Πρόσληψη και συσσώρευση σιδήρου

Η περιεκτικότητα του Fe στα φύλλα των διαφόρων καλλιεργειών κυμαίνεται μέσα σ' ενα εύρος που μεταβάλλεται από 10-1000ppm της ξηράς ουσίας. Το άριστο εύρος για τα περισσότερα φυτά κυμαίνεται από 50-75ppm. Η περιεκτικότητα του σιδήρου στα φύλλα μπορεί να μην είναι πάντοτε ένας ικανοποιητικός δείκτης της θρεπτικής κατάστασης του φυτού. Ωστόσο, γενικά, μια μέση τιμή 50ppm θεωρείται επαρκής για την ανάπτυξη του φυτού. Ο Fe προσλαμβάνεται από τις ρίζες των φυτών με τη δισθενή μορφή (Fe²⁺). Κατά συνέπεια, ο τρισθενής σίδηρος (Fe³⁺), που συνήθως απαντάται στα καλώς αεριζόμενα εδάφη, θα πρέπει να αναχθεί σε Fe²⁺ για να καταστεί δυνατή η πρόσληψη του. Βασικά, η αναγωγή αυτή του Fe³⁺ σε Fe²⁺ είναι υπεύθυνη για την αποθαστεροποίηση των χημικών συμπλοκών του σιδήρου, καθιστώντας έτσι δυνατή την πρόσληψη του. Γενικά, τα φυτά διαφέρουν ως προς την ικανότητα πρόσληψης του Fe. Έχει βρεθεί σχετικά ότι μερικά φυτά με μεγάλη ικανότητα πρόσληψης Fe από δύσκολα διαθέσιμες πηγές, έχουν την δυνατότητα να μειώνουν το pH του μέσου ανάπτυξης, προφανώς παράγοντας ιόντα H⁺. Αυτό έχει ως συνέπεια την αύξηση της αναγωγικής ικανότητας των ριζικών επιφανειών, ιδιαίτερα κάτω από συνθήκες χαμηλών επιπέδων διαθέσιμου Fe. Το γεγονός αυτό αυξάνει τη διαθεσιμότητα του Fe και βελτιώνει την πρόσληψή του. Αυτή η αύξηση της αναγωγικής ικανότητας των ριζών, συνοδεύεται από διάφορες μορφολογικές μεταβολές (π.χ. πάχυνση των επικορύφων τμημάτων των ριζιδίων, πολλαπλασιασμός των επιδερμικών κυττάρων και αύξηση παραγωγής ριζικών τριχιδίων). Αντίθετα, τα ριζικά συστήματα των φυτών με μικρή ικανότητα πρόσληψης του Fe π.χ. αγρωστώδη, δεν υπόκεινται στις ανωτέρω μορφολογικές μεταβολές κάτω από συνθήκες σχετικής έλλειψης του σιδήρου και κατά συνέπεια είναι λιγότερο ευαίσθητα στη χλώρωση του Fe. Τα εν λόγω είδη φυτών κάτω από συνθήκες μερικής έλλειψης διαθέσιμου Fe παράγουν στις ρίζες τους κάποια αμινοξέα που δεν σχηματίζουν πρωτεΐνες, με τα οποία όμως, σχηματίζουν σταθερά χημικά σύμπλοκα με το Fe³⁺ που στη συνέχεια προσλαμβάνονται από τα φυτά. Τα σύμπλοκα αυτά σχηματίζονται ανεξάρτητα από την τιμή του pH, η οποία μπορεί να κυμαίνεται από 4-8. Γι' αυτό είναι κατάλληλα για καλλιέργεια σε ασβεστούχα εδάφη. Το γεγονός αυτό έχει μεγάλη σπουδαιότητα, διότι τα φυτά αυτά μπορούν να αξιοποιούν τις δυσδιάλιτες μορφές του ανθρακικού σιδήρου. Η πρόσληψη του Fe ρυθμίζεται και ελέγχεται από γενετικούς παράγοντες. Εκτός όμως απ' αυτούς, κι άλλοι παράγοντες επηρεάζουν την πρόσληψη του στοιχείου αυτού. Π.