土壤和植物中的铁

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实验十三土壤和植物中铁的测定

实验十三土壤和植物中铁的测定

实验十三土壤和植物中铁的测定文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)实验十三 土壤和植物中铁的测定(邻菲罗啉比色法)植物中铁的测定一、方法原理先用盐酸羟胺(或对苯二酚、亚硫酸钠等)将溶液中的Fe 3+还原为Fe 2+,然后在pH2 ~ 9范围内与邻菲罗啉作用生成红色络合物,在0.1~ 6ppm 范围内,含铁量与色深成正比,可比色测定。

反应式:4Fe 3+ + 2NH 20H → 4Fe 2+ + N 20 + H 20+4H +Fe 2+ + 3C 12H 8N 2 → Fe[C 12H 3N 2]32+测定波长为508nm ,该法灵敏度高,稳定性好。

二、实验试剂1.10%盐酸羟胺:10g 盐酸羟胺(NH 20H ·HCl)溶于100ml 水中,此溶液可稳定几天。

2.0.2%2,4—二硝基酚:0.2g 2,4—二硝基酚溶于100ml 水。

3.1mol/LNaOH: 40g NaOH 溶于1000ml 水中。

4.0.1mol/LHCl :8.3ml .浓HCl 稀释为1000ml 。

5.1%邻菲罗啉:1g 邻菲罗啉(C 12H 8N 2?H 20)溶于100ml 水中;可温热助溶,贮于暗处,如变色,要重配(也可取1g 溶于100ml 95%乙醇中)。

6. 铁标准溶液:取纯铁粉0.1000g(或优级纯硫酸亚铁铵[Fe(NH 4)2(SO 4)2?6H 20]0.7022g),溶于20ml 1mol/LHCl ,移入1000ml 容量瓶,水定容,此为含Fe 100ppm 的铁标准溶液。

取10ml 此液,稀释定容为100ml ,此为10ppmFe 标准溶液。

三、实验仪器分光光度计、振荡机。

四、操作步骤4.1样品前处理:植物组织样品的采集、制备和保存植物组织样品的采集首先是选定有代表性的株样。

如同土壤样品的采集方法,在田间按照一定的路线多点采取组成平均样品。

土壤中铁元素的研究及提高植物对铁元素吸收方法

土壤中铁元素的研究及提高植物对铁元素吸收方法

土壤中铁元素的研究及提高植物对铁元素吸收方法Iron is an essential micronutrient for plants, playing a crucial role in various physiological processes, including photosynthesis and respiration. 铁是植物的一种必需微量营养素,在包括光合作用和呼吸等多种生理过程中发挥关键作用。

Iron deficiency in the soil can lead to reduced crop yield and quality, making it essential to study the presence and availability of iron in the soil, as well as methods to enhance iron uptake by plants. 土壤中铁元素的缺乏会导致作物产量和质量的减少,因此有必要研究土壤中铁元素的存在和可利用性,以及提高植物对铁元素吸收的方法。

Soil properties, such as pH, organic matter content, and redox potential, can influence the availability of iron to plants. 土壤性质,如pH值、有机质含量和氧化还原电位等,可以影响铁元素对植物的可利用性。

For example, iron tends to be more available to plants in slightly acidic to neutral soils, while alkaline soils can limit its availability. 例如,土壤略偏酸性至中性时,铁元素对植物的可利用性更高,而碱性土壤会限制其可利用性。

