Влияние избытка железа на растения: Железо | справочник Пестициды.ru

Железо в растениях и почве

Железо – мезоэлемент (иногда его относят к микроэлементам), дефицит которого негативно сказывается на фотосинтезе растений, а также приводит также к хлорозу листовой пластины.

Дефицит железа в растениях

  • Задерживается синтез ростовых веществ.
  • Листья становятся светло-желтыми, затем почти белыми (наблюдается хлороз листовой пластины).

Справочно: наиболее чувствительны к дефициту железа плодовые культуры, люпин, капуста, томаты, картофель, кукуруза.

Интересно: недостаток железа растения могут испытывать из-за антогонизма с ионами марганца, фосфора и кальция.

  • Критический уровень железной недостаточности для большинства растений составляет 11-115 мг/кг сухой почвы.
  • Оптимум концентрации – 28-250 мг/кг сухой почвы.
  • Уровень токсичной концентрации – 251-500 мг/кг сухой почвы.

Избыток железа у растений

  1. Прекращается рост корневой системы.
  2. Листья темнеют.
  3. При очень сильном переизбытке листья начинают отмирать и осыпаться.
  4. Затрудняется поступление в ткани растений фосфор и марганец, они плохо начинают усваиваться.

Интересно: на дерново-подзолистых почвах отмечается избыточное количество железа.

Влияние железа на урожайность

В ЮФО были проведены следующие исследования о влияние железа на урожайность и различные показатели у растений.
Оптимальные условия для формирования и функционирования фотосинтетического аппарата у риса складываются при наличии в питательной смеси железа в количестве 0,05-0,075 мг/кг. По сравнению с растениями, произрастающими на питательной смеси Прянишникова без железа, их площадь листьев была выше в фазу кущения на 9,4-11,5%, выметывания — 9,5-10,0%, молочно-восковой спелости на 42,6-45,2 %; обеспеченность хлорофиллами а+б в фазу кущения на 33,0-34,6 %, выметывания — 35,0-36,6 % в и в молочно-восковой спелости на 26,3-27,1 %.

Внесение железосодержащего удобрения под рис на лугово-черноземной почве обеспечивает увеличение урожайности зерна. Достоверные прибавки урожайности 3,8—4,8 ц/га получены при предпосевном внесении в почву 40 кг/га железа. При некорневой подкормке растений в фазу кущения урожайность зерна риса повышалась 3,3-6,1 ц/га, или 5,3-9,8 %. При посеве семенами, обработанными 0,1 % раствором сернокислого железа, урожайность увеличивалась по сравнению с контролем на 6,3 ц/га, что составляло 9,9 %.

Содержание железа в растениях

По органам растений железо распределяется неравномерно. Характерно его высокое содержание в листьях. А также имеются сведения о его высоком содержании в венчиках цветков.

Содержание железа в общей массе урожая:

  • зерновых – 1,5 кг/га;
  • зернобобовых – до 2,2 кг/га;
  • сахарной свеклы – до 12 кг/га;
  • картофеля – до 12 кг/га.

Содержание железа в почве

Содержание железа в почве колеблется в пределах 2-3% от ее массы.

Важно: с повышением рН растворимость железа снижается, поэтому известкование почвы увеличивает доступность железа для растений, позволяя ему переходить в более доступную форму для поглощения.

Интересно: недостаток железа чаще всего наблюдается на карбонатных почвах, а также на почвах с высоким содержанием фосфатов.

Роль железа в растениях

  1. Железо участвует в образовании хлорофилла, являясь составной частью ферментов, катализирующих синтез зеленых пигментов.
  2. Регулирует окисление и восстановление сложных органических соединений, играет важную роль в дыхании растений.
  3. Железосодержащий белок участвует в фотосинтезе и превращении азотсодержащих веществ.

Источники:

Броун М.Н.Влияние железосодержащих удобрений на посевные качества семян и изменчивость элементов структуры урожая риса / М.Н. Броун, дис.2004

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. — 720 с. [16] л. ил.

