медико-биологическое значение марганца. Общая характеристика марганца

• Название: Общая характеристика марганца
• Анкор: медико-биологическое значение марганца
• Дата: 04.09.2019
• Размер: 78.83 Kb.
• Имя файла: referat_marganets (1).docx
• Тип: Документы; #85920

Общая характеристика марганца.
История.

Минералы марганца известны с давних времен: пиролюзит, в частности, использовался для устранения зеленой окраски стекла, вызываемой примесью FeO. Название пиролюзит было впервые дано этому минералу В. Хейденгером в 1826, который исходил из его использования в производстве стекла: от греческого pur– огонь и luen– мыть. Подобные же рассуждения есть в описании этого минерала Роже де Л'Илем, который называл его le savon des verriers или sapo vitriorum (мыло стекольщиков). В действительности, как упоминалось выше, минерал был описан значительно раньше Плинием под названием magnesius lapis и алхимиком Василием Валентином под названием Braunstein, который назвал его так потому, что этот минерал (в большинстве случаев черно-серого цвета) давал коричневую глазурь на глиняных изделиях.

Интересна история происхождения названия минерала – magnesius lapis, от которого и происходит современное название элемента. Хотя пиролюзит и немагнитен, что признавал и Плиний, он соглашался рассматривать его как lapis magnesius из-за внешнего сходства, обьясняя его отличие от других минералов, притягивающихся к железу, разницей полов: железомарганцовистый magnesius lapis – женского рода и поэтому, по убеждению древних, более привлекателен. Плиний также обьяснял применение слова magnes, связывая его с именем пастуха Magnes, наблюдавшего, что гвозди его башмаков и железный наконечник палки притягивались к земле в том месте, где был найден магнитный железняк.

 Но лишь в 1744 году шведским ученым К. Шееле и Ш. Гану удалось получить металлический марганец восстановлением пиролюзита углем. Название «марганец», вероятно, произошло от искаженного слова «манганес» (мангановым камнем ремесленники – стеклодувы называли пиролюзит, используемый ими для обесцвечивания стекла).

В растениях марганец впервые был обнаружен в 1788 г. (в золе дикого тмина), вскоре после открытия самого элемента. В 1913 г. появилось первое сообщение о содержании марганца в организмах животных. Установлено, что в живых системах марганец находится только в двух из восьми возможных степеней окисления: +2 и +3.
Свойства элемента.

В природе марганец четырнадцатый по химической распространенности элемент. Это элемент  побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 25. Характерные степени окисления + 7,+ 6, +4, +3, +2 и 0. В живых организмах проявляет степени окисления - +2 и +3

По электроотрицательности марганец занимает промежуточное положение между типичными металлами (Na, К, Са, Мg) и неметаллами (F, O,N, Cl).  Соединения Мn⁺² — оксид и гидроксид — проявляют основные свойства, соединения Мn⁺³ и Мn ⁺⁴— амфотерные свойства, для соединений Мn⁺⁶ и Мn⁺⁷  характерно почти полное преобладание кислотных свойств. Марганец образует многочисленные соли и бинарные соединения.

Из элементов побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода группы широкое практическое применение находит только марганец. Он же является и единственным эссенциальным элементом VIIB группы.

Марганец, как и большинство металлов, имеет серебристо-серый цвет. Электронная конфигурация невозбужденного атома имеет вид: [Ar]4s²3d⁵. Потеря двух электронов приводит к образованию иона марганца Μn²⁺ с устойчивой конфигурацией валентных электронов d^s. Марганец в соединениях может иметь все промежуточные степени окисления между +2 и +7 (максимальной). Окислительные свойства соединений марганца нарастают в ряду Μn⁺³ < Μn⁺⁴ < Мn⁺⁵ < Μn⁺⁶ < Μn⁺⁷. Наиболее характерными для марганца являются степени окисления +2, +4, +7.

