في التربة:
هو العنصر الدقيق الأكثر وفرة في التربة في شكل أملاح مختلفة ومركبات معدنية مختلفة.
الغسل يعطي Fe 2+ في محلول أكثر أو أقل ثباتًا في ظل ظروف غير مؤكسدة ورقم هيدروجيني حمضي؛ ولكن في ظروف أخرى ومع التواجد المنطقي للأوكسجين تحدث ترسبات في شكل أكاسيد.
كلما ارتفع الرقم الهيدروجيني، تزداد حدة تكوين مركبات حديد غير قابلة للذوبان، وخاصة المعادن الطينية الحديدية.
فيما يتعلق بالحديد، تنشأ المشكلة لأن محتوى الحديد القابل للذوبان يمثل جزءًا غير مهم بالنسبة للحديد الكلي الموجود في التربة. هذه الأشكال غير العضوية القابلة للذوبان هي: Fe 2+، Fe 3+، Fe (OH)2 +، Fe (OH) ++، Fe (OH)3، Fe (OH) –
تحدث أيضًا ظواهر تمخلبية حيث نجد معَقَّدات عضوية قابلة للذوبان تلعب دورًا مهمًا للغاية في النباتات خاصة الاستخلاب.
قد تأتي مستخلبات الحديد من أحماض الهيوميك أو من الكائنات الحية الدقيقة أو من إفرازات الجذر أو من ناتج التخليق. استخلابات الحديد تلعب دورا مهما نظرا لثباتها وتركيزها اذ هي قادرة على الوصول إلى التربة.
يبرز الثبات الذي يوفره EDTA عند درجة الحموضة أقل من 6 والأداء الجيد لـ DTPA في درجات الحموضة ما بين 6 إلى 7,5 (شائع جدًا في التربة الزراعية). الكالسيوم ينافس أو يبعد تمخلب الحديد في درجة الحموضة أكثر من 6,5.
لاستقرار التمخلب في التربة أهمية خاصة.
وبالتالي، تجدر الإشارة إلى أن الحديد في التربة الهوائية يكون في الغالب على شكل أكسيد، لذلك إذا كان قابلا للذوبان فسيكون الحديد أيضًا في شكل قابل للذوبان (يعتمد على درجة الحموضة)
انخفاض توافر الحديد غير العضوي في ظل ظروف درجة الحموضة الطبيعية في التربة يعطي أهمية خاصة لدور الحديد المخلبي، إما في شكل عضوي أو مضافا تعبيريا. يوضح الرسم البياني التالي الأهمية المنخفضة للحديد القابل للذوبان ذي الأصل غير العضوي مقارنةً بمتوسط احتياجات النبتة.
الحديد في النبتة:
وهو متاح للجذور على شكل Fe 2+ ،Fe 3+ والمخلّب، ولكن لكي يتم امتصاصه من طرف الجذور، Fe 3+ سيتعين عليه اختزال هذا الكاتيون إلى Fe 2+ . لقد تم إثبات أهمية النضحات الجذرية وتأثيراتها الاختزالية في ظروف نقص الحديد.
مخلبي الحديد قابل للذوبان، لكن يجب أن ينتقل أيضًا إلى Fe 2+ وينفصل عن المركب المخلّب في منطقة الجذر قبل أن يتم امتصاصه.
الأنواع النباتية المختلفة تختلف قدراتها في امتصاص الحديد خاصة في ظروف النقص. بشكل عام بقدر ما تكون للنباتات قدرة أكبر على الاختزال، كلما زاد الاستعداد لتحمل مستويات ضعيفة من الحديد
من المهم الإشارة إلى الحساسية أمام تأثير كاتيونات أخرى غير دقيقة (الكالسيوم، البوتاسيوم، المغنيزيوم والدقيقة (المنغنيز، الزنك، النحاس …)، إذ تحدث منافسة من حيث أعلى مستوى لامتصاص الــ Cu>Zn>Mn
النقل:
يحدث في الظروف الطبيعية في شكل سترات (الأحماض العضوية)؛ تواجد هذا المركب هو استعلائي.
