Demir elementinin bitki gelişimindeki yeri oldukça büyüktür. Demir elementinin toprakta yüksek oranda bulunmasına rağmen bitki tarafından alımı toprak pH’sı gibi bazı faktörlere bağlı olarak değişir. Bitkiler demir elementini kökleri ile birlikte alabilmek için bir takım stratejiler geliştirmektedir. Bitkilerin demirin topraktaki çözünürlülüğünü arttırmak için oluşturdukları bu stratejileri iki grupta toplamak mümkün. Bu stratejiler demir eksikliğinde görülmektedir.
1. Strateji: Dikotiledon (çift çenekliler) ve Gramineae familyasından gelmeyen monokotiledon bitkilerini içine alır. Strateji, Fe +3 köklerin plasma zarında Fe +2 haline indirgenmesidir. Bu şekilde Fe elementi hücre zarından kolayca içeriye alınır. Bu işlem sırasında protonlar serbest kaldığı için kök yüzeyi ve kökü çevreleyen bölgenin asitlenmesine sebep olur. Yani, pH düşer. Kök morfolojisinde de değişiklikler olur. (kök tüyü oluşumu vs).
2. Strateji: Gramineae familyasındaki monokotiledon bitkiler (tek çenekliler) için geçerlidir. Demir elementini Fe +3 formunda alırlar. Kök, siderefor denen bir madde sentezleyerek Fe +3 ün bu madde ile bir yapısal form oluşturarak plasma zarında bulunan taşıyıcılar tarafından içeriye almasını sağlamaktadır. Bu stratejiyi geliştiren bitkilerde demir alımı toprak pH sından bağımsız olarak gerçekleşir.
Demir eksikliği genç yapraklarda (üst yapraklar) gözlenmektedir. Demir fotosentezde de yer aldığı için, eksikliğinde klorofil sentezinde noksanlık gözükür. Bu sebep ile yapraklar da beyazlaşma görülmektedir. Kloroz ve toksisite demir eksikliğinde yaygın görülmektedir.
Bunun dışında, çeltik gibi oksijensiz koşullarda yetişen bitkilerde, kökün kortical hücrelerinde bulunan aerenchyma adi verilen yapı, yapraktan köke ulaştırılan oksijenin burada depo edilmesini sağlar. Aşırı demir alımı ya da zararlı maddelerin alımına karşılık olarak çeltik bitkisi kök hücrelerini suberin ve lignin ile kuvvetlendirerek, kökün etrafında bariyer oluşturur. Bunun dışında oksidasyon gücü oluşturarak da koruma sağlar. Yani, çeltik kökleri Fe +2 yi Fe +3 e okside eder. Kökün etrafında bir oksidasyon gücü oluşturur. Bir başka anlatım ile, oksijen kortikal hücreler arasında bulunan oksijen boşluklarından difüzyon yolu ile dışarıya çıkarılır ve kökün etrafının okside olmasını sağlar.
Dr. Merve Kaya