آهن یکی از 16 عنصر ضروری برای رشد و تولید مثل گیاه است. در سال 1844، یوزبی گریس نشان داد که با کاربرد کود آهن روی برگ ها و ریشه گیاهان می توان برخی از مشکلات مثل کلروزه شدن را از بین برد.
آهن یک عنصر کم مصرف است و گیاهان به مقدار کم به آن نیاز دارند. بیشتر گیاهان یک ساله حدودا به 0.4 تا 0.6 کیلوگرم آهن (Fe) در هکتار نیاز دارند، در حالی که نیاز گیاهان به عنصری پر مصرف مانند نیتروژن (N) در حدود 36 تا 90 کیلوگرم در هکتار است.
آهن در طبیعت
فراوانترین شکل آهن در خاک اکسید فریک (Fe2O3) یا هماتیت است، که بسیار نامحلول و به رنگ قرمز میباشد. فرم اکسید آن معمولاً هیدراته است. در خاک میزان اکسیدها، هیدروکسیدها و فرمهای فسفات غلظت آهن را در محلول خاک و در دسترس بودن آن برای گیاهان را کنترل میکنند. با افزایش یک واحد pH، فعالیت Fe3+ به دلیل تشکیل هیدروکسید Fe3+ نامحلول، 1000 برابر کاهش مییابد.
در شرایط خاص خاک، کربنات یا سولفید ممکن است با Fe ترکیب شوند. معمولاً در شرایط غرقاب، آهن فریک به حالت آهن فروس تبدیل میشود. در مکانهای که مواد آلی در خاک وجود دارد، Fe ممکن است در حالت کاهش یافته خود به عنوان Fe2+ در محلول خاک یا جذب روی سطح ذرات خاک وجود داشته باشد. مواد آلی نقش عمدهای، در دسترس بودن آهن برای گیاهان در خاک دارند.
نقش آهن در گیاهان
آهن به شکلهای Fe2+و Fe3+ جذب ریشه گیاهان می شود. آهن جزء ساختمانی مولکولهای پروفیرین، سیتوکرومها، همها، هماتین، فری کروم و لگ هموگلوبین است. این ترکیبات در واکنش های اکسیداسیون_ احیا در فتوسنتز و تنفس دخالت دارند.
اگرچه مقدار کم آهن برای گیاهان مورد نیاز است، اما Fe در بسیاری از فرآیندهای مهم و فیزیولوژیکی گیاهان نقش دارد. آهن در ساخت کلروفیل(ll) و عملکردهای خاص آنزیمی، در ساخت پروتئینهای (هم)، مانند سیتوکرومها (سیتوکرومها در سیستمهای انتقال الکترون در کلروپلاست و میتوکندری نقش دارند) و در ساخت برخی پروتئینهای (غیرهم) مانند فرودوکسین نیز کاربرد دارد.
نحوه جذب و انتقال آهن در گیاهان
آهن موجود در محلول خاک میتواند به ریشه گیاه منتقل شود، با تعرق گیاه، ریشه گیاه شروع به جذب آب موجود در محلول خاک که حاوی آهن است میکند و این امر موجب جذب آهن توسط ریشه گیاه میشود. آهن نیز میتواند با انتشار از یک منطقه با غلظت بالا به سمت منطقه ای با غلظت پایینتر آهن (به سمت ریشه گیاه) جذب شود. تراکم و گسترش ریشهها در خاک از جمله فاکتورهای بسیار مهم در توانایی گیاه برای جذب آهن است.
گیاهان برای جذب آهن مکانیسمهای مختلفی را اتخاذ میکنند.
- مکانیسم کلاته کردن: دستهای از گیاهان با تولید برخی اسیدهای آلی مانند سیدروفورها و کلات کردن آهن، آن را جذب میکنند. سیدروفورها با آهن پیوند برقرار کرده و آن را جذب گیاه میکنند. این مکانیزم به کلاته شدن معروف است.
- مکانیسم آزاد کردن پروتون از ریشهها: دسته دیگر از گیاهان با ترشح پروتون (+H) از ریشه خود، در نتیجه کاهش pH در محیط ریشه، باعث تسهیل جذب کاتیونهایی مانند آهن میشود.
از این جهت انتخاب کود نیتروژنه میتواند موثر باشد. کودهای نیتروژنه به فرم آمونیوم (+NH₄) باعث افزایش آزاد شدن پروتونها از ریشه گیاه وکاهش pH محیط آن و تسهیل جذب آهن میشود. اما کودهای نیتروژنه به فرم نیترات (+NO3) باعث آزاد شدن یونهای هیدروکسید (OH) و افزایش pH در ناحیه ریشه شده و باعث کاهش جذب آهن میشوند. ریشههای جدید و موئین فعالیت زیادی در جذب آهن دارند، بنابراین حفظ یک سیستم ریشهای سالم ضروری است.
