Oligo-élément Fer. Les fonctions. Signes de carence et d’excès – Culture hydroponique

Le fer (symbole chimique Fe) est l’un des six micronutriments ou oligo-éléments nécessaires à la croissance et à la reproduction des plantes. Parmi les nombreuses propriétés spéciales du fer, sa capacité à subir facilement des changements de valence ou à s’oxyder facilement est l’essence de son importance biologique. La plupart des publications et études scientifiques traitent du fer dans le sol, où il est présent sous forme de minéraux (comme l’hématite), de sédiments inorganiques (comme les oxydes de fer), de complexes organiques (comme les humates) et d’ions dans la solution du sol. Chimiquement, cela se produit sous deux formes ou états d’oxydation : Fe³⁺ et Fe²⁺… Le fer ferreux s’oxyde facilement en ferrique, qui est pratiquement insoluble dans l’eau. Dans les sols agricoles normaux et bien aérés, les processus d’oxydation se produisent activement et, par conséquent, le fer trivalent prédomine. Ces phénomènes sont la cause principale du problème de carence en fer dans les cultures.

Comme tous les éléments nutritifs des plantes, le fer doit être en solution aqueuse pour que les racines l’absorbent. Tout facteur qui diminue l’activité ou la concentration du fer dissous (ions Fe) affectera négativement l’absorption. Cette réaction dépend fortement du niveau de pH – l’activité du fer soluble diminue 1000 fois pour chaque augmentation de pH de un.

Naturellement, la réaction est également influencée par les conditions redox du sol. Pour ces raisons, un sol acide bien aéré aura une teneur en fer soluble plus élevée qu’un sol alcalin. Dans des conditions réductrices, le fer Fe est préféré²⁺… C’est une source importante de fer soluble dans des conditions anaérobies telles que les rizières inondées. Cependant, la solubilité beaucoup plus grande du fer ferreux peut entraîner des problèmes de toxicité ferreuse dans certaines situations. Par example, « bronzage»Dans le riz (fig.).

Fonctions du fer

Les plantes ont besoin de fer pour produire de la chlorophylle et activer plusieurs enzymes, notamment celles impliquées dans la photosynthèse et la respiration. Il est également impliqué dans la synthèse des protéines et la formation de la couleur des fruits. Bien que le rôle exact de la production de chlorophylle ne soit pas encore clair, une relation précise entre la teneur en fer et en chlorophylle dans les feuilles des plantes a été démontrée. L’interruption de la production de chlorophylle chez les plantes carencées en fer est, bien entendu, la cause du symptôme visuel universel, la chlorose.

Le fer est principalement absorbé par les plantes du sol sous forme de fer (Fe²⁺). Cependant, comme la plupart des sols agricoles contiennent du fer sous forme de fer (Fe³⁺), les plantes doivent d’abord dissoudre Fe³⁺puis le réduire en Fe2 + afin qu’il puisse traverser la membrane plasmique de la racine des cheveux (plasmalemme). Le mécanisme exact qui décrit ce processus est encore mal compris. Il semble varier selon les espèces végétales.

Dans la plupart des cultures, l’absorption du fer est un processus actif qui nécessite de l’énergie. Les poils absorbants de la plante sécrètent des protons (ions H⁺) et exsude dans le sol environnant. Les protons aident à dissoudre Fe³⁺, abaissant le pH et favorisant la chélation des ions Fe³⁺ exsudats phénoliques. A la surface des racines, chélate de fer Fe³⁺ réduit en chélate de fer Fe²⁺qui libère facilement Fe²⁺ pour l’absorption par les poils absorbants. Dès qu’il est allé à la racine, Fe²⁺ oxydé en Fe³⁺ puis chélaté avec des ions citrate. Le chélate de citrate de fer est ensuite transporté vers les zones de croissance active de la plante. Après la translocation, le fer a tendance à se fixer et ne peut pas être retransféré d’un organe à l’autre. Pour cette raison, les symptômes de carence en fer ont tendance à n’affecter que la nouvelle croissance.

Дефицит железа

Presque sans exception, la carence en fer conduit à la chlorose des jeunes feuilles à croissance rapide, tandis que les feuilles plus âgées restent vert foncé. Les nervures restent fortement vertes contrairement aux zones interveineuses jaunes. Chez les plantes à feuilles à nervures parallèles (par exemple les céréales), un effet tremplin est observé. Une fine structure réticulaire est visible sur les plantes à feuilles larges (voir Fig.). Initialement, les veines restent vertes, ce qui donne un motif de maille. Dans les stades ultérieurs, les nervures deviennent également chlorotiques et peuvent se décomposer et la feuille entière semble blanchie. La nécrose ne se produit généralement pas avant les derniers stades de développement des symptômes.

Diagnostic et élimination de la carence en fer

Les symptômes visuels sont suffisamment courants pour diagnostiquer avec précision une carence en fer. En cas de doute, vous pouvez pulvériser des composés de fer – la réaction est généralement très rapide. L’effet général de la chlorose ferriprive est de réduire l’activité photosynthétique nécessaire à la croissance et au développement. Ceci, à son tour, réduit les rendements des cultures et l’utilisation économique humaine. Une carence en magnésium montre également une chlorose dans les zones internervaires, mais ces symptômes commencent sur les feuilles plus âgées et la chlorose est de couleur plus jaune orangé. Une carence en manganèse montre également une chlorose sur les feuilles plus jeunes, mais les nervures restent vertes même en cas de carence sévère.

Des niveaux élevés de molybdène disponible peuvent réduire l’absorption de Fe, provoquant la précipitation du molybdate de fer à la surface des racines. La cause la plus fréquente de carence en fer chez les plantes est un pH élevé – la disponibilité du fer diminue lorsque le pH est supérieur à 7. La carence en fer peut être causée par un mauvais drainage du substrat. Une carence en fer peut également être causée par un excès de manganèse.

La concentration optimale de fer pour différentes plantes varie. Par exemple, pour la plupart des vignes cultivées, la solution nutritive doit contenir 2 à 3 ppm de Fe (2 à 3 mg/L).

excès de fer

L’accumulation de fer dans les cellules peut également être toxique. Il peut agir de manière catalytique pour générer des radicaux hydroxyles qui peuvent endommager les lipides, les protéines et l’ADN. En raison de la toxicité potentielle associée aux niveaux élevés de fer, les cellules stockent le fer avec une protéine intracellulaire appelée ferritine, qui libère le fer de manière contrôlée. Cette protéine est produite par presque tous les organismes vivants, y compris les algues, les bactéries, les plantes supérieures et les animaux.

Diagnostic et élimination de l’excès de fer

La toxicité ferreuse se produit principalement lorsque le pH baisse suffisamment pour créer un excès de fer disponible. Comme pour certains autres nutriments, des signes visibles de toxicité ferreuse sont susceptibles d’être le signe d’une autre carence en nutriments. Une accumulation de fer peut également survenir en cas de carence en zinc. L’excès de fer peut faire changer la couleur du feuillage en un vert plus foncé.

Fer dans les solutions nutritives

Pour la culture hydroponique, le sulfate ferreux (sulfate ferreux) ou les chélates de fer sont utilisés comme nutriments. Les chélates de fer sont généralement moins sujets à la précipitation dans des conditions alcalines et sont généralement préférés pour une utilisation. Lire la suite dans l’article « Chélates métalliques ».

sources

1. Culture hydroponique et serres pratiques . Septembre . 2016