اشکال و منابع آهن در خاک اشکال و منابع آهن در خاک آهن در غلظت های 7000 تا 500000 میلی گرم در کیلوگرم در خاک ها وجود دارد، جایی که عمدتاً به شکل نامحلول Fe(III) (فرریک، Fe3+) وجود دارد. یون‌های آهن به آسانی هیدرولیز می‌شوند و Fe(OH)2+، Fe(OH)3، و Fe(OH)4- می‌دهند. با افزایش pH خاک از 4 به 8، غلظت یون های Fe3+ از 8-10 به 20-10 مولار کاهش می یابد. همانطور که مشاهده می شود، حداقل حلالیت کل آهن معدنی بین pH 7.4 و 8.5 رخ می دهد. اکسیدهای مختلف آهن (III) اجزای اصلی یک خاک معدنی هستند و یا به عنوان ذرات خاک پوشش دهنده ژل یا به صورت ذرات آمورف ریز در بخش رسی وجود دارند. مشابه کلوئیدهای رسی، این اکسیدها دارای خواص کلوئیدی هستند، اما ظرفیت تبادل کاتیونی ندارند. با این حال، آنها می توانند برخی از آنیون ها، مانند فسفات را، به ویژه در pH پایین، از طریق جذب آنیون متصل کنند. به همین دلیل، حضور این اکسیدها در جذب فسفر توسط گیاهان اختلال ایجاد می‌کند و در خاک‌های با pH بالاتر از 6، بیش از 50 درصد از فرم‌های متصل ارگانیک فسفات ممکن است به صورت کمپلکس‌های هومیک- Fe(Al)-P وجود داشته باشد. اگرچه اکسیدهای آهن (III) نسبتاً در آب نامحلول هستند، اما می توانند در حضور ترکیبات آلی مختلف متحرک شوند. همانطور که آب از طریق مواد آلی تجزیه می شود، اکسید Fe(III) را به سمت پایین حرکت می دهد، به خصوص در pH اسیدی، به طوری که در چنین شرایطی پادزول ها تشکیل می شوند. آهن اساساً از لایه‌های بالایی خاک به‌عنوان کمپلکس آهن-فولویک اسید شسته می‌شود و پس از بارش در pH بالاتر، یک تشتک آهنی را تشکیل می‌دهد. لایه های بالایی به طور مشخص رنگ روشن دارند، زیرا پوشش ژلی اکسید آهن (III) است که در ارتباط با هوموس، رنگ مشخصی را به خاک می دهد. با این حال، به طور کلی در خاک، شدت رنگ نشان دهنده میزان آهن نیست. این کمپلکس‌های آلی تمایل دارند آهن را بیشتر از آنچه تعادل ترمودینامیکی نشان می‌دهد در دسترس قرار دهند و علاوه بر کمپلکس‌های سازنده آهن با اسید فولویک، کمپلکس‌هایی با سیدروفورهای میکروبی تشکیل می‌دهند. از جمله سیدروفورهای آزاد شده توسط قارچ‌های اکتومیکوریزا یک کسر هیومیک محلول در آب استخراج شده از ذغال سنگ نارس نشان داده شده است که می تواند کمپلکس های متحرک با آهن تشکیل دهد و دسترسی آن به گیاهان را افزایش دهد. در خاک هایی با محتوای مواد آلی بالا، غلظت کلات های آهن می تواند به 10-4 تا 10-3 M برسد. با این حال، در خاک های با هوادهی خوب و کم مواد آلی، غلظت آهن در محلول خاک در محدوده 10-8 تا 10-7 M است که کمتر از مقدار مورد نیاز برای رشد کافی اکثر گیاهان است. در شرایط بی هوازی، اکسید آهن به حالت Fe(II) (آهنی) کاهش می یابد. اگر سولفات‌های فراوانی در خاک وجود داشته باشد، اینها نیز منبع اکسیژن برای باکتری‌های خاک می‌شوند و سولفید Fe(II) سیاه تشکیل می‌شود. چنین واکنش هایی زمانی رخ می دهد که خاک غرقاب می شود، اما در زهکشی بعدی آهن Fe(II) به ترکیبات Fe(III) اکسید می شود. دوره‌های کاهش و اکسیداسیون متناوب با تغییر عمق سطح آب باعث ایجاد لکه‌های زنگ‌رنگی از خاک می‌شود که مشخصه گل‌ها است. آهن آهنی، Fe2+ و گونه های هیدرولیز آن تنها در صورتی به آهن محلول کل در خاک کمک می کنند که مجموع log منفی فعالیت یونی و pH با هم کمتر از 12 