کمبود آهن
کمبود آهن یکی از شایع ترین کمبودها در گیاهان زراعی و باغات اکثر مناطق کشاورزی کشورمان است . از آنجا که آهن به صورت دو ظرفیتی برای گیاهان قابل جذب است و ممکن است به این فرم یافت نشود ، ممکن است کمبود آن هم در خاک های اسیدی و هم در خاک های آهکی دیده شود. مشخص ترین علائم کمبود آهن عبارتنداز:
- کمبود آهن منجر به کاهش تولید سبزینه یا کلروفیل و رنگ پریدگی گیاه شود . به دلیل کم تحرکی آهن علائم کمبود ابتدا در برگهای جوان ظاهر می شود.
- زردی بین رگبرگی اولین علامت کمبود آهن و در صورت تشدید، ابتدا حاشیه برگها خشک شده و سپس تمام برگها و شاخه ها نیز خشک می شوند و حتی مرگ گیاه نیز اتفاق می افتد.
- از آنجا که سبزینه در گیاه، انرژی خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می کند. کاهش مقدار سبزینه منجر به کاهش فتوسنتز و در نهایت کاهش محصول یا توقف رشد می شود.
مدیریت کمبود آهن در گیاهان
زمانی که از کمبود آهن اطمینان حاصل کردید، میتوان با استفاده از محلولپاشی انواع کود آهن این کمبود را در کوتاه مدت برطرف کرد، اما بهترین اقدام پیشگیری است. بنابراین کشاورزان باید برای جلوگیری از بروز مشکل کمبود آهن در آینده، علت واقعی کمبود را شناسایی و آن را رفع کنند.
انواع کود آهن
درختان زمانی عناصر غذایی را جذب میکنند که این عناصر بصورت محلول در آب باشند. در pHهای قلیایی (بالاتر از 6.5) آهن با کلسیم و سایر یونها واکنش داده و رسوب میکند، این عمل باعث میشود آهن غیرقابل دسترس برای گیاهان شود. با استفاده از کودهای مناسب آهن میتوان کمبود این عنصر را در گیاهان برطرف کرد. انواع مختلفی از کودهای آهن در بازار موجود هستند که در این مقاله به بررسی آنها پرداخته و بهترین کود آهن برای انواع کشتها در شرایط مختلف خاکی را معرفی خواهیم کرد. آهن مورد نیاز گیاهان را میتوان از منابع مختلفی کودی مانند سولفات آهن، انواع کلات آهن و اکسید آهن تامین کرد. اما هرکدام از این منابع کودی دارای معایب و مزایایی است.
جدول 1. مقایسه انواع کود آهن براساس فرمول شیمیایی و درصد آهن موجود در کود
| منبع کود آهن |
فرمول شیمیایی |
درصد آهن (Fe) |
توضیحات |
| سولفات آهن |
Fe2(SO4)3
FeSO4 |
20-23 |
Fe2(SO4)3 : سولفات آهن 3 ظرفیتی
FeSO4 : سولفات آهن 2 ظرفیتی ( 7 آبه) |
| کلاتهای آهن |
EDTA
DTPA
EDDHA |
5-10 |
کارایی بهتری نسبت به سایر کودهای آهن دارند. |
| اکسیدهای آهن |
Fe2O3
FeO |
70-77 |
عمدتا در pHهای قلیایی غیرقابل مصرف هستند. |
شاید در نگاه اول به جدول مقایسه انواع کود آهن چنین برداشت کنید که کودهایی که درصد آهن بالاتری دارند کود خوبی هستند، اما باید توجه کنید که لزوما اینطور نیست، و ممکن است کودی که درصد پایینی دارد در شرایط محیطی خاص بهتر از کودی که آهن بالا دارد عمل کند.
معرفی بهترین کود آهن
- در زمان انتخاب کود آهن برچسب محصول را بهدقت مطالعه کرده و از محتوا و نوع کود مطلع شوید.
- در زمان خرید کود آهن، محصولات شرکتهای معتبر را خریداری کنید.
- کود آهن را براساس شرایط روش مصرف، کشت و وضعیت خاک باغ یا مزرعه خود تهیه کنید.
- درصد بالای ذکر شده در برچسب محصول لزوما برتری آن کود را نشان نمیدهد. کلاتهای EDTA با اینکه درصد آهن بالایی دارند، اما در شرایط خاکهای قلیایی، نمیتوان آن را مصرف کرد.
