철 (화학 기호 Fe)은 식물 성장과 번식에 필요한 XNUMX 가지 미량 영양소 또는 미량 무기질 중 하나입니다. 철의 많은 특수한 특성 중에서 원자가 변화를 쉽게 겪거나 쉽게 산화하는 능력은 생물학적 중요성의 본질입니다. 대부분의 과학 간행물과 연구에서는 미네랄 (예 : 적철광), 무기 퇴적물 (예 : 산화철), 유기 복합체 (예 : 부식 산염) 및 토양 용액의 이온으로 존재하는 토양의 철에 대해 논의합니다. 화학적으로 두 가지 형태 또는 산화 상태로 발생합니다.3+ и Fe2+… 철은 쉽게 산화되어 물에 거의 녹지 않는 철로 변합니다. 일반적이고 공기가 잘 통하는 농업 토양에서는 산화 과정이 활발히 일어나므로 XNUMX가 철이 우세합니다. 이러한 현상은 작물의 철분 결핍 문제의 주요 원인입니다.
모든 식물 영양소와 마찬가지로 철분은 뿌리가 흡수 할 수 있도록 수용액에 있어야합니다. 용존 철 (Fe 이온)의 활성 또는 농도를 감소시키는 요인은 흡수에 악영향을 미칩니다. 이 반응은 pH 수준에 크게 의존합니다. 가용성 철의 활성은 pH가 1000 씩 증가 할 때마다 XNUMX 배 감소합니다.
당연히 반응은 토양의 산화 환원 조건에 의해 영향을받습니다. 이러한 이유로, 공기가 잘 통하는 산성 토양은 알칼리성 토양보다 용해성 철 함량이 높습니다. 환원 조건에서 철 Fe가 선호됩니다.2+… 침수 된 논과 같은 혐기성 조건에서 용해성 철의 중요한 공급원입니다. 그러나 철의 훨씬 더 큰 용해도는 일부 상황에서 철 독성 문제를 일으킬 수 있습니다. 예 : “브론 징»쌀에서 (그림).
철 기능
식물은 엽록소를 생성하고 여러 효소, 특히 광합성과 호흡에 관련된 효소를 활성화하기 위해 철이 필요합니다. 또한 단백질 합성 및 과일 색 형성에도 관여합니다. 엽록소 생산의 정확한 역할은 아직 명확하지 않지만 식물 잎에서 철분과 엽록소 함량 사이의 명확한 관계가 입증되었습니다. 철분이 부족한 식물에서 엽록소 생산이 중단되는 것은 물론 보편적 인 시각적 증상 인 황화 증의 원인입니다.
철분은 주로 토양의 식물에 철 (Fe) 형태로 흡수됩니다.2+). 그러나 대부분의 농업 토양에는 철 (Fe3+), 식물은 어떻게 든 먼저 Fe를 용해시켜야합니다.3+그런 다음 모근의 원형질막 (plasmalemma)을 통과 할 수 있도록 Fe2 +로 줄입니다. 이 프로세스를 설명하는 정확한 메커니즘은 아직 잘 알려져 있지 않습니다. 식물 종마다 다른 것으로 보입니다.
대부분의 작물에서 철분 섭취는 에너지를 필요로하는 활동적인 과정입니다. 식물의 뿌리털은 양성자를 분비합니다 (이온 H+) 주변 토양으로 삼출됩니다. 양성자는 Fe를 용해시키는 데 도움이됩니다.3+, pH를 낮추고 Fe 이온의 킬레이트 화 촉진3+ 페놀 성 삼출물. 뿌리 표면에 철 킬레이트 Fe3+ 철 킬레이트 Fe로 환원2+Fe를 쉽게 방출하는2+ 뿌리털에 흡수됩니다. 그가 뿌리를 내리 자마자 Fe2+ Fe로 산화3+ 구연산 이온으로 킬레이트 화되었습니다. 그런 다음 구연산 철 킬레이트는 식물의 활발하게 성장하는 지역으로 운반됩니다. 전위 후 철분은 고정되는 경향이 있으며 장기에서 장기로 재 이동 될 수 없습니다. 이러한 이유로 철분 결핍 증상은 새로운 성장에만 영향을 미치는 경향이 있습니다.