土壤中铁的测定方法

土壤中铁的测定方法

土壤中铁的测定方法土壤是植物生长的重要基质之一,其中含有丰富的营养元素。

铁是土壤中不可或缺的微量元素之一,对于植物的正常生长和发育具有重要作用。

因此,准确测定土壤中铁的含量对于植物的健康生长和土壤肥力的评估具有重要意义。

测定土壤中铁的方法有多种,下面将介绍几种常用的方法。

一、铁蓝法铁蓝法是一种常用的测定土壤中铁含量的方法。

该方法利用硫氰酸盐与铁形成的深蓝色络合物,通过比色法来测定土壤中铁的含量。

具体操作步骤如下:1. 取一定质量的土壤样品,并进行干燥和研磨处理,使其颗粒细致均匀。

2. 取适量的土壤样品,加入一定体积的盐酸和硫氰酸盐溶液,进行浸提。

3. 将浸提液与显色剂混合,并进行充分搅拌。

4. 过滤混合液,得到溶液,利用比色法测定其吸光度。

5. 根据铁与硫氰酸盐络合物的吸光度与铁的浓度之间的线性关系,计算土壤中铁的含量。

二、原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种准确测定土壤中微量元素含量的方法。

该方法利用原子吸收光谱仪测定土壤溶液中铁原子的吸收光谱,根据吸收峰的强度来计算土壤中铁的含量。

具体操作步骤如下:1. 取一定质量的土壤样品,并进行干燥和研磨处理,使其颗粒细致均匀。

2. 取适量的土壤样品,加入一定体积的酸溶液,进行浸提。

3. 过滤浸提液,得到土壤溶液。

4. 将土壤溶液置于原子吸收光谱仪中进行测定,记录吸收峰的强度。

5. 根据标准曲线以及吸收峰的强度,计算土壤中铁的含量。

三、电感耦合等离子体发射光谱法电感耦合等离子体发射光谱法是一种高灵敏度、高准确性的分析方法,广泛应用于土壤中微量元素的测定。

该方法利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤溶液中铁原子的发射光谱,通过光谱的强度来计算土壤中铁的含量。

