Cela priča je verovatno sa stanovišta prosečnog akvariste previše kompleksna ali ja ću se truditi da na što jednostavniji način kažem šta imam u vezi sa tim. Na ideju da napišem ovaj tekst nagnali su me neki raniji stavovi i rasprave vodjene na našem forumu. Bilo je na forumu tvrdnji da se ovaj element ne može usvajati iz materijala u kojima se nalazi u obliku koji je nerastvoran u vodi. Jedan od takvih materijala je i glina koja je dosta popularna medju nekim akvaristima a koja istovremeno ulazi u sastav podloga mnogih proizvodjača akvarijumskih supstrata. Na žalost sastav gline varira od nalazišta do nalazišta što uslovljava činjeniicu da se i količina gvoždja u njoj razlikuje. Gline koje prilikom pečenja dobiju jaku crvenkastu nijansu zasigurno su bogate gvoždjem.

Najpre hajde da razmišljamo logički. Znači ostavimo nauku i fiziolugiju biljaka za sada po strani. Putevi usvajanja hranljivih materija od strane biljaka nisu jednostavni pa iz tog razloga počinjem priču sa jednog sasvim drugog aspekta.

Mnogi svetski priznati proizvodjači djubriva, fertilizera i akvarijumskih hranljivih podloga navode da se u sastavu nekih (većine) njihovih hranljivih podloga nalazi i glina. Za takve, velike-ozbiljne firme rade timovi dobro obučenih stručnjaka koji su upoznati sa problematikom usvajanja hranljivih materija od strane biljaka. Kada bi ideja koju zastupaju neki akvaristi a koja kaže da se gvoždje iz nje ne može usvajati bila u potpunosti tačna, ispostavilo bi se da pomenute firme stavljajući glinu u svoje hranljive supstrate zapravo varaju sve nas. Čak i da sam potpun laik u svemu ovome, ipak ne bih bio sklon da poverujem da je u pitanjiu prevara. Prosto je čak i totalno neupućenoj osobi nemoguće da poveruje da firme kao što su Tropica (PLANT SUBSTRATE) , Seachem (flourite) , Denerele (Dennerle's Deponit) i još neki pišući hvalospeve o svojim hranljivim supstratima a gurajući u njih pomenutu glinu zapravo teško varaju sve hobiste koji to kupuju i koriste.

Čitajući neke postove na forumu, primetio sam da se dosta akvarista ponajviše zanima oko mehanizma usva janja gvoždja od strane biljaka. Ono se u glini nalazi u nejvećem delu kao feri oksid i kao takvo ono je u vodi praktično nerastvorno. To je amfoteran oksid i rastvorljiv je jedino u kiselinama ili bazama... Medjutim da li biljka ipak može da ga koristi?

Istina je i svima nam je poznato da je sa aspekta biljaka najekonomičnije i najčešće usvajanje dvovalentnoga gvoždja. Nadam se da većina vas zna da je gvoždje polivalentan element koji može u jedinjenjima postojati u dve forme … dvoalentnoj Fe (II) – redukovanoj i trovalentnoj Fe (III) – oksiovanoj. Usvajanje dvovalentnoga gvoždja je kao što rekoh energetski opravdanije ali daleko od toga da biljke ne mogu usvajati gvozdje u njegovom trovalentnom obliku. Razlika je ipak znatna i ona se ogleda ne samo u putevima tog usvajanja već i u dosta većem utrošku energije.

Procesi disanja i fotosinteze obezbedjuju sposobnost gvoždju da se brzo preobreti i predje iz redukovane Fe(II) u oksidovanu formu Fe(III). Pri ovome dolazi do prenosa elektrona koji ujedno, ugrubo možemo nazvati suštinom procesa disanja. U živim tkivima biljaka taj proces je reverzibilan-povratan. On započinje od dvovalentnog ka trovalentnom gvoždju, te baš iz tog razloga biljke dvovalentno gvoždje i preferiraju.

