IJzer voor planten: waarom hebben planten ijzer nodig?

IJzer voor planten: waarom hebben planten ijzer nodig?

Door: Anne Baley

Elk levend wezen heeft voedsel nodig als brandstof om te groeien en te overleven, en planten zijn in dit opzicht net als dieren. Wetenschappers hebben 16 verschillende elementen vastgesteld die cruciaal zijn voor een gezond plantenleven, en ijzer is een klein maar belangrijk item op die lijst. Laten we meer leren over de functie van ijzer in planten.

Wat is ijzer en zijn functie?

De rol van ijzer in planten is zo eenvoudig mogelijk: zonder ijzer kan een plant geen chlorofyl produceren, geen zuurstof krijgen en niet groen zijn. Dus wat is ijzer? De functie van ijzer is om op dezelfde manier te werken als in de menselijke bloedbaan: het helpt om belangrijke elementen door de bloedsomloop van een plant te transporteren.

Waar vind je ijzer voor planten

IJzer voor planten kan uit een aantal bronnen komen. IJzeroxide is een chemische stof die in de bodem aanwezig is en die vuil een kenmerkende rode kleur geeft, en planten kunnen ijzer uit deze chemische stof opnemen.

IJzer is ook aanwezig in ontbindend plantaardig materiaal, dus het toevoegen van compost aan je grond of zelfs het laten verzamelen van dode bladeren op het oppervlak kan helpen om ijzer aan het dieet van je planten toe te voegen.

Waarom hebben planten ijzer nodig?

Waarom hebben planten ijzer nodig? Zoals eerder vermeld, is het voornamelijk om de plant te helpen zuurstof door zijn systeem te verplaatsen. Planten hebben maar een kleine hoeveelheid ijzer nodig om gezond te zijn, maar die kleine hoeveelheid is cruciaal.

Allereerst is er sprake van ijzer als een plant chlorofyl aanmaakt, dat de plant zowel zuurstof geeft als zijn gezonde groene kleur. Daarom vertonen planten met een ijzertekort, of chlorose, een ziekelijk gele kleur aan hun bladeren. IJzer is ook nodig voor sommige enzymfuncties in veel planten.

Grond die alkalisch is of waaraan te veel kalk is toegevoegd, veroorzaakt vaak een ijzertekort bij de planten in het gebied. U kunt dit gemakkelijk corrigeren door een ijzermeststof toe te voegen, of de pH-balans in de grond egaliseren door tuinzwavel toe te voegen. Gebruik een grondtestkit en spreek met uw lokale extensieservice om te testen als het probleem aanhoudt.

Dit artikel is voor het laatst bijgewerkt op

Lees meer over Bodem, Fixes & Meststoffen


Borium

Een primaire functie van boor houdt verband met de vorming van celwanden, dus planten met een tekort aan boor kunnen belemmerd worden. Suikertransport in planten, bloemretentie en pollenvorming en kieming worden ook beïnvloed door boor. De productie van zaden en granen wordt verminderd met een lage aanvoer van boor. Symptomen van boorgebrek verschijnen voor het eerst op de groeipunten. Dit resulteert in een onvolgroeid uiterlijk (rozetten), onvruchtbare oren door slechte bestuiving, holle stengels en fruit (hol hart) en broze, verkleurde bladeren en verlies van vruchtlichamen.

Boordeficiënties worden voornamelijk aangetroffen in zure, zandige bodems in regio's met veel regenval en die met weinig organische stof in de bodem. Boraationen zijn mobiel in de bodem en kunnen uit de wortelzone worden uitgeloogd. Boordeficiënties zijn meer uitgesproken tijdens droogteperiodes wanneer de wortelactiviteit beperkt is.

Koper is nodig voor het metabolisme van koolhydraten en stikstof en onvoldoende koper resulteert in dwerggroei van planten. Koper is ook vereist voor de synthese van lignine, wat nodig is voor de sterkte van de celwand en het voorkomen van verwelking. Deficiëntieverschijnselen van koper zijn afsterving van stengels en twijgen, vergeling van bladeren, groeiachterstand en bleekgroene bladeren die gemakkelijk verdorren.

Kopertekorten worden voornamelijk gerapporteerd op zandgronden met een laag organisch stofgehalte. De opname van koper neemt af naarmate de pH van de bodem stijgt. Verhoogde fosfor- en ijzerbeschikbaarheid in bodems verlaagt de koperopname door planten.