具体操作步骤如下:1. 取一定质量的土壤样品,并进行干燥和研磨处理,使其颗粒细致均匀。

2. 取适量的土壤样品,加入一定体积的酸溶液,进行浸提。

3. 过滤浸提液,得到土壤溶液。

4. 将土壤溶液置于电感耦合等离子体发射光谱仪中进行测定,记录发射光谱的强度。

植物中的铁代谢途径分析

植物中的铁代谢途径分析

植物中的铁代谢途径分析铁是植物生长和发育所必需的微量元素之一,对于植物的光合作用、呼吸代谢、氮代谢和DNA合成都起着重要的调节作用。

植物为了吸收和利用土壤中的铁元素,发展了一系列复杂的铁代谢途径。

本文将从植物铁的吸收和转运、铁的储存和利用等方面对植物中的铁代谢途径进行分析。

1. 铁的吸收和转运植物在土壤中吸收铁元素主要依靠根系。

根毛是植物根系吸收铁和其他养分的重要器官。

当土壤中的铁浓度较低时,植物会通过对根毛细胞质膜上特定铁载体的表达,以增加根吸铁的能力。

铁载体通过质膜上的离子通道和载体蛋白介导铁离子的入侵。

通过这种方式,植物能够在低铁含量土壤中高效地吸收铁元素。

进入根毛细胞后,铁元素会通过发达的根系转移到植物体内。

转运铁的主要机制是通过根鞘和木质部来实现的。

根鞘是由细胞壁的特殊改造形成的管状结构,它能够把铁元素从根毛细胞内部转运到木质部。

在木质部中,铁元素会与载体蛋白结合并通过根颈部转移到地上部分,然后被分配到植物的不同组织和器官中。

2. 铁的储存和利用植物通过调节铁的储存和利用来适应不同环境条件下的铁素供应。

在铁充足的情况下,植物会将多余的铁元素储存在质膜囊泡中,以避免对细胞内部结构和功能造成损害。

质膜囊泡中的铁元素主要以螯合形式存在,形成稳定的铁螯合物。

当植物体内铁元素供应不足时,植物会通过一系列调节机制来增加铁的利用效率。

一个重要的机制是诱导根分泌物中铁螯合物的合成和释放,以提高土壤中铁的可利用性。

另外,植物还会增加根系表面积和根毛数量,以增强对土壤中稀释的铁离子的吸收能力。

此外,植物还通过调节根和叶片中一氧化氮(NO)和植物生长素等信号分子的合成和转运来调控铁元素的代谢。

这些信号分子会影响铁的吸收、转运和利用等过程,以维持植物体内铁的稳态平衡。

综上所述,植物中的铁代谢途径包括铁的吸收和转运、铁的储存和利用等过程。

这些过程被精细调节,以适应不同环境条件下的铁素供应。

深入了解和揭示植物中的铁代谢途径对于提高植物的生长和产量具有重要意义,也有助于我们更好地利用和管理土壤中的铁资源。

实验十三土壤和植物中铁的测定

实验十三土壤和植物中铁的测定

实验十三 土壤和植物中铁的测定邻菲罗啉比色法植物中铁的测定一、方法原理先用盐酸羟胺或对苯二酚、亚硫酸钠等将溶液中的Fe 3+还原为Fe 2+,然后在pH2 ~ 9范围内与邻菲罗啉作用生成红色络合物,在0.1~ 6ppm 范围内,含铁量与色深成正比,可比色测定.反应式:4Fe 3+ + 2NH 20H → 4Fe 2+ + N 20 + H 20+4H +Fe 2+ + 3C 12H 8N 2 → FeC 12H 3N 232+测定波长为508nm,该法灵敏度高,稳定性好.二、实验试剂1.10%盐酸羟胺:10g 盐酸羟胺NH 20H ·HCl 溶于100ml 水中,此溶液可稳定几天.2.0.2%2,4—二硝基酚:0.2g 2,4—二硝基酚溶于100ml 水.3.1mol/LNaOH: 40g NaOH 溶于1000ml 水中.4.0.1mol/LHCl :8.3ml .浓HCl 稀释为1000ml.5.1%邻菲罗啉:1g 邻菲罗啉C 12H 8N 2H 20溶于100ml 水中;可温热助溶,贮于暗处,如变色,要重配也可取1g 溶于100ml 95%乙醇中.6. 铁标准溶液:取纯铁粉0.1000g 或优级纯硫酸亚铁铵FeNH 42SO 426H 200.7022g,溶于20ml1mol/LHCl,移入1000ml 容量瓶,水定容,此为含Fe 100ppm 的铁标准溶液.取10ml 此液,稀释定容为100ml,此为10ppmFe 标准溶液.三、实验仪器分光光度计、振荡机.四、操作步骤4.1样品前处理:植物组织样品的采集、制备和保存植物组织样品的采集首先是选定有代表性的株样.如同土壤样品的采集方法,在田间按照一定的路线多点采取组成平均样品.株样数目应视植物的种类、株间变异程度、种植密度、株样大小或生育期以及所要求的准确度而定,一般为10-50株.从大田或实验区采样要注意群体的密度、长势、生育期的一致.如果为了某一特定的目的,例如缺素诊断采样时,则应注意株样的典型性,并且要同时在附近地块选取有对比意义的正常典型株样,使分析结果能通过比较说明问题.用于营养诊断测定样品还要特别注意植株的采集部位的组织器官及采样的时间.采样的植株如需要分不同的器官测定,需要立即将其剪开,以免养分运转.剪碎的样品太多时,可在混匀后用四分法缩分至所需要量.用于营养诊断分析的样品还应尽可能立即称量鲜重.采集的植株样品是否需要洗涤应视样品的清洁程度和分析要求而定.一般微量元素的分析和肉眼明显看得见或明知受到施肥污染的样品需要洗涤.