Марганец окисляется гидратированным протоном, поэтому реагирует с соляной кислотой и разбавленной серной кислотой, а в порошкообразном состоянии при нагревании и с водой:

Mn + 2 НСl MnС1₂ + Н₂

Mn+2H₂O Mn(OH)₂+H₂

Как многие металлы, марганец пассивируется азотной кислотой и концентрированной серной кислотой, но при нагревании пассивирование снимается.

3Mn+8HNO₃ ^t Mn(NO₃)+NO+4H₂O

Марганец активно реагирует с галогенами (образуются MnF₄, MnCl₂ и др.), горит в кислороде с образованием Мn₂0₃ или Мn₃0₄, с серой образует сульфид MnS, при температуре свыше 1200 ⁰С вступает в реакции с азотом и графитом, образуя нестехиометрические нитриды и карбиды.

Mn + Cl₂  MnCl₂.

3Mn + 2O₂ ^>800C Mn₃O₄;

4Mn + 3O₂^450-800C  2Mn₂O₃

Марганец взаимодействует со щелочами в присутствие окислителя:

Mn+2KOH+O₂ K₂MnO₄+H₂O

В степени окисления +2 марганец образует оксид зеленовато-серого цвета МnО и гидроксид белого цвета Мn(ОН)₂. Оба соединения имеют достаточно выраженные основные свойства, поэтому ион марганца Мn²⁺образует соли почти со всеми анионами. Гидратированный катион [Мп(Н₂О)₆]²⁺ имеет бледно-розовый цвет. Гидроксид марганца(II) получают осаждением щелочью из водных растворов солей марганца(II):

Mn²⁺ + 2OH^- Mn(OH)₂

В водной среде в присутствии щелочи гидроксид марганца(II) неу- стойчив и быстро окисляется кислородом воздуха сначала до бурого метагидроксида марганца(III), а затем - до черно-бурого оксида мар- raнцa(IV); белый студенистый осадок быстро становится серым, а потом - темно-коричневым:

4Mn(OH)₂ +O₂ 4MnO(OH)+2H₂O

4MnO(OH) +O₂ 4MnO₂+2H₂O

Степень окисления +3 для марганца - неустойчива. Оксид Мn₂0₃ (бурого цвета) и соответствующий ему метагидроксид МnО(ОН) при взаимодействии с кислотами, обладающими восстановительными свойствами, окисляют их, например:

Mn₂O₃+6HCL 2MnCL₂+Cl₂+3H₂O

Оксид мapганца (IV) является одним из самых устойчивых соединений марганца. Кислотно-основные свойства его, как и соединений марганца(III). выражены слабо. При сплавлении со щелочами Мn0₂ ведет себя как кислотный оксид, образуя соли, в которых входит в состав аниона:

4NaOH+MnO₂ Na₄MnO₄ + H₂O

Известны сульфат марганца(IV) Mn(S0₄)₂, в водных растворах на цело гидролизующийся, и крайне неустойчивый хлорид марганца(IV) МnС1₄. Таким образом, для оксида марганца(IV) характерны амфотерные свойства.

В горячих концентрированных HNO₃ и H₂SO₄ оксид марганца(IV) ведет себя подобно оксиду марганца(III), подвергаясь внутримолекулярному окислению-восстановлению. С разбавленными кислотами Мn0₂ не взаимодействует.

Соединения мapraнцa(VI) неустойчивы: оксид и галогениды марганца, соответствующие этой степени окисления, неизвестны. Несколько более устойчивыми являются манганаты (зеленого цвета), содержащие ион MnO₄^2- . Манганаты проявляют сильные окислительные свойства и слабые восстановительные.

В степени окисления +7 марганец образует оксид Мn₂0₇, который в отличие от других оксидов марганца при обычных условиях является не твердым веществом, а маслянистой жидкостью темно-зеленого цвета. Оксиду мapraнцa(VII) соответствует сильная марганцевая кислота НМn0₄, существующая в холодных разбавленных растворах. Соли марганцевой кислоты - перманганаты, содержащие анион MnO₄^-, - сильные окислители.
Распространенность.

