Растительные продукты с большим содержанием железа. В растениях железо

Железо, Fe — в каких растительных продуктах содержится и какое количество « Этичный образ жизни

Основные сведения

Суточная норма: М:8; Ж:18 мг; 27 мг (при беременности)Суточный максимум: 45 мг

Топ содержащих железо продуктов

Травы и специи

• Тимьян (чабрец) сушёный — 123,6 мг
• Базилик сушёный — 89,8 мг
• Мята курчавая сушёная — 87,47 мг
• Майоран сушёный — 82,71 мг
• Укроп сушёный — 48,78 мг
• Сельдерея семена — 44,9 мг
• Лавр — 43 мг
• Кориандр (кинза) сушёный — 42,46 мг
• Куркума молотая — 41,42 мг
• Чабер молотый — 37,88 мг
• Душица (орегано) сушёный — 36,8 мг
• Эстрагон (тархун) сушёный — 32,3 мг
• Шалфей молотый — 28,12 мг
• Петрушка сушёная — 22,04 мг
• Паприка — 21,14 мг
• Имбирь молотый — 19,8 мг (корень — 0,6 мг)
• Фенхеля семена — 18,54 мг
• Тимьян (чабрец) свежий — 17,45 мг
• Кориандра семена — 16,32 мг
• Тмина семена — 16,23 мг
• Шелуха мускатного ореха — 13,9 мг
• Мята курчавая свежая — 11,87 мг
• Укроп свежий — 6,59 мг
• Петрушка свежая — 6,2 мг
• Базилик свежий — 3,17 мг
• Кориандр (кинза) свежий — 1,77 мг

Водоросли

• Спирулина сушёная — 28,5 мг
• Агар сушёный — 21,4 мг
• Ирландский мох (карраген) — 8,9 мг
• Ламинария (морская капуста) — 2,85 мг
• Спирулина сырая — 2,79 мг
• Вакамэ (ундария перистая) — 2,18 мг
• Агар сырой — 1,86 мг
• Нори (порфира) — 1,8 мг

Зерновые

• Рисовые отруби — 18,54 мг
• Пшеничные отруби — 10,57 мг
• Пшеницы зародыши — 6,26 мг (Не путайте с пророщенной пшеницей!)
• Овсяные отруби — 5,41 мг
• Пшеница мягк. бел. (SW) — 5,37 мг
• Ржаная мука тёмная — 4,97 мг (средняя — 2,54 мг, светлая — 0,91 мг)
• Овёс — 4,72 мг
• Ячневая солодовая мука — 4,71 мг
• Пшеница тверд. бел. (HW) — 4,56 мг
• Сорго — 4,4 мг
• Овсяные хлопья — 4,25 мг
• Гречневая мука — 4,06 мг
• Пшеничная мука — 3,94 мг
• Рисовый хлеб из отрубей — 3,61 мг
• Пшеничная мука цельнозерновая — 3,6-3,71 мг (отбеленная — 1,26 мг)
• Пшеничный хлеб — 3,52 мг, тосты — 4,09 мг
• Другие сорта пшеницы — 3,2-3,6 мг

Бобовые

• Соевый протеин — 16 мг
• Соя — 15,7 мг
• Соевый наполнитель — 11,99 мг
• Фасоль белая — 10,44 мг
• Соевая мука обезжир. — 9,24 мг
• Натто — 8,6 мг
• Фасоль красная — 8,2 мг
• Соевая мука низк.жир. — 8,2 мг
• Чечевица — 7,54 мг
• Фасоль жёлтая — 7,01 мг
• Фасоль розовая — 6,77 мг
• Маш (бобы мунг) — 6,74 мг
• Боб садовый — 6,7 мг
• Соевая мука сырая — 6,37 мг
• Нут (турецкий горох) — 6,24 мг
• Тофу сырой (с сульфатом кальция) — 5,36 мг
• Соя варёная — 5,14 мг
• Фасоль пятнистая — 5,07 мг
• Фасоль адзуки — 4,98 мг
• Тофу жареный — 4,87 мг
• Нута мука — 4,86 мг
• Горох — 4,43 мг
• Фасоль белая варёная — 3,7 мг
• Чечевица варёная — 3,33 мг
• Нут (турецкий горох) варёный — 2,89 мг
• Фасоль жёлтая варёная — 2,48 мг
• Фасоль розовая варёная — 2,3 мг
• Фасоль красная варёная — 2,22 мг
• Фасоль пятнистая варёная — 2,09 мг
• Фасоль адзуки варёная — 2 мг
• Боб садовый варёный — 1,5 мг
• Маш (бобы мунг) варёный — 1,4 мг
• Горох варёный — 1,29 мг
• Фасоль красная конс. — 1,17 мг
• Другие тофу — 1,11-2,75 мг
• Нут (турецкий горох) конс. — 1,07
• Маш (бобы мунг) пророщенный — 0,91 мг

Орехи и семена

• Кунжут (с кожурой) — 14,55 мг, жареный — 14,76 мг
• Мака семена — 9,76 мг
• Тыквы семена — 8,82 мг, жареные — 8,07 мг
• Кунжут (без кожуры) — 6,36 мг, жареный — 7,78 мг
• Кешью — 6,68 мг, жареный — 6,0 мг
• Льна семена — 5,73 мг
• Кедровый орех — 5,53 мг
• Подсолнечника семена — 5,25 мг, жареные — 3,8 мг
• Лесной орех / фундук — 4,7 мг, жареный — 4,38 мг, бланшир. — 3,3 мг
• Арахис — 4,58 мг, жареный — 2,26 мг
• Фисташка — 3,92 мг, жареная — 4,03 мг
• Миндаль — 3,72 мг, жареный — 3,83 мг, бланшир. — 3,28 мг
• Грецкий орех — 2,91 мг
• Бразильский орех — 2,43 мг
• Кокос, мякоть — 2,43 мг, сушёный — 3,32 мг

Грибы

• Сморчок — 12,18 мг
• Лисичка обыкновенная — 3,47 мг
• Шиитаке сушёный — 1,72 мг
• Шампиньон двуспоровый (белый) варёный — 1,74 мг, сырой — 0,5 мг, жареный — 0,25 мг
• Некоторые другие грибы — 0,3-1,43 мг

Овощи

• Помидор сушёный на солнце — 9,09 мг
• Шпинат варёный — 3,57 мг
• Топинамбур — 3,4 мг
• Шпинат — 2,71 мг
• Щавель — 2,4 мг
• Спаржа — 2,14 мг
• Лук-порей — 2,1 мг
• Щавель варёный — 2,08 мг
• Мангольд — 1,8 мг
• Чеснок — 1,7 мг
• Шпинат консерв. — 1,58 мг
• Листья репы мороженые или конс. — 1,51 мг
• Брюссельская капуста — 1,4 мг
• Артишок — 1,28 мг
• Лук-батун — 1,22 мг
• Брюссельская капуста варёная — 1,2 мг
• Салат-латук красный — 1,2 мг
• Лук-шалот — 1,2 мг
• Листья репы — 1,1 мг
• Помидор тушёный — 1,06 мг (сырой — 0,27-0,51 мг)
• Картофель печёный в кож. — 1,08 мг, без — 0,35 мг (варёный без или с — 0,31 мг)
• Спаржа варёная — 0,91 мг
• Салат-латук зелёный — 0,86 мг
• Листья репы варёные — 0,8 мг
• Свекла — 0,8 мг
• Свекла варёная — 0,79 мг
• Спаржа морож. — 0,56 мг

Фрукты

• Олива консерв. — 3,3 мг (солёная — 0,49 мг)
• Смородина сушёная — 3,26 мг
• Абрикос сушёный — 2,66 мг
• Изюм с кост. — 2,59 мг
• Груша сушёная — 2,1 мг
• Инжир (фига) сушёный — 2,03 мг
• Изюм без кост. — 1,88 мг
• Шелковица — 1,85 мг
• Изюм голден б/к — 1,79 мг
• Бузина — 1,6 мг
• Маракуйя (пурпур.) — 1,6 мг
• Смородина чёрная — 1,54 мг
• Яблоко сушёное — 1,4 мг
• Вишня консерв. — 1,37 мг
• Банан сушёный — 1,15 мг
• Кивано (рогатая дыня) — 1,13 мг
• Финики Деглет Нур — 1,02 мг
• Смородина красная — 1 мг
• Чёрнослив — 0,93 мг
• Финики Меджул — 0,9 мг
• Инжир (фига) вяленый — 0,88 мг
• Инжир (фига) сырой — 0,37 мг

Масла

Не содержат железо.

Продукты насилия и эксплуатации

Данные представлены исключительно в сравнительных/ознакомительных целях.Помните: животные — не еда! Продукты их жизнедеятельности не принадлежат человеку. Подробнее…

• Молочные — 0,02-0,08 мг
• Сыры — 0,2-0,68 мг
• Яйцо курицы — 1,75 мг, варёное — 1,19 мг
• Плоть коровы — 1,73-3,13 мг
• Печень коровы — 6,54 мг
• Плоть свиньи — 0,92-1,44 мг
• Рыба — 0,34-2,92 мг
• Анчоус — 4,63 мг

Все приведённые выше данные взяты из базы данных USDA National Nutrient Database национальной сельскохозяйственной библиотеки США (NAL, учр. USDA). Данные были получены в исследовательской лаборатории USDA Nutrient Data Labaratory.

Совет: для удобства просчёта полноценного веганского (растительного) рациона воспользуйтесь таблицей-калькулятором питательных веществ.

veganworld.ru

Железо | справочник Пестициды.ru

Если попросить любого человека назвать ценный, редкий и дорогой металл, он наверняка вспомнит о золоте, и будет совершенно прав. Тем не менее, благородное золото не всегда находилось на своем заслуженном месте. Например, когда люди только научились получать алюминий, предметы из него могли себе позволить лишь очень состоятельные слои населения, а дефицитные алюминиевые столовые приборы подавались на званых ужинах только самым дорогим и уважаемым гостям. Остальные, бросая на них завистливые взгляды, были «вынуждены» орудовать золотыми вилками и ложками, которые тогда представлялись не настолько прекрасными, как блестящие, легкие, гнущиеся изделия из божественного алюминия.

Есть и другие примеры подобной исторической несправедливости. Так, во времена Гомера самой распространенной крупной валютой были рабы, бычьи шкуры и железо. Даже будучи неочищенным, плохо кующимся и не качественным по всем другим показателям, железо ценилось аж в десять раз выше, чем золото, ведь тогда оно было самым прочным из всех известных материалов, и, к тому же, добывалось с большим трудом.

Прошли столетия. Сыродутный способ получения металла оказался забыт, ему на смену пришло использование современных доменных печей. Качество получаемого железа в разы улучшилось, люди познакомились со сталью, однако, наряду с повышением прочности и ковкости, стоимость железа все больше падала, так, что сейчас его уже нельзя назвать дорогим. Тем не менее, если говорить о ценности этого металла, то кое-где он по-прежнему остался необходимым, незаменимым и востребованным. Все золото мира не заменит того небольшого количества железа, которое содержится в каждом организме и поддерживает его жизнь…[7]

Железная руда

Использовано изображение:[10]

Физические и химические свойства

Железо (Ferrum) Fe – химический элемент побочной подгруппы VIII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 26. Атомная масса – 55,85. Строение атома железа типично для переходных элементов. Это определяет переменную валентность и ярко выраженную способность к комплексообразованию у данного металла.[1]

Для железа характерны двухвалентные и трехвалентные соединения. Известны также соли железистой кислоты, где железо шестивалентно.

Железо – пластичный металл серебристого цвета, хорошо поддается ковке, прокатке и прочим видам механической обработки.