Избыток железа в поливной воде

Железо (Fe) является очень распространенным элементом: и в земной коре и в практической жизни, как основа чугуна и стальных сплавов. Немалую роль железо играет даже в цепочке ядерных реакций, от которых зависит само существование Вселенной. В биологии железо играет настолько колоссальную роль (гемоглобин), что без него невозможно выживание никаких теплокровные животных, и человека в том числе. Железо и его соединения используются еще во многих других областях деятельности человека, кроме упомянутых.

Железо необходимо растениям, но усваивается только то железо, которое находится в хелатной форме. При поливе дождеванием растение не успеет усвоить железо, потому что под воздействием кислорода растворимые соли превращаются в осажденную окись железа. В природе, нерастворимые соединения железа разрушаются в щелочной среде и в результате деятельности почвенных микроорганизмов, поэтому, как правило, избыток железа не вредит растениям.

Но есть некоторые группы растений, которые чувствительны к повышенному содержанию железа в воде для полива. Для этих растений слишком длительный полив такой водой приводит к угнетению растений и снижению урожая, причем симптомы избытка железа выглядят также, как и недостаток (темно-зеленые жилки на фоне светлой листовой пластинки). К таким растениям относятся вишни, абрикосы, персики, огурцы, томаты.

Кроме того, повышенное содержание железа в почве может привести к избыточному росту патогенных микроорганизмов, например, грибков, что может способствовать образованию гнилей у растений.

В большинстве случаев, очень сложно сказать, как повлияет полив водой с повышенным содержанием железа, потому что есть и другие факторы, которые могут влиять на рост и развитие растений (состав и кислотность почвы; содержание других элементов, которые могут как препятствовать, так и способствовать всасыванию железа; внесение удобрений и т.д.).

А еще очень желательно сделать лабораторный анализ воды, потому что для ряда элементов существуют предельно допустимые нормы по их содержанию в воде. Так, для железа, этот показатель не должен превышать 1мг/дм3.

Кроме пользы, железо способно приносить и вред. Кроме «классических» примеров, в качестве которых всегда приводят оружие, железо может помешать и в химическом смысле. Избыток железа в почве приводит к угнетению роста растений, избыток железа в воде может оказаться вредным не только для водопроводного и сантехнического оборудования, но и для здоровья пьющих эту воду людей и животных, если эта вода считается питьевой. В таком случае нужно либо сменить источник водоснабжения, либо снизить превышение ПДК железа при помощи специальных устройств. Артезианские скважины, которые приходится устраивать при отдельных домах или поселках, часто дают воду, которая имеют избыток содержания железа.

Визуальным признаком избытка содержания железа является быстрое появление рыжих полос в местах протечки воды тонкой струйкой. В присутствии кислорода воздуха повышается степень окисления железа (переход двухвалентного железа в Fe2O3), и образуется малорастворимый оксид, который хорошо оседает на фаянсе, фарфоре или эмали, а также на других материалах. Это не что иное, как обыкновенная ржавчина. Такая вода и на вкус создает специфические вяжущие ощущения во рту (превышение более 1-2 мг/л). Избыток железа может оказаться вредным при многих заболеваниях, и даже вызвать их, т. е. железо может быть токсичным.

ПДК железа в воде равна 0,3 мг/л. Суточная потребность человека в железе в среднем составляет 10 мг. Доза в 200 мг уже является токсической, поскольку начинает тормозить антиокислительные процессы в организме и способствует старению клеток, и организма в целом. Снизить избыток железа в воде можно окислением содержащихся в ней двух- и трехвалентных гидроксидов до ржавчины и осадить ее в отстойном резервуаре.