В природе марганец редко встречается в свободном состоянии, но очень распространен в виде соединений (окислы, карбонаты, фосфаты, силикаты, сульфаты, сульфиды, вольфраматы, бораты) в различных минералах.

Содержание марганца в земной коре составляет 0,10 %.

К наиболее важным минералам марганца относятся следующие:

Гаусманит (Мn₃О₄) 72% Мn и образует блестящие черные тетрагональные кристаллы плотностью 41—49 г/см3 и твердостью 5 по шкале Мооса. В природе гаусманиту сопутствуют браунит, магнетит и гематит.

Браунит (Мn₂О₃), существует в виде черных тетрагональных кристаллов с плотностью 4,75—4,82 г/см3 и твердостью 6 по шкале Мооса. Окислением этого минерала получают псиломелан.

Пиролюзит (МnО) содержит 63,2% Мn, встречается в виде черных тетрагональных кристаллов плотность 4,75 г/см, твердость 2,5 по шкале Мооса. В качестве разновидностей двуокиси марганца, встречающихся в природе, можно назвать рамсделит (черные орторомбические кристаллы), псиломелан (коричнево-черные моноклинные кристаллы) и криптомелан (черные моноклинные кристаллы).

В пиролюзите в виде примесей содержатся Fе, А1, Ва, Са, Со, Ва, и другие металлы. Пиролюзит и его природные разновидности находятся в окисленных зонах залежей марганцевых руд.

Литиофилит (трифилит) ( Li(Mn²⁺, Fe²⁺)PO4)встречаетсяредко (обычно в сопровождении кварца, берилла и минераловлития); представляет собой желтовато-розовые (или коричнево-красные) ромбические кристаллы с плотностью 3,5 г/см.

Триплит ((Mn²⁺,Fe²⁺)₂(PO₄)F)встречается в виде коричневых или розовых моноклинных кристаллов с плотностью 3,44—3,87 г/см; ему сопутствуют кварц, берилл, родохрозит, аппатит, флюорит и др.
Применение.

Марганец широко используют в черной металлургии. Добавляют сплав железо марганец (ферромарганец). Доля марганца в нем равна 70-80%, углерода 0,5-7 %, остальная часть приходится на железо и посторонние примеси. Элемент №25 в сталеплавлении соединяет кислород и серу.
Используются смеси хром — марганец, вольфрам-марганец, кремний-марганец. В производстве стали марганцу альтернативной замены нет.

Химический элемент выполняет множество функций, в том числе рафинирует и раскисляет сталь. Широко используется технология цинк марганец. Растворимость Zn в магнии составляет 2 %, а прочность стали, в этом случае, возрастает до 40 %.
В доменной шахте марганец удаляет серный налет из чугуна. В технике применяются тройные сплавы манганины, куда входит марганец медь и никель. Материал характеризуется большим электро-сопротивлением на которое влияет не температура, а сила давления.

