Effekten av överflödigt järn i växter

Liksom djur och människor behöver växter en viss mängd järn för att överleva. Järn hjälper dem att skapa klorofyll och hjälpmedel i flera andra kemiska processer som växter utför. Emellertid kan för mycket järn ha en toxisk effekt på växten, försvaga och så småningom döda den. Det bör noteras att växter endast absorberar järnhaltiga järnpartiklar från jorden och att andra typer av järnpartiklar inte påverkar växter.

Om jorden har för mycket järn, kommer växter att absorbera det och så småningom drabbas av de fortsatta effekterna. Enligt vetenskapliga studier utförda av K. Kampfenkel, M. Van Montagu och D. Inze i Belgien blir jordar farliga på grund av högt järninnehåll i nivåer på 100 mg eller mer. På dessa nivåer kommer växter att påverkas inom bara 12 till 24 timmar. Lägre järnhalter kan också vara farliga, men det kan ta längre tid innan effekterna märks.

När växter tar för mycket järn börjar deras klorofyllfluorescens förändras. Små mängder järn är nödvändiga för klorofyllproduktion, men för mycket järn kan påverka klorofyll i sig, vilket får den att förändras och hämmar växtens förmåga att korrekt absorbera energi från solljus.

Växter syntetiserar både klorofyll och många av sina egna näringsämnen på cellulär nivå, inklusive nödvändiga proteiner. För mycket järn stör dessa processer, vilket gör det svårt för växter att utföra nödvändiga kemiska reaktioner. Inte bara gör det svårt att skapa klorofyll (som redan har gjorts mer ineffektivt) utan svälter växten av viktiga sockerarter som den behöver för att överleva och lagra under hårdare årstider.

När järnnivåerna fortsätter att stiga kommer växtens förmåga att ta in näringsämnen från jorden också att hindras. Detta innebär att växten inte längre kan ta in väsentliga ämnen som fosfat eller kväve, som den behöver fungera men inte kan producera på egen hand. Försvagat på alla fronter, växtsystemen misslyckas inifrån, vilket orsakar allvarlig sönderfall av vitala vävnader i stammen och bladen, vilket oundvikligen leder till växtens död.

Medan växter inte är välutrustade för att hantera för mycket järn i jorden, har de känsliga mekanismer som styr hur mycket järn de absorberar, särskilt om det finns för lite järn närvarande. Många växter kan producera ett enzym som kallas kelatreduktasenzym för att göra järn lättare att absorbera, vilket är användbart när det inte finns tillräckligt med järn i närheten. Växter kan också sänka produktionen av detta enzym om järnnivåerna är tillräckliga eller för höga. Vissa växter är skickliga för att kontrollera denna mekanism och kan förändras mycket snabbt, men andra har en mycket långsammare reaktionstid.