www.agronom-polski.pl

OZNACZENIE MANGANU AKTYWNEGO W GLEBIE

Mangan jest jednym spośród niezbędnych dla roślin mikroelementów. I chociaż

jego rola w organizmie roślinnym nie została jeszcze dokładnie poznana, to jednak wiemy,
że bierze on udział w procesach oksydacyjno-redukcyjnych, reguluje w roślinie gospodarkę
żelazem, wchodzi w skład grup czynnych szeregu enzymów (arginazy, laktazy, fosfatazy i
in.), jest również aktywatorem szeregu enzymów z grupy dekarboksylaz, bierze udział w
redukcji NO3

-

do NH4

+

oraz w reakcjach fotosyntezy.

Zawartość manganu w roślinach może się wahać w szerokim interwale w zależności od
uwilgotnienia gleby, pH, rodzaju uprawianych roślin i ich fazy rozwojowej i in.

Przeciętnie spotykane ilości Mn wyrażane w mg/kg p.s. m.

Tabela 1

Rośliny

Mn

Rośliny

Mn

zbożowe

20 -70

motylkowe

25 - 60

okopowe pędy i liście

50 - 450

przemysłowe

20 -170

bulwy i korzenie

1 5 - 150

chmiel-liście

1000 - 1700

Stąd można obliczyć ile manganu pobierają rośliny uprawne z powierzchni 1 ha. Dla
przykład rośliny zbożowe 160 do 450 g Mn, lucerna, koniczyna czerwona 350-450 g Mn,
buraki cukrowe i pastewne 300 do 1000 g.

W glebach mangan występuje głównie w postaci tlenków (MnO, Mn

2

O

3

, MnO

2

)

wodorotlenków, fosforanów, krzemianów glinokrzemianów, siarczanów, w postaci połączeń
organicznych oraz jako jon wymienny. Jak wykazały badania polskich autorów całkowita
zawartość tego pierwiastka w naszych glebach wahać się, może od ilości śladowych do 5000
ppm.
Z połączeń tych, jedynie Mn

2+

tworzy połączenia łatwo rozpuszczalne w wodzie, bądź

występuje w postaci wymiennej i jest dostępny dla roślin. Wg Leppera Mn

4+

( MnO

2

)

stanowi również pewną rezerwę dla roślin, ponieważ łatwo ulega redukcji.

Gleby

o

odczynie

kwaśnym,

w

odróżnieniu

do

gleb

obojętnych

i

alkalicznych, zawierają na ogół dostateczne ilości manganu czynnego. Dlatego też w
glebach świeżo wapnowanych spada zawartość manganu dostępnego dla roślin.
W kraju przyjęto oznaczać mangan "przyswajalny" dla roślin w glebach w wyciągu
siarczanu magnezowego z dodatkiem siarczynu sodowego. Odczyn tego roztworu winien
być równy pH 8,0. Magnez z siarczanu magnezowego ma za zadanie wyparcie
zasorbowanego

w

kompleksie

sorpcyjnym

manganu,

natomiast

dodatek

środka

redukującego, jakim jest siarczyn sodowy, ma na celu zredukowanie Mn

4+

do Mn

2+

i

przeprowadzenie do roztworu.

Mangan na drugim stopniu utlenienia znajdujący się w wyciągu glebowym

oznaczamy ilościowo metodą kolorymetryczną. Zasada polega na jego utlenieniu go w
nadmanganian (Mn

7+

) w środowisku kwaśnym i pomiarze intensywności zabarwienia na

spektrofotometrze. Reakcja przebiega w myśl równania:

2 MnSO

4

+ 5 (NH

4

)

2

S

2

O

8

+ 2 H

2

O → (NH

4

)

2

SO

4

+ 7 H

2

SO

4

+ 2 HMnO

4

-5e

Mn

2+

→ Mn

7+

/∙ 2

+2e

S

2

O

8

2-

→ 2 SO

4

2-

/∙ 5

www.agronom-polski.pl

Utlenienie zachodzi ilościowo, jeżeli spełnione są następujące warunki;

1) środowisko jest kwaśne i zawiera około 5% H

2

SO

4

2) koncentracja manganu jest niewielka
3) reakcja przebiega w obecności katalizatora AgNO

3

4) jeżeli chlor jest nieobecny w roztworze
5) nieobecne są związki organiczne
6) temperatura reakcji wynosi 100°C

Reakcja utleniania odbywa się w obecności roztworu maskująco-katalizujacego (AgNO

3

,

H

3

PO

4

, HgSO

4

). Znajdujące się w nim składniki wiążą jony zakłócające reakcję ulatniania

oraz katalizują jej przebieg. Azotan srebra wiąże jony Cl

-

mające silne właściwości

redukujące, kwas fosforowy wiąże jony żelaza Fe

3+

, a siarczan rtęci (II) pełni funkcję

katalizatora.

Oceny zawartości manganu w glebach dokonuje się wg tymczasowych liczb, granicznych
przytoczonych za Bergmanem w tabeli 2.

Tabela 2

Ocena zawartości manganu aktywnego w glebie (ppm Mn)

Zawartość

pH w 1 M KC1

do 6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

od 7,0

niska

do 15

do 20

do 30

do 40

do 50

do 60

średnia

16-25

21-30

31-40

41-50

51-60

61-70

wysoka

od 26

od 31

Od 41

od 51

od 61

od 71

Wykonanie analizy;

Przygotowanie wyciągu glebowego
- 10 g gleby powietrznie suchej roztartej i przesianej przez sito o średnicy o oczek 2 mm odważa się
do polietylenowej butelki o pojemności 250 ml, dodaje około 0,2 g węgla aktywnego dla uzyskania
bezbarwnego wyciągu, zalewa 100 cm

3

roztworu ekstrakcyjnego i wytrząsa przez 1 godzinę na

aparacie rotacyjnym przy około 40 obr./min.

