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Symbole: Fe
Disponibilité: disponible pour les plantes de préférence sous forme Fe2+, Fe3+. Fe2+ comparé au Fe3+.
Fonctions du fer
Il est nécessaire pour la formation de chlorophylle dans les cellules végétales.
Il est nécessaire dans les processus d’assimilation des nitrates et des sulfates.
Il sert d’activateur pour les processus biochimiques tels que la respiration, la photosynthèse.
Il est nécessaire pour la synthèse des hormones végétales telles que l’éthylène ou l’acide abscisique.
Le fer (Fe) est l’un des micronutriments responsables de la qualité et de la quantité des rendements des cultures et, par conséquent, sa carence a un impact significatif sur la production agricole au niveau mondial. La concentration de fer dans les tissus foliaires varie d’une espèce végétale à l’autre, mais elle se situe généralement entre 50 et 250 ppm séchés et broyés. Si la concentration en fer est inférieure à 50 ppm, il y a habituellement des signes de carence.
Le fer est le troisième élément nutritif limitant la croissance et le métabolisme des plantes. La teneur en Fe des sols est élevée, étant le quatrième élément de la croûte terrestre en pourcentage. Par conséquent, la disponibilité limitée de Fe pour la nutrition des plantes n’est pas liée à sa faible teneur absolue en sol, mais plutôt à sa solubilité extrêmement faible. La carence en Fe est une caractéristique typique des sols alcalins (pH 8), où le fer est facilement oxydé et se présente principalement sous forme d’oxydes ferriques insolubles. Dans des conditions aérées et des valeurs de pH supérieures à 7, la concentration totale des espèces de fer inorganiques dans la solution du sol est inférieure à celle requise pour une croissance optimale des plantes. À un pH plus faible, le fer ferrique est libéré de l’oxyde, et devient plus disponible pour l’absorption par les racines. Considérant que les sols alcalins représentent environ 25% de la surface de la Terre, d’un point de vue agronomique, la consistance de ce problème est évidente. Par conséquent, il est clair pourquoi la gestion de la nutrition des plantes en Fe a fait l’objet d’une grande attention au cours des dernières décennies.
L’absorption du fer par la plante n’est pas aussi simple qu’avec d’autres éléments essentiels. L’absorption de Fe par l’usine est un processus actif, c’est-à-dire que l’énergie est dépensée par l’usine pour absorber Fe. L’absorption du fer dépend de la capacité de la plante à réduire Fe2+ à Fe3+ et à l’éliminer du complexe ou du composé chélateur. L’absorption du fer peut être perturbée par d’autres cations dans la solution du sol, comme le manganèse (Mn) et le calcium (Ca).
Le fer dans la plante est principalement sous forme ferrique, et une grande partie du Fe se trouve dans les plastides. Un autre pool important de Fe se trouve dans l’apoplaste (zone extracellulaire) de la partie la plus ancienne de la racine. Le fer est relativement immobile une fois incorporé dans les composés dans les parties supérieures des plantes. La translocation de Fe d’un tissu de pousse ou d’une partie de plante à une autre est négligeable.
Le fer est un élément critique pour l’ensemble du métabolisme des plantes. Il est nécessaire pour la formation de chlorophylle dans les cellules végétales et il est essentiel pour le maintien de la structure et de la fonction du chloroplaste. Il sert d’activateur pour les processus biochimiques tels que la respiration, la photosynthèse. Fe fait également partie de la ferredoxine de protéine et est nécessaire dans les processus d’assimilation de nitrate et de sulfate. Il est également un cofacteur actif de nombreuses enzymes qui sont nécessaires à la synthèse des hormones végétales telles que l’éthylène ou l’acide abscisique.