Gvožđe je veoma važno za normalan rast i razvoj biljaka i ono učestvuje u biosintezi hlorofila, fotosintezi, disanju, redukciji nitrata, metabolizmu ugljenih hidrata. Gvoždje ulazi u sastav brojnih enzima. Da bi puteve usvajanja bolje pojasnili i shatili kako to biljke usvajaju Fe moramo i razumeti još jedan deo a to je šta se sa njim dešava u vodi. Ono što razočarava većinu akvarista je činjenica da je dvovaletna forma gvoždja u vodi veoma nestabilna i da ono spontano prelazi u trovalentnu. Znači u vodi dolazi do oksidacije dvovalentnoga gvoždja u trovalentno. Brzina i stepen oksidacije u ovom slučaju odredjena je redox potencijalom rastvora.(rH) u kome se sve to odvija i zavisi osim toga od mnoštva drugih činilaca. Ja se ovde neću baviti detaljima ali grubo rečeno može se konstatovati da veličina redoks potencijala vode karakteriše njenu sposobnost ka oksidaciji i odredjuje koncentraciju oksidanata, uključujući i rastvotreni kiseonik.

U dobro i pravilno održavanom akvarijumu Redoks potencijal je običnoo dovoljno visok. Nasuprot, nizak redoks potencijal je karakterističan za akvarijume hobista koji ne posvećuju previše vremena njihovom održavanju ili pak imaju prenaseljene akvarijume sa lošom biološkom filtracijom. Redoks potencijal je izrazito nizak u donjim slojevima supstrata, naročito kod zapuštenih akvarijuma. Na ovo utiče znatan broj reakcija i faktora ali to nije sada tema kojom bih želeo da se bavimo.

Oksidacija je dakle sa aspekta biljaka osnovni krivac zbog koga se njima neophodno dvovalentno gvoždje gubi iz rastvora. Stiče se utisak pri tome da Gvoždje kao da želi da pobegne iz njega.

Joni gvoždja mogu uzajamno delovati sa vodom obrazujući jedinjenja tipa Fe(OH)nO m. Ovaj procas odredjen je pH reakcijom vode. Što je rastvor kiseliji to će se gvoždje duže nalaziti u njemu u jonskom – rastvorenom obliku. Nasuprot, pri baznom pH gvoždje pada kao talog. Jedino u rastvorima pri ph nižim od 3 gvoždje će dugo biti u obliku jona ali je taj pH sa aspekta živoga sveta akvarijuma neprihvatljiv. Ako sada vratimo pažnju na činjenicu da većina hobista koristi gradsku, relativno tvrdu vodu čiji pH uvek naginje ka blago baznoj sredini. mnogo nam je jasniije zašto većina njihovih biljaka (naročito one koje se hrane preko vodene kolone gladuje za gvoždjem i pokazuje simptome nedostatka istog. U takvoj vodi dvovalentno pa ni trovalentno gvoždje neće ostati rastvoreno zadugo.

U neutralnoj i baznoj akvarijumskoj sredini gvoždje je sklono obrazovanju hidroksijedinjenja prilično brzo, Ova jedinjenja koja prelaze u sasvim nerastvorna jedinjenja tipa FeO i Fe2O3 iz razloga što se procesi oksidacije i obrazovanja hidroksi jedinjenja dešavaju paralelno

Da rezimiramo čak i da ubacite dvovalentno gvoždje u akvarijum , ono oksiduje brzo u trovalentno koje opet pre ili kasnije padne kao talog u vidu nekog od pomenutih oksida. Eto ovde se vraćamo na oblik gvoždja u kome je ono prisutno i u glini. I to ne samo u njoj već recimo i u drugim savetovanim supstratima kao što su laterit, vulkanit, itd.

Zahvaljujući svemu gore pomenutom nameće se zaključak da je gvoždje teško dostupno bilju. Ono kao što pomenuh teži izaći iz rastvora... tj. ne kraju uvek pada kao talog. Medjutim na taj način gvoždje iz vodene sredine dolazi u podlogu a tu je ono u domenu korenovog sistema biljke, i baš tu se dešavaju odredjeni procesi koji problem nastao oksidacijom dvovalentnog gvoždja ipak umanjuju.

Pre nego što krenemo na taj deo priče pomenuću a to je mnogima i poznato da postoje jedinjenja koja su u stanju zadržati dvovalentno gvoždje u rastvoru čuvajući ga od oksidacije. Tačnije ne samo gvoždje već i ostale biljkama potrebne metale. To su helatori. Oni sa pomenutim metalima pa i gvoždjem grade komplekse-helate. Da budem slikovitiji. U slučaju gvoždja helat bi bio kompleks u kome je atom gvoždja uhvaćen u zagrljaj od strane kompleksona-helatora. Na ovaj način kompleksoni se vezuju sa jonima dvovalentnoga gvoždje te ono zahvaljujući tome biva dugo sačuvano od procesa oksidacije u rastvoru. Time se izbegava njegov prelazak u trovalentno gvoždje i eventualno kasnije padanje iz rastvora u vidu taloga. Helatori su organska jedinjenja i ona mogu biti dobijena veštački ili prirodnim putem. Ovaj zadnji momenat je nama veoma bitan. Mnoge biljke prirodnim putem sintetišu organske helatore u zavisnosti od potrebe.

