რკინა

ნიადაგი

რკინა არის ნიადაგში ყველაზე ფართოდ გავრცელებული მიკროელემენტი, რომელიც გვხვდება სხვადასხვა მარილებისა და მინერალური ნაერთების სახით. რკინის ნაერთების წყალში დისოციაციისას, როდესაც გვაქვს  უჟანგავი არე და  მჟავე pH , Fe²⁺ იონები წარმოიქმნება, მაგრამ სხვა პირობებსა და ჟანგბადიან არეში მიიღება ნალექი. pH-ის მატებასთან ერთად ნიადაგში ინტენსიური ხდება უხსნადი Fe-ის ნაერთების, ძირითადად რკინის თიხის მინერალების წარმოქმნა. ეს კი პრობლემას წარმოადგენს, რადგან ხსნადი Fe-ის შემცველობა ძალიან უმნიშვნელოა ნიადაგში არსებულ მთლიან Fe-სთან მიმართებაში. ეს ხსნადი არაორგანული ფორმებია: Fe 2+, Fe 3+, Fe (OH) 2+, Fe (OH) ++, Fe(OH) 3, Fe (OH) -.

რკინას ასევე ვხვდებით ხელატურ კომპლექსებში, რომლებიც ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მცენარის განვითარების პროცესებში. რკინაშემცველი ხელატები შეიძლება წარმოიშვას ჰუმუსოვანი მჟავებისგან, მიკროორგანიზმებისგან, ფესვების ექსკრეციებისგან და სინთეზური პროცესების ნარჩენებისგან. უნდა აღინიშნოს, რომ EDTA (თეთრი, წყალში ხსნადი მყარი ნივთიერება, რომელიც იკავშირებს რკინისა და კალციუმის იონებს, სტაბილურს ხდის რკინას  pH <6-ზე, ხოლო და DTPA კარგად მოქმედებს  pH 6-დან 7,5-მდე (ძალიან გავრცელებულია სასოფლო-სამეურნეო ნიადაგებში). Ca კონკურენციას უწევს ან ანაცვლებს Fe ხელატებს pH> 6.5-ზე. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ხელატური კომპლექსების სტაბილურობა ნიადაგში.

ამრიგად, ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ გაზიან ნიადაგებში რკინა უმეტესად ოქსიდის სახითაა, ამდენად, თუ ისინი ხსნადია, Fe ასევე იქნება ხსნადი (pH-ის მიხედვით). არაორგანული Fe-ის დაბალი ხელმისაწვდომობა ნიადაგებში ნორმალური pH პირობში, განსაკუთრებულ მნიშვნელობას ანიჭებს ხელატური Fe-ს, რომელიც  შედის ორგანული ნივთიერეების შემადგელობაში. 

რკინა მცენარეში:

 ნიადაგში მცენარისთვის ხელმისაწვდომია რკინა Fe 2+, Fe 3+ იონებისა და ხელატური კომპლექსების სახით, თუმცაღა მცენარისთვის შესათვისებელი ფორმა, რომელსაც იგი ფესვებიდან შეიწოვს, არის Fe 2+ იონი. ამიტომ,  Fe 3+ იონებს მოუწევთ, კატიონების მუხტის შემცირება Fe 2+-მდე. მართალია, რკინის ხელატური კომპლექტები ხსნადია, მაგრამ აქაც რკინის სამვალენტიან იონებს ვხვდებით, ამიტომ ხელატების  შემთხევაშიც საჭიროა Fe 3+ იონების კატიონების მუხტის შემცირება Fe 2+-მდე და, ასევე, რკინა უნდა განცალკევდეს ხელატური კომპლესისგან, რათა  ფესვის ზედაპირიდან მოხდეს მისი ადსორბცია.

 მნიშვნელოვანია,
აღინიშნოს სხვა მაკრო (Ca, K, Mg) და მიკრო ( Mn, Zn, Cu) კატიონების შთანთქმის დონეზე- ნიადაგში იქმნება მაღალი კონკურენცია შთანთქმზე: Cu>Zn>Mn                                                                                                                      

ტრანსპორტი
ბუნებრივ პირობებში რკინა წამოიქმნება ციტრატების (ორგანული მჟავების) სახით. ამ ნაერთების არსებობა ტრანცედენტულია.
Zn, ხშირ შემთხვევაში, მნიშვნელოვნად აფერხებს რკინის ტრანპორტირებას მცენარეში. ამ კუთხით დიდი მგრძნობელობით გამოირჩევა სოიო.