IJzer is betrokken bij de productie van chlorofyl en ijzerchlorose is gemakkelijk te herkennen op ijzergevoelige gewassen die groeien op kalkrijke bodems. IJzer is ook een onderdeel van veel enzymen die verband houden met energieoverdracht, stikstofreductie en -fixatie en ligninevorming. IJzer wordt in planten geassocieerd met zwavel om verbindingen te vormen die andere reacties katalyseren. IJzertekorten komen voornamelijk tot uiting in gele bladeren als gevolg van een laag chlorofylgehalte. Bladvergeling verschijnt voor het eerst op de jongere bovenste bladeren in de weefsels tussen de nerven. Ernstige ijzertekorten zorgen ervoor dat bladeren helemaal geel of bijna wit worden en vervolgens bruin worden als de bladeren afsterven.

IJzertekorten worden voornamelijk aangetroffen op bodems met een hoge pH, hoewel sommige zure, zandige bodems met weinig organisch materiaal ook ijzertekort kunnen hebben. Koel, nat weer versterkt ijzertekorten, vooral op bodems met marginale hoeveelheden beschikbaar ijzer. Slecht beluchte of verdichte bodems verminderen ook de opname van ijzer door planten. De opname van ijzer neemt af naarmate de pH van de bodem stijgt en wordt nadelig beïnvloed door hoge niveaus van beschikbaar fosfor, mangaan en zink in bodems.

Mangaan is nodig bij de fotosynthese, het stikstofmetabolisme en om andere verbindingen te vormen die nodig zijn voor het metabolisme van planten. Chlorose tussen de nerven is een kenmerkend symptoom van mangaangebrek. In zeer ernstige gevallen van mangaan verschijnen bruine necrotische vlekken op bladeren, wat resulteert in voortijdige bladval. Een vertraagde volwassenheid is een ander symptoom van een tekort bij sommige soorten. Witte / grijze vlekken op bladeren van sommige graangewassen zijn een teken van mangaangebrek.

Mangaangebrek komt vooral voor op organische bodems, bodems met een hoge pH, zandbodems met weinig organisch materiaal en op kalkrijke bodems. Mangaan in de bodem is mogelijk minder beschikbaar in droge, goed beluchte bodems, maar kan meer beschikbaar komen onder natte bodemomstandigheden wanneer mangaan wordt gereduceerd tot de voor planten beschikbare vorm. Omgekeerd kan mangaanvergiftiging resulteren in sommige zure, mangaanrijke bodems. De opname van mangaan neemt af bij een verhoogde pH van de bodem en wordt nadelig beïnvloed door hoge niveaus van beschikbaar ijzer in de bodem.

Molybdeen is betrokken bij enzymsystemen met betrekking tot stikstoffixatie door bacteriën die symbiotisch groeien met peulvruchten. Stikstofmetabolisme, eiwitsynthese en zwavelmetabolisme worden ook beïnvloed door molybdeen. Molybdeen heeft een significant effect op de vorming van pollen, dus de vorming van fruit en granen wordt aangetast in molybdeen-deficiënte planten. Omdat de behoefte aan molybdeen zo laag is, vertonen de meeste plantensoorten geen symptomen van molybdeengebrek. Deze deficiëntiesymptomen bij peulvruchten worden voornamelijk vertoond als symptomen van stikstofgebrek vanwege de primaire rol van molybdeen bij stikstoffixatie. In tegenstelling tot de andere micronutriënten, blijven de symptomen van molybdeengebrek niet voornamelijk beperkt tot de jongste bladeren, omdat molybdeen mobiel is in planten. Het kenmerkende symptoom van molybdeentekort bij sommige groentegewassen is de onregelmatige bladvorming, bekend als zweepstaart, maar er zijn ook vlekvorming tussen de nerven en marginale chlorose van oudere bladeren waargenomen.

Tekorten aan molybdeen worden voornamelijk aangetroffen op zure, zandige bodems in vochtige streken. De opname van molybdeen door planten neemt toe met een verhoogde pH van de bodem, die tegengesteld is aan die van de andere micronutriënten. Tekorten aan molybdeen in peulvruchten kunnen worden gecorrigeerd door zure bodems te bekalken in plaats van door molybdeentoepassingen. Zaadbehandeling met molybdeenbronnen kan in sommige gebieden echter economischer zijn dan kalkhouden.

