Besi (simbol kimia Fe) ialah salah satu daripada enam mikronutrien atau unsur surih yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pembiakan tumbuhan. Daripada banyak sifat istimewa besi, keupayaannya untuk mengalami perubahan valens atau mudah teroksida adalah intipati kepentingan biologinya. Kebanyakan penerbitan dan kajian saintifik membincangkan besi dalam tanah, di mana ia hadir dalam bentuk mineral (seperti hematit), sedimen tak organik (seperti oksida besi), kompleks organik (seperti humates), dan ion dalam larutan tanah. Secara kimia, ia berlaku dalam dua bentuk atau keadaan pengoksidaan: Fe3+ dan Fe2+… Besi ferus mudah teroksida kepada ferik, yang boleh dikatakan tidak larut dalam air. Dalam tanah pertanian biasa yang berudara baik, proses pengoksidaan berlaku secara aktif dan oleh itu besi trivalen mendominasi. Fenomena ini menjadi punca utama masalah kekurangan zat besi dalam tanaman.
Seperti semua nutrien tumbuhan, besi mesti berada dalam larutan akueus untuk akar menyerapnya. Sebarang faktor yang mengurangkan aktiviti atau kepekatan besi terlarut (ion Fe) akan memberi kesan buruk kepada penyerapan. Tindak balas ini sangat bergantung pada tahap pH: aktiviti besi terlarut berkurangan 1000 kali untuk setiap peningkatan pH sebanyak satu.
Secara semula jadi, tindak balas juga dipengaruhi oleh keadaan redoks tanah. Atas sebab ini, tanah berasid yang berudara baik akan mempunyai kandungan ferik larut yang lebih tinggi daripada tanah beralkali. Di bawah keadaan mengurangkan, besi Fe lebih disukai2+… Ia merupakan sumber penting besi larut dalam keadaan anaerobik seperti sawah yang ditenggelami air. Walau bagaimanapun, keterlarutan besi ferus yang lebih tinggi boleh menyebabkan masalah ketoksikan besi dalam beberapa situasi. Contohnya, “ikan siakap»Dalam nasi (rajah).
Fungsi besi
Tumbuhan memerlukan zat besi untuk menghasilkan klorofil dan mengaktifkan pelbagai enzim, terutamanya yang terlibat dalam fotosintesis dan respirasi. Ia juga mengambil bahagian dalam sintesis protein dan pembentukan warna buah. Walaupun peranan sebenar pengeluaran klorofil masih belum jelas, hubungan yang pasti antara kandungan besi dan klorofil dalam daun tumbuhan telah ditunjukkan. Gangguan pengeluaran klorofil dalam tumbuhan kekurangan zat besi, sudah tentu, punca gejala visual sejagat, klorosis.
Besi diserap terutamanya oleh tumbuhan dalam tanah dalam bentuk besi (Fe2+). Walau bagaimanapun, oleh kerana kebanyakan tanah pertanian mengandungi besi dalam bentuk besi (Fe3+), tumbuhan mesti terlebih dahulu melarutkan Fe3+dan kemudian mengurangkannya kepada Fe2 + supaya ia boleh melintasi membran plasma akar rambut (plasmalemma). Mekanisme tepat yang menerangkan proses ini masih belum difahami dengan baik. Nampaknya berbeza antara spesies tumbuhan.
Dalam kebanyakan tanaman, penyerapan zat besi adalah proses aktif yang memerlukan tenaga. Bulu akar tumbuhan mengeluarkan proton (ion H+) dan memancar ke tanah sekeliling. Proton membantu melarutkan Fe3+, menurunkan pH dan menggalakkan pengkelat ion Fe3+ eksudat fenolik. Pada permukaan akar, besi kelat Fe3+ dikurangkan kepada ferum kelat Fe2+yang mudah melepaskan Iman2+ untuk penyerapan oleh rambut akar. Sebaik sahaja ia pergi ke akar, Iman2+ teroksida kepada Fe3+ dan kemudian dikelat dengan ion sitrat. Kelat sitrat besi kemudian diangkut ke kawasan tumbuhan yang sedang tumbuh secara aktif. Selepas translokasi, besi cenderung untuk mengikat dan tidak boleh dipindahkan kembali dari satu organ ke organ yang lain. Atas sebab ini, gejala kekurangan zat besi cenderung hanya menjejaskan pertumbuhan baru.
