Pireco Gezonde Groei

Element van de maand, ijzer II

Welke factoren zijn betrokken bij de opname van ijzer?
14-12-2020

In de vorige Pireco Kennis update zijn we begonnen met het bespreken van de sporenelementen, waarvan ijzer de eerste is. We zijn toen geëindigd met de vraag: ‘Welke factoren zijn betrokken bij de opname van ijzer’. In dit deel gaan we in op die vraag.

Klik hier voor IJzer I

De rol van zuurstof

Roesten, is dus niets anders dan zich verbinden met zuurstof en daar ligt nu net het probleem. De vorm waarin ijzer goed opneembaar is voor de plant heeft de volgende formule: Fe(OH)2. Deze vorm van ijzer staat ook wel bekend als de bovengenoemde Fe II. De II slaat op het feit dat ijzer 2 elektronen heeft afgestaan en daardoor een lading heeft gekregen van 2+ . Deze Fe2 + of Fe II of Fe(OH)2 is goed voor de plant opneembaar. Nu het ‘roestige’ probleem.

Pireco-Mulders-Chart Iron

Een plant gebruikt ijzer als verdedigingsmiddel door het als een concurrerend element te gebruiken, waardoor ziekteverwekkers verstoken blijven van voedsel

De aanwezigheid van zuurstof in de goed opneembare vorm blijkt uit de formule Fe(OH)2 . We zien dat er 2x een O in zit. Dit noemen we gereduceerd ijzer. Dit gereduceerde ijzer is in een vorm die door planten opneembaar is. Een andere vorm van ijzer heeft een formule van Fe(OH)3. Bijna hetzelfde maar er is een cruciaal verschil wat betreft de opname door de plant. Het verschil zit hem in het aantal zuurstofatomen in de formule. Deze vorm wordt ook wel omschreven als Fe III of Fe3+. Zoals we zien staat in deze formule 3x een O, er is dus een extra zuurstof atoom bij gekomen, oftewel er heeft ‘roest’, of oxidatie plaatsgevonden, en dat maakt nu net dat deze vorm voor een plant slecht opneembaar is.

IJzer is één van de elementen die zich makkelijk bindt aan zuurstof en daardoor een toestand heeft waarbij het minder of meer elektronen bezit. In een bodem die verzadigd is met water zit minder zuurstof, ijzer is daar dan ook in een andere vorm aanwezig dan in een bodem met meer zuurstof, dan gaat het bovenstaande verhaaltje van ‘roesten’ weer op. Dit is wel iets om rekening mee te houden. Mineralen die ijzer, mangaan of zwavel bevatten zijn erg vatbaar voor zogenaamde oxidatie-reductie reacties.

Dat wil zeggen dat ze makkelijk elektronen opnemen of afstaan waardoor ze van ion-vorm veranderen en daardoor goed of slecht opneembaar worden of zijn. Of nog simpeler gezegd, op het moment dat ze zich verbinden met teveel zuurstof vermindert de beschikbaarheid voor de plant. Om dat te voorkomen worden ijzer meststoffen vaak aangeboden in chelaat vorm. Dit is een vorm waarin ijzer die vorm blijft aanhouden waarbij het door een plant opgenomen kan worden.

pH en de opname van ijzer

Naast de beschikbaarheid van ijzer als gevolg van redox reacties zijn de meeste telers wel bekend met de invloed die de pH heeft op de beschikbaarheid van ijzer. Hoe hoger de pH hoe minder ijzer er beschikbaar is.

De natuur zou echter de natuur niet zijn als ze daar niet wat op gevonden had. Bepaalde bodemmicroben geven namelijk stoffen af in de wortelomgeving die ijzer cheleren waardoor het toch weer voor planten opneembaar kan zijn. De andere kant van het verhaal is dat bij een lagere pH en een hoge grondwaterstand (waarbij minder zuurstof aanwezig is) de beschikbaarheid van ijzer dermate kan stijgen dat er ijzervergiftiging op kan treden. Als er teveel ijzer beschikbaar is kan dit er ook weer voor zorgen dat fosfaat wordt vastgelegd en er kan concurrentie met koper optreden waardoor koper weer niet goed opneembaar is. Met andere woorden, het leven van een teler gaat niet over rozen.

De honger naar ijzer is vooral groot op basische kalkrijke gronden, of op gronden met veel zink, koper of mangaan. Daarnaast spelen klimatologische omstandigheden zoals temperatuur (kou), maar ook droogte een rol in de ijzer beschikbaarheid.

Slechts kleine hoeveelheden zijn nodig

Veel sporenelementen zijn onderdeel van enzymen of zijn katalysatoren daarvan. Dat laatste betekent dat ze niet worden opgebruikt in de chemische reactie die ze bevorderen. Dan kunnen we ook begrijpen dat we er maar zo weinig van nodig hebben, zo weinig dat we het uitdrukken in ppm, ofwel parts per miljon, (delen per miljoen). Neem ijzer, slechts 100 ppm in het weefsel wordt al als voldoende beschouwd. Zoals we in het begin al hebben genoemd is ijzer betrokken bij de vorming van chlorofyl, maar is er geen bestanddeel van. Zijn rol lijkt in dit verband die van katalysator te zijn. Als gevolg van deze functie van ijzer is chlorose steevast een symptoom van een tekort aan het element. IJzer kan ook als katalysator fungeren, in de rol van zuurstofdrager, bij de ademhaling.

Slimme planten

Sommige planten hebben slimme systemen die de plant aan en uit kan zetten om de benodigde ijzer te verkrijgen. Als er in de cel voldoende ijzer aanwezig is zetten deze planten het systeem uit, is er te weinig dan kunnen ze het systeem weer aan zetten. Een soort aan-uit knop dus. Planten die dit systeem bezitten kunnen via wortelexudaten meer waterstofionen de bodem inpompen. De waterstofionen verlagen de pH waardoor er meer ijzer beschikbaar komt voor de plant.

De strijd om ijzer

Werd er door de mens in vroegere tijden een ijzeren kanonskogel ter verdediging afgeschoten, de plant gebruikt ijzer ook als een verdedigingswapen. Hij gebruikt ijzer als een concurrerend element waardoor ziekteverwekkers verstoken blijven van voedsel. Teveel of te weinig ijzer in de plantencel is zeer onwenselijk. De plant zal er dan ook alles aan doen om evenwicht te bewaren. De ijzerbalans in de cel wordt dan ook strak gecontroleerd.

Planten kunnen ijzer als wapen inzetten tegen ziekteverwekkers door het achterhouden of juist overvloedig verschaffen van ijzer, als een strategie om zich tegen ziekteverwekkers te verdedigen. Nu zijn plant pathogenen ook weer niet van gisteren. Zij hebben daar ook weer een strategie op gevonden met ijzer als middelpunt. Ze zijn in staat zogenaamde sideroforen af te geven (moleculen die ijzer kunnen bemachtigen) waardoor ze toch de benodigde ijzer tot zich kunnen nemen. Met andere woorden, de wapenwedloop is nog steeds in volle gang.

Meer weten? Neem contact met ons op.

Schrijf u nu in voor de Pireco Kennis Update
Regelmatig versturen wij onze Kennisupdate. Deze staat vol met actuele informatie, proeven en ervaringen. Wilt u hiervan op de hoogte gehouden worden? Schrijf u dan nu in!
We respect your privacy.