Akvaristima je mnogo godina unazat poznata ova činjenica i ja se sećam nekih svojih davnih kontakata sa kvalitetnijom literaturom (za to doba) u kojoj se pominjala mogućnost heliranja gvoždja i još nekih elemanata potrebnih biljkama. Tada sam prvi put i probao sa ubacivemnjem helata prilikom prehrane akvarijumskih biljaka. Helatora ima više vrsta i neki od njih stvaraju stabilne komplekse u malom dijapazonu pHč dok su drugi po tom pitanju moćniji. Tako su recimo citrati neki kraći period stabilni samo u kiseloj sredini dok se u današnje vreme koriste jaki helatori koji gvoždje mogu zadržati u rastvoru čak i na pH 8.

Što se tiče procesa usvajanja trovalentnog gvoždja iz podloge mehanizmi nisu nimalo jednostavani i energetski opravdani po biljku, te je bitno imati u vidu da one njima pribegavaju ISKLJUČIVO PRI NEDOSTATKU DVOVALENTNOGA GVOŽDJA. U prirodi svi procesi su usmereni na puteve koji obezbedjuju najmanji utrošak energije. Medjutim život je jedno veliko čudo koje čak i u situacijama koje nam se na prvi pogled učine bezizlaznim pronadje rešenje koje će odredjenu vrstu održati na potu borbe za opstanak. Biljke su tako evolucijom razvile 2 načina usva janja gvoždja iz okolnog supstrata.

Jedan od načina je da posebne korenove tvorevine , najčešće su to korenove vlasi-dlačice, proizvode kiseline (najčešće huminsku, limunsku) i slobodne protone osigurane AT fazom. Proizvedene kiseline imaju zadatak zakišeljavanja sredine tj. supstrata u neposrednoj blizini korenovih dlaka. Na ovaj način se omogućava da nerastvorna jedinjenja gvoždja (i drugih elemenata) ipak predju u rastvor i istovremeno se stvaraju uslovi za njegov povratak u dvovalentnu formu. Kiseline pri tome imaju još dve funkcije: kompleksuju oslobodjeno gvoždje i obezbedjuju ishranu za mikroorganizme koji su u asocijaciji sa korenovim sistemom. Predpostavlja se da svojim disajnim aktivnostima ti isti mikroorganizmi smanjuju količinu kiseonika u blizini korena te samim tim stvaraju povoljnu mikrosredinu. Uz pomoć belančevina u ćelijskim membranama trovalentno gvoždje se prevodi u dvovalentno (Fe++) Prenos dvovalentnoga gvoždja u unutrašnjost ćelije uspostavljaju transportne belančevine. Najbitniji momenat je da gvoždje ostane dvovalentno do prodiranja u ćeliju.

Neke biljke u ovu svrhu koriste jonski put . One proizvode prirodne helatore tzv. Fitosiderofore koji vezuju početno trovalentno gvoždje u trajne (stabilnije) komplekse. Obrazovane helate apsorbuju ćelije korena i u njima uz pomoć fermenta reduktaze gvožđe biva prevedeno u dvovalentno. Pri tome se kompleks raspada . U ovom slučaju Gvoždje je kao trovalentno uneto u ćeliju ali je unutar nje same redukovano u dvovalentno.

Neki vidovi biljaka sposobni su operativno reagovati na nedostatak gvoždja posredstvom obrazovanja na korenovima specijalnih ćelijskih struktura koje dopunjuju obične procese usvajanja. One ispuštaju protone  Kada se situacija popravi i Fe II postane ponovo dostupno ovakve ćelijske strukture se razgradjuju.

Dalje se dvovalentno gvoždje u zavisnosti od načina kojim je bilo uneseno vezuje u ćelijama. To se postiže specijalnim belančevinama te nastaje ferritin koji se nakuplja u plastidima ćelija. On predstavlja izvor gvoždja potrebnog za životne procese biljke. (fosforilacija i sinteza prioteina) Iz svega ovoga vidimo da biljke imaju odredjene prilagodjenosti kojima se koriste da obezbede sebi potrebno gvoždje. U slučaju da im nije dostupno Fe (II) (dvovalentno gvoždje) a da je u supstratu Prisutno Fe (III) biljke će koristiti njega.