植物样品应在刚采集的新鲜状态冲洗,否则一些易溶性养分很容易从已经死亡的组织中洗出.一般可以用湿棉布必要时可沾一些很稀的如1mg/L的有机洗涤剂擦净表面的污染物,然后用蒸馏水或去离子水淋洗1-2次即可.一般测定不容易起变化的组分用干燥样品较方便.新鲜样品应该立即干燥,减少体内呼吸作用和霉菌活动引起的生化变化.植株样品的干燥通常分两部分:先将鲜样在80-90℃烘箱中鼓风烘15-30min松软组织15min,致密组织烘30min,然后降温到60-70℃,逐尽水分.干样品可用研钵或带柄刀片或齿状用于种子样品的磨碎机粉碎,并过筛.分析样品的细度应视称量的多少而定,通常可用圆孔直径为0.5-1mm筛,称量少于1g的样品最好过0.25mm 甚至0.1mm筛.过筛后应充分混匀,保存于磨口的广口瓶中,内外各贴一样的标签.样品瓶应置于洁净、干燥处.若样品可能需要保存很常时间,应进行灭菌如γ射线,然后置于聚乙烯或袋中封口保存.样品在粉碎和储藏过程中,又会吸收空气中的水分.所以,在精密分析称样前,还必须将粉碎的样品在65℃12-24h或90℃2h再次烘干,一般常规分析则不必.称样时应充分混匀后多点采样,这在称样量少而样品相对较粗时更应特别注意.用于微量元素分析的样本采集与制备应特别注意要防止可能引起的污染.例如在干燥箱中烘干时,应该防止金属粉末的污染.用于样品采集和粉碎样品的研钵设备应该采用不锈钢器具和塑料网筛.如要准确分析铁,最好在玛瑙研钵上研磨.4.2植物样品处理:方法一干灰化法:称取过0.5mm筛孔的烘干植物样品0.5-1.0000g,置于石英坩埚中,在电炉上加热炭化,再移入高温电炉500°2-3h,灰化后冷却.准确加入1:1硝酸溶液5ml,溶解灰分,溶解后无损转移入50ml容量瓶中,用水定容.用干滤纸过滤,滤液收集在干塑料瓶内.方法二盐酸浸提法:用蒸馏水将正常叶片洗干净,在105°下“杀青”,然后放在室内晾干,用瓷研钵或不锈钢粉磨机磨碎过0.5mm筛.分析前放在70°干燥箱内烘干4-6h,称取样品0.5-1.0000g加入盐酸溶液浓度为1:50的量按照1:50的含量.方法三湿消化法:用蒸馏水将正常叶片洗干净,在105°下“杀青”,然后放在室内晾干,用瓷研钵或不锈钢粉磨机磨碎过0.5mm筛.分析前放在70°干燥箱内烘干4-6h,称取样品0.5g 左右样品放入聚四氟乙烯烧杯内加入5ml的浓硝酸,盖好,放置过夜,次日再向烧杯中加入4ml浓硝酸和1ml高氯酸,控制电热板温度在180°下消解5h,去盖.将溶液缓缓加热至干.稍事冷却,将溶液及不溶性颗粒全部转移至50ml容量瓶中.过滤后使用滤液用AAS法测试.4.3植物样品测试:按照以上的三种方法获得澄清滤液1.取澄清的土壤或植物样品待测液5 ~ 10ml呻25ml容量瓶中;2.加2滴2,4一二硝基酚溶液,用1mol/LNaOH调至溶液显黄色,再加0.1N HCl至黄色刚褪去.3. 加10%盐酸羟胺溶液2ml,摇匀,放几分钟.4.加邻菲罗啉lml,用水定容.5.放30min后比色测定,1cm比色皿,510nm波长.由标准曲线查取溶液Fe浓度.标准曲线:分别取10ppmFe标准溶液0、1、2、3、4、5ml → 25ml容量瓶中,同上操作步骤进行显色测定,所得标准系列含Fe分别为0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0ppm,以Fe浓度对吸光度A 作标准曲线.五、结果计算样品含Feppm =查曲线得ppm x V2 x 25/W x V1式中:Wg—样品重V1ml—测定时吸取样品待测液ml数5 ~ 10m1.V2ml—样品待测总体积m1.六、注意事项1. 不同资料中盐酸羟胺和邻菲罗啉的浓度有不同,盐酸羟胺作用是还原Fe3+,用量能保证还原完全即可,邻菲罗啉有用0.1%、0.5%及1.5%等浓度,为使络合完全,含铁较高的样品应该用较高浓度的邻菲罗啉,本实验用1%.2.含Fe高的样品溶液测定时应减少吸取量吸1 ~ 2m1,也可以增加标准溶液浓度至5 ~ 6ppm 显色定容后,扩展标准曲线.3. 必须先加盐酸羟胺,后加显色剂,所加试剂体积应随比色体积不同而增减,以保证其浓度一定.4.反应酸度要求为pH2~ 9,一般控制在pH5 ~ 6,pH<2,色浅而且显色慢;pH>9,可能生成沉淀氢氧化物等沉淀.加还原剂前应调pH5左右,使得加试剂后溶液pH在适宜范围内,也有的通过加缓冲溶液,如10% NaOAc 5 ~ 10ml,来调节和控制溶液的pH范围.5.比色波长可为490 ~ 530nm.6.样品处理、测定过程中都可能存在较多的铁污染,要做空白试验;注意防止污染.该法受高氯酸干扰,植物样品不宜用HCl04消化处理,如用HN03-HclO4消化样品,最后必须加热至近干,去除多余的HN03·HCl04.七、思考题1.邻菲罗啉法测铁的原理,反应式和应用范围2.加试剂的顺序不能颠倒,为什么3.为什么待测溶液必须先调节到中性偏酸请自行设计几种调节和控制溶液pH的方法如果没有2,4一二硝基酚溶液,如何办4.如用此法测含铁很高的土壤全铁量,应如何做请设计实验步骤.5.如果待测液中含HCl04,对测定会有什么影响。

