미량원소 (micronutrients)
미량원소에는 양이온에 철, 망간, 아연, 구리가 있고,
음이온에 해당되는 염소, 붕소, 몰리브덴이 있다.
철 (Fe, iron)
1. 화학적 특성
원자량이 55.9인 중금속으로 식물과 토양에 2, 3가 양이온 또는 Fe 화합물(산화물, 염)로 존재한다. Fe는 착염을 형성하기 쉬우며, 원자가가 변하는 성질이 있어서 이에 따른 기능을 갖는다.
2. 토양내 Fe
철은 풍화작용에 의해 광물질로부터 유리되어 나오는데,
가용성 무기 형태로는 Fe³⁺(ferric ion), Fe(OH)₂⁺, Fe(OH)²⁺. Fe²⁺(ferrous ion) 등이 있다.
일반토양애는 Fe가 충분하여 실제 비료의 공급은 큰 의미가 없다. 대체로 토양에 존재하는 총 Fe는 작물요구량보다 훨씬 많은 2%(20,000ppm)인데, 대부분의 작물은 경토층에 0.5ppm만 있어도 충분하다. 그러나, 가용성 Fe의 함량은 총량에 비해 지극히 적다. 따라서, 토양내 Fe의 함량이 중요한 것이 아니고, 이동성 철이 얼마나 들어 있느냐가 중요하며, pH가 낮을 때 이동성이 높다.
Fe의 용해도가 가장 낮은 범위는 pH7.4~8.5 사이이다.
따라서 알칼리토양에서 많고, 석회질 토양에는 극히 적다.
통기성이 좋은 토양의 경우 토양pH가 높은 경우를 제외하고는 Fe³⁺는 총가용성 Fe의 대부분을 차지한다. 반대로 Fe²⁺는 환원조건에서 많고, pH가 높을 때 많이 존재한다.
산성토양 이외에서는 용탈이 일어나지 않는다. 용탈이 많은 토양이나 배수가 불량한 토양에서 Fe는 쉽게 가용화되어 토양의 상층에서 하층으로 이동하여 축적된다. 때때로 2m 깊이의 토양에서는 가용성 Fe의 약 90%가 Fe²⁺이다.
*** 철 함유 광물
철은 지각 총 중량의 5%를 차지한다.
철이 많이 함유되어 있는 1차 광물은 감람석, 휘석, 각섬석, 흑운모 등의 철마그네시안 규산염이고,
이들은 흑운모질 운모와 더불어 화성암의 중요한 철 공급원이다.
철의 1차 산화물에는 대자석(Fe₂O₃), 일메나이트(FeTiO₃), 자철석(Fe₃O₄)등이 있고,
퇴적암에는 Fe 산화물과 능철석(FeCO₃)이 존재한다.
*** 철의 용해도가 알칼리 상태에서 낮은 이유
철의 용해도는 주로 가수 Fe(Ⅲ) 산화물의 용해도에 의해 조절된다. 이것은 Fe³⁺와 OH-를 낸다.
Fe³⁺ + 3OH⁻ → Fe(OH)₃ (고체)
위의 평형상태는 Fe(OH)₃의 석출 쪽으로 기울어져 있다.
그리고 pH의존도는 대단히 높아서 pH가 증가함에 따라 Fe³⁺의 활성도는 떨어진다.
높은 pH(7~9)에서는 Fe(OH)₂⁺, Fe(OH)₃, Fe(OH)₃, Fe(OH)₄⁻가 형성된다.
또한, Fe³⁺는 인산 등과 만나서 침전을 만들어 용해도를 낮춘다.
출처 : 원예식물영양학