Молибден

По-английски

Molybdenum

Раздел на сайте

Минеральные удобрения

Группа

Микроэлементы, Питательные элементы


Молибден – химический элемент, занимающий значительное место в обеспечении жизнедеятельности растений, особенно бобовых. Он входит в состав фермента нитратредуктазы и тесно связан с восстановлением нитратов в растениях. Относится к числу рассеянных элементов. Является компонентом (действующим веществом) различных комплексных и микроудобрений, добавляется в минеральные удобрения. Используется для внесения в почву внекорневой подкормки и для предпосевной обработки семян.

Молибден

Молибден – это очень прочный и тугоплавкий металл, поэтому довольно трудно вообразить, чтобы он находился в составе какого-нибудь хрупкого соединения. Однако много тысячелетий назад дисульфид молибдена использовали для письма по пергаменту. Кристаллы этого минерала хорошо затачивались и оставляли при письме заметные, хорошо различимые следы. По внешнему виду вещество напоминало уголь, однако большая, чем у угля, твердость, а также сероватый блеск придавали ему сходство и со свинцом. Собственно, как раз это сходство и определило присвоенное элементу название – в переводе с греческого языка, «молибдос» означает «свинец».

В 1778 году Карл Шееле выделил из дисульфида оксид металла, а затем шведский химик П. Хьельм получил чистый молибден, нашедший, ввиду своей химической инертности, ограниченное применение. Тем не менее, там, где этот элемент используется, мало что способно составить ему конкуренцию. Например, его сплавы с титаном применяются в изготовлении нагревающихся частей различных приборов, так как они выдерживают температуру до 1500°С.

В свете его устойчивости, молибден сложно представить среди активных компонентов динамической внутренней среды живых организмов. Тем не менее, он относится к числу важных микроэлементов, которые содержатся в растительных и животных клетках и участвуют в процессах метаболизма.[11]

Молибден - Молибденит
Молибденит


Физические и химические свойства

Молибден (лат. Molybdenum), Mo, – элемент побочной подгруппы VI группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 42, атомная масса – 95,94. В природе молибден представлен семью стабильными изотопами с массовыми числами 92, 94–98 и 100. Наиболее распространен 98Mo (23,75 %).

Молибден – серебристо-белый тугоплавкий металл. Содержание в земной коре – 1,1 × 10-4 % (по массе).

При комнатной температуре молибден химически устойчив, но при нагревании на воздухе превращается в белый порошок – молибденовый ангидрид МоО3. В серной и соляной кислотах элемент растворим при температуре 80–100°С. Азотная кислота, перекись водорода и царская водка медленно растворяют металл на холоде и быстро при нагревании. Молибден хорошо растворим в смеси серной и азотной кислот.[7]

Содержание молибдена (в мг/кг) в почвах стран СНГ, согласно данным:[6]

Почва

Среднее содержание

Пределы колебаний

Подзолистые

2,1

1,0-4,0

Болотные

1,6

Серые лесные

2,5

1,7-4,0

Черноземы

4,6

0,7-8,6

Каштановые

1,1

0,2-2,0

Засоленные

0,95

0,2-1,9

Сероземы

1,3

0,7-2,0

Красноземы

2,6

0,9-4,0

Горные

4,0

0,5-12,0

Содержание в природе

В природных условиях

молибден встречается в виде металла молибденита или молибденового блеска MoS2.[2]

В магматических породах

. Особенности распределения молибдена в земной коре свидетельствуют о его связи с гранитными и другими кислыми магматическими породами. Содержание его в этих породах колеблется в пределах 1–2 мг/кг. В богатых органическими веществами глинистых отложениях его количество может превышать 2 мг/кг. Молибденит МoS2 является первичным минералом, известным как концентратор большей части молибдена. Он ассоциируется с минералами титана и железа.[5]

Содержание молибдена в различных типах почв

В почвах молибден находится в следующих формах:

  • в кристаллической решетке минералов (недоступна растениям);
  • в форме поглощенного глинистыми минералами и коллоидными окислами железа и алюминия, в виде аниона МоО4 (условно доступна растениям);
  • в составе органического вещества (доступно растениям только после минерализации);
  • в виде водорастворимого молибдена.[4]