土壤中的微量元素

土壤中的微量元素

土壤中的微量元素土壤中的微量元素是指存在于土壤中的含量较少但对植物生长发育至关重要的元素。

尽管它们的含量较低,但微量元素对于植物的生理代谢过程、酶活性以及植物免疫系统的正常运作起着至关重要的作用。

本文将介绍土壤中的几种重要的微量元素及其在植物生长中的作用。

一、铁(Fe)铁是植物生长发育过程中不可或缺的微量元素之一。

它是植物体内许多重要酶的组成部分,参与了光合作用和呼吸作用等重要代谢过程。

铁还是叶绿素的合成所必需的。

当土壤中缺乏铁元素时,植物的叶片会出现黄化、白化等症状,影响光合作用的进行。

二、锌(Zn)锌是植物所需的微量元素之一,它参与了植物的生长发育、酶活性以及植物的免疫系统等多个方面。

锌对于植物的光合作用、DNA合成、激素合成等过程起着重要的调节作用。

当土壤中锌元素含量不足时,植物的叶片会出现叶缘烧焦、叶片变形等症状。

三、锰(Mn)锰是植物体内一种重要的微量元素,它参与了植物的光合作用、呼吸作用以及氮代谢等重要代谢过程。

锰还是植物体内多种酶的辅助因子,对于植物的生长发育具有重要影响。

当土壤中锰元素含量不足时,植物的叶片会出现黄白斑点、叶片变形等症状。

四、铜(Cu)铜是植物所需的微量元素之一,它参与了植物的光合作用、呼吸作用以及植物生长发育的多个重要过程。

铜还是植物体内多种酶的组成部分,对于植物的酶活性以及氮代谢具有重要影响。

当土壤中铜元素含量不足时,植物的叶片会出现叶缘干枯、叶片变黄等症状。

五、硼(B)硼是植物所需的微量元素之一,它参与了植物细胞壁的形成以及植物的生长发育过程。

硼还参与了植物的糖代谢、氮代谢以及钙吸收等重要代谢过程。

当土壤中硼元素含量不足时,植物的新生叶片会出现畸形、叶缘卷曲等症状。

六、氯(Cl)氯是植物所需的微量元素之一,它参与了植物的光合作用、呼吸作用以及离子平衡等多个重要生理过程。

氯还是植物体内维持渗透平衡的关键离子。

当土壤中氯元素含量不足时,植物的叶片会出现叶黄、萎蔫等症状。

植物缺铁[整理版]

植物缺铁[整理版]

植物缺铁机理研究浅述陆海明植物缺铁是世界农业生产中面临的一个严重而普遍的问题(Korcak,1988)。

早在150 多年前Gris 就已经对缺铁现象有所描述,他发现生长在石灰性土壤中的葡萄叶片出现的失绿症状与缺铁有关。

关于铁在植物体内的营养以及缺铁的生理机制一直是植物营养学家关心的问题。

本文就缺铁机理的研究作简单的回顾。

一、铁元素的生理功能及其在土壤中的含量铁是植物所必需的微量营养元素之一,大多数植物的含铁量为100~300mg/Kg(干重),且常随植物种类和植株部位的不同而有差别。

铁是叶绿素合成所必需的营养元素;它参与植物细胞内的氧化还原反应和电子传递,铁可以与某些有机物结合形成具有强氧化还原能力的血红蛋白,铁也是铁硫蛋白的重要组成部分;植物细胞的呼吸作用中许多酶如细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等都含有铁。