• Плотность – 7,87 г/см3,
• Температура плавления – 1539°С,
• Температура кипения – 2870°С.

Металл легко растворяется в соляной кислоте любой концентрации, в разбавленной серной кислоте, в азотной кислоте. К концентрированным серной и азотной кислотам железо пассивно.[3]

Содержание в природе

Железо – самый распространенный после алюминия металл на земле. Его масса составляет 4 % от массы земной коры. В природе оно встречается в виде самых разнообразных соединений: сульфидов, оксидов, силикатов. В свободном состоянии железо можно встретить только в метеоритах.

Важнейшие руды железа – магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк, шпатовый железняк. В больших количествах встречается железный колчедан.[3]

Железо концентрируется преимущественно в основных сериях магматических пород. Глобальная распространенность железа составляет 45 %.

Геохимия соединений Fe в окружающей среде имеет сложный характер, определяется способностью элемента легко менять валентность в зависимости от физико-химических условий среды и тесно связана с циклами углерода, кислорода и серы.

Обычно окислительные и щелочные условия среды способствуют осаждению железа, а восстановительные и кислые растворяют его соединения. Свободное железо быстро фиксируется в виде гидроксидов и оксидов, замещает магний и алюминий и образует комплексы с химическими лигандами.[4]

В почвах железо присутствует в основном в виде оксидов и гидроксидов и находится либо в виде небольших частиц, либо связано с поверхностью минералов. В богатых органикой горизонтах железо присутствует в форме хелатов.

К почвообразующим минералам железа относят:

1. Гематит. Встречается в почвах аридных, семиаридных и тропических районов. Наследуется от материнских пород.
2. Маггемит. Образуется в сильно выветрелых почвах тропических зон и чаще всего присутствует в скоплениях гематита, магнетита, гетита.
3. Магнетит. Унаследован от материнских пород. Тесно связан с маггемитом.
4. Ферригидрит. Широко распространен, но очень нестабилен, легко переходит в гематит в районах с умеренными гумидами.
5. Гетит. Распространенный в почвах всех климатических зон минерал железа.
6. Лепидокрокит. Типичен для плохо дренируемых почв (рисовых полей) и почв умеренных гумидных районов. Образование данного минерала осуществляется при низких значениях pH, низкой температуре и в отсутствии трехвалентного железа.
7. Ильменит. В почвах обычно не встречается. К выветриванию устойчив. Унаследован от материнских пород.
8. Пирит, сульфид железа и ярозит. Серосодержащие минералы. Широко распространены в затопляемых почвах с содержанием серы, например, в кислых сульфатных.

И минералы, и органические соединения железа легко преобразуются в почвах. При этом органическое вещество оказывает большое влияние на образование оксидов железа.

Соединения железа с органикой почвы является важным резервом доступных соединений данного металла для растений. С железом взаимодействуют гуминовые вещества, органические кислоты, сидерофоры, фенолы.

Взаимодействие железа с гуминовыми веществами сопровождается образованием водорастворимых и малорастворимых в воде соединений. На растворимость комплексов влияют многие факторы, в частности, химическая природа, соотношение компонентов, а также реакция среды. Как правило, гуминовые кислоты характеризуются большей склонностью к образованию нерастворимых соединений с металлами, чем фульвокислоты. В этой связи фульватные комплексы железа рассматривают как важный фактор, определяющий и миграцию этого металла по почвенному профилю, и его доступность растениям.[1]

Преобразование железа осуществляется и микроорганизмами. Некоторые виды бактерий вовлечены в круговорот данного элемента и аккумулируют его на поверхности живых клеток.[4]

Содержание железа в различных типах почв

Содержание железа в почвах СНГ составляет около 3,11 % и зависит от типа почвообразующей породы. Установлено, что колебания в содержании железа в пахотном горизонте различных почв достигают значительных величин.

Роль в растении

Биохимические функции

Железо играет активную роль в окислительно-восстановительных реакциях хлоропластов, митохондрий и пероксисомы, а также выполняет многие другие функции в растениях.

Участие железа в окислительно-восстановительных реакциях определяется легкой переменой валентности и высокой способностью к комплексообразованию.

Важная роль железа в биохимии растений подтверждается следующими факторами:

1. Железо обнаруживается в геме и негемовых белках и концентрируется в хлоропластах.
2. Органические комплексы железа участвуют в переносе электронов в процессе фотосинтеза.
3. Негемовые железосодержащие белки участвуют в восстановлении нитритов и сульфатов.
4. Процесс образования хлорофилла осуществляется с участием железа.
5. Железо вовлекается в метаболизм нуклеиновой кислоты.
6. Известна каталитическая и структурная роль двухвалентного и трехвалентного железа.[4]

Формы и соединения железа в тканях и органеллах клеток растений

В растение железо поступает в двухвалентной форме. В дальнейшем восстановленная форма железа проходит через реакции реокисления, и в тканях уже содержится и Fe (II), и Fe (III), в большей части в комплексах с различными органическими соединениями.

Большая часть железа в растениях находится в трехвалентном состоянии, тогда как физиологически важной является фракция Fe (II)/Fe (III), поскольку именно эта фракция подвержена обратимым окислительно-восстановительным превращениям.

Гем – это железопорфириновый комплекс. Атом железа в нем координируется четырьмя атомами азота пиррольных колец протопорфирина. Последний придает стабильность белковой глобуле гемсодержащих ферментов.

Как простетическая группа, гемовое железо включено в состав многих белковых соединений. Это цитохромы, нитратредуктаза, нитритредуктаза, пероксидаза и каталаза, леггемоглобин, ферредоксин, нитрогеназа, супероксиддисмутаза, аконитаза, липоксигеназы и многие другие.[1]

Недостаток железа

Недостаток железа – хлороз листьев фасоли

Использовано изображение:[9]

Недостаток (дефицит) железа в растениях

Дефицит железа – проблема для многих сельскохозяйственных культур. Причина недостатка данного элемента в растениях – низкое содержание доступных форм железа в окультуренных почвах. Недостаточность железа оказывает отрицательное влияние на многие физиологические процессы в тканях растений и приводит к ослаблению роста их и развития и, как следствие, снижению урожайности.[4]

Дефицит железа широко представлен в регионах распространения карбонатных почв (30 % поверхности земли). Недостаток подвижных форм железа в данном типе почв приводит к возникновению опасного заболевания – железистого (карбонатного, известкового) хлороза. Это заболевание при развитии может привести к гибели растения.

Дефицит железа проявляется также при высоком содержании в почве марганца, цинка, меди.

На рост листьев дефицит железа влияет в меньшей степени. Деление клеток и замедление роста проявляются только при острой недостаточности железа. Наиболее значительные изменения проходят в пластидном аппарате листьев. Пластиды уменьшаются в размерах, система тилакоидов редуцирована. Синтез белка в хлоропластах и цитоплазме подавляется, причем, в первых – сильнее.

Недостаток железа сказывается на снижении содержания в листьях хлорофилла и подавлении активности фотосистем. Изменения фотосинтеза отражаются на углеводном обмене растений, в частности, наблюдается снижение содержания сахаров и крахмала в листьях.[1]

Симптоматика железистой недостаточности проявляется в растениях при различных уровнях содержания железа в тканях растения. Характер симптомов различен в зависимости от почвенных, растительных, питательных и климатических факторов. Наиболее типичный симптом – межжилковый хлороз молодых листьев. К недостатку железа очень чувствительны некоторые фруктовые деревья, овес и рис.[4]

Визуально симптомы недостатка железа проявляются следующим образом: становится заметна белесая, бледно-зеленая или желтая окраска тканей листа между жилками.

При усиливающемся дефиците железа жилки листьев бледнеют, а ткани отмирают.

Первые признаки проявляются на молодой листве, поскольку по причине слабой реутилизации железа старые листья дольше остаются зелеными.

У травянистых растений верхние молодые листья приобретают желтый цвет, формируются мелкие, слабые соцветия. У плодовых деревьев отмечается усыхание кончиков ветвей и побегов.[1]

Избыток железа

Избыток железа – рисовое поле после уборки урожая.

Использовано изображение:[8]

Избыток железа

На почве, обогащенной растворимыми формами железа, может наблюдаться токсическое воздействие данного элемента на растения. Обычно это происходит на сильнокислых почвах, кислых сульфатных и пойменных почвах. Токсичность железа часто бывает связана с засоленностью почв и низким содержанием в них фосфора и оснований.

Установлено, что:

• растения, хорошо обеспеченные питательными веществами, выдерживают воздействие очень высоких концентраций железа;
• корни риса обладают способностью окислять железо и откладывать его на своей поверхности;
• повреждение корней сводит к минимуму их окислительную способность, что увеличивает токсичность железа.[4]

В целом избыток закисных соединений железа отрицательно влияет на рост растений. Характерными признаками токсического воздействия железа на растения являются отсутствие некротической ткани, развитие хлороза между жилками молодых листьев, при котором жилки остаются зелеными; позднее весь лист становится беловатым или желтым (сходно с признаками дефицита железа).[6]

Содержание железа в различных соединениях

Широко распространено использование комплексонов железа и некоторых из отходов промышленности, содержащих данный элемент.

Для устранения и предотвращения симптомов недостаточности железа используются также железный купорос, хлорное и лимоннокислое железо.[5]

Удобрения, содержащие Железо

Показать все удобрения »

Способы применения

Эффект от применения железосодержащих удобрений

Своевременное применение железосодержащих удобрений устраняет симптомы известкового хлороза и положительно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур.[5]

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. Учебное пособие. – СПб.: Издательство Санкт-петербургского университета, 1999. – 232 с.

Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. Издательство «Наукова Думка», Киев, 1969

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Перевод с англиского.– М.: Мир, 1989.– 439 с., ил.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

Петров Б.А., Селиверстов Н.Ф. Минеральное питание растений. Справочное пособие для студентов и огородников. Екатеринбург, 1998. 79 с.

Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта +, 2000. – 640 с., ил.

Изображения (переработаны):

Iron deficiency, by Howard F. Schwartz, Colorado State University, Bugwood.org, по лицензии CC BY

www.pesticidy.ru

Микроэлемент Железо. Функции. Признаки дефицита и избытка

Железо (химический символ Fe) является одним из шести микронутриентов или микроэлементов, необходимых для роста и размножения растений. Из многих особых свойств железа его способность легко подвергаться изменениям валентности, или легко окисляться, является сущностью его биологической важности. В большинстве научных публикаций и исследований обсуждается железо в почве, где оно присутствует в виде минералов (например, гематит), неорганических осадков (например, оксидов железа), органических комплексов (например, гуматы) и ионов в почвенном растворе. Химически это происходит в двух формах или степенях окисления: Fe3+ и Fe2+. Двухвалентное железо легко окисляется до трехвалентного, которое практически нерастворимо в воде. В нормальных, хорошо аэрированных сельскохозяйственных почвах активно происходят процессы окисления и, следовательно, преобладает трехвалентное железо. Эти явления являются главной причиной проблемы дефицита железа в сельскохозяйственных культурах.

Как и все питательные вещества для растений, железо должно находиться в водном растворе, для того, чтобы корни смогли его поглотить. Любой фактор, который уменьшает активность или концентрацию растворенного железа (ионов Fe), будет отрицательно влиять на поглощение. Эта реакция сильно зависит от уровня рН - активность растворимого железа уменьшается в 1000 раз при каждом повышении рН на единицу.

Естественно, на реакцию также влияют окислительно-восстановительные условия в почве. По этим причинам хорошо аэрированный кислотный грунт будет иметь более высокое содержание растворимых трехвалентных железа, чем щелочная почва. В восстановительных условиях предпочтение отдается железу Fe2+. Это важный источник растворимого железа в анаэробных условиях, таких как затопленные рисовые поля. Однако гораздо большая растворимость двухвалентного железа может вызвать проблемы токсичности железа в некоторых ситуациях. Например, «бронзирование» в рисе (рис.).