Содержание молибдена в почвах обычно близко к концентрации в материнской породе и в почвах мира изменяется в пределах 0,013–17 мг/кг. Почвы, образованные на гранитных породах и обогащенных органикой сланцах, содержат большее количество молибдена. В отличие от других металлов, молибден менее растворим в кислых почвах и легко подвижен в щелочных.[5]

Потребность с/х культур в молибдене и симптомы его недостатка, согласно данным:[12][10]

Культура

П

Симптомы недостатка

Общие симптомы

 

Хлороз листовой пластинки

Зерновые

Озимая пшеница

Н

 

Озимая рожь

Н

 

Яровая пшеница

Н

 

Яровая рожь

Н

 

Ячмень

Н

 

Овес

С

 

Зернобобовые

Общие симптомы  

Желто-зеленая окраска листьев

Замедляется рост

Стебли и черешки становятся красно-бурыми

Клубеньки мелкие и серые

 

Горох

С

 

Бобы

С

 

Люпин

С

 

Масличные

Озимый рапс

С

 

Яровой рапс

С

 

Горчица

С

 

Лен

Н

 

Овощные

Капуста цветная

В

 

Огурец

Н

Хлороз на краях листьев

Морковь

Н

 

Редис

С

 

Редька

С

 

Томат

С

Доли первой и второй пар настоящих листьев желтеют, заворачиваются краями кверху

Возникает сначала крапчатый, а затем сплошной хлороз

Вздуваются ткани между жилками на остальных листочках

Капуста белокочанная

С

 

Капуста цветная

С

Недоразвитость головок

Листовые пластинки узкие, уродливые

Либо листовая пластинка не образуется

Лук

Н

 

Пропашные

 

Картофель

Н

 

Свекла сахарная, кормовая, столовая

С

 

Кормовые

Клевер луговой

В

Листья тусклые, зеленовато-желтые

Края листьев вялые, закрученные вниз, красно-коричневые

Листья увядают, черешки изгибаются

Люцерна

В

 

Люпин

С

 

Кукуруза на силос и зеленую массу

Н

 

Валовое содержание молибдена в почвах стран СНГ колеблется от 1,5 до 12 мг/кг, в среднем составляя 2,6 мг/кг, при этом 12 мг/кг содержат земли тундры. Все остальные почвы, как-то: дерново-подзолистые, серые лесные, черноземные, каштановые, красноземные – содержат приблизительно одинаковое количество молибдена. Высоким содержанием отличаются участки, прилегающие к месторождениям молибденовых руд.

Самое высокое содержание молибдена в черноземных почвах в среднем составляет 4,6 мг/кг. Наиболее бедны им засоленные почвы (0,95 мг/кг), немногим богаче каштановые (1,1 мг/кг) и сероземы (1,3 мг/кг). Среднее положение по наличию молибдена занимают красноземы, подзолистые и болотные почвы. Значительно колеблется содержание металла в горных породах: от 0,5 до 12, 0 мг/кг.[6]

Кроме того, содержание молибдена зависит от механического состава почв. Наиболее бедны им образцы с легким механическим составом – песчаные и супесчаные. Глинистые и суглинистые, как правило, богаче. Плодородные окультуренные почвы отличаются большим содержанием данного элемента, чем неокультуренные. Почвы, образовавшиеся на серпентинитах, также отличаются низким содержанием молибдена.[6]

Роль в растении

Биохимические функции

Молибден входит в состав немногих растительных белков. Он поступает в растения в форме аниона Mo2-4 и концентрируется в растущих, молодых организмах. Наибольшее его количество содержат бобовые, причем, в листьях его больше, чем в корнях и стеблях. В листовых пластинках молибден сосредоточен в составе хлоропластов.[8]

Установлено, что корневые клубеньки содержат в несколько раз больше молибдена, чем ткани листьев. Значительная часть элемента в клубеньках связана с нитратредуктазой корней и стеблей и, кроме того, нитрогеназой клубеньковых бактерий. Молибден – важный компонент нитрогеназы и нитратредуктазы. Эти два молибденсодержащих фермента непосредственно участвуют в метаболизме азота, играя важную роль как в фиксации N2, так и в восстановлении оксида азота NO3. Потребность растений в молибдене непосредственно связана с обеспечением их азотом. Однако установлено, что растения, поглощающие NH4–N, испытывают гораздо меньшую потребность в молибдене, чем усваивающие NO3–N.[5]

