Solubilization of iron by water-extractable humic substances

Abstract

The capability of water-extractable humic substances (WEHS) to solubilize Fe from sparingly soluble Fe-hydroxide was studied. Addition of WEHS (1.7 mmol organic C l—1) to a dialysis tube containing labeled insoluble Fe-hydroxide caused an increase in the amount of 59Fe measured in the external solution. The humic fraction was also able to solubilize Fe from soil samples, with levels comparable to those obtained using a solution containing 100�μM DTPA. By measuring the amount of 59Fe eluted from soil columns pre-loaded with 59Fe-WEHS it was possible to evaluate the mobility of Fe complexed to the humic molecules. The recovery of 59Fe varied from 2% to 25% in respect to the soil type used. The ability of Fe-WEHS to serve as an Fe source for the phytosiderophore hydroxy-mugineic acid (HMA) was also analyzed. The removal of 59Fe from the Fe-WEHS complex by HMA was demonstrated by adding the phytosiderophore to a dialysis tube containing the 59Fe-WEHS complex. The observations suggested a ligand exchange between the phytosiderophore and the humic fraction. The results indicate that WEHS is able to increase the amount of Fe present in the soil solution, possibly by forming mobile complexes with the micronutrient. These complexes could act as easily available Fe sources in Fe acquisition processes by both monocot and dicot plants, playing an important role particularly in soils with low available Fe. Die Lösung von Eisen mit wasserextrahierbaren Huminstoffen Es wurde die Fähigkeit von wasserextrahierbaren Huminstoffen (WEHS) untersucht, Fe aus schwerlöslichen Fe-Hydroxiden zu lösen. Die Zugabe von WEHS (1.7 mmol organic C l—1) in einen Dialyseschlauch mit 59Fe-Hydroxid führte zu einem Ansteigen der 59Fe-Konzentration in der äußeren Lösung. Die WEHS waren im gleichen Maß wie eine 100 μM DTPA-Lösung in der Lage, Fe aus Bodenproben zu mobilisieren. Die Mobilität des mit Huminstoffen komplexierten Fe wurde durch die Eluierung von 59Fe aus einem mit 59Fe-WEHS beladenen Boden bestimmt. Dabei wurden in Abhängigkeit von dem verwendeten Bodentyp 2 bis 25% des nach der Beladung gebundenen 59Fe aus dem Boden eluiert. Ebenfalls wurde untersucht, ob Fe-WEHS als Fe-Quelle für Phytosiderophore, z.B. Hydroxy-Mugineinsäure (HMA) dienen kann. Die Entfernung von 59Fe aus einem Dialysierschlauch mit 59Fe-WEHS nach einer Zugabe von HMA weist auf einen Ligandenaustausch zwischen Phytosiderophoren und Huminstoffen hin. Die Ergebnisse zeigen, dass WEHS möglicherweise wegen der Bildung von mobilen Komplexen in der Lage sind, die Fe-Konzentration in der Bodenlösung zu erhöhen. Die Bedeutung dieser Eigenschaft für die Fe-Ernährung von Pflanzen wird diskutiert. Diese Komplexe könnten als leicht verfügbare Fe-Quelle bei monocotylen und dicotylen Pflanzen vor allem in Böden mit wenig verfügbarem Fe eine wichtige Rolle für die Fe-Aneignung spielen.