نقش میکرومغذی آهن در گیاه
از میان عناصر کم مصرف مورد نیاز گیاه، آهن یکی از فراوان ترین عناصر موجود در پوسته زمین و عنصر حیاتی برای رشد همه گیاهان است، که نقش بسیار مهمی در تولید محصولات کشاورزی دارد. همچنین اولین عنصری است که ضرورت آن برای رشد گیاهان به اثبات رسیده است. یکی از وظایف اصلی آهن انتقال اکسیژن است. این عنصر در واکنش های فتوسنتزی، تثبیت نیتروژن و همچنین در فعالیت آنزیم ها و پروتئین ها دخیل می باشد. آهن به طور طبیعی در آنزیم گیاهان وجود دارد. آنزیم های آهن دار به ویژه سیتوکروم ها در تنفس گیاه نقش مهمی دارند. و سولفات آهن یک فرم پرکاربرد از این عنصر می باشد.
آهن نقش اساسی در تولید و نگهداری کلروفیل، بالا بردن سبزینگی گیاه و در نتیجه جذب انرژی خورشید و تولید کربوهیدرات و انجام سوخت و ساز دارد و باعث افزایش رشد، گلدهی و باردهی محصول می گردد. میزان آهن در برگ ها میان 100 تا 250 میلی گرم در کیلوگرم وزن خشک است. وجود آهن به میزان مناسب سبب افزایش تولید محصولات کشاورزی و بهبود باردهی گیاهان و درختان می گردد و کمبود آن در گیاه، فقدان کلروفیل، زردی بین رگبرگ ها و کاهش فتوسنتز را به دنبال دارد. این عنصر برای تولید هموگلوبین در بدن انسان نیز ضروری بوده و کمبود آن باعث کمخونی، رشد ضعیف و تنفس دشوار در حین فعالیت ملایم می گردد.
مقدار آهن در سنگ مادر بیش از سایر عناصر غذایی است. آهن دو ظرفیتی (+Fe2) شکلی است، که به وسیله ی گیاه جذب می شود. بنابراین، آهن سه ظرفیتی (+Fe3) پیش از جابه جایی به درون سیتوپلاسم، می بایستی در سطح ریشه احیا شود. به هر حال، جذب آهن سه ظرفیتی در گیاهان دارای اهمیت است. تشکیل ترکیبات پیچیده (کلات ها) و عمل قابل برگشت آن در دستگاه اکسیداسیون و احیا از نقش های سوخت و سازی عمده آهن می باشد. ترکیبات دارندهی آهن در دستگاه های اکسیداسیون و احیا (ریداکس) شامل دو دسته از پروتئین های دارای آهن هستند، که به خوبی شناخته شده اند، این دو دسته عبارتند از: پروتئین های هِم و پروتئین های آهن-گوگرد می باشد.
لازم به ذکر است که عنصر آهن به صورت فرو (+Fe2) توسط گیاه جذب می شود. با وجود اینکه این عنصر در خاک فراوان است علائم کمبود آن به وفور دیده می شود. در خاک های قلیایی این کمبود به علت فقدان آهن محلول بروز می نماید. علاوه بر این، مقدار بیش از حد عناصر دیگری مانند منگنز، فسفر، مس، روی و نیکل در خاک ممکن است منجر به کمبود آهن گردد.
آهکی بودن خاک ها، pH بالا، ماده آلی کم و بیکربنات زیاد در آب آبیاری از عواملی هستند، که قابلیت استفاده این عنصر را برای گیاهان محدود کرده و خسارات جبران ناپذیری را بر میزان تولید و کیفیت محصولات وارد می نماید. علائم و عوارض ناشی از کمبود این عنصر در اکثر نقاط ایران و در اغلب محصولات به فراوانی به چشم می خورد. لذا استفاده از کودهای شیمیایی حاوی این عنصر به همراه ماده آلی، گوگرد و باکتری های مربوطه باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان شده و مصرف آن در دراز مدت می تواند کمبود آهن را برطرف سازد.