Zink is een essentieel onderdeel van verschillende enzymsystemen voor energieproductie, eiwitsynthese en groeiregulatie. Planten met een tekort aan zink vertonen ook een vertraagde rijpheid. Zink is niet mobiel in planten, dus symptomen van zinktekort treden vooral op bij nieuwe groei. Een slechte mobiliteit van planten suggereert de noodzaak van een constante aanvoer van beschikbaar zink voor een optimale groei. De meest zichtbare symptomen van zinktekort zijn korte internodiën en een afname van de bladgrootte. Een vertraagde rijpheid is ook een symptoom van zinkarme planten.

Zinktekorten worden vooral aangetroffen op organische bodems met weinig organisch materiaal en op organische bodems. Zinktekorten komen vaker voor tijdens koud, nat lenteweer en zijn gerelateerd aan verminderde wortelgroei en activiteit, evenals lagere microbiële activiteit, waardoor zinkafgifte uit organische stof in de bodem afneemt. De opname van zink door planten neemt af naarmate de pH van de bodem stijgt. De opname van zink wordt ook nadelig beïnvloed door hoge niveaus van beschikbaar fosfor en ijzer in bodems.

Omdat chloride een mobiel anion is in planten, hebben de meeste functies betrekking op zouteffecten (opening van de huidmondjes) en elektrische ladingsbalans in fysiologische functies in planten. Chloride beïnvloedt ook indirect de plantengroei door stomatale regulatie van waterverlies. Verwelking en beperkte, sterk vertakte wortelsystemen zijn de belangrijkste symptomen van chloride-deficiëntie, die vooral in graangewassen voorkomen.

De meeste bodems bevatten voldoende chloride voor voldoende plantenvoeding. Er zijn echter chloridetekorten gemeld op zandgronden in gebieden met veel regen of op bodems die zijn afgeleid van chloorarme moedermaterialen. Er zijn maar weinig gebieden met chloridegebrek, dus deze micronutriënt wordt over het algemeen niet in mestprogramma's meegenomen. Bovendien wordt chloride op bodems aangebracht met KCl, de dominante kaliummeststof. De rol van chloride bij het verminderen van de incidentie van verschillende ziekten in kleine granen is misschien wel belangrijker dan de nutritionele rol ervan vanuit praktisch oogpunt.

Planten verschillen in hun vereisten voor bepaalde micronutriënten. De volgende tabel toont de schatting van de relatieve respons van geselecteerde gewassen op micronutriënten. De beoordelingen laag, gemiddeld en hoog worden gebruikt om de relatieve mate van reactievermogen aan te geven.

Tafel 1. Gewasreactie op micronutriënten


Achtergrond: IJzer is een essentieel element voor zowel de productiviteit van planten als de voedingskwaliteit. Het verbeteren van het ijzergehalte in planten werd geprobeerd door genetische manipulatie van planten die ferritines tot overexpressie brengen. Zowel de rol van deze eiwitten in de plantenfysiologie als de mechanismen die betrokken zijn bij de regulatie van hun expressie zijn echter grotendeels onbekend. Hoewel de structuur van ferritines in hoge mate behouden is gebleven tussen planten en dieren, verschilt hun cellulaire lokalisatie. Bovendien vindt regulatie van ferritine-genexpressie in reactie op ijzerovermaat plaats op transcriptieniveau in planten, in tegenstelling tot dieren die ferritine-expressie reguleren op translationeel niveau.

Toepassingsgebied: In deze review wordt een overzicht gegeven van onze kennis van bacteriële en zoogdierferritinesynthese en -functies. Vervolgens zal het volgende worden bekeken: (a) de specifieke kenmerken van plantenferritines (b) de regulatie van hun synthese tijdens de ontwikkeling en als reactie op verschillende omgevingsfactoren en (c) hun functie in de plantenfysiologie, met speciale nadruk op de rol die zowel bacteriële als plantaardige ferritines spelen tijdens interacties tussen planten en bacteriën. Arabidopsis-ferritines worden gecodeerd door een kleine nucleaire genfamilie van vier leden die differentieel tot expressie worden gebracht. Recente resultaten verkregen door het gebruik van deze modelplant maakten het mogelijk vooruitgang te boeken in ons begrip van de regulering van de synthese en de in plantafunctie van deze verschillende ferritines.

