Молібден - хімічний елемент, який займає значне місце в забезпеченні життєдіяльності рослин, особливо бобових. Він входить до складу ферменту нітратредуктази і тісно пов'язаний з відновленням нітратів в рослинах. Відноситься до числа розсіяних елементів. Є компонентом (діючою речовиною) різних комплексних і мікродобрив, додається в мінеральні добрива. Використовується для внесення в ґрунт позакореневого підживлення і для передпосівної обробки насіння.
Молібден - це дуже міцний і тугоплавкий метал, тому досить важко уявити, щоб він знаходився в складі якого-небудь крихкого з'єднання. Однак багато тисячоліть тому дисульфід молібдену використовували для письма по пергаменту. Кристали цього мінералу добре заточувалися і залишали при листі помітні, добре помітні сліди. За зовнішнім виглядом речовина нагадувало вугілля, однак більша, ніж у вугілля, твердість, а також сіруватий блиск надавали йому схожості і зі свинцем. Власне, саме ця подібність і визначило присвоєне елементу назву - в перекладі з грецької мови, «молібдос» означає «свинець».
У 1778 році Карл Шеєле виділив з дисульфіду оксид металу, а потім шведський хімік П. Хьельм отримав чистий молібден, який знайшов, зважаючи на свою хімічної інертності, обмежене застосування. Проте, там, де цей елемент використовується, мало що здатне скласти йому конкуренцію. Наприклад, його сплави з титаном застосовуються у виготовленні нагріваються частин різних приладів, так як вони витримують температуру до 1500 ° С.
У світлі його стійкості, молібден складно уявити серед активних компонентів динамічної внутрішнього середовища живих організмів. Проте, він відноситься до числа важливих мікроелементів, які містяться в рослинних і тваринних клітинах і беруть участь в процесах метаболізму. [11]
молібденіт
Фізичні та хімічні властивості
Молібден (лат. Molybdenum), Mo, - елемент побічної підгрупи VI групи періодичної системи Менделєєва. Атомний номер - 42, атомна маса - 95,94. У природі молібден представлений сімома стабільними ізотопами з масовими числами 92, 94-98 і 100. Найбільш поширений 98 Mo (23,75%).
При кімнатній температурі молібден хімічно стійкий, але при нагріванні на повітрі перетворюється в білий порошок - молібденовий ангідрид МоО3. У сірчаної та соляної кислоти елемент розчинний при температурі 80-100 ° С. Азотна кислота, перекис водню і царська горілка повільно розчиняють метал на холоді і швидко при нагріванні. Молібден добре розчинний в суміші сірчаної та азотної кислот. [7]
У природних умовах
молібден зустрічається у вигляді металу молібденіту або молібденового блиску MoS2. [2]
У магматичних породах
У грунтах молібден знаходиться в наступних формах:
- в кристалічній решітці мінералів (недоступна рослинам);
- в формі поглиненого глинистими мінералами і колоїдними оксидами заліза і алюмінію, у вигляді аніону МоО4 (умовно доступна рослинам);
- в складі органічної речовини (доступно рослинам тільки після мінералізації);
- у вигляді водорозчинного молібдену. [4]
Роль в рослині
біохімічні функції
Молібден входить до складу небагатьох рослинних білків. Він надходить в рослини в формі аніона Mo 2 4 і концентрується в зростаючих, молодих організмах. Найбільша його кількість містять бобові, причому, в листі його більше, ніж в коренях і стеблах. У листових пластинках молібден зосереджений в складі хлоропластів. [8]
Встановлено, що кореневі бульби містять в кілька разів більше молібдену, ніж тканини листя. Значна частина елемента в бульбах пов'язана з нитратредуктаза коренів і стебел і, крім того, нітрогеназой бульбочкових бактерій. Молібден - важливий компонент нітрогенази і нітратредуктази. Ці два молибденсодержащих ферменту безпосередньо беруть участь у метаболізмі азоту. відіграючи важливу роль як в фіксації N2. так і у відновленні оксиду азоту NO3. Потреба рослин в молібдені безпосередньо пов'язана із забезпеченням їх азотом. Однак встановлено, що рослини, які поглинають NH4 -N, відчувають набагато меншу потребу в молібдені, ніж засвоюють NO3 -N. [5]
Молібден присутній і в інших ферментах (оксидаз), прискорюють різноманітні, не пов'язані між собою реакції. Основна ферментативна роль молібдену безпосередньо пов'язана з функцією перенесення електронів. Цьому сприяє змінна валентність Mo. [5]
Молібден, як і залізо, необхідний для синтезу леггемоглобін (білка - переносника кисню в бульбах). Його дефіцит призводить до зміни кольору клубеньков на жовтий або сірий (нормальна забарвлення червоне). Відомо більше 20 молібденосодержащіх ферментів. Серед них альдегідоксидазою (каталізує перетворення абсцизовая альдегіду в фітогормони абсцизовая кислоту), сульфітоксілаза (окисляє SO 2 3 до SO 2 4), ксантиндегідрогеназа і інші. У всіх перерахованих вище ферментах молібден присутній у вигляді молібдоптеріна, іменованого молібденовим фактором, що забезпечує стійкість молібдену до окислення. [8]
Недолік (дефіцит) молібдену в рослинах
Зміна внутрішньої будови
При нестачі молібдену відбувається стиснення епідермісу, і змінюється будова листа. Перш ніж зміни стають видно візуально, в молодому листі зменшуються розміри хлоропластів. У міру розвитку хлорозу хлоропласти розбухають за рахунок зерен крохмалю. У ситуації подальшого дефіциту молібдену хлоропласти розпадаються, перетворюючись в дифузну масу з негативною реакцією на білок, ліпіди і РНК. Відбувається лізис хлоропластів, крохмальні зерна зморщуються і розчиняються поза новоутворених структур.