Используется для изготовления манометров. Настоящей ценностью для промышленности является сплав медь — марганец. Содержание марганца здесь 70 %, меди 30%. Его применяют для снижения вредных производственных шумов. В изготовлении взрыв-пакетов для праздничных мероприятий используют смесь, куда входят такие элементы, как магний марганец. Магний широко используется в самолетостроении.
Соединения марганца находят широкое применение в разных областях народного хозяйства. Некоторые соли марганца используют как основные компоненты сиккативов - катализаторов окислительной полимеризации растительных масел, т. е. их высыхания с образованием пленки. Оксид марганца IV) применяют для изготовления сухих гальванических элементов, для осветления стекла. Карбонат марганца(П) используется для изготовления термоиндикаторных покрытий. Хлорид MnCl₂ и нитрат Mn(NO₃)₂ - компоненты микроудобрений. Обработка семян раствором хлорида марганца(П) обеспечивает усиленный рост растений.
Соединения марганца, входящие в состав организма.
В организме марганец образует металлокомплексы с белками, нуклеиновыми кислотами, АТФ, АДФ, отдельными аминокислотами. Наиболее важными металлоферментами марганца являются:
1) Аргиназа. Связывание аммиака – токсичного продукта превращения аминокислот в организме осуществляется через аминокислоту аргинин. Аргиназа-это фермент, катализирующий расщенление аргинина на орнитин и мочевину. Содержится в клетках печени животых, у которых конечным продуктомазотистого  обмена является мочевина(некоторые рыбы, амфибии, млекопитающие и др.)В другихорганах и тканях отсутствует или содержится в незначительных количествах.  В результате аргинин расщепляется на мочевину и циклическую аминокислоту орнитин.


2) Пируваткарбоксилаза концентрируется в печени, щитовидной железе. Усиливает действие гормонов. Катализирует процесс карбоксилирования пировиноградной кислоты.


3) Супероксиддисмутаза катализирует диспропорционирование иона О₂. Относится к группе антиоксидантных ферментов. Вместе с каталазой и другими антиоксидантными ферментами она защищает организм человека от постоянно образующихся высокотоксичных кислородных радикалов. Супероксиддисмутаза.катализирует  дисмутацию  супероксида  в  кислород  и  пероксид водорода. Таким образом, она играет важнейшую роль в антиоксидантной защите практически всех клеток, так или иначе находящихся в контакте с кислородом.
4) Фосфоглюкомутаза - фермент, участвующий в углеводном обмене на стадии распада гликогена. Одной из промежуточных стадий этого процесса является превращение глюкозо-1-фосфат в глюкозо-6-фосфат, реакция идет обратимо:


Известны и другие марганецсодержашие ферменты, например холинэстераза.  Это группа ферментов из класса гидролаз карбоновых кислот, субстратами которых являются сложные эфиры холина с уксусной, пропионовой или масляной кислотами

Марганец может входить и в состав неорганических соединений организма. Это малорастворимый марганец магний пирофосфат MnMg₂PO₇. Кристаллы этой соли локализуются на внутренней поверхности мембраны везикул.
Атомный радиус марганца 128 пм. Это объясняет то обстоятельство, что марганец может замещать магний, который имеет атомный радиус-160пм в его соединении с АТФ, оказывая большое влияние на перенос энергии в организме. Однако в отличие от иона Mg²⁺, связывающегося только с двумя фосфатными группами АТФ, ион Μn²⁺ связывается со всеми тремя фосфатными группами, а также остатком аденина.

Особенно важная роль в жизнедеятельности организма принадлежит гидролизу аденозинтрифосфата (АТФ) до аденозиндифосфата (АДФ). Этот процесс активируется магнием в результате образования комплексов MgАТФ ^2- и MgАДФ ^-. Однако активацию могут осуществлять и ионы марганца. При этом оказывается, что комплексы MnАТФ ^2- и MnАДФ ^– более активны.
Ионы магния  и марганца  осуществляют также активацию ферментов — нуклеаз. Эти ферменты катализируют в двенадцатиперстной кишке гидролиз нуклеиновых кислот ДНК и РНК. В результате эти биополимеры расщепляются на мономерные единицы — нуклеотиды. В частности такой нуклеазой является дезоксирибонуклеаза, которая катализирует гидролиз ДНК только в присутствии ионов Мg²⁺ или Мn²⁺.

Ионы марганца(II) в качестве активаторов могут замещать ионы магния в случае ДНК-полимеразы. В присутствии ионов Мn²⁺ процесс полимеризации значительно ускоряется, но теряет специфичность, в результате чего возникают мутации. Полагают, что этот феномен необходим для проявления биологической изменчивости.

