Rola żelaza i wymagania roślin
Żelazo jest odpowiedzialne za wiele ważnych funkcji w roślinie. Jego niedobór można stosunkowo łatwo i bezbłędnie zdiagnozować na podstawie typowych objawów, jakie występują na najmłodszych częściach roślin. Mikroelement ten nie jest bowiem przemieszczany ze starszych organów, gdzie ulega silnemu związaniu. Charakterystycznym objawem niedostatecznej zawartości Fe w roślinie jest chloroza, początkowo w postaci jaśniejszych plam pomiędzy nerwami. Przy bardzo silnym niedoborze tego składnika liście i wierzchołki roślin stają się żółte, a nawet białawe. W konsekwencji wierzchołki wzrostu zamierają. Oprócz spadku plonu kwiatów czy owoców, chloroza o niewielkim już natężeniu pogarsza walory dekoracyjne roślin ozdobnych, a tym samym ich wartość.
Fot. 1. Objawy chlorozy na liściach różanecznika
Rośliny ogrodnicze mają zróżnicowane wymagania w stosunku do żelaza. Spośród krzewów lub krzewinek bardzo wrażliwe na jego niedobór są te z rodzajów: Buxus, Calluna, Erica, Chamaecyparis, Cytisus, Hamamelis, Hibiscus, Hypericum, Jasminum, Rhododendron, a z roślin zielnych — Petunia. Spośród roślin warzywnych wysokie wymagania mają szpinak i sałata oraz gatunki najczęściej uprawiane pod osłonami, czyli pomidor (fot. 2) i ogórek.
Fot. 2. i pomidora
Przyczyny niedoboru żelaza
Oprócz zwykłego wyczerpania zapasów Fe w glebie, bardzo często dochodzi do uwsteczniania żelaza na drodze reakcji z fosforanami lub węglanami (np. po wapnowaniu). Przy zbyt wysokim pH powstający wodorotlenek żelazowy wytrąca się w postaci związków nierozpuszczalnych w wodzie, a tym samym żelazo przechodzi w formę niedostępną dla roślin. Dostępność tego mikroelementu, a także manganu, miedzi i cynku wzrasta wraz z zakwaszeniem gleby. Czynnikiem mogącym ograniczyć pobieranie żelaza jest antagonizm jonowy — za wysokie stężenie manganu, miedzi czy cynku. Upośledzenie pobierania Fe następuje również w warunkach deficytu światła oraz braku tlenu w strefie korzeniowej.
Nawozy żelazowe
Jako źródło żelaza w nawożeniu roślin ogrodniczych wykorzystuje się siarczan żelaza dwuwartościwego lub, częściej, nawozy zawierające żelazo w formie schelatowanej. Formę mineralną (FeSO4 x 7H2O) o zawartości 20,2% Fe wykorzystuje się w nawożeniu upraw polowych i prowadzonych w podłożach tradycyjnych pod osłonami. Zazwyczaj całą dawkę wprowadza się przedwegetacyjnie doprowadzając zawartość żelaza do 50 mg Fe/dm3 podłoża, co powinno wystarczyć na cały okres wegetacji.
W systemach uprawy z fertygacją zawartość żelaza w pożywce należy utrzymywać na poziomie 1–2 mg Fe/dm3 wykorzystując nawozy chelatowe. W układach z kroplowym nawadnianiem polecana jest tylko taka forma tego mikroelementu, w przeciwnym bowiem razie wodorotlenek żelazowy może spowodować zatkanie kapilar.
Co to są chelaty?
Są związkami chemicznymi o skomplikowanej budowie (np. najpopularniejszy EDTA to kwas etylenodiaminotetraoctowy) tworzącymi specyficzne wiązanie z kationami metali (np. Fe+2, Fe+3, Zn+2, Cu+2). Ich wspólną cechą charakterystyczną jest bardzo dobra rozpuszczalność w wodzie i niska stała dysocjacji. Dzięki temu chronią żelazo przed uwstecznianiem w środowisku korzeniowym. Roślina pobiera całą cząsteczkę kompleksu metal-chelat i dopiero w jej organizmie następuje oddzielenie jonu metalu od chelatora. Stabilność i trwałość chelatu zależy od jego budowy, a także od pH środowiska, dostępu światła i czasu przechowywania. Pożywki i nawozy chelatowe należy chronić przed dostępem światła i nie przechowywać ich zbyt długo. W tabeli 1 zestawiono związki chemiczne najczęściej używane jako chelaty nawozowe i zakresy pH, w jakich chelaty zapewniają dostępność żelaza.