При дефіциті молібдену рослини стають нестійкі до низьких температур і дефіциту води. Спостерігаються порушення в формуванні пилку.
зовнішні ознаки
нестачі молібдену схожі з ознаками нестачі азоту. Спочатку утворюються бліді плями між жилками листа, як правило, біля центру або біля основи. На уражених ділянках виникають численні перфорації. Пізніше уражені хлорозом і некрозом ділянки формують на периферії листової пластинки нерівності і розриви.
Наприклад, у капусти плямистість супроводжується в'яненням країв листя, а у томата і картоплі листові пластинки закручуються.
Недолік молібдену негативно позначається і на формуванні квіток. У томатів вони дрібнішають, майже сидять на стеблі і не розкриваються, у цвітної капусти деформуються і стають пухкими. У бобових при нестачі даного елемента порушується утворення бульб на коренях. [3]
надлишок молібдену
Фітотоксичність молібдену проявляється тільки в дуже високих його концентраціях. Наприклад, ознаки молібденового отруєння молодих проростків ячменю відзначалися при утриманні Mo 135 мг / кг сухої маси.
Надлишок молібдену в рослинах токсичний для тварин і людини. Застосовувати молібденові мікродобрива слід з урахуванням токсичності цього елемента для тварин і людини, що виявляється навіть при вкрай низьких концентраціях. Особливо це характерно для кормових рослин. [5]
Молібден - малопоширений елемент. Молібденові добрива отримують з молібденових руд. Масова частка металу в них становить 0,1-1%. На додаток до цього джерела, значну частину молібдену добувають з різних відходів промисловості, зокрема, електролампового виробництва. [3]
Відомо близько двадцяти мінералів, що містять молібден. Найважливіший з них - молибденит MoS2. є єдиним первинним мінералом. Решта - вторинного походження. Промислове значення мають накаже CaMoO4. молібдену Fe2 (MoO4) 3 х nH2 O і вульфеніт PhMoO4. [7]
Молібдат амонію, молібденовокислий амоній
- світло-сірий або білий кристалічний продукт. Добре розчинний у воді. Використовується для передпосівної обробки насіння. позакореневого підживлення посівів. [9]
Суперфосфат простий і подвійний гранульований з молібденом
Вносять в рядки при посіві, використовують при передпосівної обробки грунту, для поверхневого внесення при посіві бобових трав і закладці пасовищ. [9]
Порошок, що містить молібден
Механічна суміш тонко подрібненого сухого молибдата амонію і тальку технічного. Застосовується для передпосівної обробки (опудривания) насіння. [9]
Відходи електроламповий промисловості
Порошок, розчинний у воді. Використовується для позакореневого підживлення рослин. [9]
Молибденсодержащих відходи і молібдат амонію додають в комплексні добрива в різних сумішах.
дефіцит молібдену
Чуйність пшениці на внесення молібдену.
Зліва - рстеніе, що відчуває молибденовое голодування;
Праворуч - рослина, що не відчуває голодування. Обидва рослини вирощені на кислому піщаному грунті з помірним внесенням азоту.
Ефект застосування молибденсодержащих добрив
Результати різних дослідів демонструють значні відмінності в ефективності молібдену для окремих сільськогосподарських культур. Максимально високу дію зазначалося для соняшника, трохи менше - для ячменю і вико-вівсяної суміші, гороху, кольорової металургії та кормової капусти, помідорів. На картопля молібден діє дуже слабо. [6]
бобові культури
Клевер (сіно)
Некореневої підживлення протягом двох років збільшує врожайність з гектара на третій рік. [1]
Технічні, зернові та овочеві культури
На грунтах, бідних молібденом, технічні та зернові культури також відгукуються на внесення молібденових добрив. Передпосівна обробка насіння льону, цукрових буряків, ячменю, кукурудзи підвищує врожайність, але тільки при низькому вмісті рухомого молібдену в грунті (нижче 0,2 мг / кг). При забезпеченості молібденом 0,2 мг / кг і вище його внесення в грунт малоефективно.
Добрива. містять молібден