарная свекла (корни)
31,0
2,37
Озимая пшеница (зерно)
3,34
0,21
Яровая пшеница (зерно)
1,75
0,22
Кукуруза (зерно)
5,78
1,18

Марганцевые удобрения

В качестве марганцевых удобрений применяются отходы предприятий марганцово-рудной промышленности, содержание марганца в которых составляет 10-18%. Также в них содержится примерно 20% кальция и магния, 25-28% оксида кремния, 8-10% полуторных оксидов и небольшое количество фосфора.

Сульфат марганца из-за высокой стоимости в основном используется в тепличном овощеводстве. Учитывая, что марганец эффективен на фоне фосфорных удобрений, целесообразно производить суперфосфат, обогащенный марганцем.

Таблица. Ассортимент марганцевых удобрений

Удобрения
Действующее вещество
Содержание д.в. в водорастворимой форме, %
Марганизированный суперфосфат
P2O5
20±1
Mn
1-2
Сернокислый марганец
MnSO4
70

Марганизированный суперфосфат представляет собой гранулы светло-серого цвета, содержащие 1,0-2,0% марганца и 18,7-19,2% Р2O5. Получают добавлением при грануляции к порошковидному суперфосфату 10-15% марганцевого шлама.

Сернокислый марганец, или сульфат марганца (MnSO4) — мелкокристаллическая соль, содержание марганца 32,5%, хорошо растворим в воде.

Марганизированная нитрофоска содержит азот, фосфор, калий, 0,9% марганца, хорошо доступный растениям.

Способы применения

Марганцевые удобрения вносят в почву, применяют при предпосевной обработке семян и для внекорневой подкормки. Для внесения в почву под сахарную свеклу, зерновые, кукурузу, овощные, масличные и другие культуры используют марганизированный суперфосфат в дозе 2-3 ц/га с заделкой плугом при вспашке или при предпосевной культивации. Также вносят в рядки при посеве в дозе 0,5-1 ц/га. Суперфосфат можно заменить нитрофоской, дозу рассчитывают по содержанию азота, фосфора и калия. До посева также возможно внесение марганцевого шлама в дозе 0,5-2 ц/га.

При внесении в почву доза марганца в расчете на элемент равна 2,5 кг/га. Примерно треть марганцевых удобрений для сельского хозяйства необходима в виде сернокислого марганца для некорневых подкормок и предпосевной обработки семян.

Для опудривания семян применяют 50-100 г сернокислого марганца, смешанного с 300-400 г талька, для обработки 100 кг семян сахарной свеклы, пшеницы, ячменя, кукурузы, гороха, подсолнечника. Опудривание можно совмещать с протравливанием семян. Для некорневых подкормок полевых культур норма расхода составляет 200 г сернокислого марганца на 1 га, для опрыскивания плодовых и ягодных культур — 600-1000 г/га. При авиаопрыскивании — 150-200 г, растворенного в 100 л воды, на 1 га, при наземном опрыскивании — 30-50 г на 100 л.

[INSERT_ELEMENTOR id="4611"]

Литература

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия/Под ред. Б.А. Ягодина. — М.: Колос, 2002. — 584 с.: ил.

Агрохимия. Учебник/В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, Г.П. Гамзиков и др.; под ред. В.Г. Минеева. — М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. — 854 с.