Tabela 1. Trwałość chelatów żelaza w zależności od pH gleby lub podłoża
W zależności od charakteru związku, nawozy te mogą zawierać różne ilości żelaza, zazwyczaj 6–13% Fe (tab. 2). Oprócz głównego składnika, są w nich jony towarzyszące — amonowy (NH4+), siarczanowy (SO4–) i sodowy (Na+). Należy je uwzględniać w bilansie składników pokarmowych, zwłaszcza gdy rośliny uprawiane są w podłożach tradycyjnych, w których zalecana zawartość żelaza wynosi 50 mg Fe/dm3 podłoża (oznaczenie w wyciągu Lindseya). Orientacyjne dawki nawozu (6–7% Fe) polecane podczas uprawy roślin ogrodniczych to:
-
zapobiegawczo 1 g/m2,
-
przy średnim niedoborze 5 g/m2, l przy silnym deficycie 10 g/m2.
Nawóz najlepiej rozpuścić w wodzie i podlać rośliny roztworem. Dla upraw prowadzonych w pojemnikach zalecane jest, w zależności od niedoboru, 25–50 ml roztworu o stężeniu 0,25% (2,5 g/l wody) na litr objętości doniczki.
Chelaty żelaza wykorzystuje się również do dokarmiania dolistnego, gdy zachodzi potrzeba bardzo szybkiego dostarczenia tego składnika do liści. Po opryskaniu roślin roztworem nawozu o stężeniu 0,1–0,2% (1–2 g na litr wody) chloroza zanika zazwyczaj po 7–10 dniach. Roztwory wodne chelatów-Fe są barwy jasnobrązowej. Często po zabiegu pozostają na liściach brązowe plamy, które obniżają wartość dekoracyjną roślin. Można je łatwo usunąć za pomocą mało intensywnego deszczowania, 4–6 dni po zabiegu, które spłucze pozostałości chelatu.
Na rynku dostępne jest wiele nawozów pojedynczych zawierających żelazo w formie chelatów. Niestety, kosztują one aż 25–90 zł za kilogram. Uwzględniając stosunkowo niską zawartość głównego składnika są to najdroższe nawozy używane przez ogrodników. Z tego powodu bardzo istotne jest zapobieganie niedoborom żelaza na etapie przygotowania pola lub podłoża do uprawy. Wykonanie analizy chemicznej powinno więc być elementarną czynnością przed rozpoczęciem produkcji.
Jeśli jednak zastosowanie chelatu okaże się konieczne, to decydując się na zakup określonego produktu należy zwrócić uwagę na rodzaj związku, z którego wykorzystaniem wyprodukowano nawóz. Czynnikiem decydującym o wyborze nawozu jest odczyn gleby lub podłoża. Jeżeli pH jest niższe od 6,0 — wystarczy EDTA, przy pH 6,0–7,0 wskazane jest DTPA lub HEDTA, a gdy pH przekracza 7,0, należy zastosować EDDHA lub EDDHMA. Wszystkie kompleksy żelaza są trwałe w niskim pH, toteż nic nie stoi na przeszkodzie, żeby użyć — na przykład — EDDHMA do uprawy prowadzonej przy pH 5,5, choć będzie to rozrzutne (najtańsze są bowiem chelaty na bazie EDTA, a najdroższe — formy EDDHA i EDDHMA). Natomiast korzystanie z EDTA lub DTPA powyżej granicy zalecanego pH
(tab. 1) nie chroni zawartego w nim żelaza przed uwstecznianiem.
Tabela 2. Przykładowe pojedyncze nawozy chelatowe zawierające żelazo
Warto pamiętać, że żelazo jest również składnikiem nawozów mikroelementowych wieloskładnikowych, a także nawozów "kompletnych", zawierających wszystkie składniki pokarmowe. Zazwyczaj mikroelementy zawarte w takich nawozach, a zwłaszcza żelazo, są schelatowane (najczęściej EDTA). Taka informacja jest umieszczona na opakowaniu. Zapewnia to pokrycie potrzeb pokarmowych roślin co do żelaza, bez potrzeby dodatkowego dokarmiania tym składnikiem. W praktyce nie spotyka się jednak zatrucia roślin ogrodniczych żelazem. Znane są one jedynie w uprawach ryżu.