χ. ο βαθμός παρουσίας στο εδαφοδιάλυμα μεταλλικών κατιόντων (Μn²⁺, Cu²⁺, Mg²⁺, K⁺, Zn²⁺). Ουσιαστικά, τα κατιόντα αυτά ανταγωνίζονται το Fe κατά την πρόσληψη του. Γενικά ο σίδηρος δεν είναι ευκίνητος μέσα στο φυτό. Έτσι, τα συμπτώματα τροφοπενίας εμφανίζονται στα νέα φύλλα, ενώ τα παλαιότερα διατηρούν το πράσινο χρώμα τους. Το γεγονός αυτό σημαίνει ότι τα νεαρά φύλλα εφοδιάζονται με Fe μέσω του ξυλώματος. Μέσα στο φυτό, ο σίδηρος μεταφέρεται υπό τη μορφή κιτρικού σιδήρου. Όταν το επίπεδο του Fe στο φυτό μειωθεί, τότε παρατηρείται και μείωση της χλωροφύλλης. Αυτό έχει ως συνέπεια την εμφάνιση της ενδονεύριας χλώρωσης που είναι και το χαρακτηριστικό σύμπτωμα της τροφοπενίας του Fe. Τα συμπτώματα τροφοπενίας του σιδήρου μοιάζουν με εκείνα του Μg. Όμως η διαφορά εμφάνισης τους οφείλεται στο διαφορετικό βαθμό κίνησης τους μέσα στο φυτό. Στην περίπτωση του μαγνησίου, επειδή κινείται σχετικά εύκολα, εμφανίζονται τα συμπτώματα στα παλαιότερα φύλλα λόγω μετακινήσεως του προς τα νεότερα. Αντίθετα στην περίπτωση του σιδήρου τα συμπτώματα τροφοπενίας εμφανίζονται στα μικρά (νεαρά) φύλλα λόγω της δυσκινητικότητας του στοιχείου αυτού μέσα στο φυτό. Η χλώρωση σιδήρου είναι πολύ συχνή στα φυτά που αναπτύσσονται στα ασβεστούχα εδάφη. Αυτό οφείλεται στο ότι το επίπεδο του διαθέσιμου Fe στα ασβεστούχα εδάφη είναι χαμηλό λόγω του υψηλού pH και της υψηλής συγκέντρωσης του εδαφικού διαλύματος σε Ca²⁺. Σύμφωνα με τις σχετικές έρευνες, η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων HCO₃^- στα ασβεστούχα εδάφη, έχει ως συνέπεια την ακινητοποίηση του Fe και την εμφάνιση της χλώρωσης. Όταν τα ασβεστούχα εδάφη έχουν υψηλά επίπεδα νερού (π.χ. κατάκλυση), τότε αναπτύσσονται σε υψηλό βαθμό οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί οι οποίοι παράγουν μεγάλες ποσότητες CO₂ το οποίο ακολούθως αντιδρά με το CaCO₃ και συμβάλλει στη συσσώρευση του HCO₃^- στα εδάφη, που είναι πλούσια σε ανθρακικό ασβέστιο, με αποτέλεσμα οι δενδρώδεις καλλιέργειες που αναπτύσσονται σ' αυτό να εμφανίζουν τη χαρακτηριστική χλώρωση σιδήρου. Για τους προαναφερθέντες λόγους η χλώρωση εμφανίζεται σε περιόδους υψηλών ή παρατεταμένων βροχοπτώσεων και κυρίως σε εδάφη που δεν είχαν επαρκή στράγγιση. Επομένως, η βελτίωση της στράγγισης, η προσθήκη οργανικής ουσίας και η χρήση ανθεκτικών υποκειμένων είναι μερικοί τρόποι αντιμετώπισης της χλώρωσης σιδήρου πέραν της χρήσης χημικών ενώσεων ή λιπασμάτων που περιέχουν σίδηρο.