Fe-ის მობილურობა ფოთლებიდან ფესვებამდე ან მარცვლიდან ნერგამდე  კომპლექსური და რთული პროცესია. ამ პროცესის შეფერხების შემთხვევაში ვლინდება ქლოროზული სიმპტომები. ეს სიმპტომები უფრო ადრე ვლინდება ახალგაზრდა ფოთლებსა და კვირტებში, ამიტომ მერისტემული ქსოვილისთვის და ფოთლის აღმოცენებისთვის საჭირო რკინა მცენარემ უნდა მიიღოს გარედან, სასუქების სახით.

ფიზიოლოგია:

Fe არის მრავალი ფერმენტის კომპონენტი. უფრო დიდი რაოდენობით ვხვდებით Fe-ს, როგორც რკინის ფოსფოპროტეინს, ფოტო-ფერიტინს, რომელიც ფუნქციონირებს როგორც Fe რეზერვუარი პლასტიდებისთვის მათი ფოტოსინთეზური ფუნქციების დროს. მცენარეში შემავალი Fe-ის დაახლოებით 80% ნაპოვნია ქლოროპლასტებში.

 ქლოროპლასტებში ასევე გვხვდება ფერედოქსინი, ცილა, რომელიც მონაწილეობს ჟანგვა-აღდგენით  პროცესებში. ფერედოქსინი არის Fe-S . ფერედოქსინი ერთვება  ფოტოსინთეზურ ჟანგვა-აღდგენით  პროცესებში ნიტრიტების, სულფატების და ატმოსფერული აზოტის  ფიქსაციის შემცირების მიზნით. ზოგადად, Fe-ს ძირითადი ფუნქციებია ფოტოსინთეზში, სუნთქვაში, ქლოროფილის სინთეზსა და ატმოსფერული N-ის ფიქსაციაში მონაწილეობა.

სუნთქვა:

რკინა ასევე მონაწილეობას იღებს მიტოქონდრიაში მიმდინარე პროცესებში. რკინის უკიდურესი დეფიციტის პირობებში, მცენარეებს ახასიათებთ სუნთქვის დათრგუნვა.

ფოტოსინთეზი:

ფოტოსინთეზი ემყარება პროცესს, რომლის დროსაც ქლოროპლასტების ფოტომგრძნობიარე მოლეკულებით (ქლოროფილი და ციტოქრომები) მიღებული გამოსხივება იწვევს ელექტრონულ გადაცემას, რაც იწვევს ქიმიური ენერგიის წარმოქმნას (ATP-ის სინთეზი და NADP + შემცირება). 1 და 2 ფოტოსისტემებს შორის ელექტრონული გადაცემის პროცესში ფერედოქსინი (FeS)  არის ელექტრონის
მთავარი რეცეპტორი. ცილის მეტაბოლიზმში Fe მონაწილეობს ნუკლეინის მჟავების სინთეზში, განსაკუთრებით ბირთვებში, ციტოპლაზმაში და რიბოსომებში არსებული რნმ-ის სინთეზში.

აზოტის ფიქსაციის პროცესი:

აზოტფიქსაციის პროცესებში, რომლებსაც პარკოსნების ფესვებზე მცხოვრები ბაქტერიები, (მაგ.Rhizobium)  ახორციელებენ ნიადაგში, ჩართულია ისეთი რკინაშემცველი ფერმენტი, როგორიცაა  აზოტოგენაზა თავისი რთული ფერმენტული სისტემით. ფერედოქსინი აქაც ერევა ელექტრონების გადაცემის პროცესში.

Fe და ნიტრატების შემცირება:

ფერედოქსინი და ნიტრიტ-რედუქტაზა მონაწილეობენ ელექტრონების გადაცემაში; ჯერ ქლოროპლასტში, შემდეგ კი უჯრედის ციტოპლაზმაში.

ნიადაგში P-ის დაგროვება რკინის ქლოროზის სიმპტომების გამოჩენის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზია. ამ ორ ელემენტს შორის ფესვთა დონეზე დამკვიდრებული კონკურენცია შეიმჩნევა სოიოს მარცვლებში. პომიდვრის შემთხვევაში, ამ ელემენტთან უარყოფითი ურთიერთქმედება ასევე მიეწერება ფესვში Fe ფოსფატების წარმოქმნას. ისეთივე საყურადღებოა მობილურობის შემცირება, რომელსაც Fe წარმოადგენს P-ის მაღალი კონცენტრაციის შემთხვევაში.