尽管在多数土壤中全铁的含量并不低,但可被植物吸收利用的可溶性铁含量却很低。

土壤溶液中的铁浓度为10-20-10-6mg/l (Romheld and Marschner,1986),在石灰性土壤中约为10-10mol/l(O’Conner et al. , 1971),主要以三价铁的氧化物,氢氧化物、碳酸盐的形态存在。

铁的溶解度受pH 的影响很大,pH 每降低一个单位,铁的溶解度约增加1000 倍,可溶性铁在pH 为 6.5-8.0 时达到最低,当pH>7.5 时, 铁的溶解度降低到10-20 mol/l (Lindsay and Schwab,1982)。

Lindsay (1972)从理论上计算后认为,如果靠质流来满足植物对铁的需求,铁的总浓度至少应高达10-6 mol/l。

然而,要达到这一水平,只有在土壤pH 3 时才能实现,而绝大多数土壤的pH 值都远高于3。

全世界约有25%—30%的土壤存在潜在缺铁的问题(李泽岩,1984),呈“补丁”状分布于世界各地。

进一部研究表明,缺铁土壤大多是干旱、半干旱地区的石灰性土壤(Chen and Barak, 1982)。

作物中铁元素

作物中铁元素

作物中的铁元素摘要铁(Fe)是植物生长和发育所必需的微量元素之一,对作物的生长和产量具有重要影响。

本报告主要介绍了作物中铁元素的来源、作用、吸收与运输、缺乏与过量症状以及提高作物中铁元素利用效率的方法,旨在为农业生产提供理论指导和实践参考。

一、作物中铁元素的来源1. 土壤中的铁元素土壤是作物中铁元素的主要来源,铁在土壤中以多种形态存在,包括无机形态和有机形态。

无机形态主要包括氧化铁、氢氧化铁、硫酸亚铁等,有机形态主要包括蛋白质、氨基酸、糖类等与铁结合的化合物。

2. 肥料中的铁元素肥料是作物中铁元素的另一个来源,尤其是有机肥料,如堆肥、绿肥、动物粪便等。

这些肥料中含有丰富的铁元素,可供作物吸收利用。

二、作物中铁元素的作用1. 参与光合作用铁是叶绿素合成的必需元素,作物缺铁会影响叶绿素的合成,进而影响光合作用的进行,降低作物产量。

2. 增强抗病性铁元素能增强作物的抗病性,提高作物对病原微生物的抵抗力。

缺铁的作物容易受到病原微生物的侵害,导致病害发生。

3. 促进生长发育铁元素对作物的生长发育具有重要影响,缺铁会导致作物生长缓慢,植株矮小,叶片黄化,影响产量和品质。

4. 调节氧化还原反应铁元素在作物体内参与氧化还原反应,具有抗氧化作用。

缺铁会导致作物体内氧化应激加剧,细胞膜脂质过氧化,影响作物生长。

三、作物中铁元素的吸收与运输1. 吸收途径作物主要通过根系吸收土壤中的铁元素,铁在土壤中以可溶性形态和无机形态存在,根系对铁的吸收具有选择性。

2. 运输途径铁元素在作物体内主要通过质壁连丝和木质部进行运输,从根部向上运输至叶片等部位。

四、作物中铁元素的缺乏与过量症状1. 缺乏症状作物缺铁时,叶片出现黄化现象,严重时叶片白化,生长点死亡,植株矮小,产量降低。

2. 过量症状作物中铁元素过量时,会导致铁中毒,使作物生长受阻,叶片出现褐色斑点,植株生长点死亡。

五、提高作物中铁元素利用效率的方法1. 合理施用有机肥料增施有机肥料,如堆肥、绿肥、动物粪便等,可提高土壤中铁的含量和有效性,促进作物对铁的吸收。

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土壤和植物中的铁
地壳中大约含铁5%,是岩石圈中第四个含量丰富的元素。

作物充足含铁量一般是50×10-6~250×10-6。

铁既作为结构组分,又充当酶促反应的辅助因子。

代谢需要亚铁离子(Fe2+)且以此形态被作物吸收。

Fe+2活性高且有效地结合进生物分子结构。

而一些富含高铁(Fe3+)的植物组织却能出现缺铁症状。

含铁矿物通常有橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]、黄铁矿(FeS)、菱铁矿(FeCO3)、赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(FeOOH)、磁铁矿(Fe3O4)和褐铁矿[FeO(OH)?nH2O+ Fe2O3.nH2O]。