Функции железа

Железо требуется растениям для производства хлорофилла и активирования нескольких ферментов, особенно тех, которые участвуют в фотосинтезе и дыхании. Он также участвует в синтезе белка и формовании цвета фруктов. Хотя точная роль производства хлорофилла до сих пор не ясна, была продемонстрирована определенная зависимость между содержанием железа и хлорофилла в листьях растений. Прерывание производства хлорофилла в дефицитных железом растениях, конечно же, является причиной универсального зрительного симптома - хлороза.

Железо в основном поглощается растениями в почве в виде железа (Fe2+). Однако, поскольку большинство сельскохозяйственных почв содержат железо в форме железа (Fe3+), растения должны каким-то образом сначала растворить Fe3+, а затем уменьшить его до Fe2 + так, чтобы он мог проходить через плазматическую мембрану корня волос (плазмалемму). Точный механизм, описывающий данный процесс, еще плохо изучен. По-видимому, он варьирует между видами растений.

У большинства культур поглощение железа является активным процессом, требующим энергии. Корневые волоски растения выделяют протоны (ионы H+) и экссудаты в окружающую почву. Протоны помогают растворить Fe3+, снижая pH, и способствуют хелированию ионов Fe3+ фенольными экссудатами. На поверхности корня хелат железа Fe3+ восстанавливается до хелата железа Fe2+, который легко высвобождает Fe2+ для поглощения корневыми волосками. Как только он перешел в корень, Fe2+ окисляется до Fe3+ и затем хелатируется ионами цитрата. Железо-цитратный хелат затем транспортируют в активно растущие области растения. После транслокации железо имеет тенденцию фиксироваться и не может быть повторно переведено из органа в орган. По этой причине симптомы дефицита железа имеют тенденцию влиять только на новый рост.

Дефицит железа

Почти без исключения дефицит железа приводит к хлорозу молодых, быстро растущих листьев, а более старые листья остаются темно-зелеными. Жилки остаются резко зелеными в отличие от желтых межжилковых областей. В растениях с параллельными жильными листьями (например злаки) наблюдается эффект трамплина. На широколиственных растениях видна тонкая сетчатая структура (см. рис). Вначале вены остаются зелеными, что дает сетчатый рисунок. На поздних стадиях жилки также становятся хлоротичными и могут разрушаться, и весь лист кажется отбеленным. Некроз обычно не возникает до заключительных этапов развития симптомов.

Диагностика и устранение дефицита железа

Визуальные симптомы достаточно характерны для точной диагностики дефицита железа. Если есть сомнения, можно провести опрыскивание соединениями железа - реакция обычно очень быстрая. Общее действие хлороза с дефицитом железа является снижением фотосинтетической активности, необходимой для роста и развития. Это, в свою очередь, снижает урожайность сельскохозяйственных культур и их экономическое использование человеком. Дефицит магния также показывает хлороз в межжилковых областях, но эти симптомы начинаются на более старых листьях, а хлороз имеет более желто-оранжевый цвет. Дефицит марганца также показывает хлороз на более молодых листьях, но вены остаются зелеными даже при серьезном дефиците.

Высокий уровень доступного молибдена может уменьшить поглощение Fe, вызывая осаждение молибдата железа на поверхности корней. Наиболее распространенной причиной дефицита железа в растениях является высокий уровень pH - доступность железа уменьшается, когда рН выше 7. Недостаток железа может быть вызван слабым дренированием субстрата. Недостаток железа также может быть вызван слишком большим содержанием марганца.

Оптимальные концентрации железа для различных растений разнятся. К примеру, для большинства выращиваемых виноградных культур питательный раствор должен содержать 2-3 ppm Fe (2-3 мг/л).

Избыток железа

Накопление железа в клетках может быть и токсичным. Оно может действовать каталитически для генерирования гидроксильных радикалов, которые могут повреждать липиды, белки и ДНК. Из-за потенциальной токсичности, связанной с высоким уровнем железа, клетки хранят железо с внутриклеточным белком ферритином, который выделяет железо контролируемым образом. Этот белок производится почти всеми живыми организмами, включая водоросли, бактерии, высшие растения и животные.

Диагностика и устранение избытка железа

Токсичность железа, главным образом, возникает там, где уровень pH падает достаточно, чтобы создать избыток доступного железа. Как и с некоторыми другими питательными веществами, видимые признаки токсичности железа, вероятно, будут проявляться признаком дефицита другого питательного вещества. Накопление железа, также может возникать при недостатке цинка. Избыток железа может приводить изменению цвета листвы к более темно-зеленому.

Железо в питательных растворах

Для гидропоники в составе питательных веществ используются сульфат железа (железный купорос) или хелатные соединения железа. Хелаты железа, как правило, менее склонны к осаждению в щелочных условиях и обычно являются предпочтительными для применения. Подробнее читайте в статье "Хелаты металлов".

Источники

1. Practical Hydroponics & Greenhouses . September . 2016

floragrowing.com

Железные пристрастия растений

«Ешьте яблоки, – говорили нам с детства, – в них много железа!» И мы ели и едим, понимая жизненную необходимость железа для нашего организма, тем более что яблочное железо такое вкусное! Железо есть и во многих других овощах, фруктах, ягодах и зелени. Откуда же сами растения черпают его, какова его роль в растительном организме и чем опасен недостаток железа для растений?

Откуда железо? Основное количество железа поступает в растение в растворимой (ионной) форме из почвы при всасывании почвенной влаги корнями. Само собой, для этого железо должно находиться в растворимом соединении, только это обеспечивает его подвижность в почве и доступность для растений. На подвижность железа в почве решающее влияние оказывает кислотность почвы – в щелочных почвах она резко падает. Растворимые соединения железа также способны проникать в растения через устьица, кутикулу и эпидермис листьев. Установлено, что прекрасной пропускной способностью обладают соединения в хелатной форме.

Роль железа. Железо входит в состав ферментов, участвующих в создании хлорофилла. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях, так как оно способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно. Кроме того, без железа невозможен процесс дыхания растений, поскольку оно является составной частью дыхательных ферментов.

ФитоКислинка. Интересно то, что часто в почвах железа предостаточно, но находится оно там в недоступной для растений форме по причине высокого показателя рН. Препарат научно-внедренческого предприятия НВП «БашИнком» ФитоКислинка при регулярном применении расщелачивает почву, делая микроэлементы, в том числе и железо доступными для растений.

Когда железа мало. При недостатке железа вследствие нарушения образования хлорофилла у растений, особенно у плодовых деревьев, развивается хлороз. Начинается он с верхушечных листьев, которые теряют зеленую окраску, затем белеют либо отмирают по краям и преждевременно опадают. Плоды мельчают, резко падает урожайность.

Как исправить? При железном голодании опрыскивают раствором железного купороса (50 г на 10 л воды). Кратность обработок – 2-3 раза с интервалом 4-5 дней. При работе с железным купоросом соблюдайте меры предосторожности. Если же вы полны решимости обеспечить свои растения легкоусвояемым железом, можно попробовать самостоятельно сделать раствор цитрата железа. Для этого в раствор лимонной кислоты (40 г на 10 л) добавляется 25 г железного купороса. Получившийся раствор веселого желтенького цвета надо использовать в течение двух недель, так как он довольно быстро «стареет». Такое удобрение обеспечит растения не только доступным железом, но и ионами лимонной кислоты, очень необходимыми растениям для протекания жизненно-важных биохимических процессов.

Биополимик-Fe. Самое «вкусное» железо для растений содержится в новейшем инновационном препарате Биополимик-Fe производства НВП «БашИнком». Кроме железа, этот препарат также обогащен другими важными микроэлементами в профилактических дозах. Биополимик-Fe – это скорая помощь для растений при железном голодании. Норма расхода – 1 столовая ложка на 10 литров воды. Скоро выйдет в продажу.

gryadkaojz.ru

Растительные продукты с большим содержанием железа

Главной задачей железа в организме является связывание и транспорт кислорода из легких. Кроме этого, железо является частью многих ферментов, а также участвует в производстве энергии. Дефицит железа (анемия) довольно распространённый недуг, который вызван различными причинами. Чаще всего нуждаются в железе женщины детородного возраста, беременные женщины, недоношенные или с низкой массой тела дети, девочки-подростки.

Признаками дефицита железа являются слегка пониженные уровни физической выносливости и снижение умственной работоспособности, отсутствие мотивации, апатия. Некоторые люди имеют дефицит железа в организме, а некоторые борются с его избытком.

Гемохроматоз это генетическое нарушение метаболизма железа, при котором в организме присутствует избыточное количество железа (большое количество железа поглощается из пищи).

Но в данной статье мы поговорим не о заболеваниях, а о растительных продуктах, которые богаты железом.

Продукты с большим количеством железа

Многие продукты, такие как зерновые, бобовые, орехи, овощи и фрукты содержат значительное количество железа. Анемия, как правило, происходит из-за недостаточного потребления железа, либо ряда других причин (заболевания желудочно-кишечного тракта). Основной принцип лечения анемии – употребление данного микроэлемента в достаточном количестве, при этом обычно назначаются специальные препараты. Кроме препаратов необходимо изменить рацион питания, т.е. употреблять больше продуктов, богатых железом.

Этот микроэлемент играет важную роль в человеческом организме (формирование гемоглобина). Его дефицит приводит к утомляемости, ломкости волос, ногтей, сонливости, бледности. Если у вас имеются указанные симптомы обязательно проверьте свой гемоглобин.

Суточная норма железа составляет около 18 мг.

Стоит отметить, что металлы, входящие в состав крови, играют наиболее важную роль в жизни всех без исключения живых организмов. Они стимулируют обмен веществ, влияют на рост, кроветворение, а также выполняют многие другие жизненно важные функции. Одним из таких полезнейших металлов является железо.

Дети в возрасте до двух лет — от 7 до 18 моль / л железа;

Дети 2-14 лет — 9-22 моль / л железа;

Взрослые мужчины — 11-31 моль / л железа;

Взрослые женщины — 9-30 моль / л железа.

В частности содержание железа в организме может также зависеть не только от возраста и пола, но и от роста, веса, уровня гемоглобина и общего состояния здоровья. Вы должны запомнить, что вместе с мясом в организм человека поступает до 20% железа, вместе с рыбой до 10%, а вместе с растительной пищей до 6%. Кроме того, успешному усвоению железа способствует витамин С.

Недостаток железа в организме может вызвать снижение артериального давления, сердцебиение и головокружение. Чтобы помочь восстановить нормальный уровень железа в организме, следует правильно питаться + включить в меню продукты, богатые железом. Но прежде всего следует посетить врача.

12 продуктов

Кроме красного мяса существуют растительные продукты, которые содержат железо в достаточном количестве. К таким продуктам относится чечевица, фасоль, курага. Давайте рассмотрим самые популярные продукты (100 г), которые насытят ваш организм железом.

Тмин: содержит 66 мг железа. Также много железа содержат другие приправы, например, корица, карри. Кроме того, они улучшают пищеварение, устраняют изжогу.

Чабрец: трава содержит около 30 мг железа, что тоже немало. Кроме того, трава помогает облегчить кашель, лечит бронхит, устраняет воспаление, дает расслабляющий эффект.

Спирулина: водоросль содержит около 28 мг железа. Всего несколько граммов в день пищевой добавки способны повысить уровни данного металла в организме. Также водоросль богата витаминами, белком, минералами, омега-6. Легко усваивается организмом (читайте здесь).