هناك تثبيط مهم لنقل الحديد الناجم عن الزنك، الذي له أهمية خاصة في بعض الحالات مثل الصويا.
حركة الحديد من الأوراق إلى الجذور أو من الحبوب إلى الشتلات ليست سهلة. في الواقع، تظهر أعراض الكلوروتيك في وقت مبكر في الأوراق الحديثة والبراعم الحديثة، لذلك فإن الانسجة البارضية والبراعم الورقية يجب أن تتلقى الحديد عبر النسيج الخشبي أو عن طريق مساهمات خارجية منه.
الفيزيولوجيا:
الحديد جزء من العديد من الإنزيمات. نجد الحديد بكميات كبرى كبروتين فوسفاتي حديدي وفوتوفيريتين وله وظائف منها أنه مستودع للحديد في البلاستيدات في وظائفها المتعلقة بالتمثيل الضوئي. تم العثور على ما يصل إلى 80 ٪ من إجمالي الحديد الموجود في النبتة في البلاستيدات الخضراء.
أيضا في البلاستيدات الخضراء يوجد الفيريدوكسين وهو بروتين يشارك في عمليات الأكسدة والإختزال. الفيريدوكسين هو البروتين Fe-S حيث يأتي الكبريت من السيستئين ومن الكبريت غير العضوي. يتدخل الفيريدوكسين في عمليات الأكسدة المخلقة ضوئيا لاختزال النتريت، الكبريتات وتثبيت النيتروجين الأتموسفيري.
بشكل عام تتمثل الوضائف الرئيسية للحديد في المشاركة في التمثيل الضوئي، التنفس، تخليق الكلوروفيل والتثبيت في النيتروجين الأتموسفيري.
في التنفس:
يشارك في الميتوكوندريا. في الظروف المتطرفة من حيث نقص الحديد، تعاني النباتات من التثبيط التنفسي.
في تشكيل الكلوروفيل. تم رسم مسار للحديد النشط إشعاعيا في أشجار الطماطم ذات الأوراق الشاحبة، إذ لوحظ الارتباط بين المناطق التي تم تخضيرها وبين الحديد المستلم.
في التمثيل الضوئي:
بصفة عامة عملية التركيب الضوئي ترتكز على عملية يُحدِث فيها الإشعاع المؤثر على الجزيئات الحساسة ضوئيا للبلاستيدات الخضراء (الكلوروفيل و السيتوكروم) انتقالا إلكترونيا ينتج عنه توليد طاقة كيميائية (تركيب منشط بلازمينوجين الطبيعي ATP واختزال فوسفاط ثنائي نيوكليوتيد الأدينين وأميد النيكوتين NADP+ ).
في عملية الانتقال الإلكتروني بين النظامين الضوئيين 1 و 2 يعتبر الفيروكسين هو مستقبل الإلكترونات الرئيسي.
في التمثيل الغذائي للبروتين
يشارك في تخليق الأحماض النووية، وخاصة الحمض النووي ARN الموجود في النواة، السيتوبلازم و الريبوسومات.
في تثبيت النيتروجين: عملية تثبيت البقوليات في التربة، يحتوي الريزوبيوم على نوع من النيتروجيناز ذي نظام إنزيمي معقَّد حيث يكون لكل منهما حديد بنسب مختلفة. يتدخل الفيريدوكسين هنا أيضا بنقل الإلكترونات.
الحديد واختزال النترات: يشارك كل من الفيريدوكسين و نترات الردوكتاز في نقل الإلكترونات، الأول في البلاستيدات الخضراء والثاني في سيتوبلازم الخلية.
يعد تراكم الفوسفور في التربة أحد الأسباب الرئيسية لظهور أعراض الإصابة بشحوب الأوراق الحديدي. وقد لوحظت المنافسة التي أنشئت على مستوى الجذر بين هذين العنصرين في الصويا. في حالة الطماطم، يعزى أيضا التفاعل السلبي مع هذا العنصر إلى تكوين فوسفات الحديد في الجذر. تجدر الإشارة أيضا إلى إنخفاض الحركة التي يقدمها الحديد أمام كميات كبيرة من الفوسفور.