الحديد فى النباتIron in Plant
الوظائف الحيوية للحديد Iron Biological Functions
نتيجة لقدرة الحديد على الدخول فى صورة معقدات كيلاتية وكذلك إمكانية تغير تكافئه أى قدرته على التأكسد والإختزال داخل النبات، فيعتبر الحديد ذا تأثيرات فيسيولوجية مهمة.
Fe3+ + e-Fe2+
- يلعب الحديد دوراً أساسياً وضرورياً فى نظام العديد من الإنزيمات وخاصة الإنزيمات التى تدخل أو تساعد فى عملية التنفس Haem enzyme systems والتى منها Catalase , Peroxidase و Cytochrome oxidase. ويمثل اشتراك الحديد فى تكوين هذه المركبات أهمية خاصة فى عمليات الأكسدة وهو أحد الأدوار الهامة فى عمليات الميتابوليزم بالخلية.
- بالرغم من عدم دخول الحديد فى تركيب جزىء الكلوروفيل، إلا إنه مهم فى تخليق والحفاظ على هذه المادة الخضراء داخل النبات وعلى ذلك فنقصه يؤدى إلى ظهور الشحوب الخضرى ويظهر الاصفرار على النبات.
- يلعب دوراً أساسياً فى تمثيل الأحماض النووية، والكلوروبلاست.
تركيز الحديد فى النبات:
تختلف كمية الحديد فى النباتات المختلفة، وعادةً يكون تركيز الحديد فى مدى يتراوح بين 50 إلى 100 جزء فى المليون. وعموماً، تكون النباتات البقولية غنية فى محتواها من الحديد بالمقارنة بالنباتات العشبية (المراعى). وأيضاً الأجزاء النباتية المسنة يكون محتواها من الحديد أكبر من الأجزاء حديثة النمو لنفس النبات ويرجع ذلك إلى عدم حركة هذا العنصر داخل النبات. وعلى ذلك يكون من المهم مراعاة هذا عند أخذ العينات النباتية للتحليل.
الحدود الحرجة للحديد فى النبات:
بصفة عامة، إذا كان تركيز الحديد داخل أنسجة النبات أقل من 50 جزء فى المليون فهذا يعنى أن هذه النباتات تعانى من نقص فى الحديد ويتضح ذلك من جدول (7-8). لكن يجب القول بأنه فى بعض الحالات يكون مستوى الحديد الكلى داخل النبات مرتفع ومع ذلك يظهر عليه الاصفرار Chlorois، ويرجع ذلك لأن النبات يستفيد من الحديد فى صورة حديدوز أكثر منه فى صورة حديديك، ولذلك يعمل النبات على اختزال الحديديك بمجرد امتصاصه إلى حديدوز. ووجد أن النباتات تختلف فيما بينها فى قدرتها على اختزال الحديديك. حيث أثبتت الأبحاث أن محتوى الأوراق الخضراء من أيون الحديدوز Fe2+ يفوق بكثير محتوى الأوراق التى يظهر عليها الاصفرار لنفس النبات. وعلى ذلك يمكن القول بأنه فى داخل النبات يوجد حديد نشط Active iron (Fe2+) وهو الحديد الذائب وله علاقة مباشرة بتكوين الكلوروفيل وباقى العمليات الحيوية التى تحتاج إلى الحديد فى عملها، بينما الحديد الغير نشط Inactive iron (Fe3+) يكون مترسب وليس له علاقة بالعمليات الحيوية.
يلعب المنجنيز دوراً أساسياً فى أكسدة الحديدوز (النشط) إلى حديديك (غير نشط)، وبالتالى فزيادة المنجنيز داخل النبات يسبب الاصفرار بالرغم من أن الحديد الكلى موجود بتركيز مرتفع ويعرف ذلك بما يسمى بنقص الحديد الناتج عن زيادة المنجنيز Mn-induced iron deficiency. وأيضاً يمكن تعليل سبب ظهور الاصفرار على الأوراق Iron chlorotic leaves بالرغم من ارتفاع محتواها من الحديد الكلى إلى أن الحديد يكون مرتبطاً بإصول كيميائية داخل النبات مثل أنيونات H2PO4- , OH- , HCO3- أو مركبات مخلبية فى خلايا الورقة، وبالتالى لايرتبط الحديد مع المركبات العضوية التى تستخدم الحديد فى العمليات الحيوية بالخلية.
أما بالنسبة للسمية الناتجة عن زيادة الحديد فهى قليلة الحدوث بالنسبة للمحاصيل المختلفة، والتركيز المسبب لحدوث السمية غير معروف. ويشذ عن هذا نباتات الأرز فى بعض مزارعه وخاصة فى الأراضى شديدة الحموضة حيث تظهر أعراض السمية بظهور اللون البرونزى Bronzing على الأوراق، ويكون تركيز الحديد أكثر من 300 جزء فى المليون فى هذه النباتات.
جدول ( 7-8 )
الحدود الحرجة للحديد فى بعض النباتات
الجزء المأخوذ للتحليل
تركيز الحديد (جزء فى المليون)
حدود النقص
الحدود الطبيعية
الذرة
الأرز
فول الصويا
عباد الشمس
البرسيم الحجازى
القطن
الأوراق الناضجة حديثاً
الأوراق
السيقان(فى عمر34 يوم)
الأوراق الناضجة حديثاً
بطول 15سم من القمة
الأوراق الناضجة حديثاً
24 - 56
<63
28 - 38
80
< 30
< 50
56 - 178
> 80
44 - 60
113
30 -400
50 - 350