Po zdjęciu butelki i kilkakrotnym wstrząśnięciu przystępuje, ale, natychmiast do sączenia zawiesiny
przez suchy fałdowany sączek do suchej kolby stożkowej. Sączenie powinno trwać możliwie
krótko, a do analizy należy użyć wyłącznie przesączu, który uzyskano w czasie nie dłuższym niż 30
min.

Oznaczenie mnganu w wyciągu glebowym

10 cm

3

klarownego i bezbarwnego przesączu, odpipetowuje się do kolby miarowej na 100 cm

3

,

dodaje z biurety 2,5 ml roztworu katalizującego i 2,5 ml 40% roztworu nadsiarczanu amonowego.
Kolby z roztworem zanurza się następnie we wrzącej łaźni wodnej (można wstawić również do
uprzednio nagrzanej do 100°C suszarki).

Ogrzewanie należy prowadzić tak długo, aż przestaną pojawiać się banieczki gazu w roztworze
(tlen pochodzący z rozkładu nadsiarczanu amonowego), które uniemożliwiają poprawny pomiar
intensywności zabarwienia na kolorymetrze. W tym celu wystarczające jest 30 minutowe
ogrzewanie.

www.agronom-polski.pl

Po ostudzeniu zawartość kolb dopełnia się roztworem uzupełniającym do kreski i po dokładnym
wymieszaniu kolorymetruje wobec wody optycznie nieczynnej (próba ślepa) na fotometrze
Pulfricha przy użyciu filtru S-53 w kuwetach o grubości warstwy 5 cm. Wielkość kuwet należy tak
dobrać, by wartości ekstynkcji mieściły się w zakresie od 0,2 do 0,7.

Przygotowanie roztworów wzorcowych

Do każdej serii analiz przygotowuje się roztwory wzorcowe;
-do kolb miarowych na 100 ml odmierza się 0 -2,5 – 5 – 7,5 – 10 cm

3

roztworu wzorcowego

zawierającego10 µg Mn w 1 cm

3

, następnie dodaje po 10 cm

3

roztworu ekstrakcyjnego i dodaje z

biurety 2,5 ml roztworu katalizującego i 2,5 ml 40% roztworu nadsiarczanu amonowego.

ppm

mg Mn/ 1kg

µg Mn/ 1 g

0

25

50

75

100

cm

3

roztworu wzorcowego

10 µg Mn w 1 cm

3

do kolb miarowych na 1OO cm

3

0

2,5

5

7,5

10

Absorbancja

(Ekstynkcja)

O

Wykreślenie krzywej wzorcowej;

Na podstawie odczytów absorbancji dla roztworów wzorcowych sporządzamy krzywą wzorcową

A

0

25

50

75

100

µg Mn ·1 g

-1

gleby

Obliczenia;

Ilość wyekstrahowanego manganu obliczona jest w µg Mn w 1 g gleby. Wyrazić ja możemy także
w postaci mg/kg lub w ppm (parts per milion).

10 g gleby - 100 cm

3

roztworu ekstrakcyjnego

1 g gleby - 10 cm

3

przesączu

www.agronom-polski.pl

Odczynniki

Roztwór ekstrakcyjny;
123,3 g MgSO

4

∙7H

2

O cz.d.a. + 4,0 g NaSO

3

∙7H

2

O cz.d.a. rozpuścić w wodzie destylowane do

objętości 1000 ml (pH tego roztworu powinno wynosić 8,0).

Roztwór katalizujący;
75 g HgSO

4

cz.d.a rozpuścić w około 100 cm

3

wody destylowanej, dodać 400 ml HNO

3

cz.d.a.

(d=1,39), 200 cm

3

H

3

PO

4

cz.d.a. (d=1,7), 0,2 g AgNO

3

cz.d.a i dopełnić do 1000 ml wodą desty-

lowaną. Przechowywać w butelce z ciemnego szkła.

40% roztwór nadsiarczanu amonowego;
100 g (NH4)

2

S

2

O

8

cz.d.a. rozpuścić w kolbie o pojemności 250 ml w roztworze uzupełniającym i

dopełnić nim do kreski. Odczynnik ten należy przygotowywać każdorazowo do danej serii
oznaczeń.

Roztwór uzupełniający;
do 1000 cm

3

wody destylowanej dodać 10 g nadsiarczanu amonowego cz.d.a oraz 10 cm

3

0,5

molowego H

2

SO

4

, szybko doprowadzić do wrzenia i ostudzić, szybko doprowadzić do wrzenia i

ostudzić. Winien być przygotowywany w dniu wykonywania oznaczeń.

Roztwór wzorcowy zapasowy - 1 cm

3

roztworu zawiera 100 µg Mn;

do 91,2 cm

3

roztworu 0,1n KMnO

4

, dodać 30 cm

3

stęż. H

2

SO

4

(d=1,84), a po wymieszaniu dodać

kilka kropel 10% roztworu Na

2

SO

3

do odbarwiania, dopełnić wodą destylowaną w kolbie na 1000

cm

3

do kreski i wymieszać.

Roztwór wzorcowy roboczy - 1 cm

3

roztworu zawiera 10 µg Mn;

Do kolbki miarowej na 100 cm

3

odpipetować 10 cm

3

roztworu wzorcowego zapasowego dopełnić

wodą destylowaną do kreski i wymieszać.

Węgiel aktywny sproszkowany