اهمیت عنصر آهن و نقش آن در تغذیه گیاهان

در بین تمام ریز مغذی ها، گیاهان بیشترین نیاز را به عنصر آهن دارند. آهن به دو صورت یون فریک (Fe⁺³ ) و یا فرو (Fe⁺² ) جذب میشود اما به دلیل محلولیت بالای یون فرو، جذب آن توسط گیاه بیشتر است.

وظایف حیاتی عنصر آهن در گیاه

آهن بخشی از گروه کاتالیزوری بسیاری از آنزیم های اکسیداسیون و احیا همچون پروتئین های آهن و گوگرد است که در فتوسنتز، تثبیت نیتروژن و تنفس نقش دارند.
آهن یکی از اجزای تعدادی از آنزیم های اکسیداز، نظیر کاتالاز و پراکسیداز است.
آهن جزیی از مولکول کلروفیل نیست؛ اما کاهش جذب آهن در گیاه منجر به کاهش رنگیزه کلروفیل و زردی برگ میشود.
میتوان گفت نیاز به آهن در گیاه، احتمالا مربوط به نیاز عمومی به این عنصر برای سنتز اجزای کلروپلاست، بویژه پروتئین های انتقال الکترون است. کمبود آهن همواره موجب از بین رفتن همزمان کلروفیل و تخریب ساختمان کلروپلاست میشود.

کمبود عنصر آهن

کمبود آهن به دلیل تمایل یون Fe ⁺³ برای تشکیل اکسیدهای هیدراته نامحلول در pH بیولوژیکی متداول است. این مشکل بویژه در خاک های آهکی خنثی یا قلیایی، شدید است. در خاک های خیلی اسیدی، آهن به شدت محلول است و سمی بودن آهن در نتیجه جذب زیاد آن دیده میشود.

تمام اندام های گیاه دارای مقدارهای مختلف آهن است. اما تمرکز آهن در برگها بیشتر است. در شرایط کمبود آهن، کلروز ابتدا در بین رگبرگ های جوانترین برگ ها مشاهده میشود زیرا تحرک آهن در گیاه بسیار کم است و آهن نمیتواند از برگ های قدیمی تر به برگهای جوان تر حرکت کند. کلروز ممکن است تا رگبرگ ها هم پیشروی کند و اگر کمبود آن خیلی شدید باشد، برگها سفید میشوند. با کاهش درصد سبزینگی و زرد شدن برگها، عمل کربن گیری برگها کاهش می یابد. در این شرایط چون مواد غذایی اصلی که برای رشد و تکامل گیاه ضروری است؛ ساخته نمی شوند؛ به تدریج گیاه ضعیف شده و از بین خواهد رفت.

شناخت علائم کمبود عنصر آهن در گیاهان

علایم کمبود آهن و یا کلروز ناشی از کمبود آهن روی درختان میوه و سایر محصولات زراعی تقریبا یکسان است.

در کمبود آهن خفیف، پهنک برگ کمی زرد میشود، اما رگبرگ ها و حتی رگبرگ های ثانوی همچنان سبز باقی می مانند. این علائم بیشتر روی برگهای جوان دیده می شوند.

در کمبود متوسط، علائم اشاره شده علاوه بر برگهای جوان، روی برگهای قسمت انتهایی گیاه نیز مشاهده میشود و گیاه تا حدی شادابی خود را از دست میدهد.

در صورت کمبود شدید، تمامی برگهای گیاه به زردی گراییده که با توجه به نوع گیاه، بویژه در درختان به، سیب و گیلاس، سوختگی هایی در حاشیه برگها مشاهده میشود. در این شرایط گیاه بکلی ضیف شده و به طور مستقیم و یا در نتیجه تاثیر عوامل ثانوی ناشی از ضعف گیاه (از جمله آفات و بیماری ها) از بین خواهد رفت.

پیشگیری از کمبود عنصر آهن در گیاهان

کاهش تاثیر عوامل محیطی در بروز کلروز آهن، همچون کاهش ذرات آهک در لایه های مختلف خاکهای قلیایی
کاهش بیکربنات های موجود در آب آبیاری
مصرف کودهای آلی (کودهای سبز، دامی و کمپوست) که به دلیل داشتن مواد آلی و همچنین قدرت ترکیب با آهن موجود در خاک به فرم قابل جذب گیاه، تاثیر بسیار مهمی در کاهش کلروز آهن دارد.
مصرف صحیح کودهای شیمیایی و ایجاد تعادل در مواد غذایی پر مصرف و کم مصرف مورد نیاز گیاه
رعایت اصول صحیح زراعی مثل آبیاری به موقع و به اندازه کافی در شیوه مناسب، جلوگیری از زهدار شدن زمین، مصرف صحیح سموم دفع آفات و بیماری های گیاهی، هرس صحیح درختان

درمان کمبود آهن در گیاهان

مصرف ترکیب های آهن از طریق ریشه مانند نمک های معدنی و کلات های آهن( کلات یک کمپلکس پایدار بین یک یون فلزی و یک ملکول آلی که لیگاند یا عامل کلاتگر نامیده میشوند، است. به دلیل تمایل زیادی که عامل کلاتگر به یون های فلزی دارد، شکل گیری کمپلکس امکان ایجاد رسوب های نامحلول را کاهش میدهد. در عین حال، فلز برای جذب به وسیله گیاه از کلات خارج میشود)
استفاده از مواد اسید زا مانند گوگرد، جهت کاهش pH خاک از قلیائی به اسیدی، که منجر به جذب آهن محلول در خاک میشود.
استفاده از ترکیبات مایع آهن دار که به صورت محلول پاشی استفاده میشوند. محلول پاشی به دلیل حذف عوامل محدود کننده خاک روی جذب آهن، در اکثر نقاط دنیا متداول است و از این طریق، عناصر غذایی کم مصرف در اختیار گیاه قرار می گیرند.

مکانیسم جذب آهن در گیاه

کمبود آهن در گیاه تغییرات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی زیادی به همراه دارد:

تشکیل ناقل اختصاصی در اپیدرم ریشه
افزایش ترشح پروتون به محیط اطراف ریشه و آزاد سازی لیگاندهای قوی مانند کافئیک اسید به وسیله ریشه ها
همزمان آنزیمهای ریزوسفر، کلات شدن Fe⁺³ را با اسید کافئیک تحریک میکند، سپس کمپلکس Fe ⁺³ و اسید کافئیک به سطح ریشه حرکت میکند و آهن در غشای پلاسمایی سلول های سطح ریشه به Fe²⁺ احیا میشود.
احیای Fe⁺³ به Fe⁺² موجب میشود که لیگاند، آهن را آزاد کند. آهن آزاد شده قبل از اینکه فرصت تشکیل رسوب های نامحلول را داشته باشد، به وسیله گیاه جذب میشود.