Естественным способом вода очищается от железа при помощи отстаивания (безнапорная аэрация). Кислород окисляет соединения железа, в том числе и комплексы, неорганические и органические. Этот способ хорош, но он требует громоздкого бака и содержит потенциальные проблемы с размножением водорослей или других микроорганизмов. Такое обезжелезивание можно порекомендовать для водонапорных башен при небольшом расходе воды, получится оптимальный вариант. Для особо загрязненной по железу воды нужна принудительная продувка воздуха (аэрация). Этот способ потребует специальной колонки и воздушного насоса. Зато станет ненужным тяжелый бак.

Для воды с ПДК более 20-кратного, избыток железа в воде устраняется при помощи добавления гипохлорита натрия, при помощи точного дозирующего насоса. Расход воды контролируется счетчиком для управления дозирующим насосом. Блок управления может быть настроен с учетом любой концентрации железа и марганца. Излишек непрореагировавших веществ и продуктов реакции поглощается угольным фильтром. При правильной настройке дозирования, фильтр будет меняться достаточно редко. Раствор гипохлорита подается дозирующим насосом из специального резервуара. Установка довольно компактна, имеет небольшой вес и потребление электроэнергии.

Влияние избытка железа на растения | Главная Руководства

Автор: SF Gate Contributor Обновлено 24 ноября 2020 г.

Железо считается микроэлементом, поскольку для нормального роста растений требуется лишь небольшое количество. По данным Университета Флориды, железо является одним из 16 незаменимых питательных веществ, необходимых для роста растений. Он играет важную роль в дыхании, фотосинтезе и производстве здоровых зеленых листьев. По данным Гавайского университета в Маноа, растения могут страдать от дефицита железа с симптомами хлороза и задержкой роста, но растения также могут потреблять слишком много железа, особенно при определенных условиях выращивания. Понимание влияния железа на рост растений имеет важное значение, когда речь идет о выращивании здорового и продуктивного сада.

Железо и рост растений

Влияние железа на рост растений очень велико. Железо в основном участвует в процессе фотосинтеза растений. Доступность питательных микроэлементов для корней растений зависит от уровня pH почвы, при этом железо более доступно в почве с низким pH. Когда дело доходит до влияния железа на рост растений, в игру вступают и другие питательные вещества.

Например, железо и марганец играют важную роль в росте и развитии растений, но часто конкурируют за поглощение, поскольку избыток одного из этих микроэлементов делает другой менее доступным для корней растений. Удобрения должны содержать равное соотношение марганца и железа, чтобы они были легко доступны для растений.

Высокий уровень железа часто вызывает дефицит марганца в растении из-за конкурентного поведения двух питательных микроэлементов. Дефицит марганца проявляет те же симптомы, что и дефицит железа, такие как пожелтение листьев, за исключением того, что дефицит марганца влияет как на молодую, так и на старую листву, а дефицит железа влияет только на молодую листву. Токсичность железа и марганца имеет сходные симптомы и у растений.

Токсичность железа в почве

Токсичность железа в почве встречается нечасто, но некоторые растения выделяют кислоты из корней, что снижает рН почвы. Эти растения могут поглощать слишком много железа, что приводит к токсичности. Симптомы токсичности железа в почве включают бронзовость и зернистость листьев. Обесцвечивание листьев вызвано тем, что растение вырабатывает ферменты для контроля свободных радикалов, которые присутствуют в высоких уровнях железа. Некоторые растения, которые склонны к токсичности железа в почве, включают помидоры, базилик, флоксы и импатиенс.

Токсичность железа также может возникнуть при добавлении в почву хелатного железа. Хелаты помогают увеличить поглощение питательных веществ и растворимость металлических микроэлементов, что, в свою очередь, делает возможным чрезмерное поглощение. Чтобы избежать токсичности железа, проверяйте баланс pH и поддерживайте уровень pH 5,8 или выше при выращивании растений, склонных к токсичности железа; используйте удобрение со сбалансированным соотношением марганца и железа; и используйте хелаты железа осторожно.

