Eser element Demir. Fonksiyonlar. Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri – Hidroponik

Demir (kimyasal sembol Fe), bitki büyümesi ve üremesi için gerekli olan altı mikro besin veya eser mineralden biridir. Demirin birçok özel özelliğinden, değerlik değişikliklerine kolayca maruz kalma veya kolayca oksitlenme yeteneği biyolojik öneminin özüdür. Çoğu bilimsel yayın ve çalışma, topraktaki demirin mineraller (hematit gibi), inorganik tortular (demir oksitler gibi), organik kompleksler (humatlar gibi) ve toprak çözeltisinde iyonlar olarak bulunduğu toprakta tartışılmaktadır. Kimyasal olarak iki şekilde veya oksidasyon durumunda oluşur: Fe³⁺ ve Fe²⁺… Demirli demir, suda pratik olarak çözünmeyen demire kolayca oksitlenir. Normal, iyi havalandırılmış tarım topraklarında oksidasyon süreçleri aktif olarak meydana gelir ve bu nedenle üç değerlikli demir baskındır. Bu fenomenler, mahsullerde demir eksikliği sorununun ana nedenidir.

Tüm bitki besinleri gibi, köklerin onu emmesi için demirin sulu çözeltide olması gerekir. Çözünmüş demirin (Fe iyonları) aktivitesini veya konsantrasyonunu azaltan herhangi bir faktör emilimi olumsuz etkileyecektir. Bu reaksiyon, yüksek oranda pH seviyesine bağlıdır – çözünür demirin aktivitesi, pH’daki her bir artış için 1000 kat azalır.

Doğal olarak reaksiyon, topraktaki redoks koşullarından da etkilenir. Bu nedenlerle, iyi havalandırılmış asidik bir toprak, alkali bir toprağa göre daha yüksek çözünür bir demir içeriğine sahip olacaktır. İndirgeme koşulları altında demir Fe tercih edilir²⁺… Su basmış pirinç tarlaları gibi anaerobik koşullar altında önemli bir çözünür demir kaynağıdır. Bununla birlikte, demirli demirin çok daha yüksek çözünürlüğü, bazı durumlarda demir toksisitesi sorunlarına neden olabilir. Örneğin, “bronzlaştırıcı»Pirinçte (şek.).

Demir fonksiyonları

Bitkiler, klorofil üretmek ve özellikle fotosentez ve solunumla ilgili olanlar olmak üzere çeşitli enzimleri aktive etmek için demire ihtiyaç duyar. Ayrıca protein sentezinde ve meyve renk oluşumunda rol oynar. Klorofil üretiminin kesin rolü hala net olmasa da, bitki yapraklarındaki demir ve klorofil içeriği arasında kesin bir ilişki olduğu gösterilmiştir. Demir eksikliği olan bitkilerde klorofil üretiminin kesintiye uğraması, elbette, evrensel görsel semptom olan klorozun nedenidir.

Demir esas olarak topraktaki bitkiler tarafından demir (Fe) şeklinde emilir.²⁺). Bununla birlikte, çoğu tarım toprağı demir formunda demir içerdiğinden (Fe³⁺), bitkiler bir şekilde önce Fe’yi çözmelidir³⁺ve daha sonra saç kökünün plazma zarından (plazmalemma) geçebilmesi için Fe2 + ‘ya indirin. Bu süreci tanımlayan kesin mekanizma hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bitki türleri arasında farklılık gösterdiği görülmektedir.

Çoğu üründe demir alımı, enerji gerektiren aktif bir süreçtir. Bitkinin kök tüyleri proton (H iyonları) salgılar.⁺) ve çevreleyen toprağa sızar. Protonlar Fe’nin çözülmesine yardımcı olur³⁺, pH’ı düşürmek ve Fe iyonlarının şelasyonunu teşvik etmek³⁺ fenolik eksüdalar. Kök yüzeyinde demir şelat Fe³⁺ demir şelat Fe’ye indirgenmiş²⁺Fe’yi kolayca serbest bırakan²⁺ kök tüyleri tarafından emilim için. Köküne girer girmez, Fe²⁺ Fe’ye oksitlenmiş³⁺ ve daha sonra sitrat iyonları ile şelatlanmıştır. Demir sitrat şelatı daha sonra bitkinin aktif olarak büyüyen bölgelerine taşınır. Translokasyondan sonra demir sabitlenme eğilimindedir ve organdan organa yeniden aktarılamaz. Bu nedenle, demir eksikliği belirtileri yalnızca yeni büyümeyi etkileme eğilimindedir.