Кунжут: содержит около 16 мг железа. Кунжутное семя имеет многочисленные преимущества для здоровья человека. Так же как спирулина, кунжут богат растительным белком, легко усваивается организмом. Семена растения полезны для пищеварения из-за наличия клетчатки. Кроме железа кунжут содержит кальций, фосфор, магний, цинк, калий.

Соя: содержит примерно 15 мг железа на 100 г. Соя является прекрасной альтернативой мясу (читайте здесь), еще она содержит ненасыщенные жиры.

Темный шоколад: железо 10,7 мг, также является отличным источником магния и антиоксидантов. Он служит профилактикой против сердечно-сосудистых заболеваний за счет сохранения здоровья артерий.

Орехи кешью: железо 6 мг, также как грецкие орехи. Кроме этого, масленичные, а также фундук, орехи макадамии 3,9 мг, фисташки, миндаль содержат достаточно железа, а также богаты липидами, аминокислотами, хорошими жирами.

Кедровые орехи: 5,5 мг железа, все необходимые питательные вещества для организма человека (углеводы, белки, жиры, витамины, минералы).

Семена подсолнечника: 5 мг на 100 г железа, также кальций, магний, полиненасыщенные жирные кислоты. Семечки богаты клетчаткой, которая улучшает пищеварение.

Фасоль: содержит около 5 мг железа. Красная фасоль является отличным источником железа, особенно для вегетарианцев. Она также эффективна в профилактике диабета, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Фасоль в сочетании со злаками может заменить животный белок.

Чечевица: содержит 3,3 железа на 100 г. Растение является наиболее усваиваемой бобовой культурой из-за содержания волокна. Также чечевица богата антиоксидантами, которые защищают клетки организма от свободных радикалов.

Оливки: содержат 3,3 железа. Оливки и оливковое масло ценные продукты для сердца и сосудов. Они также снижают риск возникновения рака.

Сбалансированная диета — это ключ к крепкому здоровью! Включите в свое меню указанные продукты и у вас не будет анемии!

Также не стоит забывать о продуктах, которые способствуют лучшему усвоению железа. К таким продуктам относится все ягоды, фрукты, которые содержат витамин С (клубника, вишня, малина, клубника, сливы). Кроме этого, свежие овощи и зелень (капуста, огурцы, укроп и т.д.).

Продукты, которые ухудшают поглощение железа: молоко и молочные продукты, картофель и рис, яйца.

izlechimovse.ru

Микроэлементы в растениях

Цинк

Форма поступления Zn в корни растений точно не установлена. Однако в целом мнения сходятся на том, что преобладает поглощение иона Zn2+ и гидратированных форм Zn. А. Д. Халворсен и В. Л. Линдсей (цитировано по Кабата-Пендиас, Х. Пендиасу, 1989) пришли к заключению, что корни кукурузы поглощают только Zn2+ и что даже очень низкие концентрации этого иона достаточны для развития растений.

Среднее содержание цинка в растениях – 0.002%.

В растениях цинк не участвует в окислительно-восстановительных реакциях, поскольку не меняет степень окисления. Он входит в состав более 30 ферментов, в т. ч. фосфатазы, карбоангидразы, алкогольдегидрогеназа, РНК-полимераза и др. Карбоангидраза катализирует разложение гидрата окиси углерода на воду и углекислый газ. Эта реакция важна для процесса фотосинтеза. Фермент карбоангидраза, катализируя высвобождение CO, из гидрата окиси углерода, способствует его использованию в процессе фотосинтеза. Кроме того, цинк активирует такие ферменты, как енолаза, альдолаза, гексокиназа, триозофосфатдегидрогеназа. В этой связи понятно значение цинка для процессов дыхания и фотосинтеза.

Цинк играет важную роль при образовании фитогормона ауксина. Это связано с тем, что цинк, повышая активность триптофансинтетазы, влияет на образование аминокислоты триптофана — предшественника ауксина. Внесение цинка повышает содержание ауксинов и заметно сказывается на темпах роста растений. При дефиците цинка возрастает проницаемость мембран, что свидетельствует о роли этого элемента в структуре мембран, в поддержании их интеграции.

Цинк влияет на белковый синтез, на активность РНКазы. Обнаружены белки, содержащие цинк и участвующие в репликации ДНК и транскрипции. Цинк входит в состав одного из факторов регуляции транскрипции в соединении с остатками гистидина и цистеина («цинковые пальцы») (Якушина, Бахтенко, 2005).

Кочиан (Kochian, цитировано по Alloway, 2004) предложил, что перемещение цинка через плазматическую мембрану направлен мощным отрицательным зарядом, и, следовательно, этот процесс термодинамически пассивен. Этот отрицательный заряд плазматической мембраны движет цинк во множестве потоков дивалентных катионов в двудольных и однодольных за исключением злаков. Кочиан (Kochian, цитировано по Alloway, 2004) предположил, что безбелковые аминокислоты, именуемые «фитосидерофорами» или «фитометаллофорами», создают комплексное соединение с цинком и выводят его на поверхность плазматической мембраны корневой клетки. Эти фитосидерофоры выделяются из корней в результате дефицита железа и цинка. Получившийся комплекс в дальнейшем транспортируется в клетку с помощью белка-транспортёра.

Цинк поглощается в форме Zn2+ или Zn(OH)2 при высоких значениях pH. По причине низкой концентрации цинка в почвенном растворе поглощение происходит преимущественно через прямой корневой контакт, и оно метаболически контролируемо. Пространственные взаимодействия возможны между поглотительными процессами цинка и других микроэлементов, например цинк – медь, которые обоюдно задерживают друг друга, указывая на то, что они оба абсорбированы по одинаковому механизму транспортных узлов. Рис с цинковым дефицитом показывает повышенное впитывание кадмия, но количество перемещённого цинка в надземные органы оказывается значительно выше количества кадмия в этих органах. Добавление цинка в пропитанные водой почвы выявило увеличение количества экстрагируемого диэтилентриаминпентауксусной кислотой марганца и уменьшение поступления и перемещения меди, железа и фосфора (Alloway, 2004)

Чодри и Лонераган (Chaudry, Loneragan) сообщают, что щелочноземельные катионы неконкурирующе задерживают абсорбцию цинка (по значимости: Mg2+ > Ba2+ > Sr2+ = Ca2+) (цитировано по Alloway, 2004).

Растворимые формы Zn доступны для растений, и, по имеющимся данным А. Кабата-Пендиас и Х. Пендиаса (1989), потребление Zn линейно возрастает повышением его концентрации в питающем растворе и в почвах (рис.1).

Рисунок 1

Скорость поглощения Zn сильно колеблется в зависимости от вида растений и условий среды роста. Большое значение имеет состав питающего раствора, в особенности присутствие Ca. По вопросу о том, является ли потребление Zn активным или пассивным процессом, существуют разногласия. При всей дискуссионности результаты явно свидетельствуют о том, что потребление Zn контролируется метаболизмом растений, но может участвовать и неметаболический процесс.

По мнению А. Кабата-Пендиас и Х. Пендиаса (1989), связывание Zn низкомолекулярными органическими соединениями в соках ксилемы и в экстрактах из других растительных тканей может означать, что он очень подвижен в растениях. Доля Zn, связанного в комплексы с отрицательным зарядом, составляет более половины его общего содержания в растениях.

Некоторые авторы считают Zn очень подвижным элементом, другие же полагают, что он обладает умеренной подвижностью (Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989). В действительности, при оптимальном поступлении Zn некоторые виды растений перемещают заметные количества этого элемента из старых листьев в генеративные органы, но в условиях дефицита Zn эти же виды мобилизовали только небольшие количества или вообще не мобилизовали цинк из старых листьев.

Корневые системы часто содержат гораздо больше Zn, чем надземные части, в особенности, если растение выросло на почве, богатой Zn. При оптимальном уровне содержания Zn в почве этот элемент может перемещаться из корней и накапливаться в верхних частях растений. По опубликованным данным Zn концентрируется в хлоропластах. У некоторых видов это особенно заметно, например у шпината. Цинк, вероятно, накапливается также в жидкости, заполняющей вакуоли, и в клеточных мембранах (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Намбиар (Nambiar, цитировано по Alloway, 2004) показал, что растения могут получать цинк из сухой почвы с помощью выделенного клейкого вещества, но результаты подобного питания составляют лишь 40% от результатов питания во влажной почве. Как отмечают Лавадо, Поркелли и Альварес (Lavado, Porcelli, Alvarez, 1998), в их опыте экстрагируемая концентрация и стратификация цинка были связаны с органическим веществом и pH.

Растительные виды и разновидности сильно различаются по чувствительности к дефициту Zn. Хотя такой дефицит относительно обычен, установить его довольно сложно. Наилучший диагноз получается при совместном использовании визуальных симптомов, анализов химического состава растений и почвенных тестов. Следует отметить, что для ряда культур и почв два экстрагента-хелатообразователя (ДТПА и ЭДТА) дают линейную зависимость между содержанием Zn в растении и запасом его растворимых форм в почве (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Согласно Намбиару и Мотирамани (цитировано по Кабата-Пендиас, Пендиасу, 1989), при использовании для предсказания дефицита цинка содержаний его в тканях часто получаются неверные результаты, тогда как отношение Fe/Zn в тканях представляется более перспективным для предсказания даже скрытого дефицита Zn. Критическое значение отношения Fe к Zn в кукурузе составляет примерно 0,6. Линдсей (цитировано по Кабата-Пендиас и Х. Пендиасу, 1989) опубликовал обзор данных о проявлениях дефицита Zn и его распространении на Земле. Согласно этому автору, наиболее важными факторами, участвующими в создании дефицита цинка, являются:

1) низкое содержание Zn в почве;

2) карбонатность почв и значения pH больше 7;

3)  низкие содержания органических веществ в почве;

4)  слабая микробиологическая активация Zn в почве;

5) ограниченное поглощение Zn корнями, вызванное сужением зоны развития корневых систем и холодными весенними сезонами;

6) различия свойств видов и генотипов растений;

7) антагонистические эффекты.

Внесение цинка в почву снижает концентрации Fe, Mn и Cu в растениях и повышает содержание цинка. Обогащение зерна Zn, Fe и Mn (в сбалансированном соотношении) благоприятно для здоровья человека. Однако, как сообщает Ареф (Aref, цитировано по Zhu и др., 2007), при стрессе от дефицита цинка растения абсорбируют большие количества Fe и Mn, усугубляя неблагоприятный эффект дефицита.

Несмотря на то, что дефицит цинка известен как наносящий вред широкому ряду злаков в разных частях Света, генотипические отличия между хлебами делают некоторые виды более восприимчивыми к дефициту, чем остальные (табл.1). Отдельно от внешних отличий существуют также важные внутренние, которые могут быть в некоторых случаях более значимыми, чем просто различия между видами. На примере пшеницы, твёрдая пшеница (Triticum durum) более устойчива к нехватке цинка, чем мягкая (Triticum aestivum). Однако имеются важные сортовые отличия в обоих видах пшеницы (Alloway, 2004).

Сорта хлебов, пшеницы или риса, которые, как выяснилось, более толерантны к нехватке цинка, были описаны как рационально расходующие цинк.

Из таблицы видно, что кукуруза, рис и бобовые культуры наиболее чувствительны к нехватке цинка, и только пшеница имеет низкий показатель. Тем не менее, пшеница во многих местах на Земле подвержена цинковому дефициту, несмотря на врождённую низкую восприимчивость к недостатку в сравнении с кукурузой и подобными. Цинковая недостаточность, до сих пор, - главная проблема пшеницы. Если кукуруза или бобовые росли на той же почве, что и пшеница, они, скорее всего, будут жёстко поражены. Следовательно, градацию из таблицы можно использовать для сравнения чувствительностей к недостатку и откликов на цинковые удобрения, но не для определения пределов поражения этих злаков цинковым дефицитом в разных районах мира (Alloway, 2004).

