Spårelement Järn. Funktioner. Tecken på brist och överskott: hydroponics –

Järn (kemisk symbol Fe) är ett av de sex mikronäringsämnen eller spårämnen som är nödvändiga för tillväxt och reproduktion av växter. Av järns många speciella egenskaper är dess förmåga att genomgå valensförändringar eller lätt oxidera kärnan i dess biologiska betydelse. De flesta vetenskapliga publikationer och studier diskuterar järn i jord, där det finns i form av mineraler (som hematit), oorganiska sediment (som järnoxider), organiska komplex (som humater) och joner i jordlösningen. Kemiskt förekommer det i två former eller oxidationstillstånd: Fe³⁺ och Fe²⁺… Järnhaltigt järn oxideras lätt till järn, som är praktiskt taget olösligt i vatten. I normala, välluftade jordbruksmarker sker aktivt oxidationsprocesser och därför dominerar trevärt järn. Dessa fenomen är huvudorsaken till problemet med järnbrist i grödor.

Liksom alla växtnäringsämnen måste järn finnas i en vattenlösning för att rötterna ska absorbera det. Varje faktor som minskar aktiviteten eller koncentrationen av löst järn (Fe-joner) kommer att påverka absorptionen negativt. Denna reaktion är starkt beroende av pH-nivån: aktiviteten hos lösligt järn minskar 1000 gånger för varje pH-höjning med en.

Naturligtvis påverkas reaktionen också av markens redoxförhållanden. Av dessa skäl kommer en väl luftad sur jord att ha en högre halt av lösligt järn än en alkalisk jord. Under reducerande betingelser föredras järn Fe²⁺… Det är en viktig källa till lösligt järn i anaeroba förhållanden som översvämmade risfält. Den mycket högre lösligheten av järnhaltigt järn kan dock orsaka problem med järntoxicitet i vissa situationer. Till exempel, ”påfågelbas»I ris (fig.).

Järnfunktioner

Växter behöver järn för att producera klorofyll och aktivera olika enzymer, särskilt de som är involverade i fotosyntes och andning. Den deltar också i syntesen av proteiner och bildandet av fruktens färg. Även om den exakta rollen för klorofyllproduktionen ännu inte är klar, har ett definitivt samband mellan järn- och klorofyllinnehållet i växtbladen visats. Störning av klorofyllproduktionen hos växter med järnbrist är naturligtvis orsaken till det universella synsymptomet, kloros.

Järn absorberas huvudsakligen av växter i jorden i form av järn (Fe²⁺). Men eftersom de flesta jordbruksjordar innehåller järn i form av järn (Fe³⁺), måste växter först lösa Fe³⁺och sedan reducera den till Fe2+ så att den kan passera hårrotens plasmamembran (plasmalemma). Den exakta mekanismen som beskriver denna process är ännu inte väl förstått. Det verkar variera mellan växtarter.

I de flesta grödor är järnupptaget en aktiv process som kräver energi. Håren på växtens rot avger protoner (H-joner⁺) och utsöndras till den omgivande jorden. Protoner hjälper till att lösa Fe³⁺sänker pH och främjar kelatbildningen av Fe-joner³⁺ fenolexsudat. På rotytan, järnkelat Fe³⁺ reduceras till järnkelat Fe²⁺som lätt frigör Faith²⁺ för absorption av rothår. Så fort det gick till roten, Faith²⁺ oxiderad till Fe³⁺ och kelaterades sedan med citratjoner. Järncitratkelatet transporteras sedan till aktivt växande områden av växten. Efter translokation tenderar järn att binda och kan inte överföras tillbaka från ett organ till ett annat. Av denna anledning tenderar symtom på järnbrist att bara påverka nytillväxt.

Järnbrist

Nästan utan undantag leder järnbrist till kloros av unga, snabbväxande blad, medan äldre blad förblir mörkgröna. Venerna förblir markant gröna i motsats till de gula intervenösa områdena. Hos växter med blad med parallella ådror (t.ex. spannmål) observeras en trampolineffekt. En finmaskig struktur är synlig i bredbladiga växter (se figur). Inledningsvis förblir venerna gröna, vilket resulterar i ett nätmönster. I senare skeden blir venerna även klorotiska och kan spricka och hela bladet ser blekt ut. Nekros inträffar i allmänhet inte förrän de sista stadierna av symtomutvecklingen.

Diagnos och eliminering av järnbrist.

Synsymtom är vanliga nog för att korrekt diagnostisera järnbrist. Vid tveksamhet kan du spraya med järnföreningar; reaktionen är vanligtvis mycket snabb. Den allmänna effekten av järnbristkloros är att minska den fotosyntetiska aktiviteten som krävs för tillväxt och utveckling. Detta minskar i sin tur skördarna och den mänskliga ekonomiska användningen. Magnesiumbrist visar också kloros i de intervenala områdena, men dessa symtom börjar på äldre blad och klorosen är mer gul-orange till färgen. Manganbrist visar också kloros i yngre blad, men ådrorna förblir gröna även vid allvarlig brist.

Höga nivåer av tillgänglig moly kan minska Fe-absorptionen, vilket gör att järnmolybdat fälls ut på rotytan. Den vanligaste orsaken till järnbrist hos växter är ett högt pH; järntillgängligheten minskar när pH är över 7. Järnbrist kan orsakas av dålig substratdränering. Järnbrist kan också bero på överskott av mangan.

Den optimala järnkoncentrationen för olika växter varierar. Till exempel, för de flesta druvgrödor, bör näringslösningen innehålla 2-3 ppm Fe (2-3 mg / L).

Järnöverskott

Järnuppbyggnad i celler kan också vara giftigt. Det kan agera katalytiskt för att generera hydroxylradikaler som kan skada lipider, proteiner och DNA. På grund av den potentiella toxiciteten som är förknippad med höga järnnivåer lagrar celler järn med ett intracellulärt protein som kallas ferritin, som frisätter järn på ett kontrollerat sätt. Detta protein produceras av nästan alla levande organismer, inklusive alger, bakterier, högre växter och djur.

Diagnos och avlägsnande av överskott av järn

Järntoxicitet uppstår främst när pH sjunker tillräckligt för att skapa överskott av tillgängligt järn. Som med vissa andra näringsämnen, är synliga tecken på järntoxicitet sannolikt ett tecken på en annan näringsbrist. Järnuppbyggnad kan också förekomma vid zinkbrist. Överskott av järn kan göra att bladverket ändrar färg till en mörkare grön.

Järn i näringslösningar

För hydrokultur används järnsulfat (järnsulfat) eller järnkelater som näringsämnen. Järnkelater är i allmänhet mindre benägna att utfällas under alkaliska betingelser och är i allmänhet föredragna för användning. Läs mer i artikeln ”Metalchelater”.

källor

1. Hydroponics och praktiska växthus. september. 2016