Управление содержанием железа, как элементом питания растений

Доступность железа для усвоения его растениями
Потребление железа растениями
Устранение дефицита железа
Внесение удобрений содержащие железо

Дефицит железа является лимитирующим фактором роста растений. В почвах железо присутствует в большом количестве, однако его доступность для растений обычно очень низкая, вследствии чего дефицит железа является распространенной проблемой.

Доступность железа для усвоения его растениями

Несмотря на то, что большая часть железа в земной коре находится в форме Fe3+, форма Fe2+ физиологически более значима для растений. Эта форма соединения является более растворимой, но при этом легко окисляется до Fe3+, которая потом выпадает в осадок.

Катион Fe3+ является нерастворимым при нейтральной и кислой реакции среды, что делает железо недоступным для растений на щелочных и карбонатных почвах. Кроме того, в этих типах почв железо легко сочетается с фосфатами, карбонатами, ионами кальция, магния и гидроксида. Для таких типов почв рекомендуется использовать хелаты железа.

Потребление железа растениями

Растения поглощают железо в его окисленных формах, Fe2+ (двухвалентное железо) или Fe3+ (трехвалентная форма).

Растения используют различные механизмы поглощения железа. Одним из них является хелатирование – это когда растения образуют соединения, называемые сидерофорами, которые переводят железо в растворимую форму. В этом механизме также берут участие бактерии и другие микроорганизмы.

Другой механизм потребления железа растениями включает выделение протонов (H+) и восстановителей с помощью корневых систем растений, с целью снижения уровня рН в зоне размещения корней. В результате этого процесса повышается растворимость железа.

В связи с этим выбор формы внесения азотных удобрений имеет определяющую роль. Внесение азота в аммонийной форме способствует улучшению выделения протонов корнями, тем самым снижая уровень рН и делая доступным поглощение железа.

Внесения азота в нитратной форме усиливает высвобождение ионов гидроксида, которые способствуют повышению уровня рН в корневой зоне и противодействуют эффективному поглощению железа.

Новообразующие корни и корневые волоски являются более активными в поглощении железа, поэтому необходимо постоянно поддерживать здоровое и активное развитие корневой системы. Какой-либо фактор, препятствующий развитию корневых систем, мешает усвоению железа.

Устранение дефицита железа

После выявления дефицита железа, он может быть устранен путем применения спрея при внекорневой подкормки культур железом, но самым лучшим средством является профилактика. Поэтому агроном-растениевод должен иметь представление о реальной причине дефицита железа и действовать таким образом, чтобы предотвратить подобную проблему в будущем.

Часто дефицит железа не указывает на недостаточное питание железом, что может быть связано с различными условиями, которые влияют на его доступность. Например, уровень карбонатов в почве, ее соленость, влажность почвы, низкая температура, концентрация других элементов (например, микроэлементов питания, фосфора, кальция) и т.д.

Учитывание этих факторов и их коррекция могут сэкономить много денег, потраченных на неэффективное и ненужное применение железа.

Внесение удобрений содержащие железо

Железо может находится в почве в качестве сульфата железа или в хелатной форме.

Сульфат железа (FeSO4) содержит около 20% железа. Это удобрение является недорогим и в основном используется для опрыскивания листьев. Его внесение в почву часто неэффективно, особенно, при повышенной реакции среды (pH > 7.0), так как железо быстро превращается в Fe3+ и выпадает осадок в форме одного из оксидов железа.

Хелат железа. Хелаты – это соединения, которые стабилизируют ионы металлов (в данном случае – железа) и защищают их от окисления и осаждения. Хелаты железа состоят из трех компонентов:

- ионы Fe3+;

- комплексные соединения, такие как EDTA, DTPA, EDDHA, аминокислоты, гуминовые и-фульвокислоты, цитраты;

- ионы натрия (Na+) или аммония (NH4+).

Доступность ионов железа с различными хелатами происходят с разной силой, а также при различных уровнях рН. Они также уступают в своей восприимчивости замене железа конкурирующими ионами. Например, при высоких концентрациях ионы кальция или магния могут замещать хелатный ион металла.

Fe-EDTA - этот хелат железа стабилен при pH ниже 6.0, то есть в кислой среде почвенного раствора. При повышении pH больше 6.5 около 50% железа становится недоступным для растений. Следовательно, этот хелат неэффективен для карбонатных почв, поскольку имеет высокое сходство с кальцием. В связи с этим рекомендуется не использовать его в почве или воде, богатой кальцием.

Обратите внимание, что EDTA - это очень стабильные хелатные микроэлементы, за исключением железа, даже при высоком уровне рН.

Fe-DTPA - этот хелат железа стабилен при реакции среды до 7.0 и не восприимчив к замещению железа кальцием.

Fe-EDDHA - этот хелат стабилен при уровне pH до 11.0 и является самым необходимым из всех доступных хелатов железа.

fe-chelated.jpg

В беспочвенной среде и в гидропонике отслеживать уровень pH гораздо легче, чем в почве. Если анализы проводятся регулярно и контроль уровня pH удовлетворителен, можно использовать недорогие, менее стабильные хелаты железа. С другой стороны, в щелочных почвах, где трудно эффективно снизить уровень рН, рекомендуется использовать более стабильные хелаты железа, такие как EDDHA.