Таблица 1. Врождённая чувствительность к дефициту цинка (Alloway. 2004)

Браун и Джонс (Brown, Jones, цитировано по Alloway, 2004) отметили в своей статье, что отклик растения на микроэлементный стресс – генетически контролируемая адаптация. Сложные механизмы могут содержать способность впитывания питательных веществ в количестве ниже оптимума, мобилизировать элементы в почве с помощью секреции корневых выделений и усиливать их впитывание корнями и перемещать впитанные вещества внутри растения. Грэм и др. (Graham et al., цитировано по Alloway, 2004) сообщили, что в пшенице, ячмене и овсе могут быть обнаружены различные вариации цинковой усвояемости. Это качество может быть плохо связано с усвояемостями других микроэлементов, таких как марганец, который вызывает независимый механизм и генетический контроль цинковой продуктивности. Работая с различными типами почв в Южной Австралии, они обнаружили, что характерные черты цинковой усвояемости в бедных питательными веществами песчаных и в богатых ими глинистых почвах были генетически различными. Генотипы цинковой усвояемости обуславливают потребление большего количества цинка из дефицитных почв, производят больше сухого вещества и больше урожая зерна, но не обязательно имеют высокие концентрации цинка в листьях или зёрнах. Высокое содержание цинка в зёрнах выглядит генетически контролируемым, но не связано напрямую с цинковой усвояемостью. Оно же влияет на развитие побега и важно для человеческих диет, основанных на крупах (Alloway, 2004).

Известно, что некоторые виды и генотипы обладают большой толерантностью к Zn и большой способностью к селективному поглощению его из почв. Таким образом, по данным Е. А. Софронова (2003), овёс концентрирует цинк и имеет значительные коэффициенты биоаккумуляции его в зерне (от 4.9 до 11.7) и соломе (в большинстве >1.0).

Изменения содержания Zn в среде роста обычно отражаются на составе растений, поэтому растения — хороший индикатор для биогеохимических исследований. Некоторые генотипы, растущие на богатых цинком почвах или в областях с большим его поступлением из атмосферы, могут накапливать экстремально высокие количества этого элемента без видимых симптомов токсикоза. Выносливые виды могут ослаблять действие избыточных концентраций Zn либо путем метаболической адаптации и комплексообразования, либо путем ограничения присутствия элемента в клетках, либо переводя его в нерастворимую форму в запасающих тканях (А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989).

Большинство растительных видов и генотипов обладает высокой толерантностью к избыточным количествам цинка. Обычные симптомы токсикоза Zn — хлороз, особенно у молодых листьев, и ослабление роста растений.

Цинк не считается сильно фитотоксичным. Предел токсичности Zn зависит как от видовой принадлежности и генотипа растения, так и от стадии развития. Например, есть данные, что 300 мг Zn на 1 кг почвы ядовиты для молодого ячменя, в то время как для овса в начале стадии кущения токсичны примерно 400 мг/кг. В тканях корней, где Zn иммобилизован в стенках клеток или связан в комплексы с неспособными к диффузии протеинами, его критические концентрации гораздо выше (А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас, 1989).

Ренджел (Rengel, цитировано по Alloway, 2004) суммировал различные возможные механизмы улучшения поглощения цинка и его перераспределения в растении:

1)        большее равномерное распределение длинных, тонких корней (<0.2 мм в диаметре),

2)        характеристические изменения в химии и биологии ризосферы, включая внушительное выделение хелатов – фитосидерофоров,

3)        повышенное впитывание, приводящее к увеличению роста аккумуляции цинка,

4)        более продуктивная утилизация и компартментализация цинка внутри клеток, тканей и органов, включение повышенной активности углеродной ангидразы и антиокислительных ферментов, поддержание сульфгидрильных групп в корневых клеточных мембранах в истощённом состоянии и различных моделях биосинтеза.

Железо

Железо один из важнейших микроэлементов растений. Оно способно формировать 6 координационных связей с атомами-донорами электронов, такими как азот и кислород (Marschner, 1997). Поэтому оно входит в состав активных центров многих металлопротеинов в виде различных простетических групп, включающих гем и Fe-S кластеры. Наличие в растениях форм железа с различной валентностью объясняет его участие в основных окислительно-восстановительных реакциях, таких как фотосинтез и дыхание, в составе многих белков хлоропластных и митохондриальных электрон-транспортных цепей. Железо также вовлечено во многие ферментные реакции, необходимые для фиксации азота, синтеза ДНК и растительных гормонов (Briat, 2007).

Хлоропласты - основное место утилизации железа в растениях. В них сосредоточено до 80% от общего железа в листьях (Smith, 1984). В зеленых тканях арабидобсиса 70% от общего железа находится в хлоропластах, а 40% - в тилакоидах (Shikanai et al., 2003). Доказана необходимость железа для биосинтеза хлорофилла (Pushnik et al., 1984). В фотосинтезе железо участвует, ассоциируясь с металлопротеинами, в электрон-транспортной цепи тилакоида. Эта ассоциация достигается посредством двух простетических групп: гема и железо-серного кластера.

В электрон-транспортных цепях принимает также участие ферредоксин, относится к группе Fe-S белков (Kapazoglou et al., 2002). В таких белках металл координирован в кластеры тиоловыми группами цистеина или неорганической серой. Биосинтез Fe-S кластеров, как и биосинтез гема, осуществляется в пластидах и митохондриях растений (Briat, 2007). Ферредоксин - кислый гидрофильный белок, содержит два или четыре атома трехвалентного железа и четыре атома серы в качестве лигандов в расчете на один каталитический центр (Рубин, Кренделева, 2003). Ферредоксин - конечный акцептор и переносчик электронов в фотосинтетических электрон-транспортных цепях (Toshiharu et al., 2006). Он входит в состав ферредоксин-НАДФ-редуктазы - компонента электрон-транспортной цепи.

Ферредоксин может быть восстановителем для целого ряда биохимических процессов, не относящихся к фотосинтезу. Он вовлечен в реакции восстановления нитрата до нитрита и нитрита до аммония в составе ферредоксинзависимой нитрат- и нитритредуктаз (Toshiharu et al., 2006). Эти ферменты используют ферредоксин в качестве донора электрона. Впоследствии в цикле восстановления. катализируемом системой глутаминсинтаза - глутамин-оксоглутарат-аминотрансфераза, образуются аминокислоты, вовлекаемые в синтез белка. Электрон, поступающий с ферредоксина, может также участвовать в восстановлении сульфатов и кислорода (Рубин, Кренделева, 2003).

Железо входит в состав пероксидазы и каталазы, которые задействованы в трансформации пероксида водорода (Passardi et al., 2005; Bartosz, 2005). В пероксидазе гемовая часть фермента играет роль активного центра, участвующего в разложении или активации пероксида водорода. Этот фермент катализирует окисление различных веществ (фенолов, ароматических кислот, нитритов) в присутствии пероксида водорода, действующего как акцептор водорода и превращающегося в воду в ходе такой химической реакции. Пероксидазы могут катализировать образование поперечных связей между фенольными компонентами клеточных стенок (Marschner, 1997). Реакции с участием пероксидаз ведут к образованию множества активных форм кислорода, способных влиять на активность различных процессов или участвовать в передаче сигналов (Passardi et al., 2005).

Одна из форм аккумуляции железа в растении представлена ферритином, который представляет собой железо- и фосфорсодержащий пептид (Briat, Lobreaux, 1997). Ферритин аккумулируется главным образом в «бесцветных» пластидах, таких как этиопласты и амилопласты, в то время как в зрелых зеленых хлоропластах, где фотосинтетический процесс активен, его концентрация находится на низком уровне (Briat, 2007). Однако распределение железа в листьях зависит от стадия развития. Регулирование синтеза ферритина в к-ченис жизненною цикла подтверждено фактами увеличения его содержания в развивающихся и стареющих листьях (Briat, Lobreaux, 1997). В корнях ферритин может быть вовлечен в модулирование потока железа в верхние части растения через загрузку ксилемы с помощью не описанных в данное время транспортеров (Briat, 2007).

Железо вступает в реакции со свободными радикалами (Briat, 2002). Поэтому накопление и буферность соединений Fe - ключевые элементы защитных механизмов у живых организмов в борьбе с окислительным стрессом. Ферритины играют активную роль в этих механизмах, благодаря их способности запасать большое количество железа в безопасной форме (Harrison, Arosio, 1996).

Железо поступает в растение в основном в восстановленной форме Fe2+ (может затем вновь окисляться до Fe3+) y растений стратегии 1 (двудольные и незлаковые однодольные), либо в виде Fe3+-фитосидерофорного комплекса у растений стратегии II (злаки) (Hell, Stephan, 2003). Поступление в симпласт клеток сопровождается восстановлением Fe3+ до Fe2+ (Kim, Guerinot, 2007). Предполагают, что подвижность железа в корне зависит от его Fe3+-редуктазной способности, подавляемой при высоких значениях pH в апопласте (Kosegarten, Коуго, 2001). При такой реакции среды концентрация железа в апопласте может увеличиваться до 2000 мкг/г, главным образом за счет аккумуляции в форме Fe3+. Инактивация в апопласте эпидермальных клеток корней вследствие окисления железа может сопровождаться ослаблением его транспорта в побег. Увеличению pH апопласта способствуют повышенные концентрации бикарбоната, характерные для обогащенных карбонатами почв, а также поглощение растениями азота в форме нитрата (Kosegarten, Koyro, 2001).

Поглощенное корнями железо транспортируется в другие органы растения по ксилеме. Попадая в сосуды ксилемы, оно окисляется до Fe3+ и далее передвигается в форме Fe-цитратного комплекса (Kochian, 1991, Lopez-Millan et al., 2000; Kim, Guerinot, 2007). В листьях комплексы железа восстанавливаются Fe-хелатредуктазами, связанными с плазматическими мембранами мезофилла (Lopez-Millan et al., 2000). Активность Fe-хелатредуктаз зависит от реакции среды (pH) апопласта, и может снижаться с увеличением значений pH. Этот процесс сопровождается снижением скорости поступления Fe2+ в симпласт и, как следствие, появлением у растений признаков хлороза.

Марганец

Марганец, как железо и цинк, относится к группе необходимых для растений микроэлементов. Он является активатором ферментов, вовлеченных в фотосинтез, дыхание, синтез белков и углеводов (Mukhopadhyay, Sharma, 1991; Kabata-Pendias, Pendias, 2002).

Марганец - кофактор Mn-супероксиддисмутазы (Mn-СОД) и Mn-каталазы (Laszlo, 2008). Фермент Mn-СОД локализован в основном в митохондриях (Buettner, 2006). Оба фермента входят в состав антиоксидантной системы растений.

Марганец - часть Mn4 -Ca-кластера комплекса фотосистемы II. выделяющего кислород (Barber, Murray, 2007). При дефиците марганца в питательной среде отмечено значительное снижение интенсивности фотосинтеза у пресноводной водоросли Ankistrodesmus. Причем, вследствие возобновления снабжения растений Mn2+ уровень фотосинтеза восстанавливался. В условиях освещения потребность водорослей этого вида в марганце намного выше, чем в темноте. Такой же эффект впоследствии описан для других видов водорослей и высших растений (Barber, Murray, 2007).

Марганец активирует многочисленные ферменты в процессах фосфоролирования. Известно более 35 ферментов, активируемых марганцем. Большинство из них катализируют реакции окисления-восстановления, декарбоксилирования, гидролиза (Burnell, 1986). Марганец участвует в белковом обмене через регулирование активности ДНК- и РНК-полимераз (Marschner, 1997).