Rola żelaza i wymagania roślin
Żelazo jest odpowiedzialne za wiele ważnych funkcji w roślinie. Jego niedobór można stosunkowo łatwo i bezbłędnie zdiagnozować na podstawie typowych objawów, jakie występują na najmłodszych częściach roślin. Mikroelement ten nie jest bowiem przemieszczany ze starszych organów, gdzie ulega silnemu związaniu. Charakterystycznym objawem niedostatecznej zawartości Fe w roślinie jest chloroza, początkowo w postaci jaśniejszych plam pomiędzy nerwami. Przy bardzo silnym niedoborze tego składnika liście i wierzchołki roślin stają się żółte, a nawet białawe. W konsekwencji wierzchołki wzrostu zamierają. Oprócz spadku plonu kwiatów czy owoców, chloroza o niewielkim już natężeniu pogarsza walory dekoracyjne roślin ozdobnych, a tym samym ich wartość.
Fot. 1. Objawy chlorozy na liściach różanecznika
Rośliny ogrodnicze mają zróżnicowane wymagania w stosunku do żelaza. Spośród krzewów lub krzewinek bardzo wrażliwe na jego niedobór są te z rodzajów: Buxus, Calluna, Erica, Chamaecyparis, Cytisus, Hamamelis, Hibiscus, Hypericum, Jasminum, Rhododendron, a z roślin zielnych — Petunia. Spośród roślin warzywnych wysokie wymagania mają szpinak i sałata oraz gatunki najczęściej uprawiane pod osłonami, czyli pomidor (fot. 2) i ogórek.
Fot. 2. i pomidora
Przyczyny niedoboru żelaza
Oprócz zwykłego wyczerpania zapasów Fe w glebie, bardzo często dochodzi do uwsteczniania żelaza na drodze reakcji z fosforanami lub węglanami (np. po wapnowaniu). Przy zbyt wysokim pH powstający wodorotlenek żelazowy wytrąca się w postaci związków nierozpuszczalnych w wodzie, a tym samym żelazo przechodzi w formę niedostępną dla roślin. Dostępność tego mikroelementu, a także manganu, miedzi i cynku wzrasta wraz z zakwaszeniem gleby. Czynnikiem mogącym ograniczyć pobieranie żelaza jest antagonizm jonowy — za wysokie stężenie manganu, miedzi czy cynku. Upośledzenie pobierania Fe następuje również w warunkach deficytu światła oraz braku tlenu w strefie korzeniowej.
Nawozy żelazowe
Jako źródło żelaza w nawożeniu roślin ogrodniczych wykorzystuje się siarczan żelaza dwuwartościwego lub, częściej, nawozy zawierające żelazo w formie schelatowanej. Formę mineralną (FeSO4 x 7H2O) o zawartości 20,2% Fe wykorzystuje się w nawożeniu upraw polowych i prowadzonych w podłożach tradycyjnych pod osłonami. Zazwyczaj całą dawkę wprowadza się przedwegetacyjnie doprowadzając zawartość żelaza do 50 mg Fe/dm3 podłoża, co powinno wystarczyć na cały okres wegetacji.
W systemach uprawy z fertygacją zawartość żelaza w pożywce należy utrzymywać na poziomie 1–2 mg Fe/dm3 wykorzystując nawozy chelatowe. W układach z kroplowym nawadnianiem polecana jest tylko taka forma tego mikroelementu, w przeciwnym bowiem razie wodorotlenek żelazowy może spowodować zatkanie kapilar.
Co to są chelaty?
Są związkami chemicznymi o skomplikowanej budowie (np. najpopularniejszy EDTA to kwas etylenodiaminotetraoctowy) tworzącymi specyficzne wiązanie z kationami metali (np. Fe+2, Fe+3, Zn+2, Cu+2). Ich wspólną cechą charakterystyczną jest bardzo dobra rozpuszczalność w wodzie i niska stała dysocjacji. Dzięki temu chronią żelazo przed uwstecznianiem w środowisku korzeniowym. Roślina pobiera całą cząsteczkę kompleksu metal-chelat i dopiero w jej organizmie następuje oddzielenie jonu metalu od chelatora. Stabilność i trwałość chelatu zależy od jego budowy, a także od pH środowiska, dostępu światła i czasu przechowywania. Pożywki i nawozy chelatowe należy chronić przed dostępem światła i nie przechowywać ich zbyt długo. W tabeli 1 zestawiono związki chemiczne najczęściej używane jako chelaty nawozowe i zakresy pH, w jakich chelaty zapewniają dostępność żelaza.