از کودهای مهم حاوی آهن می توان سولفات آهن دو ظرفیتی (مصرف خاکی و محلول پاشی)، ترکیبات کلاتی Fe-EDTA (مصرف با آب آبیاری) و سکوس ترین آهن Fe-EDDHA (مصرف خاکی) را نام برد. استفاده از کلات های آهن منجر به پایداری این ترکیب گشته و از اکسید شدن و رسوب آن جلوگیری به عمل می آورد. سکوس ترین آهن، ترکیباتی هستند که فراهمی آهن را برای گیاه در شرایط غیر خنثی فراهم می نمایند. مهم ترین آنها عبارتند از EDDHA که یک عامل کلات کننده آهن III است که در خاک های آهکی استفاده می شود و کود گران قیمتی است، دیگری EDTA که یک عامل کلاته کننده بوده که برای کلات کردن آهن III، منگنز، مس وروی استفاده می شود، از این کود در شرایط غیرخنثی و در کودهای محلول و هیدروپونیک استفاده می شود. DTPA نیز یک عامل کلات کننده آهن III می باشد. کود سولفاته آهن نیز به دو صورت سولفات آهن خشک (FeSO4.H2O) با 24 % آهن و سولفات آهن آبدار (FeSO4.7H2O) با 20% آهن تولید و عرضه می شود. مصرف این کود برای برطرف کردن زردی و رنگ پریدگی برگ ها، افزایش کلروفیل و فتوسنتز گیاه بسیار مفید می باشد.
کمبود عنصر آهن در گیاهان
مهم ترین دلیل کمبود آهن زیادی بی کربنات در خاک می‌باشد. اغلب خاک های ایران، مقدار قابل توجهی آهک دارند، که ریشه گیاه با ایجاد شرایط ویژهای در اطراف خود از قلیائیت خاک می کاهد، و آهن مورد نیاز خود را تامین می‌کند. آبیاری سنگین و هر عاملی که تهویه خاک را کاهش بدهد، موجب افزایش غلظت دی اکسید کربن در خاک می‌شود، و در نتیجه از جذب آهن کاسته خواهد شد. عوارض ناشی از کمبود این ریز مغذی در اغلب محصولات اکثر مناطق ایران به فراوانی قابل مشاهده است.
در صورت کمبود آهن، سبزینه (کلروفیل) به مقدار کافی در سلول های برگ تولید نمی شود، و در نتیجه برگ ها به تدریج رنگ پریده تر به نظر می‌‌رسند، که به عنوان یکی از نارسایی های مهم تغذیه ای در محصولات حساس به ویژه در شرایط خاک های آهکی مطرح است. زردی برگ ناشی از آهک، شکل خاصی از کمبود آهن در گیاه است
،که بخش وسیعی از کشور ما را فرا گرفته است. دراثر کمبود کل سطح برگ (به جز رگبرگ ها) کلروز یا زرد رنگ می‌شود. لازم به ذکر است که این علائم ابتدا در برگ های جوان و قسمت های بالای ساقه مشاهده می‌شود و به تدریج کل گیاه را در بر می‌گیرد.
سولفات آهن بنیفر
سولفات آهن دو ظرفیتی تحت عنوان فروسولفات و همچنین زاج سبز، ترکیبی با فرمول شیمیایی FeSO4.7H2O است که بسته به pH می تواند، به صورت کریستال های آبی یا سبز رنگ تولید گردد که هم به عنوان کود کشاورزی و هم در صنایع مختلف کاربرد دارد، اما مصرف این ماده در کشاورزی بعنوان ریزمغذی بسیار گسترده تر است.
در حالت عادی هفت مولکول آب در ترکیب سولفات آهن موجود می باشد و در صورت خشک شدن می تواند، 6 مولکول آب از دست داده و تبدیل به پودر سفید رنگ تک آبه یا به اصطلاح مونوهیدراته گردد. سولفات آهن هفت آبه دارای آرایش فضایی هشت وجهی و ساختار کریستالی مونوکلینیک بوده و پارامغناطیس می باشد. نوع دیگر سولفات آهن سه ظرفیتی (فریک سولفات)، با فرمول شیمیایی Fe2(SO4)3 و به رنگ زرد تا قهوهای تولید می شود و معمولاً مقدار کمتری از آن در بازار یافت می شود و عمدتا جهت تسویه آب وفاضلاب وهمچنین بعنوان رنگ دانه از آن استفاده می شود.
یکی از دیگر مزایای استفاده از سولفات آهن نسبت به کلات آهن تفاوت قیمتی بسیار زیاد آن می باشد که مصرف آن را توجیه پذیر می نماید، (به خصوص به صورت محلول پاشی). سولفات آهن به علت اینکه باعث افزایش رنگدانه گیاه و افزایش رشد و باردهی گیاهان می شود و در صورت فقدان آن، برگ های گیاهان بعلت کمبود کلروفیل، زرد و رنگ پریده خواهند شد در نتیجه جزو عناصر ضروری برای گیاهان محسوب می گردد، بنابراین برای برطرف کردن زردی برگ ها، افزایش کلروفیل و فتوسنتز گیاه بسیار مؤثر و کارائی مهمی دارد. همچنین گوگرد یا سولفور موجود در سولفات آهن سبب کاهش pH خاک و کم شدن شوری خاک زمین های کشاورزی شده و جذب ریز مغذی ها و عناصر اساسی توسط گیاهان را تسهیل می نماید. مهمترین منابع تامین آهن برای باغ های میوه و زمین های زراعی، سولفات آهن و کلات آهن است. کشاورزان با خرید سولفات آهن می توانند کمبود آهن مورد نیاز گیاهان و در نتیجه کاهش باردهی میوه و محصول را از بین ببرند. مصرف سولفات آهن بعنوان کود به همراه گوگرد و باکتری تیوباسیلوس باعث بهبود شرایط تغذیه ای گیاهان شده و در طولانی مدت می تواند کمبودآهن را برطرف سازد.
