Železo (chemická značka Fe) je jedním ze šesti mikroživin nebo stopových prvků nezbytných pro růst a reprodukci rostlin. Z mnoha speciálních vlastností železa je podstatou biologického významu jeho schopnost podléhat valenčním změnám nebo snadno oxidovat. Většina vědeckých publikací a studií pojednává o železe v půdě, kde je přítomno ve formě minerálů (jako je hematit), anorganických sedimentů (jako jsou oxidy železa), organických komplexů (jako jsou humáty) a iontů v půdním roztoku. Chemicky se vyskytuje ve dvou formách nebo oxidačních stavech: Fe3+ a Fe2+… Železné železo snadno oxiduje na železité, které je ve vodě prakticky nerozpustné. V běžných, dobře provzdušněných zemědělských půdách aktivně probíhají oxidační procesy, a proto převažuje trojmocné železo. Tyto jevy jsou hlavní příčinou problému nedostatku železa v plodinách.
Stejně jako všechny rostlinné živiny musí být železo ve vodném roztoku, aby ho kořeny absorbovaly. Jakýkoli faktor, který snižuje aktivitu nebo koncentraci rozpuštěného železa (iontů Fe), nepříznivě ovlivní absorpci. Tato reakce je vysoce závislá na úrovni pH: aktivita rozpustného železa klesá 1000krát při každém zvýšení pH o jednu.
Reakce je přirozeně ovlivněna také redoxními podmínkami půdy. Z těchto důvodů bude mít dobře provzdušněná kyselá půda vyšší obsah rozpustného železa než půda alkalická. Za redukčních podmínek je výhodné železo Fe2+… Je důležitým zdrojem rozpustného železa v anaerobních podmínkách, jako jsou zaplavená rýžová pole. Mnohem vyšší rozpustnost železnatého železa však může v některých situacích způsobit problémy s toxicitou železa. Například, „paví basa»V rýži (obr.).
Funkce železa
Rostliny potřebují železo k produkci chlorofylu a aktivaci různých enzymů, zejména těch, které se podílejí na fotosyntéze a dýchání. Podílí se také na syntéze bílkovin a tvorbě barvy ovoce. Ačkoli přesná role produkce chlorofylu není dosud jasná, byl prokázán definitivní vztah mezi obsahem železa a chlorofylu v listech rostlin. Narušení tvorby chlorofylu u rostlin s nedostatkem železa je samozřejmě příčinou univerzálního zrakového symptomu, chlorózy.
Železo je absorbováno převážně rostlinami v půdě ve formě železa (Fe2+). Protože však většina zemědělských půd obsahuje železo ve formě železa (Fe3+), rostliny musí nejprve rozpustit Fe3+a poté jej zredukovat na Fe2 +, aby mohl procházet plazmatickou membránou vlasového kořínku (plazmalema). Přesný mechanismus, který tento proces popisuje, není dosud dobře objasněn. Zdá se, že se liší mezi rostlinnými druhy.
U většiny plodin je absorpce železa aktivním procesem, který vyžaduje energii. Chloupky kořene rostliny emitují protony (H ionty+) a vyzařuje do okolní půdy. Protony pomáhají rozpouštět Fe3+snižuje pH a podporuje chelaci Fe iontů3+ fenolové exsudáty. Na povrchu kořene železo chelát Fe3+ redukován na chelát železa Fe2+který snadno uvolňuje Fe2+ pro absorpci kořenovými vlásky. Jakmile to šlo ke kořenům, Faith2+ oxiduje na Fe3+ a poté chelátován s citrátovými ionty. Chelát citrátu železa je pak transportován do aktivně rostoucích oblastí rostliny. Po translokaci má železo tendenci se vázat a nemůže být přeneseno zpět z jednoho orgánu do druhého. Z tohoto důvodu mají příznaky nedostatku železa tendenci ovlivňovat pouze nový růst.
Nedostatek železa
Nedostatek železa vede téměř bez výjimky k chloróze mladých rychle rostoucích listů, zatímco starší listy zůstávají tmavě zelené. Žíly zůstávají výrazně zelené na rozdíl od žlutých intervenózních ploch. U rostlin s listy s rovnoběžnou žilnatinou (např. obilniny) je pozorován trampolínový efekt. U širokolistých rostlin je viditelná jemná síťovitá struktura (viz obrázek). Zpočátku zůstávají žíly zelené, což má za následek síťovaný vzor. V pozdějších fázích se žilky také chlorují a mohou prasknout a celý list se zdá být vybělený. Nekróza se obecně nevyskytuje až do konečných fází vývoje symptomů.
Diagnostika a odstranění nedostatku železa.
Vizuální příznaky jsou dostatečně běžné, aby přesně diagnostikovaly nedostatek železa. V případě pochybností můžete stříkat sloučeninami železa; reakce je obvykle velmi rychlá. Obecným účinkem chlorózy z nedostatku železa je snížení fotosyntetické aktivity potřebné pro růst a vývoj. To zase snižuje výnosy plodin a lidské ekonomické využití. Nedostatek hořčíku také vykazuje chlorózu v mezižilních oblastech, ale tyto příznaky začínají na starších listech a chloróza je více žlutooranžové barvy. Nedostatek manganu se projevuje chlorózou i u mladších listů, ale žilnatina zůstává zelená i při silném nedostatku.
Vysoké hladiny dostupné moly mohou snížit absorpci Fe, což způsobí vysrážení molybdenanu železa na povrchu kořene. Nejčastější příčinou nedostatku železa u rostlin je vysoké pH; dostupnost železa klesá, když je pH nad 7. Nedostatek železa může být způsoben špatným odvodněním substrátu. Nedostatek železa může být způsoben i nadbytkem manganu.
Optimální koncentrace železa pro různé rostliny se liší. Například pro většinu hroznů by měl živný roztok obsahovat 2-3 ppm Fe (2-3 mg/l).
Přebytek železa
Nahromadění železa v buňkách může být také toxické. Může působit katalyticky a vytvářet hydroxylové radikály, které mohou poškodit lipidy, proteiny a DNA. Vzhledem k potenciální toxicitě spojené s vysokými hladinami železa buňky ukládají železo pomocí intracelulárního proteinu zvaného feritin, který uvolňuje železo kontrolovaným způsobem. Tento protein produkují téměř všechny živé organismy, včetně řas, bakterií, vyšších rostlin a zvířat.
Diagnostika a odstranění přebytečného železa
K toxicitě železa dochází především tehdy, když pH klesne natolik, že se vytvoří nadbytek dostupného železa. Stejně jako u některých jiných živin jsou viditelné známky toxicity železa pravděpodobně známkou jiného nedostatku živin. Hromadění železa může také nastat při nedostatku zinku. Nadbytek železa může způsobit, že listy změní barvu na tmavší zelenou.
Železo v živných roztocích
Pro hydroponii se jako živiny používá síran železnatý (síran železnatý) nebo cheláty železa. Cheláty železa jsou obecně méně náchylné k vysrážení za alkalických podmínek a jsou obecně výhodné pro použití. Více se dočtete v článku „Kovové cheláty“.
fontány
- Hydroponie a praktické skleníky. září . 2016
