Ugrás a tartalomhoz

Agrokémia és növényvédelmi kémia

Loch Jakab – Nosticzius Árpád

Mezőgazda Kiadó

A mangán

A mangán

A mangán a növényi anyagcsere-folyamatokban mint enzimaktivátor, a magnéziumhoz, illetve a vashoz hasonló funkciót tölt be. A citromsavciklusban, a lipidek képzésében, a fotoszintézisben fejti ki hatását.

Mangán a talajban

A mangán a talajban szilikátokban, karbonátokban (MnCO3) és oxidokban fordul elő II, III és IV vegyértékű formában. A Mn2+-ionok elsősorban a talaj adszorpciós komplexumához kötve vagy a talajoldatban szabadon találhatók. A növények csak a kétértékű ionokat tudják felvenni. Azok a mangánvegyületek, amelyekben a mangán magasabb értékű formában van jelen, nehezen oldhatók. Legfontosabb mangántartalékok a különböző mangán-oxidok (MnO2, MnO2·2H2O és Mn2O3·nH2O), amelyek a talajoldatban lévő Mn2+-ionokkal, pH-függő egyensúlyban állnak, pl.:

MnO2 + 4H+ + 2e Mn2+ + 2H2O.

A savanyúság fokozódása tehát elősegíti a Mn2+-ionok képződését.

A különböző értékű mangánionok és -vegyületek, oxidáció és redukció révén egymásba átalakulhatnak, az átalakulás a talaj redoxipotenciáljától függ (42. ábra). Rosszul szellőző talajokon, alacsony pH-értékek mellett jelentős mennyiségű mangán redukálódhat. A Mn2+-ionok koncentrációjának növekedése esetenként toxikus hatású is lehet. Semleges, illetve gyengén lúgos talajokon viszont az egyensúly annyira eltolódhat a III, illetve IV értékű mangánvegyületek irányában, hogy a növények mangánellátása nincs biztosítva.

42. ábra - A mangánvegyületek átalakulása a talajban

kepek/42abra.png


A mangánfelvételt a talajban élő mikroszervezetek is módosíthatják. A semleges pH-tartományban a mikroorganizmusok tevékenysége révén a Mn2+-ionok Mn4+-ionokká oxidálódnak, ennek következtében is léphet fel mangánhiány. A mangánvegyületek felvehetőségét a talajok nedvességtartalma is befolyásolja. A nagy víztartalom a redukciónak kedvez, a talaj erős kiszáradása viszont a különböző mangánsók dehidratálásához vezethet. A dehidratálás a vegyületek oldhatóságát csökkenti. A kiszáradás eredményeként ezzel szemben, a kettős sók bomlása révén, kétértékű Mn2+-ionok is felszabadulhatnak.

A talajok meszezése csökkenti a mangánvegyületek oldhatóságát, míg a fiziológiásan savanyúan ható műtrágyák alkalmazása a mangán felvételének kedvez.

A talaj könnyen hozzáférhető mangánkészleteinek jellemzésére az úgynevezett aktívmangán meghatározása terjedt el. Az aktív mangán a kicserélhető és könnyen redukálható mangánból tevődik össze. A talajok mangánellátottságát az aktív mangántartalom és a pH-érték figyelembevételével ítélik meg. A jó ellátottság határértéke a pH-értékekkel növekszik:

Aktív mangán, mg/kg 25 30 40 50 60 70

Talaj-pH 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0

A mangán felvétele és szerepe

A növények a mangánt Mn2+-ionok formájában veszik fel. A Ca2+-ionok akadályozzák a mangán felvételét és szállítását. A mangán és vas felvételében bizonyos konkurencia tapasztalható, amely a többi nehézfém esetén is fennáll. A mangán nagy (+0,8 V) redoxipotenciálja következtében a Fe2+-ionok oxidációjára képes a növényi sejtben, vagyis a vas oxidációfokát szabályozza.

A mangán számos enzim aktivátora. A foszforilálási folyamatokban szerepe a magnéziuméhoz hasonló, segíti a pirofoszfát és az enzim kapcsolódását. A citromsavciklusban az α-keto-glutársav oxidációja, továbbá az oxálecetsav és az oxálborostyánkősav dekarboxilálása is Mn2+-ionok jelenlétében játszódik le. Részt vesz a növekedésszabályozásban, az indolilecetsav oxidálását, a peroxidáz aktiválásával segíti. Hatása ebben az esetben a Mn(II) Mn(III) vegyértékváltozáson alapszik. A mangán a fotoszintézisben a víz bontását (Hill-reakció) segíti elő.

A felsorolt példákból kitűnik, hogy a mangán hatásmechanizmusa egyes fiziológiai folyamatokban a magnézium hatásmechanizmusához, míg más folyamatokban, amelyekben hatása vegyértékváltozással kapcsolatos, a vaséhoz hasonló.

A mangán az említett élettani folyamatokon keresztül kedvezően hat a szénhidrátok képzésére, így pl. a cukorrépa cukortartalmára. Egyes kísérletekben a zöldségfélék C-vitamin-tartalmát is növelte.

Az egészséges növények mangántartalma rendkívül széles határok között ingadozhat. Így pl. réti szénában 8–1000 mg/kg közötti. Különböző növényfajok mangánfelvétele azonos körülmények között is rendkívül eltérő, mangánhiány elsősorban a nagy szervesanyag-tartalmú láptalajokon fordul elő. Savanyú talajon a mangán toxikus mennyiségben is felhalmozódhat.

A mangánhiány tünetei

A kultúrnövények közül a zab reagál legérzékenyebben a mangánhiányra. Szárazfoltosság lép fel. Ez tavasszal kezdődik a fiatal leveleken, piszkosszürke csíkok, illetve foltok formájában. A levelek később megtörnek. A szárazfoltosság a többi gabonafélénél is jelentkezhet, csak kisebb mértékben. A spenót és borsó is mangánigényes növény. A kétszikűeknél háló-, illetve mozaikszerű klorózis figyelhető meg a levélerek között, később a levélszövetek elhalnak, barna pontok, illetve foltok jelennek meg.

Kérdések

1. Melyek a közvetlenül hozzáférhető és tartalék mangánkészletek a talajban?

2. Milyen talajtulajdonságok határozzák meg a növények mangánfelvételét?

3. Mit nevezünk aktív mangántartalomnak?

4. Mi a mangán szerepe az anyagcsere-folyamatokban, milyen hasonlóság figyelhető meg a magnéziummal, illetve a vassal?

5. Melyek a mangánhiány tünetei, és miben különböznek az egy- és kétszikűeknél?