Conclusies: Onderzoek naar de ferritinefuncties van planten en regulering van hun synthese onthulde sterke verbanden tussen deze eiwitten en bescherming tegen oxidatieve stress. Daarentegen is het onwaarschijnlijk dat hun vermeende ijzeropslagfunctie om ijzer te leveren tijdens verschillende ontwikkelingsprocessen essentieel is. Ferritines oefenen, door ijzer te bufferen, een fijnafstemming uit van de hoeveelheid metaal die nodig is voor metabolische doeleinden, en helpen planten om te gaan met ongunstige situaties, waarvan de schadelijke effecten zouden worden versterkt als er geen systeem was ontwikkeld om voor vrij reactief ijzer te zorgen.

Figuren

Weefselspecifieke expressie en ontwikkelingsregulatie ...


Aanbevolen lectuur

Bloed doneren voordat u in het ziekenhuis verblijft

Vind veelgestelde vragen over het doneren van bloed, waaronder, waar bloed kan worden gedoneerd, of bloed onmiddellijk na donatie wordt getransfundeerd, en meer.

In sommige gevallen kunnen operaties en andere procedures leiden tot bloedverlies. Als uw arts dit voorziet, zal hij of zij uw mogelijkheden voor bloeddonatie bespreken.


P> a "data-remove =" false "data-toggle =" transplant "data-direction =" from "data-transplant =" self ">

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Duitsland

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Duitsland

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Duitsland

Institut für Pflanzenernährung, Stuttgart, Duitsland

Samenvatting

Micronutriënten en macronutriënten zijn elementen met specifieke en essentiële fysiologische functies in het metabolisme van planten. Dit hoofdstuk behandelt de functies van de individuele micronutriënten en behandelt metalen die in planten functioneren door valentie-verandering (ijzer, mangaan, koper en molybdeen), metalen waarin geen valentie-veranderingen optreden (zink), en vervolgens de niet-metalen (boor, chloor). Chloride kan de plantengroei indirect beïnvloeden via stomatale regulatie als een mobiel tegenanion voor K +. Door Mn opnieuw aan planten met een tekort te leveren, wordt de fotosynthetische O opnieuw geactiveerd2 evolutie binnen 24 uur, terwijl ultrastructuur en chlorofylvorming moeilijker te herstellen zijn. De rol van micronutriënten in verdedigingssystemen tegen pathogenen verdient in de toekomst meer aandacht, evenals een betere karakterisering van de "fysiologisch actieve" fractie van micronutriënten en de kritische deficiëntieconcentraties in meristeemweefsels.


De rol van ijzer in energiemetabolisme bij dieren

IJzer is essentieel voor een breed scala aan metabolische processen van levende organismen, vanwege zijn chemische overgangseigenschap: het heeft zowel ferro (Fe2 +) als ferri (Fe3 +) toestanden, die respectievelijk elektronen kunnen doneren en accepteren. IJzer is aanwezig in de verschillende vormen van heem en de ijzerzwavel (Fe-S).

IJzer is essentieel voor een grote verscheidenheid aan metabolische processen van levende organismen, vanwege zijn chemische overgangseigenschap: het heeft zowel ferro (Fe2 +) als ferri (Fe3 +) toestanden, die respectievelijk elektronen kunnen doneren en accepteren. IJzer is aanwezig in de verschillende vormen van heem en het ijzer-zwavel (Fe-S) clusterbindend eiwit, dat een belangrijke rol speelt bij verschillende enzymatische reacties zoals aërobe ademhaling, TCA-cyclusfunctie en DNA-synthese evenals zuurstoftransport en opslag.

2,7 miljard jaar geleden maakte het verschijnen van fotosynthetische organismen de daaropvolgende evolutie mogelijk van systemen die glucose gebruiken en ATP produceren door oxidatieve fosforylering met behulp van de reeds bestaande glycolytische route. Daarom moet deze evolutie worden opgevat als een cruciale gebeurtenis. Het falen van elektronentransport produceert echter reactieve zuurstofsoorten (ROS), daarom hebben levende organismen anti-oxidantmechanismen tegen ROS ontwikkeld door effectieve aaseters zoals vitamine C en E of enzymreactie door catalase, superoxidedismutase, glutathionperoxidase, enz. Hoewel ijzer strikt wordt gecontroleerd, verergert overtollig vrij ijzer (Fe2 +) oxidatieve stress en produceert het meest giftige hydroxylradicaal door de Fenton-reactie.