Почти одинаковое значение атомного радиуса марганца и железа объясняет способность марганца замещать железо в порфириновом комплексе эритроцита. По той же причине марганец может замещать цинк в цинкзависимых ферментах, изменяя при это их каталитические свойства.
Значение марганца для организма
В организме человека содержание марганцасоставляет около 12 мг. В основном марганец находится в костях(43%), остальное – в печени, почках, поджелудочной железе, гипофизе. Среднее содержание марганца в крови составляет 0,3-1,0 мкг/л, в моче - 0,1-1,5 мкг/л.

Марганец необходим для формирования нормальной структуры костей, так как участвует в синтезе мукополисахаридов хрящевой ткани.

Он активно влияет на биосинтез холестерина, метаболизм инсулина, другие виды обмена веществ. Особое значение марганец имеет в реализации функций половых желез, опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Считается, что этот микроэлемент может оказывать профилактическое действие в отношении развития недостаточности коронарных артерий сердца, диабета, патологии щитовидной железы, нарушений углеводного и липидного обменов. Повышает усвоение витамина В₁. Подобно железу и меди, марганец влияет на процессы кроветворения, при его недостатке может развиться анемия.

Наконец, в настоящее время считают, что марганец усиливает иммунный ответ организма на действие чужеродных белков, ускоряя синтез антител. Один из способов нейтрализации яда каракурта (ядовитого среднеазиатского паука) - внутривенное вливание раствора сульфата марганца.

Марганец является эссенциальным элементом для человека и животных, его незначительные количества имеются во всех растительных и животных организмах. Его нет только в белке куриного яйца и очень мало — в молоке.

Таким образом, биогенная функция ионов марганца имеет широкий

спектр: оказывает влияние на кроветворение, образование костей, минеральный обмен, рост, размножение, участвует в синтезе витаминов С и В, доказано его участие в синтезе хлорофилла.
Содержание марганца в пищевых продуктах и его норма потребления.
Рекомендуемый уровень потребления марганца 5,0 мг/сут, минимальная суточная потребность 2-3 мг. Биоусвояемость марганца невысока и составляет 3–5%.

Основной источник марганца в питании человека - злаковые, бобовые культуры орехи. Также он содержится в бананах, красной смородине, бруснике, шиповнике, картофеле, свекле, кофе и чае, некоторых лекарственных растениях (багульник, эвкалипт, лапчатка, вахта трехлистная).
Многие продукты содержат марганец, поэтому обычно коррекция содержания этого элемента в диете не требуется. Отмечено, что у спортсменов после длительной нагрузки значительно снижается содержание марганца и некоторых других микроэлементов, поэтому они нуждаются в более интенсивном поступлении марганца в период тренировок и соревнований. Соли марганца входят в состав различных поливитаминных препаратов.

С возрастом усвояемость марганца снижается. Поэтому следует обращать внимание у лиц после 50 лет на возможность дефицита этого микроэлемента.
Дефицит и избыток марганца в организме
Отрицательный баланс марганца отмечают в следующих ситуациях:

• снижение его поступления с пищей;

• нарушение транспорта марганца в крови;

• уменьшение элиминации его в ткани;

• ускорение выведения марганца из организма.
 Клинические проявлениядефицита марганца следующие:

• скелетные аномалии (хондродистрофии, деформации трубчатых костей и позвоночника, дисплазии коленных суставов);

• задержка роста ногтей, волос;

• кожная сыпь, тошнота, рвота;

• снижение массы тела;

• дегенерация половых желез и нарушение функций системы воспроизведения (снижение либидо, способности к оплодотворению, высокая частота выкидышей и мертворождений);

• недоразвитие или отсутствие отолитов;

• патология нервной системы (склонность к атаксии, судорогам, параличам);

• уменьшение продолжительности жизни.
Многие из перечисленных нарушений при дефиците марганца обусловлены снижением синтеза ДНК, РНК, макроэргов, гликозами-ногликанов. При недостатке в организме марганца или избытке железа рекомендуют принимать препараты аспартата марганца.
Практически каждый микроэлемент имеет диапазон безопасных концентраций, в котором находится и оптимум концентраций, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность организма. При увеличении поступления эссенциальных микроэлементов возможно увеличение их концентрации в биосредах. Это свидетельствует о том, что гомеостатические механизмы уже не справляются с коррекцией металлолигандного баланса. Металлоизбыточные состояния приводят к развитию различных заболеваний.