Проектирование посевных площадей и полевых севооборотовВоспалительные процессы в половых органах коровОрганизация сельскохозяйственного производстваОтрасль животноводства и перспектива её развитияЖивотные, обитающие по берегам реки МанаИспользование иммунизированного гороха при выращивании крупного рогатого скота на мясоРазработка экологически безопасного фитоиммуномодулятора кормовых культурПрименение иммунизированного нута в кормлении молодняка крупного рогатого скотаФитофтороз томата, проблемы и возможные решения

biofile.ru

Железо - незаменимый элемент питания растений - Полезное

Полезное

Железо - незаменимый элемент питания растений

Играя важнейшую роль в формировании растительных тканей и обеспечении их дыхания, являясь биокатализатором процесса фотосинтеза, железо представляет собой незаменимый элемент питания растений. В природе водные растения имеют неиссякающий его источник либо в воде, либо в грунте, либо и в том и другом одновременно. В аквариуме же единственным "естественным" его поставщиком является рыбий корм. Поставщиком, как правило, недостаточным. А нехватка этого элемента приводит к дефектам развития растений.

Обычные признаки дефицита железа - пожелтение или даже побеление листьев (хлороз) при сохранении зеленого цвета жилок. Наиболее заметны эти признаки на молодых листьях и быстрорастущих растениях.

Чтобы разобраться в том, как такую нехватку компенсировать, нужно понять, в каком виде железо обычно оказывается доступным растениям, а также механизм его усвоения.

Прежде всего отметим, что железо - элемент поливалентный и в обычных условиях способно существовать в двух формах: двухвалентной Fe(II) (восстановленной) и трехвалентной Fe(III) (окисленной).

Процессы дыхания и фотосинтеза обеспечиваются способностью железа быстро и обратимо менять свою степень окисления от Fe(II) к Fe(III). При этом происходит перенос электронов, который очень грубо можно назвать основной сущностью процесса дыхания. В живых тканях растений этот перенос обратим, но начинается он именно от двухвалентного к трехвалентному - и именно поэтому как раз в двухвалентном железе растения прежде всего и нуждаются. Далее будет подробнее пояснено, как они его усваивают. А пока попробуем разобраться, что с железом происходит в воде.

Его водная двухвалентная форма, к сожалению, нестойка и быстро самопроизвольно превращается в трехвалентную. Скорость и степень такого окисления определяются редокс-потенциалом раствора (rН). Не углубляясь в тонкости, скажем, что его величина характеризует способность воды к окислению и определяется концентрацией окислителей, включая, в частности, растворенный кислород.

В хорошо функционирующем, регулярно и правильно обслуживаемом аквариуме rН достаточно высок. Относительно низкие его значения характерны для застоявшихся, заболоченных водоемов, а также для самых нижних слоев субстрата.

Однако окисление - это только одна беда, подстерегающая растворенное железо в аквариуме. Кроме этого, его ионы могут взаимодействовать с водой, образуя малорастворимые гидроксосоединения типа Fe(OH)nOm. Этот процесс уже определяется кислотностью раствора pН. Чем раствор кислее, тем дольше железо будет находиться в нем в ионной, растворимой форме. И наоборот - чем вода щелочнее, тем скорее железо выпадет в осадок. В реальности ионы железа могут существовать в растворах действительно долго при рН не выше 3, что, конечно, для аквариума неприемлемо.

В близкой к нейтральной аквариумной среде железо склонно образовывать гидроксосоединения весьма быстро. А они, в свою очередь, почти сразу же превращаются в совсем нерастворимые смешанные двух-трехвалентные оксиды типа FeO ->Fe2O3. Почему смешанные, двух-трехвалентные? Процессы окисления и гидроксилирования (образования гидроксосоединений) идут параллельно, и глубина их прохождения зависит от общей совокупности условий в аквариуме, т.е., резюмируя, приходим к выводу, что необходимое растениям двухвалентное железо в аквариумной воде, во-первых, в значительной степени окисляется, превращаясь в трехвалентное, и, во-вторых, неминуемо рано или поздно (скорее рано) выпадает в осадок.

Картинка, в общем, безрадостная. Означает ли она, что железо перестанет быть доступным растениям? Только в определенной степени. Понятно, что железо стремится уйти из воды, выпасть в осадок. Но уходя из "сферы влияния" листьев, оно при этом попадет в грунт, в область действия корней. А там уже происходят достаточно любопытные процессы, о которых мы поговорим ниже. Пока же, возвращаясь к растворам, отметим такой спасительный факт, как существование особых соединений, способных предохранять железо (и не только его, но и другие металлы) как от окисления, так и от гидроксилирования. Их называют комплексонами или хелаторами, а их соединения - комплексами или хелатами. Хотя, если быть абсолютно точным, хелаты - это лишь одна из форм комплексов, в которой атом металла охватывается "клешнями" комплексо-образователя (по-гречески "chele" -клешня). Эти реактивы, тесно связываясь с ионами двухвалентного железа, способны достаточно долго сохранять его именно в такой, двухвалентной форме, предотвращая переход в трехвалентную и предохраняя от гидроксилирования. Комилексоны - органические соединения искусственного или природного происхождения (да-да, именно так - растения сами способны выделять собственныекомплексоны для целей питания!).

Их способность удерживать железо в растворимом состоянии (в виде комплекса) далеко не одинакова. В химии она характеризуется константой нестойкости и выражается числом, умноженным на 10 в отрицательной степени. Что-то вроде 3х10-12. Так вот, чем меньше показатель этой степени (т.е. чем большее число стоит при знаке "минус"), тем более стойкий комплекс образуется и тем большее время железо будет находиться в растворе. Отсюда очевидно, что двухвалентное железо имеет смысл вносить в аквариумную воду не в "чистом", а в закомплексованном виде. Тогда оно будет сохраняться в зоне действия листьев достаточно долго. Именно так и поступают фирмы-производители водорастворимых аквариумных удобрений: в продаже имеются различные комплексные удобрения, содержащие, в том числе, и железо: "Tetra Planta Min", "УАР-21", "Leaf Zone" и другие. Они достаточно хорошо себя зарекомендовали и вполне подходят для подкормки растений. Если же вы сталкиваетесь с незнакомым продуктом, внимательно прочтите этикетку (аннотацию). Обычно, если в составе удобрения железо имеется, то производители не забывают этот факт подчеркнуть особо. Не хотел бы рекомендовать "Sera Florena" - использование этого удобрения вызвало слишком много нареканий у аквариумистов.

А как быть, если фирменные приличные удобрения недоступны или но каким-либо причинам не устраивают? Железосодержащую подкормку вполне можно "сварить" самостоятельно. Мы уже знаем, что обязательными компонентами такого "зелья" должны быть содержащий двухвалентное железо реактив и какое-нибудь органическое соединение, обладающее комплексообразующими свойствами. Что же из более или менее доступных аквариумистам соединений можно использовать для этих целей?

В садово-огородных магазинах продают так называемый "железный купорос" (только не путать с купоросом медным!) - салатово-зеленые кристаллы с химической формулой FeSO4x7h3O. Это сульфат двухвалентного железа безо всяких комплексонов. В сухом виде оно достаточно долго сохраняется без перехода в трехвалентную форму. Обратите только внимание на слова "достаточно долго": со временем, особенно при несоблюдении условий хранения (прежде всего - отсутствия влаги) железо может окислиться. Тогда кристаллы купороса меняют свой цвет на ржаво-рыжий. Такие лучше выкинуть. Но в растворе чистое купоросное железо окисляется в трехвалентное в очень короткое время. Т.е. в качестве источника железа купорос вполне подходит, но необходимо подобрать второй компонент самодельного удобрения - комилексон, способный сохранять это железо в двухвалентном виде хотя бы на время, пока аквариумная растительность употребит подкормку. Существует множество различных комплексонов, в том числе и образующих весьма и весьма устойчивые комплексы с железом. Однако использование слишком сильных реагентов может сделать железо недоступным и растениям. По-видимому, не стоит применять вещества, образующие с двухвалентным железом соединения с константой нестойкости меньше 10-25. И еще одна ремарка в сторону. Известно, что соединения двухвалентного железа имеют светло-зеленый цвет, а трехвалентного - желто-коричневый. Так вот, это правило для комплексных соединений недействительно. Почти все они (и двух-, и трехвалентные) - желто-коричневые и по цвету неразличимые.

Итак, вариант 1:

В фотографии применяется так называемый "Трилон Б", он же "Комплексон III", он же ЭДТА, EDTA, этилендиаминтетраацетат натрия, и прочая, прочая, прочая... Химически это - двухводный кристаллогидрат двунатриевой соли этилен-диаминтетрауксусной кислоты. Это достаточно хороший комплексообразователь с константой нестойкости 3,54х10-15.

Для приготовления раствора хелатированного железа достаточно растворить и тщательно перемешать в 1 литре воды (лучше дистиллированной, продастся в магазинах автозапчастей) 2,5 г купороса и 5 г трилона. Или взять 2-литровую бутылку и растворить в ней 5 г купороса и 10 г трилона. В принципе купорос и трилон взаимодействуют в весовых пропорциях, близких к 1:1,3. Однако полуторный избыток комплексона обеспечивает более полное комплексообразование.

Для аквариума такой избыток не страшен. А вот использовать его в больших количествах не советую. ЭДТА - хелатор неспецифический, он может связывать также и кальций, и магний, и цинк, и другие микроэлементы. И хотя они и будут поглощаться растениями, но уже с гораздо большим трудом, чем в чистом виде, что может привести к развитию дефицита уже этих элементов. Итак, в результате у нас получится раствор с концентрацией двухвалентного железа около 0,5 г/л (или 500 ppm). Такой раствор может храниться достаточно долго - несколько месяцев. Если не удалось найти трилон в фотомагазине, можно попытаться обаять провизоршу в аптеке, у них он точно есть. Ну и, естественно, в лабораториях химических институтов.

Вариант 2:

С трилоном не вышло - отчаиваться не стоит. Всем доступная лимонная кислота тоже образует комплексы с железом (цитраты), хотя и существенно менее стойкие, чем трилон. Константа нестойкости такого комплекса составляет 8,31х10-4, соответственно и раствор имеет смысл хранить не больше двух недель.

Методика приготовления аналогична предыдущей, только относительные количества компонентов несколько другие. При полном химическом взаимодействии на одну часть кислоты расходуется от 1,3 до 2 частей купороса (в зависимости от полноты протекания реакции). Учитывая, что лимонная кислота образует с железом не слишком устойчивые соединения, берем ее в двукратном избытке, т.е. в пропорции купорос -кислота 1:1,5. Например, 2,5 г купороса и 4 г лимонной кислоты в 1 л воды (или, соответственно, 5 и 8 граммов в 2 литрах).

В принципе лучше сливать вместе свежеприготовленный раствор купороса и кислоты. Или растворять кристаллический купорос в растворе лимонной кислоты. Получившаяся жидкость светло-желтого цвета напоминает мандариновый сок и содержит двухвалентное железо в той же концентрации 0,5 г/л.

Как уже упоминалось, лимонная кислота - далеко не лучший комплексообразователь, постепенно раствор стареет. При этом он буреет, выпадает обильный осадок гидроксосоединений железа (на небольшие его количества обращать внимание не стоит).

Несколько слов о менее доступных способах внесения железа. В свое время известная фирма-производитель аквариумной химии "Seachem" предложила удобрение на основе глюконата железа. Использование этого реактива вызвало в целом положительные отзывы. Однако само соединение не слишком доступно - искать его нужно в компаниях, специализирующих на торговле химическими реактивами. Паллиативом может быть продающееся в аптеках лекарственное средство "ферронал". Однако его стоимость уже приближается к цене фирменных аквариумных удобрений, и рекомендовать его можно только на самый крайний случай - в качестве временного заменителя. При этом стойкость глюконатного железа в воде, по-видимому, не слишком высока, довольно быстро оно выпадает в осадок. Кроме того, в первое время после применения в воде появляется муть, вызываемая, скорее всего, бактериальной флорой, поедающей глюконатную часть этого соединения.

