ผลของธาตุเหล็กส่วนเกินในพืช

เช่นเดียวกับสัตว์และมนุษย์ พืชต้องการธาตุเหล็กในปริมาณหนึ่งจึงจะอยู่รอด ธาตุเหล็กช่วยสร้างคลอโรฟิลล์และช่วยในกระบวนการทางเคมีอื่นๆ อีกหลายอย่างที่โรงงานดำเนินการ อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล็กที่มากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อพืช ทำให้อ่อนตัวลงและตายในที่สุด ควรสังเกตว่าพืชดูดซับอนุภาคเหล็กจากดินเท่านั้น และอนุภาคเหล็กประเภทอื่นจะไม่ส่งผลกระทบต่อพืช

หากดินมีธาตุเหล็กมากเกินไป พืชก็จะดูดซับธาตุเหล็กและได้รับผลกระทบต่อไปในที่สุด จากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่จัดทำโดย K. กัมเฟนเคล, เอ็ม. ฟาน มอนตากู และ ดี. Inze ในเบลเยียม ดินกลายเป็นอันตรายเพราะมีธาตุเหล็กสูงที่ระดับ 100 มก. หรือมากกว่า ในระดับเหล่านี้ พืชจะได้รับผลกระทบภายในเวลาเพียง 12 ถึง 24 ชั่วโมงเท่านั้น อัตราที่ต่ำกว่าของปริมาณธาตุเหล็กอาจเป็นอันตรายได้เช่นกัน แต่อาจใช้เวลานานกว่าที่ผลกระทบจะสังเกตเห็นได้

เมื่อพืชรับธาตุเหล็กมากเกินไป การเรืองแสงของคลอโรฟิลล์ก็เริ่มเปลี่ยนไป ธาตุเหล็กในปริมาณเล็กน้อยจำเป็นสำหรับการผลิตคลอโรฟิลล์ แต่ธาตุเหล็กมากเกินไปอาจส่งผลต่อ คลอโรฟิลล์เองทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงและยับยั้งความสามารถของพืชในการดูดซับพลังงานจาก แสงแดด.

พืชสังเคราะห์ทั้งคลอโรฟิลล์และสารอาหารหลายชนิดในระดับเซลล์ รวมถึงโปรตีนที่จำเป็น ธาตุเหล็กมากเกินไปรบกวนกระบวนการเหล่านี้ ทำให้พืชทำปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นได้ยาก สิ่งนี้ไม่เพียงทำให้การสร้างคลอโรฟิลล์ (ซึ่งไม่ได้ผลแล้ว) ยากเท่านั้น แต่ยังทำให้โรงงานน้ำตาลที่สำคัญต้องอดอยากเพื่อดำรงชีวิตและเก็บไว้สำหรับฤดูกาลที่เลวร้าย

เมื่อระดับธาตุเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความสามารถของพืชในการดึงสารอาหารจากดินก็จะถูกขัดขวางเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าพืชไม่สามารถดึงสารสำคัญ เช่น ฟอสเฟตหรือไนโตรเจน ซึ่งจำเป็นต้องทำงานแต่ไม่สามารถผลิตได้เอง เมื่ออ่อนแอในทุกด้าน ระบบของพืชล้มเหลวจากภายใน ทำให้เนื้อเยื่อที่สำคัญในลำต้นและใบผุอย่างรุนแรง ซึ่งนำไปสู่ความตายของพืชอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

แม้ว่าพืชจะไม่เพียบพร้อมในการจัดการกับธาตุเหล็กมากเกินไปในดิน แต่ก็มีกลไกที่ละเอียดอ่อนที่ควบคุมปริมาณธาตุเหล็กที่ดูดซับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีธาตุเหล็กน้อยเกินไป พืชหลายชนิดสามารถผลิตเอนไซม์ที่เรียกว่าเอนไซม์คีเลตรีดักเตสเพื่อให้ดูดซึมธาตุเหล็กได้ง่ายขึ้น ซึ่งมีประโยชน์เมื่อมีธาตุเหล็กในบริเวณใกล้เคียงไม่เพียงพอ พืชสามารถลดการผลิตเอนไซม์นี้ได้หากระดับธาตุเหล็กเพียงพอหรือสูงเกินไป พืชบางชนิดมีความชำนาญในการควบคุมกลไกนี้และสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว แต่พืชบางชนิดมีปฏิกิริยาตอบสนองช้ากว่ามาก