Il ferro (simbolo chimico Fe) è uno dei sei micronutrienti o oligoelementi necessari per la crescita e la riproduzione delle piante. Delle molte proprietà speciali del ferro, la sua capacità di subire facilmente cambiamenti di valenza, o facilmente ossidarsi, è l’essenza della sua importanza biologica. La maggior parte delle pubblicazioni e degli studi scientifici trattano il ferro nel suolo, dove è presente sotto forma di minerali (come l’ematite), sedimenti inorganici (come gli ossidi di ferro), complessi organici (come gli umati) e ioni nella soluzione del suolo. Chimicamente, si presenta in due forme o stati di ossidazione: Fe3+ è Fe2+… Il ferro ferroso si ossida facilmente a ferrico, che è praticamente insolubile in acqua. Nei terreni agricoli normali e ben aerati, i processi di ossidazione sono attivi e, quindi, predomina il ferro trivalente. Questi fenomeni sono la causa principale del problema della carenza di ferro nelle colture.
Come tutti i nutrienti delle piante, il ferro deve essere in soluzione acquosa affinché le radici lo assorbano. Qualsiasi fattore che riduce l’attività o la concentrazione del ferro disciolto (ioni Fe) influenzerà negativamente l’assorbimento. Questa reazione è fortemente dipendente dal livello di pH: l’attività del ferro solubile diminuisce di 1000 volte per ogni aumento di pH di uno.
Naturalmente la reazione è anche influenzata dalle condizioni redox del terreno. Per questi motivi, un terreno acido ben aerato avrà un contenuto di ferrico solubile più elevato rispetto a un terreno alcalino. In condizioni riducenti si preferisce il ferro Fe2+… È un’importante fonte di ferro solubile in condizioni anaerobiche come le risaie allagate. Tuttavia, la solubilità molto maggiore del ferro ferroso può causare problemi di tossicità del ferro in alcune situazioni. Per esempio, “abbronzante»Nel riso (fig.).
Funzioni del ferro
Le piante richiedono ferro per produrre clorofilla e attivare diversi enzimi, specialmente quelli coinvolti nella fotosintesi e nella respirazione. È anche coinvolto nella sintesi proteica e nella formazione del colore dei frutti. Sebbene il ruolo esatto della produzione di clorofilla non sia ancora chiaro, è stata dimostrata una relazione definita tra ferro e contenuto di clorofilla nelle foglie delle piante. L’interruzione della produzione di clorofilla nelle piante carenti di ferro è, ovviamente, la causa del sintomo visivo universale, la clorosi.
Il ferro è principalmente assorbito dalle piante nel terreno sotto forma di ferro (Fe2+). Tuttavia, poiché la maggior parte dei terreni agricoli contiene ferro sotto forma di ferro (Fe3+), le piante devono in qualche modo prima dissolvere Fe3+e poi ridurlo a Fe2+ in modo che possa passare attraverso la membrana plasmatica della radice del capello (plasmalemma). L’esatto meccanismo che descrive questo processo è ancora poco conosciuto. Sembra variare tra le specie vegetali.
Nella maggior parte delle colture, l’assorbimento del ferro è un processo attivo che richiede energia. I peli radicali della pianta secernono protoni (ioni H+) ed essuda nel terreno circostante. I protoni aiutano a dissolvere Fe3+, abbassando il pH e favorendo la chelazione degli ioni Fe3+ essudati fenolici. Sulla superficie della radice, chelato di ferro Fe3+ ridotto a chelato di ferro Fe2+che rilascia facilmente Fe2+ per l’assorbimento da parte dei peli radicali. Non appena è andato a radicare, Fe2+ ossidato a Fe3+ e poi chelato con ioni citrato. Il chelato di citrato di ferro viene quindi trasportato nelle aree in crescita attiva della pianta. Dopo la traslocazione, il ferro tende a fissarsi e non può essere ritrasferito da un organo all’altro. Per questo motivo, i sintomi della carenza di ferro tendono a influenzare solo la nuova crescita.
Дефицит железа
Quasi senza eccezioni, la carenza di ferro porta alla clorosi delle foglie giovani a crescita rapida, mentre le foglie più vecchie rimangono verde scuro. Le vene rimangono nettamente verdi in contrasto con le aree internevorarie gialle. Nelle piante con foglie venate parallele (es. cereali) si osserva un effetto trampolino di lancio. Una struttura a maglia fine è visibile sulle piante a foglia larga (vedi fig). Inizialmente, le vene rimangono verdi, risultando in un motivo a maglie. Nelle fasi successive, anche le vene diventano clorotiche e possono rompersi e l’intera foglia appare sbiancata. La necrosi di solito non si verifica fino alle fasi finali dello sviluppo dei sintomi.
Diagnosi ed eliminazione della carenza di ferro
I sintomi visivi sono abbastanza comuni da diagnosticare con precisione la carenza di ferro. In caso di dubbio, puoi spruzzare con composti di ferro: la reazione è solitamente molto veloce. L’effetto generale della clorosi carente di ferro è quello di ridurre l’attività fotosintetica necessaria per la crescita e lo sviluppo. Questo, a sua volta, riduce i raccolti e l’uso economico da parte dell’uomo. La carenza di magnesio mostra anche clorosi nelle zone internervali, ma questi sintomi iniziano sulle foglie più vecchie e la clorosi è di colore più giallo-arancio. La carenza di manganese mostra anche clorosi sulle foglie più giovani, ma le vene rimangono verdi anche in caso di grave carenza.
Alti livelli di molibdeno disponibile possono ridurre l’assorbimento di Fe, causando la precipitazione del molibdato di ferro sulla superficie della radice. La causa più comune di carenza di ferro nelle piante è il pH elevato: la disponibilità di ferro diminuisce quando il pH è superiore a 7. La carenza di ferro può essere causata da uno scarso drenaggio del substrato. La carenza di ferro può essere causata anche da troppo manganese.
La concentrazione ottimale di ferro per diverse piante varia. Ad esempio, per la maggior parte delle colture di uva coltivate, la soluzione nutritiva dovrebbe contenere 2-3 ppm di Fe (2-3 mg/L).
Ferro in eccesso
Anche l’accumulo di ferro nelle cellule può essere tossico. Può agire cataliticamente per generare radicali idrossilici che possono danneggiare lipidi, proteine e DNA. A causa della potenziale tossicità associata a livelli elevati di ferro, le cellule immagazzinano ferro con una proteina intracellulare chiamata ferritina, che rilascia ferro in modo controllato. Questa proteina è prodotta da quasi tutti gli organismi viventi, comprese alghe, batteri, piante superiori e animali.
Diagnosi ed eliminazione del ferro in eccesso
La tossicità del ferro si verifica principalmente quando il pH scende abbastanza da creare un eccesso di ferro disponibile. Come con alcuni altri nutrienti, è probabile che segni visibili di tossicità del ferro siano un segno di un’altra carenza di nutrienti. L’accumulo di ferro può verificarsi anche con carenza di zinco. L’eccesso di ferro può far cambiare colore al fogliame in un verde più scuro.
Ferro nelle soluzioni nutritive
Per l’idroponica, come nutrienti vengono utilizzati solfato ferroso (solfato ferroso) o chelati di ferro. I chelati di ferro sono generalmente meno inclini alla precipitazione in condizioni alcaline e sono generalmente preferiti per l’uso. Maggiori informazioni nell’articolo “Chelati metallici”.
fonti
- Pratica coltura idroponica e serre. settembre. 2016
