Ο σίδηρος (χημικό σύμβολο Fe) είναι ένα από τα έξι μικροθρεπτικά συστατικά ή ιχνοστοιχεία που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή των φυτών. Από τις πολλές ειδικές ιδιότητες του σιδήρου, η ικανότητά του να υφίσταται αλλαγές σθένους ή να οξειδώνεται εύκολα είναι η ουσία της βιολογικής του σημασίας. Οι περισσότερες επιστημονικές δημοσιεύσεις και μελέτες συζητούν τον σίδηρο στο έδαφος, όπου υπάρχει με τη μορφή ορυκτών (όπως αιματίτης), ανόργανων ιζημάτων (όπως οξείδια σιδήρου), οργανικών συμπλεγμάτων (όπως τα χουμικά) και ιόντων στο εδαφικό διάλυμα. Χημικά, εμφανίζεται σε δύο μορφές ή καταστάσεις οξείδωσης: Fe3+ και Fe2+… Ο σίδηρος οξειδώνεται εύκολα σε σίδηρο, ο οποίος είναι πρακτικά αδιάλυτος στο νερό. Σε κανονικά, καλά αεριζόμενα γεωργικά εδάφη, συμβαίνουν ενεργά διεργασίες οξείδωσης και επομένως κυριαρχεί ο τρισθενής σίδηρος. Αυτά τα φαινόμενα είναι η κύρια αιτία του προβλήματος της έλλειψης σιδήρου στις καλλιέργειες.
Όπως όλα τα θρεπτικά συστατικά των φυτών, έτσι και ο σίδηρος πρέπει να βρίσκεται σε υδατικό διάλυμα για να τον απορροφήσουν οι ρίζες. Οποιοσδήποτε παράγοντας που μειώνει τη δραστηριότητα ή τη συγκέντρωση του διαλυμένου σιδήρου (ιόντα Fe) θα επηρεάσει αρνητικά την απορρόφηση. Αυτή η αντίδραση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το επίπεδο του pH: η δραστηριότητα του διαλυτού σιδήρου μειώνεται 1000 φορές για κάθε αύξηση του pH κατά μία.
Φυσικά, η αντίδραση επηρεάζεται επίσης από τις συνθήκες οξειδοαναγωγής του εδάφους. Για αυτούς τους λόγους, ένα καλά αεριζόμενο όξινο έδαφος θα έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε διαλυτό σίδηρο από ένα αλκαλικό έδαφος. Υπό αναγωγικές συνθήκες, προτιμάται ο σίδηρος Fe2+… Είναι μια σημαντική πηγή διαλυτού σιδήρου σε αναερόβιες συνθήκες, όπως πλημμυρισμένους ορυζώνες. Ωστόσο, η πολύ υψηλότερη διαλυτότητα του σιδήρου μπορεί να προκαλέσει προβλήματα τοξικότητας σιδήρου σε ορισμένες περιπτώσεις. Για παράδειγμα, “παγώνι λαβράκι»Σε ρύζι (εικ.).
Λειτουργίες σιδήρου
Τα φυτά χρειάζονται σίδηρο για να παράγουν χλωροφύλλη και να ενεργοποιήσουν διάφορα ένζυμα, ειδικά εκείνα που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση και την αναπνοή. Συμμετέχει επίσης στη σύνθεση πρωτεϊνών και στο σχηματισμό του χρώματος του καρπού. Αν και ο ακριβής ρόλος της παραγωγής χλωροφύλλης δεν είναι ακόμη σαφής, έχει αποδειχθεί μια σαφής σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε σίδηρο και χλωροφύλλη στα φύλλα των φυτών. Η διαταραχή της παραγωγής χλωροφύλλης σε φυτά με έλλειψη σιδήρου είναι φυσικά η αιτία του παγκόσμιου οπτικού συμπτώματος, της χλωρίωσης.