Существенное значение имеют промышленные микроэлементозы, возникающие в результате избыточного поступления микроэлементов в условиях производства. Избыток микроэлементов в организме может возникнуть при применении лекарственных средств.

В дозах, значительно превышающих физиологические, марганец оказывает токсическое действие на организм человека. 

Положительный баланс марганца возникает при избыточном его поступлении в организм, что обычно происходит в условиях производства (например, при переработке марганецсодержащей руды, получении перманганата калия и т.д.) Поступая в большом количестве, особенно через дыхательные пути и кожу, а также энтерально, марганец может кумулироваться в печени, почках, эндокринных железах, костях, головном и спинном мозге. Профессиональная хроническая интоксикация марганцем сопровождается сначала снижением аппетита, развитием астеновегетативного синдрома, ухудшением памяти, а затем - токсической энцефалопатией, появлением сонливости, экстрапирамидной недостаточности, мышечных болей.

Марганец в степени окисления +7 токсичен для многих организмов. Токсическая доза для человека — 40 мг/день. ПДК в расчете на марганец для воздуха 0,03 мг/м3 .

Отравления марганцем возможны при вдыхании марганцевой пыли.

Перманганаты ядовиты для организма при попадании внутрь из-за их сильных окислительных свойств. Для обезвреживания острых отравлений перманганатом используют 3% раствор пероксида водорода в уксуснокислой среде:

2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH = 2(CH3COO)2Mn + 2CH3COOK + 5O2 + 8H2O.
Применение соединений марганца в медицине
В медицине в качестве антисептического средства широко применяют перманганат калия (KMnO4), так как он имеет сильное бактерицидное действие.

Калия перманганат в качестве окислителя часто используют в детской практике. Его добавляют в кипяченую воду (не более 0,01%), которой моют ребенка. Растворами калия перманганата (0,025-0,05%) обрабатывают места опрелостей, прежде чем присыпать их стерильным тальком, промывают ротовую полость при стоматитах (0,025%), обрабатывают пролежни, инфицированные и зловонные раны (препарат обладает дезодорирующим действием). Уретру промывают 0,025-0,1% раствором перманганата калия. Можно использовать калия перманганат и для лечения ожогов (2-5%). При раннем применении калия перманганата при ожогах он предотвращает образование пузырей. За счет образующегося оксида марганца формируется плотная пленка, предохраняющая раневую поверхность от инфицирования, раздражения и уменьшающая всасывание продуктов распада. Как окислитель калия перманганат используют для промывания желудка при пищевых токсикоинфекциях, отравлениях растениями, содержащими атропин. В качестве кровеостанавливающего средства применяют 5% раствор KMnO4.

Из других соединений марганца применяются сульфат марганца и хлорид марганца, которые применяются для лечения малокровия.

Сильные окислительные свойства перманганата в кислой среде лежат в основе метода перманганатометрии, широко используемом в санитарно-гигиеническом анализе. Радиоактивные изотопы марганца применяют в исследовательских целях.

Значение марганца для функционирования растений

Биохимические функции.

Марганец поглощается растениями и распределяется по их органам в результате метаболических процессов. Имеет место и пассивная адсорбция, особенно при высоких и токсичных уровнях его содержания в растворе. Марганец отличается высокой степенью активности поглощения и быстрым переносом в растениях.

