Недостаток железа и как его устранить

Физиологическая роль железа в жизни растений заключается в том, что оно входит в состав ферментов, а также участвует в синтезе хлорофилла и обмене веществ. Железо имеет большое значение в процессе дыхания растений, т. к. является составной частью дыхательных ферментов. Поэтому без железа дыхание растений просто невозможно. Кроме того, поскольку железо способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно, оно участвует в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях.

Недостаток железа в почве обычно вызван проблемами с pH. Железо лучше всего усваивается при более низких значениях pH 5,5-6,0, а на более высоких уровнях pH (особенно выше 7,0), как правило, блокируется. Так, например, любителям органического выращивания в открытом грунте стоит быть аккуратней с применением куриного помета в качестве удобрения, поскольку он даже в малых количествах способен сильно повышать уровень pH почвы.

Истинная нехватка железа может возникнуть при использовании фильтрованной или обратноосмотической воды для полива растения. При использовании водопроводной воды растение получает достаточно железа, т. к. оно в изобилии содержится в ней.

Дефицит железа проявляется, в первую очередь, на верхних листьях: они растут сразу полностью желтыми, причем яркого желтого, почти белого цвета. Недостаток железа ведет к распаду ростовых фитогормонов (ауксинов), синтезируемых растениями, и поэтому рост растения замедляется. При нарастании дефицита железа на больших листьях появляется хлороз между прожилками, начиная от основания листа. В дальнейшем некроз прогрессирует, и листья отмирают и опадают.

Чтобы преодолеть недостаток железа в почве, можно использовать в качестве удобрений особых микроорганизмов, которые делают железо биодоступным.

Как и всем живым организмам, растениям нужно железо – без него прекратятся многие важные реакции обмена веществ. Просто так взять «голое» железо из почвы растения не могут, оно должно быть биодоступным, то есть это должны быть ионы железа, связанные с какими-то другими соединениями. Но биодоступного железа не всегда достаточно, в том числе из-за химических удобрений. Обеспечить сельскохозяйственные растения подходящим железом могли бы бактерии, синтезирующие сидерофоры. Так называют молекулы, которые прочно связывают ионы железа, сохраняя его в биодоступной форме.

В статье в Scientific Reports описан штамм Nocardia mangyaensis NH1, у которого есть несколько кластеров генов, похожих на гены других бактерий, способных производить сидерофоры. Биоинформатические результаты поиска по генам подтвердили методами масс-спектрометрии, обнаружив у бактерии молекулы сидорофоров а также ряд других соединений, обладающих антиоксидантной и антифитопатогенной активностью. 

Выращивая N. mangyaensis NH1 в лабораторной культуре, исследователи установили, что она способна расти, когда железа не вполне хватает, и в этих условиях она энергично синтезирует сидорофоры. А эксперименты с растениями арабидопсиса показали, что никаких неприятных побочных эффектов для растений от бактерии нет. Вероятно, N. mangyaensis NH1 будет хорошо себя чувствовать и в обычной почве, а значит, её можно использовать как удобрение: она не только повысит уровень биодоступного железа, но поможет растениям бороться с опасными грибками.