Kekurangan zat besi
Hampir tanpa pengecualian, kekurangan zat besi membawa kepada klorosis daun muda yang cepat tumbuh, manakala daun yang lebih tua kekal hijau gelap. Vena kekal hijau dengan ketara berbeza dengan kawasan campur tangan kuning. Pada tumbuhan dengan daun dengan urat selari (contohnya bijirin), kesan trampolin diperhatikan. Struktur jaringan halus boleh dilihat pada tumbuhan berdaun lebar (lihat rajah). Pada mulanya, urat kekal hijau, menghasilkan corak mesh. Pada peringkat kemudian, urat juga menjadi klorotik dan boleh pecah dan keseluruhan daun kelihatan terluntur. Nekrosis biasanya tidak berlaku sehingga peringkat akhir perkembangan gejala.
Diagnosis dan penghapusan kekurangan zat besi.
Gejala visual cukup biasa untuk mendiagnosis kekurangan zat besi dengan tepat. Apabila ragu-ragu, anda boleh menyembur dengan sebatian besi; tindak balas biasanya sangat cepat. Kesan umum klorosis kekurangan zat besi adalah untuk mengurangkan aktiviti fotosintesis yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan. Ini seterusnya mengurangkan hasil tanaman dan penggunaan ekonomi manusia. Kekurangan magnesium juga menunjukkan klorosis di kawasan interveina, tetapi gejala ini bermula pada daun yang lebih tua dan klorosis lebih berwarna kuning-oren. Kekurangan mangan juga menunjukkan klorosis pada daun yang lebih muda, tetapi urat tetap hijau walaupun dengan kekurangan yang teruk.
Tahap tinggi moly yang ada boleh mengurangkan penyerapan Fe, menyebabkan besi molibdat memendakan pada permukaan akar. Penyebab paling biasa kekurangan zat besi dalam tumbuhan ialah pH yang tinggi; ketersediaan besi berkurangan apabila pH melebihi 7. Kekurangan zat besi boleh disebabkan oleh saliran substrat yang lemah. Kekurangan zat besi juga boleh disebabkan oleh mangan berlebihan.
Kepekatan besi optimum untuk tumbuhan berbeza berbeza-beza. Sebagai contoh, untuk kebanyakan tanaman anggur, larutan nutrien harus mengandungi 2-3 ppm Fe (2-3 mg / L).
Lebihan besi
Pengumpulan besi dalam sel juga boleh menjadi toksik. Ia boleh bertindak secara pemangkin untuk menghasilkan radikal hidroksil yang boleh merosakkan lipid, protein, dan DNA. Disebabkan potensi ketoksikan yang dikaitkan dengan paras besi yang tinggi, sel menyimpan besi dengan protein intraselular yang dipanggil feritin, yang membebaskan zat besi dalam cara terkawal. Protein ini dihasilkan oleh hampir semua organisma hidup, termasuk alga, bakteria, tumbuhan yang lebih tinggi, dan haiwan.
Diagnosis dan penyingkiran zat besi yang berlebihan
Ketoksikan besi berlaku terutamanya apabila pH turun cukup untuk menghasilkan lebihan besi yang tersedia. Seperti beberapa nutrien lain, tanda ketoksikan besi yang boleh dilihat berkemungkinan merupakan tanda kekurangan nutrien yang lain. Pembentukan besi juga boleh berlaku dengan kekurangan zink. Lebihan zat besi boleh menyebabkan dedaunan bertukar warna kepada hijau yang lebih gelap.
Besi dalam larutan nutrien
Untuk hidroponik, ferus sulfat (ferrous sulfate) atau kelat besi digunakan sebagai nutrien. Kelat besi umumnya kurang terdedah kepada pemendakan dalam keadaan beralkali dan secara amnya lebih disukai untuk digunakan. Baca lebih lanjut dalam artikel “Kelat logam”.
air pancut
- Hidroponik dan rumah hijau praktikal. September . 2016