철분 결핍
거의 예외없이 철분 결핍은 젊고 빠르게 자라는 잎의 백화로 이어지며 오래된 잎은 짙은 녹색으로 유지됩니다. 정맥은 노란색 정맥 사이 영역과 대조적으로 선명한 녹색을 유지합니다. 잎이 나란히있는 식물 (예 : 곡물)에서는 도약판 효과가 관찰됩니다. 넓은 잎 식물에서 미세한 메쉬 구조가 보입니다 (그림 참조). 처음에는 정맥이 녹색으로 유지되어 메시 패턴이됩니다. 후기 단계에서 정맥은 또한 황화가되어 부서져 잎 전체가 표백 된 것처럼 보입니다. 괴사는 일반적으로 증상 발달의 마지막 단계까지 발생하지 않습니다.
철분 결핍 진단 및 제거
시각적 증상은 철분 결핍을 정확하게 진단하기에 충분히 일반적입니다. 의심스러운 경우 철 화합물을 뿌릴 수 있습니다. 반응은 일반적으로 매우 빠릅니다. 철분 결핍 백화 증의 일반적인 효과는 성장과 발달에 필요한 광합성 활동을 감소시키는 것입니다. 이것은 차례로 작물 수확량과 인간의 경제적 사용을 감소시킵니다. 마그네슘 결핍은 또한 정맥 사이의 백화 현상을 나타내지 만 이러한 증상은 오래된 잎에서 시작되며 백화는 더 노란색-주황색입니다. 망간 결핍은 또한 어린 잎에 백화 현상을 나타내지 만 심각한 결핍에도 정맥은 녹색으로 유지됩니다.
높은 수준의 사용 가능한 몰리브덴은 철 흡수를 감소시켜 몰리브덴 산 철이 뿌리 표면에 침전되도록합니다. 식물에서 철분 결핍의 가장 흔한 원인은 높은 pH입니다. 철분 가용성은 pH가 7 이상일 때 감소합니다. 철분 결핍은 기질의 불량한 배수로 인해 발생할 수 있습니다. 철분 결핍은 너무 많은 망간으로 인해 발생할 수도 있습니다.
식물에 따라 최적의 철분 농도는 다양합니다. 예를 들어, 재배되는 대부분의 포도 작물의 경우 영양 용액에는 2-3ppm의 Fe (2-3mg / L)가 포함되어야합니다.
과도한 철분
세포에 축적 된 철분도 독성이있을 수 있습니다. 지질, 단백질 및 DNA를 손상시킬 수있는 하이드 록실 라디칼을 생성하기 위해 촉매 작용을 할 수 있습니다. 높은 철분 수치와 관련된 잠재적 인 독성으로 인해 세포는 제어 된 방식으로 철을 방출하는 페리틴이라는 세포 내 단백질과 함께 철을 저장합니다. 이 단백질은 조류, 박테리아, 고등 식물 및 동물을 포함한 거의 모든 살아있는 유기체에서 생성됩니다.
과잉 철분 진단 및 제거
철 독성은 주로 사용 가능한 철을 과도하게 생성 할만큼 pH가 떨어질 때 발생합니다. 다른 영양소와 마찬가지로 철 독성의 가시적 인 징후는 다른 영양소 결핍의 징후 일 가능성이 높습니다. 아연 결핍으로 철분 축적이 발생할 수도 있습니다. 과도한 철분은 잎이 더 진한 녹색으로 변할 수 있습니다.
영양 용액의 철
수경 재배의 경우 황산 제 XNUMX 철 (황산 철) 또는 킬레이트 철이 영양소로 사용됩니다. 철 킬레이트는 일반적으로 알칼리성 조건 하에서 침전되는 경향이 적고 일반적으로 사용하기에 바람직합니다. “금속 킬레이트”기사에서 자세히 알아보십시오.
소스
- 실용적인 수경 재배 및 온실. 2016 월. XNUMX 년