Ο σίδηρος απορροφάται κυρίως από τα φυτά στο έδαφος με τη μορφή σιδήρου (Fe2+). Ωστόσο, δεδομένου ότι τα περισσότερα γεωργικά εδάφη περιέχουν σίδηρο με τη μορφή σιδήρου (Fe3+), τα φυτά πρέπει πρώτα να διαλύσουν τον Fe3+και μετά μειώστε το σε Fe2 + ώστε να μπορεί να διασχίσει την πλασματική μεμβράνη της ρίζας της τρίχας (πλασμάλεμα). Ο ακριβής μηχανισμός που περιγράφει αυτή τη διαδικασία δεν είναι ακόμη καλά κατανοητός. Φαίνεται να διαφέρει μεταξύ των φυτικών ειδών.
Στις περισσότερες καλλιέργειες, η απορρόφηση του σιδήρου είναι μια ενεργή διαδικασία που απαιτεί ενέργεια. Οι τρίχες της ρίζας του φυτού εκπέμπουν πρωτόνια (ιόντα Η+) και αποπνέει στο περιβάλλον έδαφος. Τα πρωτόνια βοηθούν στη διάλυση του Fe3+, μειώνοντας το pH και προάγοντας τη χηλοποίηση των ιόντων Fe3+ φαινολικά εκκρίματα. Στην επιφάνεια της ρίζας, χηλικός σίδηρος Fe3+ ανάγεται σε χηλικό σίδηρο Fe2+που απελευθερώνει εύκολα την Πίστη2+ για απορρόφηση από τις τρίχες της ρίζας. Μόλις πήγε στη ρίζα, η Πίστη2+ οξειδώνεται σε Fe3+ και στη συνέχεια χηλικοποιήθηκε με κιτρικά ιόντα. Η χηλική ένωση κιτρικού σιδήρου στη συνέχεια μεταφέρεται σε ενεργά αναπτυσσόμενες περιοχές του φυτού. Μετά τη μετατόπιση, ο σίδηρος τείνει να δεσμεύεται και δεν μπορεί να μεταφερθεί πίσω από το ένα όργανο στο άλλο. Για το λόγο αυτό, τα συμπτώματα έλλειψης σιδήρου τείνουν να επηρεάζουν μόνο τη νέα ανάπτυξη.
Ανεπάρκεια σιδήρου
Σχεδόν χωρίς εξαίρεση, η έλλειψη σιδήρου οδηγεί σε χλώρωση των νεαρών, ταχέως αναπτυσσόμενων φύλλων, ενώ τα παλαιότερα φύλλα παραμένουν σκούρα πράσινα. Οι φλέβες παραμένουν εμφανώς πράσινες σε αντίθεση με τις κίτρινες ενδιάμεσες περιοχές. Σε φυτά με φύλλα με παράλληλες φλέβες (π.χ. δημητριακά), παρατηρείται φαινόμενο τραμπολίνο. Μια δομή λεπτού πλέγματος είναι ορατή στα πλατύφυλλα φυτά (βλ. σχήμα). Αρχικά, οι φλέβες παραμένουν πράσινες, με αποτέλεσμα ένα μοτίβο πλέγματος. Σε μεταγενέστερα στάδια, οι φλέβες γίνονται επίσης χλωρωτικές και μπορεί να σπάσουν και ολόκληρο το φύλλο φαίνεται λευκασμένο. Η νέκρωση γενικά δεν εμφανίζεται μέχρι τα τελικά στάδια ανάπτυξης των συμπτωμάτων.
Διάγνωση και εξάλειψη έλλειψης σιδήρου.
