بر خلاف رفتار مشاهده شده در اکثر عناصر غذایی، میزان کل آهن موجود در گیاه، بیانگر راندمان یا کارایی جذب آن توسط سلول های گیاهی نمی باشد. به عبارت دیگر، همبستگی مشخصی بین میزان آهن کل در اندام گیاهی و درجه کمبود آن در گیاه، وجود ندارد. در این رابطه، نتایج مطالعات مختلف، حاکی از برابری و نیز، در مواردی، بیشتر بودن غلظت عنصر غذایی آهن در گیاهان دارای علائم کمبود و کلروز، در مقایسه با گیاهان سبز بوده است. به نظر می رسد که می توان پارادوکس ایجاد شده را با تکیه بر فرایند های فیزیولوژیکی صورت گرفته در سیستم ریشه و نیز برگ ها، توضیح داد.

جدول شماره 1، غلظت آهن را در سیستم های ریشه ای دو واریته مختلف از ذرت، در خاک هایی با خصوصیات شیمیایی متفاوت نشان می دهد. جدول شماره 2 نیز، مقایسه ای از غلظت آهن بین گیاهان دارای کمبود و گیاهان سبز را به نمایش گذاشته است. با عنایت به جداول پیش گفته و با توجه به غلظت بالای آهن در ریشه های گیاهان تحت کمبود، می توان چنین استنباط کرد که انتقال عنصر غذایی آهن از محیط رشد گیاه به سمت سیستم ریشه ها، عامل اصلی بروز کمبود آهن در آنها نبوده است، و همچنین، آهن قادر است تا در مقایر بالا در سیستم ریشه گیاهان کشت شده در خاک های آهکی نیز، تجمع یابد. در این راستا، تولید انواع مختلف سیدروفور های گیاهی و میکروبی در خاک، تا حدی زیادی، غلظت بالای آهن در سیستم ریشه گیاهان را توضیح می دهد.

 

کلروز مشاهده شده در چنین شرایطی، بیانگر وجود اختلال در متحرک سازی آهن موجود در آپوپلاست ریشه، انتقال آهن به اندام هوایی گیاه و نیز جذب آن توسط بافت برگ ها است. جذب سلولی آهن سه ظرفیتی وارد شده به ریشه گیاه، ابتدا، با کاهش یافتن آن به آهن دو ظرفیتی در نزدیکی غشای پلاسمایی آغاز می گردد. این فرایند، توسط آنزیمغشایی Fe^III Reductase  صورت می پذیرد. فعالیت آنزیم پیش گفته، به شدت تحت تاثیر pH  محلول بیرونی و pH  آپوپلاست ریشه قرار دارد، و بیشترین فعالیت آن، در pH  حدود 5/6 گزارش شده است. در این رابطه، افزایش pH  آپوپلاست ریشه بیش از 5/6، در اثر عواملی همچون وجود آهک و یون های بی کربنات در خاک، تغذیه نیتراتی و نیز تراکم خاک و افزایش غلظت گاز دی اکسید کربن در نزدیکی محیط ریشه، آنزیم Fe^III Reductase  را از فعالیت باز می دارد و موجب تجمع آهن در سیستم ریشه می شود. به شکلی مشابه، آهن انتقال یافته به اندام هوایی گیاه، که پس از اکسید شدن آهن دو ظرفیتی در سیمپلاسم ریشه، به صورت Fe^III dicitrate  در آوند های چوبی جابجا می شود، با رسیدن به غشای پلاسمایی سلول های برگ، می بایست پیش از جذب سلولی، توسط فعالیت آنزیم های Fe^III Reductase، به آهن دو ظرفیتی کاهش یابد. در غیر این صورت، آهن در اندام هوایی گیاه تجمع یافته و سلول ها در معرض فقر آهن قرار می گیرند. فعالیت Fe^III Reductase  در غشای سلول های برگ، تحت تاثیر pH  آپوپلاست برگ قرار دارد. در این رابطه، محلول پاشی اندام هوایی گیاه با استفاده از محلول های اسیدی، می تواند موجب سبز شدن مجدد برگ ها شود. کاهش آهن سه ظرفیتی و جذب سلولی آهن دو ظرفیتی از طریق کانال های غشایی، در شکل زیر، به نمایش گذاشته شده است. 

 در آخر، با توجه به آنکه همبستگی معنی داری بین میزان آهن کل و غلظت کلروفیل، به عنوان نمایه ای از کمبود آهن در گیاه وجود ندارد، در مطالعات مربوط به تغذیه آهن گیاه، می بایست فرمی از آن که در تشکیل کلروفیل ها نقش ایفا می کند (⁺Fe²)، تحت عنوان آهن فعال، مورد اندازه گیری قرار گیرد.

منابع

متشرع زاده، ب. 1395. تقریرات درس تغذیه گیاه. گروه علوم و مهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.

Mengel, K. (1994). Iron availability in plant tissues-iron chlorosis on calcareous soils. Plant and soil, 165(2), 275-283.

Mengel, K., Kirkby, E. A., Kosegarten, H., & Appel, T. (2001). Principles of Plant Nutrition. Dordrecht: Kluwer.