И завершая разговор о водорастворимых подкормках, вынужден предостеречь от широкого применения предложенного мною в свое время модифицированного аскорбиновой кислотой удобрения "антихлорозин". Выяснилось, что при долговременном применении такого удобрения растения начинают выпускать деформированные, скрученные листья. По-видимому, это связано с тем, что образующаяся в процессе восстановления антихлорозина дегидроаскорбиновая кислота оказывает угнетающее действие на растения. Особенно заметно это сказывается в аквариумах с недостаточно эффективной биофильтрацией - бактерии не успевают разложить дегидроаскорбиновую кислоту, и она начинает накапливаться в воде. Такую подкормку можно использовать лишь недолгое время и только с хорошим биофильтром.

Хранить любые железосодержащие растворы лучше в темноте и прохладе. В этой связи лучше брать не прозрачные бутылки из-под "Пепси" и "Коки", а темные - из-под кваса.

Мы поговорили о железе в воде, теперь же опустимся ниже - в грунт. Большинство растений поглощают железо преимущественно корнями. В первую очередь это относится к розеточным видам: эхинодорусам, анубиасам, криптокоринам, апоногетонам, кринумам, нимфеям. Однако и многие длинностебельные виды, имеющие достаточно мощную корневую систему, например кабомбы или людвигии, весьма благосклонно реагируют на наличие в грунте железа. По-видимому, это связано с природными "привычками" - мы ведь выяснили, что в аквариумной воде железо долго не держится и скапливается в грунте. Это же касается и большинства природных водоемов. Поэтому всем нуждающимся в нем (не только растениям, но и микроорганизмам, грибкам) приходится прибегать к особым ухищрениям для его ассимиляции. В нескольких следующих абзацах поясняется, к каким именно. Если эти разъяснения покажутся слишком заумными, их можно спокойно пропустить, поверив на слово в заявление о том, что механизм получения растениями двухвалентного железа из грунта весьма не прост и энергоемок. И тем не менее растения на него идут.

Растения выработали 2 способа поглощения железа из почв.

1) Особые корневые образования, так называемые волосяные корешки, выделяют кислоты (в основном лимонную и малоновую), а также свободные протоны, обеспечиваемые АТФазой. Подкисление среды вокруг корней переводит соединения железа в раствор и одновременно создает условия для его восстановления в двухвалентную форму. Кислоты же при этом несут еще 2 функции: комплексуют высвобождающееся железо и обеспечивают питание для ассоциированных с корневой системой микроорганизмов. Предполагается, что в ходе своей активной дыхательной деятельности эти микроорганизмы уменьшают количество кислорода вокруг корней и тем самым создают восстановительную микросреду. Далее, белки-восстановители на клеточных мембранах переводят железо в форму Fe(II), а транспортные белки обеспечивают его перенос внутрь клетки. Существенно, что железо становится двухвалентным еще до проникновения в клетку.

2) Другие растения используют иной путь. Они выделяют так называемые фитосидерофоры - природные хелаторы, связывающие исходное трехвалентное железо в очень прочные комплексы. Образующиеся хелаты поглощаются клеткой, где в действие вступает специальный фермент редуктаза. Он восстанавливает железо до двухвалентной формы, а комплекс распадается, т.е. в этом случае железо проникает в клетку в виде трехвалентного комплекса, но внутри все равно переходит в двухвалентную форму. При этом эти же растения в случаях особо жесткого дефицита железа могут включать "турборежим" восстановления. В этом случае переход Fe(III) - > Fe(II) также проходит во внешней среде, и железо переносится транспортными белками тоже в ионной форме, как и у растений первой группы. Правда, их механизмы восстановления несколько различаются.

Некоторые виды способны оперативно реагировать на дефицит железа посредством образования на корнях специальных клеточных образований, дополняющих "обычные" процессы, выполняемые неспецифичными клетками. Они испускают протоны и обеспечивают внешнее восстановление железа. При исправлении ситуации с железом эти клетки деградируют и рассасываются.

Далее двухвалентное железо вне зависимости от способа, которым оно было получено и поглощено, связывается в клетках специальными белками в так называемый ферритин, накапливающийся в пластидах клеток и являющийся источником железа для дальнейшей жизнедеятельности растения, т.е. мы видим, что потребность именно в двухвалентном железе настолько существенна, что растения идут на реализацию достаточно сложных и, главное, энергозатратных процессов.

Коли так, то, очевидно, можно положиться на корневую деятельность растений, предложив им богатый железом субстрат. Это второй, кроме внесения железа в воду, способ обеспечения растений железом. Одним из наиболее эффективных вариантов воплощения этого подхода является использование латерита - особой разновидности тропической почвы, содержащей большие количества железа в нерастворимой, но легкой для усвоения форме. Подкормка эта недешева, поэтому есть предложения применять в качестве его заменителя красную гончарную глину и даже обожженные керамические черепки. Однако в аквариумных условиях это может оказаться достаточным лишь для некоторых криптокорин, наиболее далеко продвинувшихся в корневом извлечении железа. Большинство других растений будут испытывать железное голодание.

Существуют другие фирменные прикорневые подкормки, выпускаемые в виде таблеток: "Tetra Initial Stick.", "Crypto Dunger", "Sera Florenette А"... Однако последнее удобрение, на мой взгляд, неудачно -в качестве связующего там используется крахмал, который, разлагаясь в грунте, вызывает его закисание, что приводит к деградации растений - гибели длинностебельных видов, появлению деформированных, дырявых молодых листьев у эхинодорусов*. Наиболее эффективной из доступных в наших магазинах, как мне кажется, является подкормка Root Tabs. Однако оптимально все-таки применять эти таблетки не вместо, а вместе с латеритом.

Можно также приготовить прикорневую подкормку самостоятельно. Например, замесив глину на растворе, содержащем закомплексованное двухвалентное железо. Затем следует скачать из нее шарики размером примерно с 10-копеечную монетку и хорошенько высушить в духовке, можно их даже слегка обжечь. Очень неплохие результаты показывает также "Комплексное удобрение AVA" - это очень слабо растворимые стекловидные гранулы, которые имеются в продаже в садоводческих магазинах. Их можно также закатывать в глину, а можно просто вносить в грунт в исходном виде. Несколько слов о глине. Самое существенное условие - она должна быть нежирной. Опущенный в воду сырой шарик должен через сутки распадаться при надавливании, а не оставаться осклизлым комком. Жирная глина совсем не "дышит", внутри ее создаются жестко анаэробные условия, могущие привести к закисанию грунта и образованию в нем сероводорода.

Итак, выявились 2 способа внесения железа в аквариум: в воду - в виде растворимых комплексов, либо в грунт, под корни - в малорастворимой, но максимально удобной для усвоения растениями форме. Резонный вопрос: так что же лучше? Это зависит от того, какие растения содержатся в аквариуме. Если это розеточные виды, питающиеся в основном с помощью корней, фунтовой подкормки будет достаточно. Если в аквариуме много длинностебельных растений, в значительной степени использующих при питании и листья, необходимо жидкое удобрение. При этом следует отметить такой факт, что даже осевшее из него железо приносит пользу. Свежевыпавшие осадки имеют рыхлую, химически довольно активную структуру и вследствие этого оказываются доступными для употребления даже не очень мощной корневой системой.

Теперь к вопросу о нормах внесения железа. Слишком большое его количество - не есть хорошо. Железо - антагонист другого жизненно важного элемента - марганца. Его передозировка может привести уже к марганцевому голоданию. Существующие санитарные нормативы устанавливают предельно допустимую концентрацию железа в воде в 0,3 мг/л. а накопленный аквариумистами опыт показывает, что достаточной является концентрация в 0,1 мг/л . Так что активно поддерживаемое некоторыми производителями аквариумных удобрений мнение о том, что оптимальная концентрация железа должна находиться в пределах от 0,5 мг/л до 1,0 мг/л, выглядит несколько экстремистским. К тому же надо различать "пиковую" концентрацию, вносимую впервые в начале использования удобрения, и "поддерживающую" -концентрацию в течение жизни аквариума. Так вот, постоянное содержание железа не должно превышать 0,1-0,2 мг/л. Очевидно, что для поддержания этой концентрации в различных аквариумах нужно будет приливать различные количества удобрений. И речь идет не о емкости сосуда, рассчитать норму внесения для каждого литража достаточно просто. Здесь многое зависит, во-первых, от того, в соединении с каким хелатором железо вносится, т.е. от стойкости комплекса и, соответственно, от возможности накопления в аквариуме его неупотреблённых остатков. И, во-вторых, от конкретных условий в конкретном аквариуме, прежде всего, от плотности посадки растений и скорости их роста. Понятно, что потребности аквариума с парой кустов медленнорастущих анубиасов сильно отличаются от потребностей банки, густо заросшей крупными эхинодорусами. Плюс ко всему прочему необходимо учитывать "степень оптимальности" аквариума для растений.

По большому счету можно выделить 5 главных параметров, определяющих условия существования растений:

* свет, обеспечивающий фотосинтез; * концентрация углекислого газа CO2 снабжающего растения углеродом - строительным материалом тканей: * температура воды, определяющая скорость протекания обменных процессов; * концентрация макроэлементов: азота, калия, фосфора, кальция: * концентрация микроэлементов: магния, железа, серы, марганца, цинка, меди, бора, молибдена.

Для благополучия гидрофитов необходимо, чтобы эти параметры находились в оптимальном сочетании, тогда они будут использоваться растениями в наиболее полной мере. Скорость движения сороконожки определяется скоростью перебирания самой медленной лапой. Соответственно, если все параметры находятся в оптимуме, но, например, маловато углекислоты, то растения будут расти настолько хорошо, насколько им хватит CO2. Точно также, если мало будет железа, то и все остальное будет усваиваться растениями в степени, определяемой именно его концентрацией. А излишки прочего окажутся невостребованными и станут добычей водорослей. То есть можно ставить самые роскошные металлогалогеновые лампы, но, если не обеспечить растения необходимым количеством железа, все это великолепие вызовет прилив энтузиазма лишь у зеленых водорослей-ксенококкусов. Начните переливать железо - возрадуется нитчатка, больше эти избытки употребить будет некому. Однако характер действенности этих параметров различен. С точки зрения потребностей растений в железе, можно сказать, что первые три параметра оказывают количественное влияние, а четвертый и пятый - качественное.

Что имеется в виду? Прошу прощения за упрощенчество, но, наверное, это можно сравнить со строительством дома. Свет, углекислота и температура соответствуют потребностям в кирпичах. И понятно, почему: яркость света обуславливает интенсивность протекания жизненно важных процессов фотосинтеза, углекислота поставляет главный элемент тканей - углерод. Чем выше температура воды, тем быстрее будут проходить обменные процессы у растений и. соответственно, увеличится их потребность во всех видах питания. То есть все это параметры, обеспечивающие интенсивность развития тканей. Но прочность постройки зависит еще и от состава связующего раствора. Если в нем будет куча песка и совсем чуть-чуть цемента, дом развалится. Вот относительные количества микро- и макроэлементов и определяют прочность строительного раствора, т.е. качество тканей.

А связано это с тем, что скорость потребления растениями разных элементов сильно различается. И излишние количества одних из них могут блокировать доступ других. Условно это можно сравнить со случаем, когда голодный человек, дорвавшись до стола с десертом, объедается сладостями, а потом уже не в состоянии съесть ничего более путного. Ясно, что результатом такого питания будет нарушение обмена веществ. Железо - один из наиболее быстро усвояемых элементов. Поэтому его передозировка может спровоцировать не только развитие нитчатых водорослей, но и вызвать общий дисбаланс биосистемы аквариума. Все должно быть пропорционально.