Pomenuta proizvodnja Limunske kiseline doprinosi zakišeljavanju tla oko korena i omogućava postepeno prevodjenje nekih nerastvornih jedinjenja iz supstrata u rastvorna. Uz njenu pomoć Fe2O3 iz minerala gline se može osloboditi iako je vezan u strukturi minerala. Upravo sam koren biljke produkujući kiseline uslovljava jako kiselu sredinu oko sebe i rastvaranje inače nerastvornog jedinjenja. Nemojte ovo ipak shvatiti pogrešno pa reći da koren biljke zakišeljava podlogu jer se ovo dešava samo i neposrednoj blizini korenovih dlačica.

Zahvaljujući svemu pomenutom dovoljno je obezbediti biljkama gvoždjem bogat supstrat Laterit, glinu, vulkanit i sl.

To bi bio drugi način da ponudite biljkama gvoždje. Prvi je naravno onaj u kome ga dajete u rastvor kao kopleks Helator-dvovalentno gvoždje.. Od svih biljaka verovatno su kriptokorine najbolji majstori za izvlačenje gvoždja iz supstrata Takodje bih napomenuo da neke biljke uprkos prisustvu gvoždja u pomenutim oblicima unutar supstrata ipak ostaju gladne.

Ova priča odnosi se na usvajanje gvoždja iz supstrata i karakteristična je za veliki broj biljaka rozetne forme iz rodova Echinodorus, Cryptocorine, Crinum, Nimphea itd. Ipak i neke biljke koje nemaju rozetnu formu u stanju su da obrazuju moćan koren poput rodova Cabomba, Ludvigia, Higrophila u mogućnosti su da koriste gvoždje iz supstrata. Iz napred navedenog kao rezime se nameće činjenica da gvoždje ne može dugo da se zadrži u rastvoru i da kad tad pada u vidu taloga sakupljajući se u podlozi. Ovo se dešava i u vodama u prirodi a mnogi organizmi (npr. mikroorganizmi ) a ne samo biljke razvili su različite mehanizme njegovog usva janja iz podloge.

Slična priča ide i sa usvajenjem još nekih minerala koji su u podlozi prisutni u nerastvornom obliliku a koje billjke usled njihovog deficita u rastvoru koriste upravo iz podloge. Dakle nije obavezno da je jedinjenje baš uvek rastvorno u vodi da bi biljka bila u stanju da iz njega asimilira potrebne makro i mikroelemente. Biljke su vremenom razvile razne prilagodjenosti da doskoče ovom problemu.

Što se same gline tiče ne gubite iz vida da je procenat gvoždja unutar većine njih ipak prilično nizak i da pomenute firme koje proizvode hranljive podloge glinu i još neke materijale obigaćuju ovim a i drugim elementima na odredjene načine. Oni te postupke istovremeno čuvaju kao svoju poslovnu tajnu. Stavljanje čiste gline u podlogu neće uvek dati impozantne efekte u prirastu, mada ne treba reći da nikakvoga napretka neće biti.

Na usvajanje gvožđa može uticati veliki broj činilaca sredine: Vode sa visokim pH, previsoka koncentracija fosfata ili kalcijuma mogu uticati na smanjenje usvajanja gvoždja. Ishrana biljaka isključivo nitratima smanjuje usvajanje gvoždja. Nasuprot tome male količine prisutnih NH4+ jona u vodi dovšće do povečanog usvajanja ovoga elementa.

Ponekad gvoždje nije prisutno ni u vodenoj koloni ni u supstratu i u takvim uslovima biljke ispoljavaju znake deficita. Ovi znaci se najpre mogu primetiti na mladim listovima. Na samom početku, uočavaju se promene na delovima lisne površine između lisnih nerava. One postaju svetlije zelene, zatim postaju zeleno-žute, a kasnije dobiju limun-žutu ili belu boju zavisno od toga o kojoj se biljnoj vrsti radi. Vrhovi mladih listova usled nedostatka gvoždja počinju i da se suše a u ekstremnim slučajevima nedostatka, biljka može izgubiti sve listove.

Nasuprot deficitu gvoždja, suficit se retko javlja.