La carence en fer est un trouble nutritionnel courant dans de nombreuses plantes cultivées, ce qui entraîne de mauvais rendements et une qualité nutritionnelle réduite. Le fer est relativement immobile une fois incorporé dans les composés dans les parties supérieures des plantes. La translocation de Fe d’un tissu de pousse ou d’une partie de plante à une autre est négligeable. Par conséquent, les symptômes de carence en Fe apparaissent d’abord dans les feuilles les plus jeunes. Ces jeunes feuilles montrent un jaunissement, parfois appelé “chlorose de fer.” Souvent, il y a une apparence interveineuse où les veines restent vertes pendant un certain temps que la déficience progresse. Les sols avec une réaction de base (>pH 7.2) entraînent souvent une carence en Fe parce que dans ces conditions de pH élevé Fe est en grande partie sous forme d’oxyde et indisponible. Les sols acides peuvent également entraîner une carence en fer, probablement en raison de la concurrence du manganèse avec l’absorption de Fe. Des concentrations élevées de Ca et de carbonate dans le sol résultant d’un chaulage excessif peuvent également entraîner des carences en fer (“chlorose de Fe induite par la chaux”) en raison du pH élevé (Fe plus insoluble) et de la concurrence de Ca avec l’absorption de Fe par la racine. Pour la même raison, l’utilisation continue d’eau d’irrigation avec des concentrations élevées de carbonates peut conduire à la chlorose.
La carence en fer est parfois confondue avec la carence en azote, Mais les symptômes de carence en fer se manifestent dans les feuilles plus jeunes tandis que la carence en azote se manifeste d’abord dans les feuilles plus anciennes parce que N peut être mobilisé à partir des feuilles plus anciennes pour satisfaire les besoins dans la plante supérieure.
La carence en fer est une caractéristique typique des sols alcalins à pH élevé où Fe forme des oxydes ferriques insolubles et n’est pas disponible pour les plantes. En outre, également dans la méthode de culture sans sol tous les nutriments essentiels à la plante, y compris le fer, doivent être appliqués via le système d’irrigation goutte à goutte. Le fer peut être appliqué comme engrais sous plusieurs formes et par plusieurs méthodes. Il faut tenir compte des réactions chimiques du sol qui influent sur la solubilité du Fe et la disponibilité des plantes. Fe peut être appliqué sous forme de sulfate ferreux ou sous forme chélatée. Sulfate ferreux (FeSO4) appliqué au sol, il est souvent inefficace parce que son Fe se transforme rapidement en Fe3+ et précipite comme l’un des oxydes de Fe avant que la plante puisse absorber le Fe, en particulier dans les sols à pH élevé et les niveaux de bicarbonate. Les chélates de fer sont des composés qui stabilisent les ions métalliques (dans ce cas Fe) et les protègent contre l’oxydation et les précipitations. Aujourd’hui, les chélates synthétiques sont les produits les plus utilisés pour prévenir et guérir la carence en fer chez les plantes. Malgré les bonnes propriétés de chélation des composants synthétiques, comme l’EDDHA, ces composés sont caractérisés par un faible degré de biodégradation qui entraîne de nombreux effets secondaires avec des risques pour l’environnement et la santé humaine. L’accumulation de chélates synthétiques dans les écosystèmes agricoles peut également nuire à la réalisation des objectifs de durabilité.
A cet égard, il est nécessaire de privilégier des stratégies qui répondent également aux grands défis actuels de l’agriculture pour protéger l’environnement et la santé humaine en choisissant des solutions d’origine naturelle, totalement biodégradables, inoffensives pour les organismes vivants et respectueuses de la biodiversité, qui ne laisse aucun résidu dans l’environnement ou dans les cultures. Fe biochelation basée sur les peptides végétaux a de nombreux avantages et des différences par rapport aux technologies déjà disponibles. Premièrement, par rapport à la chélation synthétique traditionnelle, il s’agit d’une technologie 100% naturelle, respectueuse de l’environnement, inoffensive pour les organismes vivants et respectueuse de la biodiversité, qui ne laisse aucun résidu dans le sol ou dans les cultures. En outre, grâce à la présence de peptides de plantes il y a une biochelation de nutriments à double action et biostimulat qui améliore l’absorption de l’élément lui-même, stimulant également le métabolisme de la plante. Au lieu de cela, les agents chélateurs synthétiques ne peuvent pas être utilisés par les plantes, ils sont seulement porteurs des micronutriments. Le fer est biochimié sous la forme ionique bivalente qui est la forme facilement utilisée par les plantes et plus facile à absorber; tandis que les agents chélatés synthétiques, comme l’EDDHA, le fer chélaté sous la forme trivalente qui n’est pas facilement assimilable par les plantes.
Le fer est le troisième élément nutritif le plus limitant pour la croissance et le métabolisme des plantes. C’est l’un des micronutriments qui est responsable de la qualité et de la quantité des rendements des cultures.