Молибден присутствует и в других ферментах (оксидазах), ускоряющих разнообразные, не связанные между собой реакции. Основная ферментативная роль молибдена непосредственно связана с функцией переноса электронов. Этому способствует переменная валентность Mo.[5]

Молибден, как и железо, необходим для синтеза леггемоглобина (белка – переносчика кислорода в клубеньках). Его дефицит приводит к изменению цвета клубеньков на желтый или серый (нормальная окраска красная). Известно более 20 молибденосодержащих ферментов. Среди них альдегидоксидаза (катализирует превращение абсцизового альдегида в фитогормон абсцизовую кислоту), сульфитоксилаза (окисляет SO2-3 до SO2-4), ксантиндегидрогеназа и другие. Во всех вышеперечисленных ферментах молибден присутствует в виде молибдоптерина, именуемого молибденовым фактором, что обеспечивает устойчивость молибдена к окислению.[8]

Недостаток (дефицит) молибдена в растениях

Симптомы дефицита молибдена проявляются у растений, находящихся на кислых минеральных почвах с высоким содержанием гидроксидов марганца и железа. Обострение дефицита вызывает присутствие в почвенном растворе сульфатных анионов, конкурирующих с анионами молибдата. Критический уровень содержания молибдена в растениях колеблется от 0,1 до 1 мг/кг сухой массы листьев.

Изменение внутреннего строения

. При недостатке молибдена происходит сжатие эпидермиса, и изменяется строение листа. Прежде чем изменения становятся видны визуально, в молодых листьях уменьшаются размеры хлоропластов. По мере развития хлороза хлоропласты разбухают за счет зерен крахмала. В ситуации дальнейшего дефицита молибдена хлоропласты распадаются, превращаясь в диффузную массу с отрицательной реакцией на белок, липиды и РНК. Происходит лизис хлоропластов, крахмальные зерна сморщиваются и растворяются вне вновь образовавшихся структур.

При дефиците молибдена растения становятся неустойчивы к низким температурам и дефициту воды. Наблюдаются нарушения в формировании пыльцы.

Внешние признаки

недостатка молибдена схожи с признаками недостатка азота. Сначала образуются бледные пятна между жилками листа, как правило, возле центра или у основания. На пораженных участках возникают многочисленные перфорации. Позднее пораженные хлорозом и некрозом участки формируют на периферии листовой пластинки неровности и разрывы.

Например, у капусты пятнистость сопровождается увяданием краев листьев, а у томата и картофеля листовые пластинки закручиваются.

Недостаток молибдена негативно сказывается и на формировании цветков. У томатов они мельчают, почти сидят на стебле и не раскрываются, у цветной капусты деформируются и становятся рыхлыми. У бобовых при недостатке данного элемента нарушается образование клубеньков на корнях.[3]

Избыток молибдена

Фитотоксичность молибдена проявляется только в очень высоких его концентрациях. Например, признаки молибденового отравления молодых проростков ячменя отмечались при содержании Mo 135 мг/кг сухой массы.

Избыток молибдена в растениях токсичен для животных и человека. Применять молибденовые микроудобрения следует с учетом токсичности этого элемента для животных и человека, проявляющейся даже при крайне низких концентрациях. Особенно это характерно для кормовых растений.[5]

Содержание молибдена в различных соединениях

Молибден – малораспространенный элемент. Молибденовые удобрения получают из молибденовых руд. Массовая доля металла в них составляет 0,1–1 %. В дополнение к этому источнику, значительную часть молибдена добывают из различных отходов промышленности, в частности, электролампового производства.[3]

Известно около двадцати минералов, содержащих молибден. Важнейший из них – молибденит MoS2, являющийся единственным первичным минералом. Остальные – вторичного происхождения. Промышленное значение имеют повелит CaMoO4, молибдит Fe2(MoO4)3 х nH2O и вульфенит PhMoO4.[7]

Содержание молибдена в удобрениях, мг/кг, согласно данным:[3][9]