In dit onderzoeksthema zoeken we artikelen die de volgende aspecten van de rol van ijzer in het energiemetabolisme van dieren behandelen:
• cellulair en mitochondriaal ijzermetabolisme
• oxidatieve stress
• erfelijke aandoeningen van het ijzermetabolisme
• overspraak tussen ijzermetabolisme en stofwisselingsziekten zoals diabetes en lipidose

Sleutelwoorden: elektronentransportsysteem, ijzer, mitochondriën, oxidatieve stress, oxidatieve fosforylering

Belangrijke notitie: Alle bijdragen aan dit onderzoeksthema moeten binnen het bereik vallen van de sectie en het tijdschrift waarin ze zijn ingediend, zoals gedefinieerd in hun missieverklaringen. Frontiers behoudt zich het recht voor om een ​​manuscript dat buiten de scope valt, naar een geschiktere sectie of tijdschrift te leiden in elk stadium van peer review.


Is silicium nodig?

Het onderzoek toont wel de voordelen aan van het gebruik van silicium bij bepaalde landbouwgewassen (rijst, tarwe, suikerriet, enz.), Vooral als deze wordt gekweekt op bodems van slechte kwaliteit, maar er zijn slechts beperkte studies die aangeven dat er mogelijk voordelen zijn voor kasgewassen. Voor de geteste gewassen kan het nuttig zijn om silicium te gebruiken voor tussen- en accumulatorplanten. Voor niet-accumulatoren is er tegenstrijdige informatie over de vraag of ze er baat bij hebben. Tomaat, die geen accumulator is, had bijvoorbeeld een verhoogde bloei en vruchtzetting wanneer hij extra silicium kreeg. Echter, echte meeldauw en nutriëntentoxiciteitsstudies toonden aan dat er geen significante onderdrukking was van beide in niet-accumulatoren die met silicium waren behandeld.

Zoals hierboven vermeld, kunnen gewasinputs zoals water, kunstmest en groeimedium voldoende silicium leveren voor niet-accumulatoren en misschien tussenliggende accumulatoren. Als dit niet het geval is, kunnen tussenliggende accumulatoren baat hebben bij aanvullende suppletie met silicium. Helaas wordt silicium door de meeste laboratoria niet getest, dus het is niet bekend of de input van een teler al voldoende bruikbaar silicium oplevert om gewassen ten goede te komen.

Ed Bloodnick
Directeur tuinbouw
VS-Zuidoost

JoAnn Peery
Tuinbouwspecialist
US-Central, Canada-Central

Lance Lawnson
Tuinbouwspecialist
US-West, Canada-West

Troy Buechel
Tuinbouwspecialist
VS-Noord-Oost

Susan Parent
Tuinbouwspecialist
Canada-Oost, VS-New England

Jose Chen Lopez
Tuinbouwspecialist
Mexico, Latijns- en Zuid-Amerika

  • Bent, E., 2007 "Kiezelzuur: groeien zoals de natuur het bedoeld heeft. Fruit and Vegetable Tech" (7.3): 24-26.
  • Cavins, T., S. Marek en S. Kamenidou, 2010 "Silicium verbetert de onderdrukking van ziekten." GMPro Magazine (12): 33-35.
  • Frantz, J.M., J.C. Locke en N. Mattson., 2010 "Onderzoeksupdate: speelt silicium een ​​rol bij de productie van siergewassen?" OFA Bulletin. 924: 17-18.
  • Frantz, J.M. en J.C. Locke, 2011 "Klaar onderzoeksresultaten: Silicium in vruchtbaarheidsprogramma's voor de sierteelt." Kaskweker feb, 2011: 26-27
  • Frantz, J.M., S. Khandahar en S. Leisner. 2011. Silicium heeft een differentiële invloed op de koper-toxiciteitsrespons in silicium-accumulator en niet-accumulator soorten. J. Amer. Hort. Sci. 136: 329-338.
  • Leatherwood, R. en N. Mattson. Silicium toevoegen aan het bemestingsprogramma bij de productie van kerststerren: voordelen en feiten. www.greenhouse.cornell.edu/crops/factsheets/silicon_poinsettia.pdf
  • Locke, J. 2007. Silicium verhoogt de opbrengst, ziektebestrijding in de media. GMPro Magazine (8): 58.
  • Newman, J. 2008. Het aanvullen van silicium kan voordelen opleveren. GMPro Magazine: (6): 74-76.
  • White, J. D. 2007. Silicium als supplement. Growertalks. April 2007: 34

PRO-MIX® is een geregistreerd handelsmerk van PREMIER HORTICULTURE Ltd.


Bekijk de video: Zuurstoftransport - Mr. Chadd Academy