鉄（化学記号Fe）は、植物の成長と繁殖に必要な.つの微量栄養素または微量ミネラルの.つです。 鉄の多くの特別な特性のうち、原子価の変化を容易に受けたり、容易に酸化したりする能力は、その生物学的重要性の本質です。 ほとんどの科学出版物と研究は、土壌中の鉄について論じています。鉄は、鉱物（ヘマタイトなど）、無機堆積物（酸化鉄など）、有機複合体（フミン酸塩など）、および土壌溶液中のイオンとして存在します。 化学的には、.つの形態または酸化状態で発生します：Fe3+ иFe2+..。 第一鉄は容易に酸化されて第二鉄になりますが、これは水にほとんど溶けません。 通常の十分に通気された農業土壌では、酸化プロセスが活発に発生するため、.価の鉄が優勢です。 これらの現象は、作物の鉄欠乏の問題の主な原因です。
すべての植物栄養素と同様に、鉄は根がそれを吸収するために水溶液でなければなりません。 溶存鉄（Feイオン）の活性や濃度を低下させる要因は、吸収に悪影響を及ぼします。 この反応はpHレベルに大きく依存します-可溶性鉄の活性は、pHが1000単位増加するごとに.分の.に減少します。
当然、反応は土壌の酸化還元条件にも影響されます。 これらの理由から、十分に通気された酸性土壌は、アルカリ性土壌よりも可溶性の第二鉄含有量が高くなります。 還元条件下では、鉄Feが好ましい2+..。 水田などの嫌気性条件下での可溶性鉄の重要な供給源です。 ただし、第一鉄の溶解度がはるかに高いと、状況によっては鉄の毒性の問題が発生する可能性があります。 例えば、 “ブロンズ»ご飯の中（図）。
鉄の機能
植物は、クロロフィルを生成し、いくつかの酵素、特に光合成と呼吸に関与する酵素を活性化するために鉄を必要とします。 また、タンパク質合成や果実の色の形成にも関与しています。 クロロフィル生産の正確な役割はまだ不明ですが、植物の葉の鉄とクロロフィル含有量の間の明確な関係が実証されています。 もちろん、鉄欠乏植物における葉緑素生産の中断は、普遍的な視覚症状である白化の原因です。
鉄は主に土壌中の植物に鉄（Fe）の形で吸収されます2+）。 しかし、ほとんどの農業土壌には鉄（Fe）の形で鉄が含まれているため3+）、植物はどういうわけか最初にFeを溶解する必要があります3+次に、それをFe2 +に還元して、毛根の原形質膜（形質膜）を通過できるようにします。 このプロセスを説明する正確なメカニズムはまだよくわかっていません。 植物種によって異なるようです。
ほとんどの作物では、鉄の取り込みはエネルギーを必要とする活発なプロセスです。 植物の根毛はプロトン（イオンH+）そして周囲の土壌への浸出液。 プロトンはFeの溶解を助けます3+、pHを下げ、Feイオンのキレート化を促進します3+ フェノール性滲出液。 根の表面に、鉄キレートFe3+ 鉄キレートFeに還元2+簡単にFeを放出します2+ 根毛による吸収のため。 彼が根を下ろすとすぐに、Fe2+ Feに酸化3+ その後、クエン酸イオンでキレート化されます。 次に、クエン酸鉄キレートは、植物の活発に成長している領域に輸送されます。 転置後、鉄は固定される傾向があり、臓器から臓器へ再移動することはできません。 このため、鉄欠乏症の症状は新しい成長にのみ影響を与える傾向があります。
鉄欠乏症
ほとんど例外なく、鉄欠乏は若くて成長の早い葉の白化を引き起こしますが、古い葉は濃い緑色のままです。 黄色の静脈間領域とは対照的に、静脈は鋭い緑色のままです。 平行な葉脈のある植物（穀物など）では、踏み台効果が観察されます。 広葉樹では細かい網状構造が見られます（図参照）。 最初は、静脈は緑色のままで、メッシュパターンになります。 後の段階では、静脈も白化して壊れることがあり、葉全体が白化したように見えます。 壊死は通常、症状発現の最終段階まで発生しません。
鉄欠乏症の診断と解消
視覚症状は、鉄欠乏症を正確に診断するのに十分なほど一般的です。 疑わしい場合は、鉄化合物をスプレーすることができます-反応は通常非常に速いです。 鉄欠乏クロロシスの一般的な効果は、成長と発達に必要な光合成活性を低下させることです。 これにより、作物の収穫量と人間の経済的利用が減少します。 マグネシウム欠乏症も静脈間領域で白化を示しますが、これらの症状は古い葉で始まり、白化はより黄橙色になります。 マンガン欠乏症も若い葉に白化を示しますが、重度の欠乏症でも静脈は緑色のままです。
高レベルの利用可能なモリブデンは、Feの取り込みを減らし、モリブデン酸鉄を根の表面に沈殿させる可能性があります。 植物の鉄欠乏の最も一般的な原因は高pHです-pHが7を超えると鉄の利用可能性が低下します。鉄欠乏は基質の不十分な排水によって引き起こされる可能性があります。 鉄欠乏症は、マンガンが多すぎることによっても引き起こされる可能性があります。
植物ごとに最適な鉄濃度は異なります。 たとえば、栽培されるほとんどのブドウ作物の場合、養液には2〜3 ppmのFe（2〜3 mg / L）が含まれている必要があります。
過剰な鉄
細胞内の鉄の蓄積も有毒である可能性があります。 触媒的に作用して、脂質、タンパク質、およびDNAに損傷を与える可能性のあるヒドロキシルラジカルを生成することができます。 高い鉄レベルに関連する潜在的な毒性のために、細胞はフェリチンと呼ばれる細胞内タンパク質とともに鉄を貯蔵します。フェリチンは制御された方法で鉄を放出します。 このタンパク質は、藻類、バクテリア、高等植物、動物など、ほぼすべての生物によって生成されます。
過剰な鉄の診断と除去
鉄の毒性は主に、pHが十分に低下して利用可能な鉄が過剰になる場合に発生します。 他のいくつかの栄養素と同様に、鉄毒性の目に見える兆候は、別の栄養素欠乏の兆候である可能性があります。 鉄の蓄積は、亜鉛の欠乏によっても発生する可能性があります。 過剰な鉄分は、葉の色を濃い緑色に変える可能性があります。
養液中の鉄
水耕栽培では、硫酸第一鉄（硫酸第一鉄）または鉄キレートが栄養素として使用されます。 鉄キレートは、一般に、アルカリ性条件下で沈殿する傾向が少なく、一般的に使用に好ましい。 詳細については、「金属キレート」の記事を参照してください。
ソース
- 実用的な水耕栽培と温室。 2016月。 .年