Существует несколько рецептур, обеспечивающих близкое к оптимальному соотношение элементов. Одну из таких достаточно удачных пропорций дает предложенная на популярном Интернет-ресурсе www.thekrib.com рецептура PMDD* (см. табл.).

(см. табл.).

Приведенные в третьем столбце таблицы значения концентраций представительны для плотно засаженных аквариумов, хорошо обеспеченных количественными параметрами: светом мощностью не меньше 0.5 Вт/л, углекислотой подпиткой и оптимальными для содержащихся растений температурными условиями. Если же чего-то из этих параметров не хватает, то все концентрации должны быть пропорционально уменьшены. Возвращаясь к строительной аналогии: зачем нужны избытки раствора, если кирпичей мало?

Как же на практике определить оптимальные концентрации компонентов подкормки, уровень света, количество CO2 и железа для данного конкретного аквариума? Вот это и есть самое сложное. Постарайтесь выявить "самую медленную ногу" сороконожки. Информация о признаках дефицита различных элементов доступна в различных Интернет-источниках и печатных изданиях. Вкратце симптоматика такова:

* недостаток азота - отмирание старых листьев, начинающееся с краев. Появляются коричневые пятна, которые потом превращаются в дыры. В аквариуме, населенном рыбами, практически не встречается; * дефицит калия - аналогичные симптомы, за исключением того, что встречается как раз часто. Калий, как и железо, относится к проблемным элементам - его содержания в рыбьем корме часто бывает недостаточно для удовлетворения потребностей растений; * фосфорное голодание - листья краснеют, мельчают и становятся уже; * дефицит серы - задерживается рост и размножение растений: * дефицит кальция - молодые растения развиваются бледными, деформированными; * недостаток магния - пожелтение листьев. Похоже на дефицит железа, но лист желтеет полностью; * марганцевое голодание - отмирание растительных тканей. * дефицит бора - гибель ростовых почек. Черешки и листья становятся хрупкими.

Отследив и постаравшись определить причину неблагополучия, можно дальше пойти одним из двух путей: либо уменьшать интенсивность использования прочих параметров, подгоняя их под лимитирующий, либо, наоборот, постепенно увеличивать именно его концентрацию и наблюдать за эффектом. В силу того, что обычно избытков двухвалентного железа в аквариумах не бывает, его концентрация - один из наиболее удобных и управляемых параметров. Начинать лучше с уменьшенных по сравнению с рекомендованными доз, постепенно (недели через полторы-две) увеличивая их и бдительно отслеживая состояние растений и водорослей.

Как же рассчитать эту дозу? Прежде всего нужно определить, сколь часто вы сможете вносить удобрения.

Общий подход такой. Чем меньшими порциями и чем чаще будут вноситься удобрения (это касается не только железных), тем будет лучше.

Разбирая рецепты приготовления железосодержащих подкормок, мы говорили о сроках хранения растворов. Но сроки сохранения железа в идеальных условиях и в аквариуме - по сути, вещи очень разные.

Аквариумная вода далека от дистиллированной и содержит массу соединений, не способствующих долгому выживанию двухвалентного железа даже в закомплексованном виде. Тут многое зависит от рН воды, степени ее загрязненности органикой, интенсивности перемешивания, наличия фильтров, продувки и многих других факторов.

Так, если цитрат железа (из лимонной кислоты) в бутылочке может храниться 2 недели, то в аквариуме он распадется максимум за день.

Немногим дольше продержится хелат с трилоном. То есть внося, скажем, цитрат в расчете на недельную норму потребления, мы обеспечим в первые день-два семи-трехкратное превышение концентрации, а оставшиеся до следующего внесения подкормки дни растения будут сидеть на голодном пайке.

А избыток в данном случае, как говорится, ни себе, ни людям. Высшим растениям он не нужен, а все неиспользованное поступает в распоряжение водорослей, многие из которых, например нитчатка или та же "черная борода", весьма охочи до железа.

Именно поэтому наиболее правильным и безошибочным является внесение любых удобрений ежедневно малыми порциями в дозах, рассчитанных на полное употребление в течение одного дня. Вносить их надо сразу же после включения света - установлено, что поглощение железа происходит исключительно на свету, в темное время суток оно останавливается. Для этого удобно использовать автоматические дозаторы, например, "Eheim".

Тогда спрашивается, нужны ли вообще эти ухищрения с комплексонами? Если все равно удобрения надо вливать каждый день, не проще ли просто добавлять в аквариум раствор железного купороса? Можно-то можно, да только эффективность такого внесения довольно низка. Незакомплексованное железо в аквариумных условиях окисляется в трехвалентное совсем быстро - от считанных минут до полутора часов максимум. Рассчитывать останется только на корни. "Ага! - может тут возразить дотошный читатель. - Но корни-то, как заявлялось, прекрасно умеют обращаться и с трехвалентным железом! Превращая его потом в двухвалентное - ведь именно так в природе-то и происходит!" Вот это вопрос действительно хороший. Но вспомним: неспроста в разговоре про корневое питание подчеркивалось, что процесс это непростой, а главное - энергозатратный. В природе растения каждого вида произрастают в оптимальных для них условиях. Они легко могут позволить себе такой расход энергии. В аквариуме же мы предлагаем им некие усредненные условия, весьма далекие от природного оптимума. Драматизируя, можно сказать, что в аквариуме растения не живут, а скорее, выживают. Необходимость предпринимать при этом дополнительные усилия по восстановлению железа может оказаться для них попросту непосильной. Именно поэтому мы и стараемся насколько можно облегчить им условия существования. В том числе - и предоставляя железо в "готовой к употреблению" двухвалентной форме.

Использование же закомплексованного железа мало того что предоставляет удобство хранения заранее приготовленных растворов. Главное, мы можем быть уверены, что в течение дня все внесенное железо продолжает оставаться в аквариуме в наиболее "удобоваримой" форме.

Если же ежедневное внесение удобрений по каким-либо причинам не представляется возможным, разрабатывайте свои варианты подкормки. При этом необходимо постоянно наблюдать за состоянием растений. Впрочем, это всегда важно в аквариумном деле. Но ведь можно же, казалось бы, использовать специальные аквариумные тесты на железо, благо они предлагаются во множестве. Проверяй каждый день концентрацию и вноси необходимые коррективы. Практика показывает, что, к сожалению, полагаться на эти тесты трудно. Во-первых, они демонстрируют более или менее заметные результаты только при достаточно высоких (часто явно завышенных по сравнению с требуемыми) концентрациях. Во-вторых, комплексоны, связывая железо, делают его малодоступным для реактивов тестов, заставляя их показывать заниженные результаты.

Вот и получается, что основным инструментом аквариумиста остаются его наблюдательность и систематическая запись наблюдений.

Тем не менее, если очень хочется получить "объективную" информацию о содержании железа, можно попытаться сконцентрировать его в пробах. Только не выпариванием воды (при кипячении процессы окисления и разложения хелатов резко активизируются), а вымораживанием. При замерзании прежде всего в лед превращается чистая вода, растворенные в ней соединения при этом накапливаются в еще незамерзшем объеме.

Ну а теперь заканчиваем с общими словесами и переходим к расчетам. Цитратный и трилоновый растворы, приготовленные в соответствии с методиками вариантов 1 и 2, содержат по 500 мг/л (0,5 г/л) железа. Для тех, кто забыл школьный курс химии, напомню, как это рассчитывается.

Молекулярный вес FeSO4x7h3O равен 278. Вес железа равен 56. Мы внесли 2,5 г купороса. Хотим рассчитать, сколько в нем железа. Составляем пропорцию: В 278 г купороса 56 г железа. В 2,5 г купороса - X г железа. Х=2,5х56/278=0,5 г железа.

Все это растворено в 1л (1000 мл) воды. Концентрация железа, стало быть, будет равна 0.5 г/л (500мг/1000 мл или 500 ррm).

Теперь мы хотим рассчитать, сколько же такого раствора нужно внести для получения в аквариуме емкостью, допустим 100 л. концентрации железа в 0.1 мг/л. Операция будет состоять из двух действий. Во-первых, выясним, сколько нужно железа на такой аквариум. Составляем еще одну пропорцию:

В 1 л требуемого раствора должно содержаться 0,1 мг железа. В 100 л аквариума Y мг железа. Y = 100x0,1/1 = 10 мг.

Теперь можно рассчитать, сколько нужно взять нашего раствора, чтобы в нем были требуемые 10 мг железа. Третья пропорция:

В 1000 мл исходного раствора содержится 500 мг железа. В Z мл - 10 мг железа. Z = 1000x10/500=20 мл.

Т.е. используя наши цитратные или трилоновые растворы, на каждые 100 л аквариумной воды надо добавлять по 20 мл подкормки. Значит, владельцу 100-литровой "банки" одного литра цитратного раствора хватит на 50 доз. С учетом, что надежно хранить этот раствор можно не больше 2-х недель, становится понятно, что готовить такие его количества явно бессмысленно даже в режиме ежедневного приливания. Нормальным будет приготовление такого раствора в бутылочке 0.33 л. Только количества компонентов тоже надо будет уменьшить втрое и взять, соответственно, 0,8 г купороса и 1,3 лимонной кислоты. Все это можно посчитать и гораздо быстрее, однако такая "академичная" роспись специально представлена, дабы облегчить пользователям расчеты для конкретных случаев.

А теперь все-таки вернемся к занудным рассуждениям насчет оптимальности соотношения влияющих на жизнедеятельность растений параметров. И вспомним, что концентрация в 0,1 мг/л дается для условий плотно засаженного аквариума с CO2-продувкой, хорошим светом, оптимальной температурой и сбалансированным сочетанием микро- и макроэлементов. И придем к выводу, что, если мы решили подкармливать растения не комплексной PMDD-смесью, а только железом: если при этом не слишком хорошо представляем себе концентрации элементов в нашем водопроводе: не используем CO2: а температура летом приближается к 30°С - т.е. наш аквариум может не вполне соответствовать тому, для которого эти 0,1 мг/л были найдены, то более разумно начать с уменьшенных концентраций подкормки. Для надежности, для начала - раз в пять. Приливать, постепенно увеличивая дозировку, отслеживать, записывать изменения, анализировать и вносить при необходимости коррективы. Только следует помнить, что растения реагируют на них с разной скоростью и объективное представление можно будет составить лишь через неделю-две.

* В таблице представлены относительные количества и концентрации в аквариумной воде именно элементов, а не соединений, в виде которых элементы вносятся. - Прим. авт.

** Заведомо завышенные концентрации серы связаны с тем, что значительная часть калия вводится в виде сульфатов, выступающих в качестве балластов. Возможно, что внесение калия в форме цитрата, например, окажется более перспективным. - Прим. авт.

PS: Сейчас идут споры, нужно ли растениям железо в 2-валентной форме. Комплекс Трилона-Б с железом через короткое время становится трехвалентным (?). Очень хорошие результаты приносит добавление глюконата железа (11% железа в 2-валентной форме). Глюконат является восстановителем, более того, имеет органическую природу, и в аквариуме полностью разлагается.

seachem.kiev.ua

Смотрите также

• 
  Ткани растений конспект
• 
  Растения для декора
• 
  Растения семейства сложноцветных
• 
  Торф для растений
• 
  Чай растения фото
• 
  Фото растения чай
• 
  Растения в банках
• 
  Растения на балконе
• 
  Дрожжи для растений
• 
  Строение цветка растения
• 
  О растениях статьи