Učinek presežka železa v rastlinah

Tako kot živali in ljudje tudi rastline za preživetje potrebujejo določeno količino železa. Železo jim pomaga ustvariti klorofil in pomaga pri številnih drugih kemičnih procesih, ki jih izvajajo rastline. Vendar pa ima lahko preveč železa toksičen učinek na rastlino, ki jo oslabi in sčasoma ubije. Upoštevati je treba, da rastline iz tal absorbirajo le železove delce železa in da druge vrste delcev železa ne bodo vplivale na rastline.

Če ima zemlja preveč železa, jo bodo rastline vsrkale in sčasoma trpile zaradi stalnih učinkov. Glede na znanstvene študije, ki jih je opravil K. Kampfenkel, M. Van Montagu in D. Inze v Belgiji postanejo tla nevarna zaradi visoke vsebnosti železa pri koncentracijah 100 mg ali več. Na teh ravneh bodo rastline prizadete v samo 12 do 24 urah. Nižje stopnje vsebnosti železa so lahko tudi nevarne, vendar lahko traja dlje, da učinki postanejo opazni.

Ko rastline vnesejo preveč železa, se začne fluorescenca njihovega klorofila spreminjati. Za proizvodnjo klorofila so potrebne majhne količine železa, vendar lahko preveč železa vpliva na samega klorofila, zaradi česar se spremeni in zavira sposobnost rastline, da pravilno absorbira energijo sončna svetloba.

Rastline sintetizirajo klorofil in številna lastna hranila na celični ravni, vključno z potrebnimi beljakovinami. Preveč železa posega v te procese, zaradi česar rastline težko izvedejo potrebne kemične reakcije. To ne samo, da otežuje ustvarjanje klorofila (ki je že postalo neučinkovitejše), temveč tudi izstrani rastlino pomembnih sladkorjev, ki jih mora preživeti in shraniti v ostrejših sezonah.

Ko se bo raven železa še naprej dvigovala, bo ovirana tudi sposobnost rastlin, da iz tal vleče hranila. To pomeni, da rastlina ne more več vnašati bistvenih snovi, kot sta fosfat ali dušik, ki jih potrebuje za delovanje, ne more pa jih proizvajati sama. Oslabljeni na vseh frontah rastlinski sistemi odpovejo od znotraj, kar povzroči hudo propadanje vitalnih tkiv v steblu in listih, kar neizogibno vodi v rastlinsko smrt.

Rastline sicer niso dobro opremljene za ravnanje s preveč železa v svojih tleh, vendar imajo občutljive mehanizme, ki nadzorujejo, koliko železa absorbirajo, zlasti če je v njem premalo železa. Številne rastline lahko proizvedejo encim, imenovan encim kelat reduktaza, da olajšajo absorpcijo železa, kar je koristno, če v bližini ni dovolj železa. Rastline lahko tudi zmanjšajo proizvodnjo tega encima, če je raven železa zadostna ali previsoka. Nekatere rastline spretno nadzorujejo ta mehanizem in se lahko zelo hitro spremenijo, druge pa imajo veliko počasnejši reakcijski čas.