Tabela 1. Trwałość chelatów żelaza w zależności od pH gleby lub podłoża
W zależności od charakteru związku, nawozy te mogą zawierać różne ilości żelaza, zazwyczaj 6–13% Fe (tab. 2). Oprócz głównego składnika, są w nich jony towarzyszące — amonowy (NH4+), siarczanowy (SO4–) i sodowy (Na+). Należy je uwzględniać w bilansie składników pokarmowych, zwłaszcza gdy rośliny uprawiane są w podłożach tradycyjnych, w których zalecana zawartość żelaza wynosi 50 mg Fe/dm3 podłoża (oznaczenie w wyciągu Lindseya). Orientacyjne dawki nawozu (6–7% Fe) polecane podczas uprawy roślin ogrodniczych to:
zapobiegawczo 1 g/m2,
przy średnim niedoborze 5 g/m2, l przy silnym deficycie 10 g/m2.
Nawóz najlepiej rozpuścić w wodzie i podlać rośliny roztworem. Dla upraw prowadzonych w pojemnikach zalecane jest, w zależności od niedoboru, 25–50 ml roztworu o stężeniu 0,25% (2,5 g/l wody) na litr objętości doniczki.
Chelaty żelaza wykorzystuje się również do dokarmiania dolistnego, gdy zachodzi potrzeba bardzo szybkiego dostarczenia tego składnika do liści. Po opryskaniu roślin roztworem nawozu o stężeniu 0,1–0,2% (1–2 g na litr wody) chloroza zanika zazwyczaj po 7–10 dniach. Roztwory wodne chelatów-Fe są barwy jasnobrązowej. Często po zabiegu pozostają na liściach brązowe plamy, które obniżają wartość dekoracyjną roślin. Można je łatwo usunąć za pomocą mało intensywnego deszczowania, 4–6 dni po zabiegu, które spłucze pozostałości chelatu.
Na rynku dostępne jest wiele nawozów pojedynczych zawierających żelazo w formie chelatów. Niestety, kosztują one aż 25–90 zł za kilogram. Uwzględniając stosunkowo niską zawartość głównego składnika są to najdroższe nawozy używane przez ogrodników. Z tego powodu bardzo istotne jest zapobieganie niedoborom żelaza na etapie przygotowania pola lub podłoża do uprawy. Wykonanie analizy chemicznej powinno więc być elementarną czynnością przed rozpoczęciem produkcji.
Jeśli jednak zastosowanie chelatu okaże się konieczne, to decydując się na zakup określonego produktu należy zwrócić uwagę na rodzaj związku, z którego wykorzystaniem wyprodukowano nawóz. Czynnikiem decydującym o wyborze nawozu jest odczyn gleby lub podłoża. Jeżeli pH jest niższe od 6,0 — wystarczy EDTA, przy pH 6,0–7,0 wskazane jest DTPA lub HEDTA, a gdy pH przekracza 7,0, należy zastosować EDDHA lub EDDHMA. Wszystkie kompleksy żelaza są trwałe w niskim pH, toteż nic nie stoi na przeszkodzie, żeby użyć — na przykład — EDDHMA do uprawy prowadzonej przy pH 5,5, choć będzie to rozrzutne (najtańsze są bowiem chelaty na bazie EDTA, a najdroższe — formy EDDHA i EDDHMA). Natomiast korzystanie z EDTA lub DTPA powyżej granicy zalecanego pH
(tab. 1) nie chroni zawartego w nim żelaza przed uwstecznianiem.
Tabela 2. Przykładowe pojedyncze nawozy chelatowe zawierające żelazo
Warto pamiętać, że żelazo jest również składnikiem nawozów mikroelementowych wieloskładnikowych, a także nawozów „kompletnych”, zawierających wszystkie składniki pokarmowe. Zazwyczaj mikroelementy zawarte w takich nawozach, a zwłaszcza żelazo, są schelatowane (najczęściej EDTA). Taka informacja jest umieszczona na opakowaniu. Zapewnia to pokrycie potrzeb pokarmowych roślin co do żelaza, bez potrzeby dodatkowego dokarmiania tym składnikiem. W praktyce nie spotyka się jednak zatrucia roślin ogrodniczych żelazem. Znane są one jedynie w uprawach ryżu.