Нормальный уровень железа в почве

Нормальный уровень железа в почве варьируется в зависимости от того, как почва была сформирована, и от ее географического положения, согласно AgWeb. В большинстве случаев нормальный уровень железа в почве составляет от 0,2% до 55% или от 20 000 до 550 000 мг/кг.

Проверьте почву перед посадкой, чтобы убедиться, что в ней достаточно питательных веществ. Дефицит железа и токсичность не обязательно редки, но не так распространены, как дефицит других питательных веществ (например, азота). Вы можете провести домашний тест почвы или принести образец в местный кооператив, чтобы определить, какие питательные вещества отсутствуют или присутствуют в избыточных количествах в вашей почве. Рекомендуется внести в почву компост, сбалансированное удобрение или другие питательные добавки, но сначала необходимо проверить почву, чтобы убедиться, что вы не переусердствовали с каким-либо одним питательным веществом.

Ссылки

  • Университет Флориды Расширение МФСА: Железо (Fe) Питание растений
  • Гавайский университет в Маноа: Оценка плодородия почвы
  • AgWeb: Понимание железа

Влияние избытка железа на растения 90•0001 • «Зеленые лиственные растения» защищены авторским правом пользователя Flickr: shaire productions (Sherrie Thai) в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution.

Обновлено 22 ноября 2019 г.

Тайлер Лакома

Подобно животным и людям, растениям для выживания требуется определенное количество железа. Железо помогает им создавать хлорофилл и помогает в некоторых других химических процессах, которые выполняют растения. Однако слишком большое количество железа может оказать токсическое воздействие на растение, ослабив его и в конечном итоге погубив. Следует отметить, что растения поглощают из почвы только частицы двухвалентного железа, и что другие типы частиц железа не повлияют на растения.

Опасные уровни

Если в почве слишком много железа, растения будут поглощать его и в конечном итоге будут страдать от продолжающихся последствий. Согласно научным исследованиям, проведенным К. Кампфенкелем, М. Ван Монтегю и Д. Инзе в Бельгии, почвы становятся опасными из-за высокого содержания железа на уровне 100 мг и более. На этих уровнях растения пострадают всего через 12–24 часа. Более низкие уровни содержания железа также могут быть опасными, но для того, чтобы эффект стал заметным, может потребоваться больше времени.

Хлорофилл

Поскольку растения потребляют слишком много железа, их флуоресценция хлорофилла начинает изменяться. Небольшое количество железа необходимо для производства хлорофилла, но слишком много железа может повлиять на сам хлорофилл, вызывая его изменение и препятствуя способности растения правильно поглощать энергию солнечного света.

Синтез

Растения синтезируют хлорофилл и многие собственные питательные вещества на клеточном уровне, включая необходимые белки. Слишком много железа мешает этим процессам, затрудняя выполнение растениями необходимых химических реакций. Это не только затрудняет создание хлорофилла (уже ставшего более неэффективным), но и лишает растение важных сахаров, необходимых ему для выживания и хранения в более суровые сезоны.

Поглощение питательных веществ

Поскольку уровень железа продолжает расти, способность растений получать питательные вещества из почвы также снижается. Это означает, что растение больше не может получать необходимые вещества, такие как фосфат или азот, которые необходимы ему для функционирования, но не могут производиться самостоятельно. Ослабленные по всем фронтам системы растения дают сбой изнутри, вызывая сильное загнивание жизненно важных тканей в стебле и листьях, что неминуемо приводит к гибели растения.

Ответы растений

Хотя растения плохо приспособлены к тому, чтобы справляться с избытком железа в почве, у них есть тонкие механизмы, которые контролируют, сколько железа они поглощают, особенно если железа слишком мало. Многие растения способны вырабатывать фермент, называемый ферментом хелатредуктазы, который облегчает усвоение железа, что полезно, когда поблизости не хватает железа. Растения также могут снизить выработку этого фермента, если уровень железа достаточен или слишком высок. Некоторые растения ловко контролируют этот механизм и могут очень быстро меняться, но у других реакция гораздо медленнее.