В растительных жидкостях и экстрактах он присутствует в виде свободных катионных форм и транспортируется в растениях в виде Mn2+, но во флоэмных экссудатах обнаруживаются комплексные соединения марганца с органическими молекулами. Более низкая концентрация марганца во флоэмном экссудате по сравнению с листовой тканью и слабое перемещение элемента во флоэмных сосудах становится причиной низкого содержания марганца в семенах, фруктах и корнеплодах.

Марганец переносится в основном в меристематических тканях, и его значительные концентрации обнаруживаются в молодых органах растений.

Марганец нужен всем растениям без исключения. Одна из наиболее важных его функций – участие в окислительно-восстановительных реакциях. Mn2+ является компонентом двух ферментов: фосфотрансферазы и аргиназы. Кроме того, он может замещать в других ферментах магний и повышает активность некоторых оксидаз. Последнее происходит, вероятно, вследствие изменения валентности марганца.

Марганец активно участвует в процессе фотосинтеза, а именно, в его кислородообразующей системе, и играет основную роль в переносе электронов. Слабо связанная в хлоропластах форма марганца участвует непосредственно в выделении кислорода, а прочно связанная форма – в переносе электронов.

Роль марганца в восстановлении NO₂ не вполне прояснена. Однако существует косвенная связь между активностью описываемого элемента и ассимиляцией азота растениями.

Число истинных марганецсодержащих ферментов ограничено. На сегодняшний день известно более 35 ферментов, активируемых марганцем. Большинство из них являются катализаторами реакций окисления – восстановления, декарбоксилирования, гидролиза.

Марганец активирует некоторые ферменты, катализирующие превращение шикимовой кислоты, биосинтез ароматических аминокислот (тирозин) и прочих вторичных продуктов (лигнина, флавоноидов).

Марганцевозависимые ферменты принимают участие в биосинтезе каротиноидов и стеролов. Ионы марганца активно влияют на структуру и функции хроматина. Марганец оказывает влияние на увеличение содержания негистоновых белков и РНК в диффузной фракции хроматина. Марганец остро необходим для репликации и функционирования ДНК- и РНК-полимераз.

Недостаток (дефицит) марганца в растениях.

Симптомы недостатка марганца чаще всего наблюдаются на карбонатных и кислых известкованных почвах. Критическая минимальная концентрация данного элемента в зрелых листьях варьирует от 10 до 25 мг/кг сухой массы.

В условиях недостатка марганца в первую очередь снижается продуцирование фотосинтетического кислорода. Между тем, содержание хлорофилла и сухой массы листа меняется незначительно, но изменяется структура мембран тилакоидов.

При жестком дефиците марганца значительно снижается содержание хлорофилла в листьях, содержание липидов в хлоропластах тоже уменьшается.

Нарушение системы фотосинтеза приводит к резкому уменьшению содержания углеводов в растении, особенно в корневой части. Это является ключевым фактором замедления роста корневой системы в условиях дефицита марганца.

При недостатке марганца содержание белка в растениях почти не изменяется, одновременно увеличивается содержание растворимых форм азота.

Визуально симптомы недостатка марганца у различных видов растений несколько отличаются. Так, у двудольных это межжилковый хлороз, у трав – зеленовато-серые пятна на базальных листочках (серая пятнистость), у свеклы – темно-красный цвет листовой пластинки с пораженными бурыми участками.

При остром недостатке марганца может наблюдаться полное отсутствие плодоношения у капусты, редиса, гороха, томата и других культур. Марганец способствует ускорению общего развития растений.

Избыток марганца.

Переизбыток марганца приводит к угнетению и даже гибели растений. Ядовитость данного элемента ярче всего проявляется на кислых дерново-подзолистых почвах, особенно при повышенной влажности, образовании корки и внесении физиологически кислых удобрений без их нейтрализации. Подвижные формы алюминия и железа усиливают вредоносность марганца.