سولفات آهن از پرمصرفترین مواد شیمیایی موجود می باشد. کشورهای آلمان و انگلیس در اروپا و هند و چین در آسیا از عمده تولیدکنندگان جهانی این ماده هستند. ایران نیز به دلیل نیاز فراوان به سولفات های آهن دارای واحدهای تولیدی زیادی در استان های زنجان، اصفهان، قم، تهران و کرمان می باشد، علاوه بر مصارف داخلی، بخشی از محصول تولیدی در کارخانجات ایرانی به کشورهای همسایه از جمله عراق، ترکیه، ارمنستان، پاکستان و تاجیکستان صادر می گردد.
تولید سولفات آهن به روش های مختلفی امکان پذیر می باشد. اصولاً این ماده یک محصول جانبی تولید شده در صنایع فولاد بوده و از اسیدشویی ورقه های استیل به دست می آید. علاوه بر آن از ترکیب ضایعات آهن یا نمک های آهن با اسید سولفوریک رقیق شده و بعد از ۱۰ ساعت واکنش نهایتاً مایع سیاه رنگی که ترکیب روغن وکربن موجود در آهن می باشد به دست می آید، که پس از فیلتر کردن و خنک سازی مایع موجود، کریستال های آهن تولید خواهد شد. این کریستال دارای ۷ مولکول آب بوده که پس از سانتریفوژ کردن قابل بسته بندی برای صنایعی همچون کشاورزی، صنایع روی و نیز تصفیه آب و فاضلاب می باشد. همچنین در فرآیند تولید دی اکسید تیتانیوم از ایلمنیت و یا اکسیداسیون پیریت هم مقادیر صنعتی این ماده قابل تولید می باشد.
چگونگی استفاده از ریز مغذی سولفات آهن در کشاورزی
در حوزه کشاورزی سولفات آهن به طور گسترده جهت تولید کودهای مورد نیاز برای رفع فقر آهن و همچنین در قالب کودهای کامل به کار برده می شود. علاوه بر آن به عنوان آفت کش برای کنترل سیاه شدن گندم، لکه های سیب، پوسیدگی میوه و برای حذف قارچ و خزه از محل نگهداری مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از سولفات آهن باعث مقاومت گیاهان در برابر سرما و بیماری نیز می گردد.
در زمین های کشاورزی، ریز مغذی سولفات آهن از طریق جای گذاری (چالکود) در عمق خاک و محلول پاشی قابل استفاده است. علاوه بر این، در خاک های سبک این ریز مغذی به هنگام آبیاری نیز می تواند مورد استفاده قرارگیرد. استفاده از این ماده به صورت یک تا دو سال در میان، از کمبود این عنصر حیاتی جلوگیری می نماید و مصرف بیش از اندازه آن توصیه نمی گردد. لازم به ذکر است که مصرف این ریز مغذی به همراه کود حیوانی خصوصاً در محدوده ریشه باعث افزایش کارآیی آن می شود. مقدار مصرف سولفات آهن در غلات و درختان میوه بسته به نوع محصول و نوع خاک متفاوت می باشد. برای مثال برای درختان پسته که در مناطق شوره زار می باشند، بیشترین مقدار را دارا می باشد. سولفات آهن یک کود ایده آل برای اصلاح کمبود آهن بسیاری از گیاهان است، که جهت اصلاح کمبود آهن چمن زار ها و باغات مورد استفاده قرار می گیرد و موجب تقویت رنگ سبز گیاهان و چمن ها می شود و به سرعت و بسادگی خزه و شبدر و چمن را کنترل می کند.
در راستای تأمین میکرومغذی آهن در گیاهان، شرکت نوبهاران شیمی سپاهان کود سولفات آهن به صورت خشک و آبدار را تولیدکرده است. سولفات آهن آبدار تولیدی این شرکت حاوی 20 % آهن به فرم Fe2+ و 11 % گوگرد به صورت کریستاله (FeSO4.7H2O) می باشد، علاوه بر آن سولفات آهن خشک (FeSO4.H2O) با 24 % آهن به صورت پودری قابل تهیه و مصرف می باشد. مصرف این کود برای برطرف کردن زردی و رنگ پریدگی و کلروز برگ ها، افزایش میزان کلروفیل و فتوسنتز گیاه بسیار مفید می باشد.
