Содержание подвижных форм марганца в почвах г. Архангельска

СОДЕРЖАНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ МАРГАНЦА В ПОЧВАХ Г. АРХАНГЕЛЬСКА

Биоэлементы привлекательны для исследователей-экологов благодаря их физиологической роли, поддерживающей нормальное функционирование живых организмов. Марганец — важный биогенный элемент, один из десяти металлов жизни. Он содержится почти во всех живых организмах. Механизм его действия заключается в том, что марганец активирует многие ферменты, путём образования мостиков между ферментом и субстратом. Это кофактор более 35 ферментов, важнейшие из которых — аргиназа, холинэстераза, фосфоглюкомутаза, фосфоенолпируваткарбоксилаза и др. При высоких концентрациях катион марганца может вытеснять Mg²⁺ из соответствующих ферментов, становясь активатором несвойственных для него реакций. Например, вместо магния он может участвовать в активации АТФ. В растительных клетках Mn²⁺ содержится в основном в хлоропластах, где выполняет особую функцию, связанную с фотоокислением воды и выделением кислорода во время световой фазы фотосинтеза.

В минеральном царстве марганец содержится во всех природных средах, но, конечно же, в преобладает в литосфере. По распространенности в земной коре марганец занимает одиннадцатое место среди всех природных химических элементов. В чистом виде марганец в природе не встречается. В рудах он присутствует в виде оксидов (пиролюзит, браунит, гаусманит) и карбонатов (родохрозит, манганокальцит, манганосидерит). В горных породах минералы марганца сопутствуют минералам железа. Основной минерал, содержащий марганец, — пиролюзит (MnO₂) — относительно мягкий, тёмно-серый камень. В нём 63,2% Mn. Затем марганец встречается в виде Mn₂O₃, составляющий минерал гаусманит. Он встречается также в природе как безводный Mn₂O₃ — браунит и водный — манганит (Mn₂O₃ * H₂O). Однако в таких формах марганец не доступен для растений. Переходу марганца из горных пород в растворимые формы способствуют низкие значения pH растворов. В биосфере марганец энергично мигрирует в восстановительных условиях и малоподвижен в окислительной среде. Наиболее подвижен марганец в кислых водах тундры и лесных ландшафтов, где он находится в форме Mn²⁺. В кислых слабодренированных почвах возможно проявление марганцевой токсичности для растений. По литературным данным валовое содержание марганца в различных типах почв колеблется от 100 до 4000 мг/кг (в среднем 850 мг/кг), содержание подвижных форм (Mn²⁺, Mn³⁺) — от 15 до 170 мг/кг (в среднем 110 мг/кг).

Для выявления количественного содержания подвижных форм марганца в почве использовался колориметрический метод Добрицкой, основанный на извлечении подвижного марганца раствором серной кислоты и окислении марганца до марганцевой кислоты персульфатом аммония в присутствии нитрата серебра и ортофосфорной кислоты. Измерение оптической плотности окрашенных растворов проводилось на фотоэлектроколориметре. Концентрация перманганат-аниона в исследуемых растворах определялась по калибровочному графику, построенному по перманганату калия.

Анализировались почвенные образцы из верхнего и нижнего горизонтов, собранные с 15 пробных площадей г. Архангельска, характеризующихся различным типом почв, механическим составом, степенью захламлённости, рекреационной нагрузкой (частота движения автотранспорта). Содержание подвижных форм марганца в различных почвенных образцах изменяется в пределах от 4,4 до 48,4 мг/кг (средняя относительная ошибка 3,6%, максимальная — 8,5%).

Не выявлена зависимость содержания подвижного марганца от степени захламлённости почвы и рекреационной нагрузки. Прослеживается зависимость содержания марганца в почвах от типа почв. Так, самое высокое среднее содержание подвижных форм марганца наблюдается в культуроземах — наиболее близких по свойствам к природным почвам, — 34,56 мг/кг, среднее — в урбаноземах — 21,29 мг/кг и самое низкое в реплантоземах — 16,45 мг/кг. Также подтверждается зависимость содержания марганца от содержания железа в почвах. Известно, что марганец часто сопутствует железу в составе горных пород, поэтому и в почвенных образцах, содержащих железистые пятна, марганца содержится больше, чем в почвах, не содержащих железистых пятен. Железистые пятна встречаются в основном в нижнем горизонте, так и содержание марганца в нижнем горизонте выше по сравнению с верхним горизонтом.

Таким образом, городские почвы г. Архангельска характеризуются ниже среднего содержанием подвижного марганца по сравнению с естественными почвами. Поэтому нельзя считать марганец техногенным полютантом почв г. Архангельска, как и нельзя говорить о дефиците подвижного марганца в питании растений, произрастающих в городской черте.

марганец подвижный почва колориметрический.

• 1. Методы определения микроэлементов в почвах, растениях и водах /Под ред. И. Г. Важениной. — М.: Колос, 1974. — 284 с.
• 2. Орлов Д. С. Химия почв. — М.: Изд-во МГУ, 1992. — 399 с.
• 3. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв /Орлов Д.С. и др. — М.: Изд-во МГУ, 1994. — 272 с.
• 4. Физиология растений /Под ред. И. П. Ермакова. — М.: Изд. центр «Академия», 2005. — 640 с.