Demir eksikliği

Neredeyse istisnasız olarak, demir eksikliği genç, hızlı büyüyen yapraklarda kloroza yol açarken, yaşlı yapraklar koyu yeşil kalır. Sarı damarlı alanların aksine damarlar keskin yeşil kalır. Yaprakları paralel damarlı bitkilerde (örneğin tahıllar) sıçrama tahtası etkisi görülür. Geniş yapraklı bitkilerde ince bir ağ yapısı görülür (şekle bakınız). Başlangıçta damarlar yeşil kalır ve bu da bir ağ deseni oluşturur. Daha sonraki aşamalarda damarlar da klorotik hale gelir ve parçalanabilir ve tüm yaprak ağartılmış görünür. Nekroz genellikle semptom gelişiminin son aşamalarına kadar ortaya çıkmaz.

Demir eksikliği teşhisi ve giderilmesi

Görsel semptomlar, demir eksikliğini doğru bir şekilde teşhis etmek için yeterince yaygındır. Şüpheniz varsa, demir bileşikleri püskürtebilirsiniz – reaksiyon genellikle çok hızlıdır. Demir eksikliği olan klorozun genel etkisi, büyüme ve gelişme için gerekli olan fotosentetik aktiviteyi azaltmaktır. Bu da, mahsul verimini ve insan ekonomik kullanımını azaltır. Magnezyum noksanlığında damar arası alanlarda da kloroz görülür ancak bu belirtiler yaşlı yapraklarda başlar ve kloroz daha sarı-turuncu renktedir. Mangan noksanlığı genç yapraklarda da kloroz gösterir, ancak şiddetli eksiklikte bile damarlar yeşil kalır.

Yüksek düzeyde mevcut molibden, Fe alımını azaltabilir ve demir molibdatın kök yüzeyinde çökelmesine neden olabilir. Bitkilerde demir eksikliğinin en yaygın nedeni yüksek pH’dır – pH 7’nin üzerindeyken demir kullanılabilirliği azalır. Demir eksikliği, substratın zayıf drenajından kaynaklanabilir. Demir eksikliği ayrıca çok fazla manganezden de kaynaklanabilir.

Farklı bitkiler için optimum demir konsantrasyonu değişir. Örneğin, yetiştirilen çoğu üzüm mahsulü için besin çözeltisi 2-3 ppm Fe (2-3 mg/L) içermelidir.

Fazla demir

Hücrelerde demir birikimi de toksik olabilir. Lipidlere, proteinlere ve DNA’ya zarar verebilecek hidroksil radikalleri oluşturmak için katalitik olarak hareket edebilir. Yüksek demir seviyeleri ile ilişkili potansiyel toksisite nedeniyle, hücreler demiri kontrollü bir şekilde serbest bırakan ferritin adı verilen hücre içi bir proteinle depolar. Bu protein, algler, bakteriler, yüksek bitkiler ve hayvanlar dahil olmak üzere hemen hemen tüm canlı organizmalar tarafından üretilir.

Fazla demirin teşhisi ve ortadan kaldırılması

Demir toksisitesi esas olarak pH’ın fazla miktarda mevcut demir oluşturacak kadar düştüğü durumlarda ortaya çıkar. Diğer bazı besinlerde olduğu gibi, görünür demir toksisitesi belirtilerinin başka bir besin eksikliğinin işareti olması muhtemeldir. Çinko eksikliğinde de demir birikimi olabilir. Fazla demir, yaprakların renginin daha koyu yeşile dönüşmesine neden olabilir.

Besin çözeltilerinde demir

Hidroponik için, besin olarak demir sülfat (demir sülfat) veya demir şelatlar kullanılır. Demir şelatlar genellikle alkali koşullar altında çökelmeye daha az eğilimlidir ve genellikle kullanım için tercih edilir. “Metal şelatlar” makalesinde daha fazlasını okuyun.

kaynaklar

1. Pratik Hidroponik ve Seralar . Eylül. 2016