土壤中大多数铁存在于原生矿物、粘粒、氧化物和氢氧化物中,赤铁矿和针铁矿是土壤中最常见的含铁氧化物。

铁以低铁离子(Fe2+)形态被植物根系吸收,并以螯合态铁被运移到根表面。

含高铁离子(Fe3+)的化合物可溶性低,这严重限制了Fe3+的有效性和植物对Fe3+的吸收。

一般认为,扩散和质流是铁从土壤向根表面转移的机制。

土壤中铁的溶解度主要受氧化铁控制。

水解作用、土壤酸度、螯合作用和氧化作用都影响铁的溶解度。

无机铁在土壤溶液中可能被水解为Fe(OH)42+、Fe3+、Fe(OH)2+、Fe(OH)30、和Fe(OH)4-。

在酸性条件下以前四种形式为主,在pH值大于7时主要为后两种形式。

植物吸收这些离子中任何一种都将引起其它离子解离,所有这些离子之间将重新恢复平衡关系。

铁在土壤溶液中的溶解度取决于土壤pH值,pH值每增加1,Fe3+和Fe2+的溶解度就各降低1000倍和100倍。

在pH值=3时,可溶性铁总浓度将会高得足以全部由质流为根系充分供铁。

在正常土壤pH值条件下,即使铁以扩散、根系截获和质流全部三种方式向根系转移,有效铁的数量也远远低于植物所需。

土壤溶液中铁的溶解度在pH值介于7.4~8.5时达到最低点,这是常见的土壤缺铁范围。

土壤中碳酸氢根离子(HCO3-)多最易出现缺铁。

碳酸氢根离子在石灰性土壤中是通过二氧化碳和水作用于方解石而形成的:
CaCO3 + CO2 +H2O ←----→Ca2+ +2HCO3-
虽然单凭石灰不一定诱导缺铁,但石灰与一定环境条件相结合似乎可能造成某些植物缺铁。

石灰性土壤中形成难溶的碳酸铁。

在中性和微酸性土壤中铁主要形成氢氧化铁沉淀。

酸性土壤尤其是长期淹水时铁被还原为速效性的亚铁,亚铁离子过多使植物发生铁中毒。

形成亚铁还与氧化还原作用有关。

土壤空气中氧分压的改变引起铁离子的氧化还原反应,显著影响土壤溶液中可溶性铁的数量。

排水良好的土壤中铁以Fe3+形式存在,而土壤因水分过多缺氧时,可溶性Fe2+水平则显著提高。

要与土壤pH值同时考虑氧化还原电位。

氧化还原电位低时可溶性Fe2+水平高。

根系分泌物、土壤有机质、微生物活动代谢产物等可溶性有机复合物在溶液中与铁发生络合或螯合反应。

在土壤溶液中,这些天然螯合铁保持的铁浓度一般远高于仅与无机铁化合物处于平衡状态的离子铁浓度。

土壤腐殖质中的富里酸和胡敏酸具有络合和转移的能力。

这些螯合物有助于增加土壤溶液中铁的浓度,促使铁向植物根系扩散。

铜、锰、锌、钴等养分会引起缺铁。

过多的磷或钼也会造成缺铁。

植物吸收硝酸盐导致根区附近和植物体内的碱化作用,显著降低铁的溶解性;而当植物利用铵态氮时,铵盐产出的酸有利于铁的溶解,提高其有效性。

缺钾和缺锌可扰乱铁在植物体内的移动,造成铁在玉米茎节内的积累。

在淹水土壤中,还原含
硫化合物释放的硫化氢以硫化铁沉淀,如果土壤缺铁,硫化氢不能沉淀会引起水稻落秋。

最常用的铁肥主要有硫酸亚铁(FeSO4.7H2O),俗称绿矾。

虽然它的溶解性很好,但因施入土壤后立即固定,所以一般不土壤施用,而采用叶面喷施,对果树也采用根部注射法。

螯合铁肥既可土壤施用,也可叶面喷施。

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