Удобрение

Содержание, мг/кг

Калийная соль

10,0

Калий хлористый

0,2

Аммиачная селитра

0,1

Аммония сульфат

0,1

Натриевая селитра

1,0

Аммофос

Следы

Известковые материалы

0,3

Молибдат аммония, молибденовокислый аммоний

520

Способы применения

Молибденовые удобрения используют для предпосевной обработки семян, внесения в почву и некорневых подкормок растений.[3]

Молибдат аммония, молибденовокислый аммоний

– светло-серый или белый кристаллический продукт. Хорошо растворим в воде. Используется для предпосевной обработки семян, некорневой подкормки посевов.[9]

Суперфосфат простой и двойной гранулированный с молибденом

. Вносят в рядки при посеве, используют при предпосевной обработке почвы, для поверхностного внесения при посеве бобовых трав и закладке пастбищ.[9]

Порошок, содержащий молибден

. Механическая смесь тонко измельченного сухого молибдата аммония и талька технического. Применяется для предпосевной обработки (опудривания) семян.[9]

Отходы электроламповой промышленности

. Порошок, растворимый в воде. Используется для некорневой подкормки растений.[9]

Молибденсодержащие отходы и молибдат аммония добавляют в комплексные удобрения в различных консистенциях.

Молибден - Дефицит молибдена
Дефицит молибдена


Эффект применения молибденсодержащих удобрений

Результаты различных опытов демонстрируют значительные различия в эффективности молибдена для отдельных сельскохозяйственных культур. Максимально высокое действие отмечалось для подсолнечника, немногим меньше – для ячменя и вико-овсяной смеси, гороха, цветной и кормовой капусты, помидоров. На картофель молибден действует очень слабо.[6]

Бобовые культуры

. Внесение молибдена на дерново-подзолистых почвах под эти культуры значительно улучшает их рост и развитие, увеличивает урожайность и содержание в них белка. При этом, положительное влияние удобрений на второй-третий год применения остается почти таким же, как и в первый.[1]

Клевер (сено)

. Некорневая подкормка в течение двух лет увеличивает урожайность с гектара на третий год.[1]

Технические, зерновые и овощные культуры

. На почвах, бедных молибденом, технические и зерновые культуры также отзываются на внесение молибденовых удобрений. Предпосевная обработка семян льна, сахарной свеклы, ячменя, кукурузы повышает урожайность, но только при низком содержании подвижного молибдена в почве (ниже 0,2 мг/кг). При обеспеченности молибденом 0,2 мг/кг и выше его внесение в почву малоэффективно.

Удобрения, содержащие Молибден


Показать все удобрения »

Однако молибден не только способен повысить урожай зеленой массы и початков кукурузы, но и улучшает качество силосной массы, поскольку увеличивает содержание каротина в ней почти вдвое.[1]

 

При написании статьи также использовались литературные источники:[10][12]

 

Оставьте свой отзыв:

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 22.05.14 16:49

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Анспок П.И. Микроудобрения: Справочник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1990.– 272 с.

2.

Балашев Л.Л. Химизация сельского хозяйства. Научно-технический словарь – справочник. Под общей редакцией проф. Балашева Л.Л. и акад. Вольфаковича С.И., 2-е исправленное и дополненное издание. М.: Наука, 1968. – 356 с.

3.

Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. Учебное пособие. – СПб.: Издательство Санкт-петербургского университета, 1999. – 232 с.

4.

Веригина К.В. // Микроэлементы в некоторых  почвах СССР. – М.: Наука, 1964. С. 5-27

5.

Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Перевод с англиского.– М.: Мир, 1989.– 439 с., ил.

6.

Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения.– М.: Издательство «Химия», 1965.– 332 с.

7.

Краткая химическая энциклопедия, Главный редактор Н.Л. Кнунянц,  Москва, 1964

8.

Медведев С.С. Физиология растений: учебник. – СПб.:БВХ – Петербург, 2013. – 512с ил

9.

Мязин Н.Г. Система удобрения: учебное пособие. – Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009.- 350 с

10.

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

11.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 640 с., ил.

12.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):
13.

Molybdenum deficiency in wheat, by  CIMMYT, по лицензии CC BY-NC-SA

14.

Rosettes of Molybdenite, by  subarcticmike's, по лицензии CC BY