Τα οπτικά συμπτώματα είναι αρκετά κοινά για να διαγνωστεί με ακρίβεια η έλλειψη σιδήρου. Σε περίπτωση αμφιβολίας, μπορείτε να ψεκάσετε με ενώσεις σιδήρου. η αντίδραση είναι συνήθως πολύ γρήγορη. Η γενική επίδραση της χλώρωσης λόγω έλλειψης σιδήρου είναι η μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας που απαιτείται για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη. Αυτό, με τη σειρά του, μειώνει τις αποδόσεις των καλλιεργειών και την ανθρώπινη οικονομική χρήση. Η ανεπάρκεια μαγνησίου εμφανίζει επίσης χλώρωση στις μεσοφλεβιδικές περιοχές, αλλά αυτά τα συμπτώματα ξεκινούν σε παλαιότερα φύλλα και η χλώρωση έχει πιο κίτρινο-πορτοκαλί χρώμα. Η ανεπάρκεια μαγγανίου εμφανίζει επίσης χλώρωση στα νεότερα φύλλα, αλλά οι φλέβες παραμένουν πράσινες ακόμη και με σοβαρή ανεπάρκεια.
Τα υψηλά επίπεδα διαθέσιμου μολυβδαινίου μπορούν να μειώσουν την απορρόφηση του Fe, προκαλώντας την καθίζηση του μολυβδαινικού σιδήρου στην επιφάνεια της ρίζας. Η πιο κοινή αιτία ανεπάρκειας σιδήρου στα φυτά είναι το υψηλό pH. Η διαθεσιμότητα σιδήρου μειώνεται όταν το pH είναι πάνω από 7. Η έλλειψη σιδήρου μπορεί να προκληθεί από κακή αποστράγγιση του υποστρώματος. Η έλλειψη σιδήρου μπορεί επίσης να οφείλεται στην περίσσεια μαγγανίου.
Η βέλτιστη συγκέντρωση σιδήρου για διαφορετικά φυτά ποικίλλει. Για παράδειγμα, για τις περισσότερες καλλιέργειες σταφυλιού, το θρεπτικό διάλυμα πρέπει να περιέχει 2-3 ppm Fe (2-3 mg / L).
Περίσσεια σιδήρου
Η συσσώρευση σιδήρου στα κύτταρα μπορεί επίσης να είναι τοξική. Μπορεί να δράσει καταλυτικά για να δημιουργήσει ρίζες υδροξυλίου που μπορούν να βλάψουν τα λιπίδια, τις πρωτεΐνες και το DNA. Λόγω της πιθανής τοξικότητας που σχετίζεται με τα υψηλά επίπεδα σιδήρου, τα κύτταρα αποθηκεύουν σίδηρο με μια ενδοκυτταρική πρωτεΐνη που ονομάζεται φερριτίνη, η οποία απελευθερώνει σίδηρο με ελεγχόμενο τρόπο. Αυτή η πρωτεΐνη παράγεται από όλους σχεδόν τους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των φυκιών, των βακτηρίων, των ανώτερων φυτών και των ζώων.
Διάγνωση και αφαίρεση περίσσειας σιδήρου
Η τοξικότητα σιδήρου εμφανίζεται κυρίως όταν το pH πέφτει αρκετά για να δημιουργήσει περίσσεια διαθέσιμου σιδήρου. Όπως και με ορισμένα άλλα θρεπτικά συστατικά, τα ορατά σημάδια τοξικότητας σιδήρου είναι πιθανόν σημάδι ανεπάρκειας άλλης θρεπτικής ουσίας. Η συσσώρευση σιδήρου μπορεί επίσης να συμβεί με ανεπάρκεια ψευδαργύρου. Η περίσσεια σιδήρου μπορεί να κάνει το φύλλωμα να αλλάξει χρώμα σε πιο σκούρο πράσινο.
Σίδηρος σε θρεπτικά διαλύματα
Για την υδροπονία, ως θρεπτικά συστατικά χρησιμοποιούνται θειικός σίδηρος (θειικός σίδηρος) ή χηλικοί εστέρες σιδήρου. Τα χηλικά άλατα σιδήρου είναι γενικά λιγότερο επιρρεπή σε καθίζηση υπό αλκαλικές συνθήκες και γενικά προτιμώνται για χρήση. Διαβάστε περισσότερα στο άρθρο «Χηλικές ενώσεις μετάλλων».
σιντριβάνια
- Υδροπονία και πρακτικά θερμοκήπια. Σεπτέμβριος . 2016
