Содержание легкоподвижных форм марганца и железа (часть 1)
Немаловажным фактором, определяющим отрицательное действие кислотности почв на растения, следует признать накопление в них избыточных количеств марганца и железа. Физиологическая роль этих двух элементов, обладающих переменной валентностью, связана прежде всего с их участием в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в клетках растений.
Много общего и в поведении двух этих элементов в почвах. Поэтому целесообразно рассмотреть вопрос о токсичности железа и марганца имеете.
В настоящее время можно считать установленным, что при кислой реакции с одной стороны увеличивается подвижность марганца и железа и почве, с другой стороны, в кислой среде происходит более интенсивное поглощение этих элементов растениями. Достаточно надежно определена относительная чувствительность отдельных культур к избытку марганца (Н.С. Авдонин, 1957), удовлетворительно изучены физиологические аспекты влияния марганца и железа на растения. Однако многие стороны действия марганца и железа на растения остаются неясными. По нашему мнению, наиболее важными из них применительно к проблеме известкования кислых почв являются следующие.
а) Влияние кислотности почвы и известкования на содержание наиболее подвижных форм марганца и железа, которые по существу и определяют степень токсичности избытка этих элементов. Вопрос этот требует более пристального рассмотрения еще и потому, что вследствие весьма высокой динамичности процессов трансформации этих элементов и неустойчивости их разновалентных соединений в почве, неумелое вмешательство человека может создать как условия для проявления токсичности марганца и железа, так и их резкого недостатка как элементов питания.
б) Условия, определяющие возможность появления избытка этих элементов в почве, пути его устранения.
в) Оптимальные уровни содержания этих элементов в почвах, а, следовательно, и необходимые дозы извести, при различных уровнях содержания этих элементов. Попыток, хотя бы несколько приближенно дифференцировать дозы известковых удобрений в зависимости от содержания фитотоксичных элементов до настоящего времени не делалось.
г) Оптимальные уровни реакции почв в зависимости от содержания в них подвижных марганца и железа.
Подзолистые и дерново-подзолистые почвы Северо-Запада Нечерноземной зоны содержат очень большие валовые запасы, как железа, так и марганца. Так, по данным В.К.Пестрякова (1977), валовое содержание железа в верхних горизонтах почв колеблется от 0.7 до 5 и более % к массе почвы, а марганца от 0.03 до 0.5, то есть может различаться в 8-10 раз. В зависимости от минералогического состава, степени разрушительности почвенных минералов в легкоподвижные формы переходит от 0,01 до 1 % валовых запасов этих элементов. Если учесть, что легкоподвижные, доступные растениям формы железа и марганца составляют очень малую часть валовых запасов, то становится ясно, что возможности проявления токсичности этих элементов зависит от условий, влияющих на подвижность.
Важным является и методический вопрос - какой экстрагент использовать при определении легкоподвижных форм железа и марганца Для определения содержания подвижных форм марганца как микроэлемента обычно используется вытяжка 0.1 н H2SO4, а железа 0.2н HCl, реже - аммонийно-ацетатный буфер с pH 4.8. Однако кислотные вытяжки способны извлекать и недоступные растениям соединения марганца и железа высших валентностей, если они не прошли процесса старения и самоуплотнения, и мало пригодны для характеристики фактической доступности этих элементов растениям. Было установлено, что между содержанием марганца и железа в почве, извлекаемых 1н раствором KCl и фактической доступностью растениям, определенной по содержанию этих элементов в растениях, существует тесная достоверная взаимосвязь (r=0.84). Содержание легкоподвижного марганца в почве значительно лучше коррелирует с марганцем в растениях, чем содержание легковосcтанавливаемых его форм. Широко используется в качестве диагностического показателя - содержание легкоподвижного марганца в лабораторной системе определения потребности почв в извести Т. Тотева и Т. Палавеева (1970).
Существуют опасения, подтверждаемые данными некоторых ис следователей (Г.П. Стоилов, 1967), что определение марганца и железа в сухих образцах почвы в вытяжке 1н KCl (так называемых легкоподвижных, обменных форм) дает недостаточно стабильные результаты, из-за того, что при высушивании образцов содержание их изменяется. Действительно, определение марганца и железа в свежих и высушенных почвенных образцах несколько различается, хотя значимость этих различий невелика. Если же при подготовке образцов пользоваться, хотя бы примерно одинаковыми температурными режимами (не допускать нагрев образцов выше 40-50°С и т.д.), то анализ вытяжки 1н KCl дает вполне надежные данные.