کاربردها و موارد مصرف سولفات آهن بنیفر
در صنایع کشاورزی جهت تامین آهن خاک های با فقر آهن از کود سولفات آهن استفاده می شود.
درصنایع تولید کود های کشاورزی به عنوان مواد اولیه جهت تولید سایر کود های کشاورزی، کود کامل، ماکرو و میکرو
در صنایع تولید رنگ بعنوان رنگدانه های آهن
در صنایع استخراج روی جهت رسوب دهی با هالوژن هایی نظیر کلر و فلوئور
در صنایع خوراک دام وطیور بعنوان ویتامین آهن
در صنایع شیمیایی بعنوان کاتالیزور
درصنایع دباغی و چرم سازی
درصنایع نساجی
در صنایع تصفیه ی آب جهت اصلاح و بهبود آب و فاضلاب
در پزشکی به منظور منقبض کننده موضعی، ضدکمخونی
برای ساخت پیگمنت های اکسید آهن استفاده می شود.
به عنوان ماده افزودنی به مواد غذایی و مکمل غذایی
ریختگری چدن و …
اثرات مسمومیت گیاه با آهن
لازم به ذکر است مقادیر بالای آهن در گیاه سبب بروز علائم مسمومیت می گردد. سمیت آهن در گیاه اصولاً وابسته به pH می باشد، و زمانی اتفاق می افتد که pH به میزان زیادی کاهش یافته و مقادیر بالای آهن زیادی در دسترس قرار گیرد. همچون برخی دیگر از مواد مغذی علائم سمیت آهن ممکن است به صورت علائم کمبود مواد مغذی دیگر بروز کند. آهن اضافی در گیاهان می تواند علائمی همچون تیره شدن سبزی رنگ برگ، لکه های قهوه ای روی سطح برگ، توقف رشد قسمت های بالایی و ریشه های گیاه، قهوه ای تیره تا ارغوانی شدن رنگ برگ های برخی از گیاهان را نشان دهد.
زمان مصرف
به هنگام مشاهده آثار کمبود عنصر آهن در گیاهان مصرف شود.
تا رفع کامل کمبود عناصر فوق طی 2 تا 3 نوبت قابل مصرف می باشد.
زمان مناسب محلول پاشی در ساعات اولیه و پایانی روز می باشد.
از محلول پاشی روی گیاهانی که در حال گلدهی و اوایل دورهی تشکیل میوه می باشند پرهیز شود.
روش و زمان و مقدار مصرف
این کود از طریق جایگذاری عمقی (موضعی، چالکود و نواری) و محلول پاشی قابل مصرف است. در خاک های سبک با آب آبیاری نیز می تواند مورد استفاد قرار گیرد، اما تحت این شرایط بازیافت آن کمتر خواهد بود. توصیه می گردد در هنگام مشاهده آثار کمبود آهن در گیاهان و به میزان 2 تا 3 نوبت تا رفع کامل کمبود از این کود استفاده شود. به علت کمبود آهن در اغلب خاک های کشاورزی مصرف این کود هر 2 سال یکبار توصیه می گردد. برای درختان در زمستان در قسمت میانی سایه انداز به همراه کود دامی و مخصوص چالکود یا کانالکود به میزان 100 تا 300 گرم مورد استفاده قرار گیرد. برای نباتات زراعی هنگام تهیه بستر بذر همراه با سایر کودهای زمستانه به میزان 100 تا 200 کیلوگرم بر هکتار زیر خاک مصرف شود و یا 50 تا 100 کیلوگرم در هکتار همراه با آب آبیاری به صورت تقسیط مصرف گردد. در صورت استفاده به صورت محلول پاشی برای درختان میوه 3 تا 5 کیلوگرم در هر هزار لیتر آب برای یک هکتار و برای محصولات زراعی 3 تا 4 کیلوگرم در هر هزار لیتر آب برای یک هکتار محلول پاشی انجام شود.
توجه
موارد و مقادیر توصیه شده کلی هستند، برای آگاهی از مصرف دقیق تر این کود، نیاز به انجام آزمایش های آب و خاک می باشد، و پس از کسب نظر کارشناسان کشاورزی به استفاده از این کود مبادرت نمایید.
برای نتیجه گیری بهتر از این کود در فصل سرما، می توان از روش محلول پاشی نیز استفاده نمود.
قابلیت اختلاط با اکثر کودها و سموم دفع آفات نباتی را دارد اما توصيه مي شود قبل از اختلاط با هر ترکیبی تست سازگاری انجام شود، و با کارشناسان کشاورزی نیزمشورت شود.
در هنگام استفاده به دستورالعمل مصرف توجه فرمایید.