در بین تمام ریز مغذی ها، گیاهان بیشترین نیاز را به آهن دارند. آهن به دو صورت یون فریک Fe+3 و یا فرو (Fe2+ ) جذب میشود اما به دلیل محلولیت بالای یون فرو، جذب آن توسط گیاه بیشتر است.
وظایف حیاتی آهن در گیاه
- آهن بخشی از گروه کاتالیزوری بسیاری از آنزیمهای اکسیداسیون و احیا همچون پروتئینهای آهن و گوگرد است که در فتوسنتز، تثبیت نیتروژن و تنفس نقش دارند.
- آهن یکی از اجزای تعدادی از آنزیمهای 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 پروتئینهای انتقال الکترون است. کمبود آهن همواره موجب از بین رفتن همزمان کلروفیل و تخریب ساختمان کلروپلاست میشود.
کمبود آهن
کمبود آهن به دلیل تمایل یون Fe3+ برای تشکیل اکسیدهای هیدراته نامحلول در pH بیولوژیکی متداول است. این مشکل بویژه در خاکهای آهکی خنثی یا قلیایی، شدید است. در خاکهای خیلی اسیدی، آهن به شدت محلول است و سمی بودن آهن در نتیجه جذب زیاد آن دیده میشود.
اندامهای گیاه دارای مقادیر مختلف آهن هستند. اما تمرکز آهن در برگها بیشتر است. در شرایط کمبود آهن، کلروز ابتدا در بین رگبرگهای جوانترین برگها مشاهده میشود زیرا تحرک آهن در گیاه بسیار کم است و آهن نمیتواند از برگهای قدیمیتر به برگهای جوانتر حرکت کند.
کلروز ممکن است تا رگبرگها هم پیشروی کند و اگر کمبود آن خیلی شدید باشد، برگها سفید میشوند. با کاهش درصد سبزینگی و زرد شدن برگها، عمل کربنگیری برگها کاهش مییابد. در این شرایط چون مواد غذایی اصلی که برای رشد و تکامل گیاه ضروری است؛ ساخته نمیشوند؛ به تدریج گیاه ضعیف شده و از بین خواهد رفت.
شناخت علائم کمبود آهن در گیاهان
علائم 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 رگبرگها و حتی رگبرگهای ثانوی همچنان سبز باقی میمانند. این علائم بیشتر روی برگهای جوان دیده میشود.
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 ضعیف شده و به طور مستقیم و یا در نتیجه تاثیر عوامل ثانوی ناشی از ضعف گیاه (از جمله آفات و بیماریها) از بین خواهد رفت.
پیشگیری از کمبود آهن در گیاهان
- کاهش ذرات آهک در لایههای مختلف خاکهای قلیایی
- کاهش بیکربناتهای موجود در آب آبیاری
- مصرف کودهای آلی (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 صحیح اصول زراعی، مثل آبیاری در زمان مناسب و به مقدار کافی با شیوه مناسب، جلوگیری از زهدار شدن زمین، مصرف صحیح سموم دفع آفات و بیماریهای گیاهی، هرس صحیح درختان
درمان کمبود آهن در گیاهان
- مصرف ترکیبهای آهن از طریق ریشه مانند نمکهای معدنی و کلاتهای 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 یونهای فلزی دارد، شکل گیری کمپلکس امکان ایجاد رسوبهای 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 اثرات محدود کننده خاک روی جذب آهن، در اکثر نقاط دنیا متداول است و از این طریق، عناصر غذایی کم مصرف در اختیار گیاه قرار میگیرند.
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 ریشهها
- همزمان آنزیمهای ریزوسفر، کلات شدن Fe3+ را با اسید کافئیک تحریک میکند، سپس کمپلکس Fe3+ و اسید کافئیک به سطح ریشه حرکت میکند و آهن در غشای پلاسمایی سلولهای سطح ریشه به Fe2+ احیا میشود.
- احیای Fe3+ به Fe2+ موجب میشود که لیگاند، آهن را آزاد کند. آهن آزاد شده قبل از اینکه فرصت تشکیل رسوبهای نامحلول را داشته باشد، به وسیله گیاه جذب میشود.