Поиск

Роль металлорганических соединений в миграции марганца
20.10.2012

Принимая во внимание неустойчивость образуемых марганцем металлорганических комплексных соединений, логично предположить, что они не могут накапливаться в почвах в сколько-нибудь значительных количествах и их роль ограничивается только мобилизацией марганца и обеспечением его миграционной способности. В то же время имеющиеся в литературе данные не позволяют считать комплексные соединения этого элемента химическими эфемерами. Большой интерес с этой точки зрения представляют исследования Тен Хак Муна, изучавшего круговорот марганца в почвах Сахалина, где марганец ведет себя не как микро-, а как макроэлемент.
В аккумулятивных горизонтах он количественно преобладает над железом и алюминием, и его содержание здесь превышает 100 мг на 100 г почвы. Обитающие на Сахалине крупнотравные растения являются манганофилами и накапливают в своих тканях значительные количества марганца. Содержание этого элемента в свежих листьях шеломайника составляет 53.6 мг на 100 г сухого растительного материала, а у гречихи сахалинской — 95.9 мг. В опаде и в разложившихся гумифицированных остатках относительное содержание марганца возрастает в 2.0—2.5 раза. При этом уменьшается количество водорастворимых форм и возрастает количество марганца, связанного с органическим веществом.
Приведенные в работе Тен Хак Муна результаты химического анализа препаратов гумусовых кислот, выделенных из почв Сахалина, показывают, что в некоторых случаях в гумусе содержится много марганца. В препаратах фульвокислот на долю марганца иногда приходится до 20.8% сухой массы комплекса. Из 14 препаратов, проанализированных автором, в И препаратах содержалось значительное количество марганца, в одном марганец отсутствовал и в двух был обнаружен только в виде следов.
Имеются и другие указания на связь марганца с гумусовыми кислотами. Так, А.В. Бердникова обнаружила прямую корреляцию между содержанием гумуса и подвижного марганца в некоторых почвах. В то же время полученные нами из подзолистых почв Ленинградской области органо-минеральные комплексы фульвокислот содержали только следы марганца.
В какой мере происходит закрепление марганца в почве в форме металлорганических комплексных соединений, пока неясно. По мнению некоторых авторов, фиксация марганца органическим веществом почвы менее вероятна, чем закрепление его в виде окислов, образующихся под влиянием микроорганизмов. В пользу этого свидетельствует широкое распространение явлений окисления марганца микрофлорой природных субстратов.
Изучая микробные пейзажи разлагающихся в почвах Сахалина растительных остатков, Тен Хак Мун обнаружил, что на ранних стадиях разложения опада после разрушения клеточных оболочек растений зимогенной микрофлорой начинается бурное развитие марганецокисляющих бактерий. Эти бактерии концентрируются вокруг разлагающихся растительных клеток, из которых вытекает бурое содержимое, а также на микроколониях других бактерий или грибных гифах. В дальнейшем эти бактерии образуют скопления на остатках клеточных оболочек и других фрагментах растительных тканей.
Наиболее частыми компонентами капиллярных обрастаний были Metallogenium, Pedomicrobium, «Siderocapsa», «Naumanniella» и представители неидентифицированных видов. Интенсивность накопления марганца четко зависела от окислительно-восстановительных условий. Образуемые при избыточном увлажнении анаэробными бактериями органические кислоты ингибировали процесс окисления марганца. Поэтому наиболее активно он протекал в периоды пониженной влажности почвы.
Автор считает, что роль концентраторов марганца в изучавшихся им почвах выполняют крупнотравные растения и окисляющие его закисную форму микроорганизмы. Таким образом, даже в почвах с необычайно высоким содержанием марганца доминирующим механизмом его концентрирования является окисление двухвалентной формы этого элемента.