باشد (معادل Eh +260 mV و +320 mV در pH 7.5 و 6.5) این احتمال وجود دارد که وجود میکروارگانیسم‌ها در اطراف ریشه‌های در حال رشد باعث کاهش پتانسیل اکسیداسیون و کاهش در ریزوسفر به دلیل نیاز میکروبی به اکسیژن شود و این به افزایش غلظت یون‌های Fe2+ برای جذب گیاه کمک می‌کند. از آنجایی که حلالیت یون‌های Fe3+ و Fe2+ با افزایش pH کاهش می‌یابد، رشد گیاهان در خاک‌های آهکی و در خاک‌هایی که بیش از حد آهک شده‌اند، باعث کلروز ناشی از آهک می‌شوند. غلظت تعادلی Fe3+ در محلول خاک آهکی در pH 8.3 19-10 میلی مولار است که کمبود آهن قابل توجهی را در گیاهانی که با این شرایط سازگار نیستند، می دهد. تخمین زده شده است که تا 30 درصد از زمین های قابل کشت جهان برای تولید محصول بهینه بیش از حد آهکی است. کمبود آهن همچنین می تواند از مقدار زیاد منگنز و مس ناشی شود. اکثر عناصر می توانند به عنوان عوامل اکسید کننده ای عمل کنند که یون های Fe2+ را به یون های Fe3+ کمتر محلول تبدیل می کنند و منگنز اضافی در خاک های اسیدی می تواند منجر به کمبود آهن شود، اگرچه در غیر این صورت به مقدار کافی وجود خواهد داشت. ذرت (Zea mays L.) و نیشکر (Saccharum officinarum L.) ممکن است علائم کمبود آهن را در صورت کمبود پتاسیم نشان دهند. به نظر می رسد که در این شرایط آهن در گره های ساقه تثبیت می شود، فرآیندی که با عرضه خوب فسفر تشدید می شود. آهن می‌تواند بخش قابل‌توجهی از فسفات را در خاک‌های خوش آب و هوا (به عنوان ماده معدنی استرنگیت) متصل کند، و از آنجایی که این ماده در pH کمتر از 5 محلول ضعیفی دارد، آهن به دسترسی ضعیف فسفر در خاک‌های اسیدی کمک می‌کند.
اشکال و منابع آهن در خاک اشکال و منابع آهن در خاک آهن در غلظت های 7000 تا 500000 میلی گرم در کیلوگرم در خاک ها وجود دارد، جایی که عمدتاً به شکل نامحلول Fe(III) (فرریک، Fe3+) وجود دارد. یون‌های آهن به آسانی هیدرولیز می‌شوند و Fe(OH)2+، Fe(OH)3، و Fe(OH)4- می‌دهند. با افزایش pH خاک از 4 به 8، غلظت یون های Fe3+ از 8-10 به 20-10 مولار کاهش می یابد. همانطور که مشاهده می شود، حداقل حلالیت کل آهن معدنی بین pH 7.4 و 8.5 رخ می دهد. اکسیدهای مختلف آهن (III) اجزای اصلی یک خاک معدنی هستند و یا به عنوان ذرات خاک پوشش دهنده ژل یا به صورت ذرات آمورف ریز در بخش رسی وجود دارند. مشابه کلوئیدهای رسی، این اکسیدها دارای خواص کلوئیدی هستند، اما ظرفیت تبادل کاتیونی ندارند. با این حال، آنها می توانند برخی از آنیون ها، مانند فسفات را، به ویژه در pH پایین، از طریق جذب آنیون متصل کنند. به همین دلیل، حضور این اکسیدها در جذب فسفر توسط گیاهان اختلال ایجاد می‌کند و در خاک‌های با pH بالاتر از 6، بیش از 50 درصد از فرم‌های متصل ارگانیک فسفات ممکن است به صورت کمپلکس‌های هومیک- Fe(Al)-P وجود داشته باشد. اگرچه اکسیدهای آهن (III) نسبتاً در آب نامحلول هستند، اما می توانند در حضور ترکیبات آلی مختلف متحرک شوند. همانطور که آب از طریق مواد آلی تجزیه می شود، اکسید Fe(III) را به سمت پایین حرکت می دهد، به خصوص در pH اسیدی، به طوری که در چنین شرایطی پادزول ها تشکیل می شوند. آهن اساساً از لایه‌های بالایی خاک به‌عنوان کمپلکس آهن-فولویک اسید شسته می‌شود و پس از بارش در pH بالاتر، یک تشتک آهنی را تشکیل می‌دهد. لایه های بالایی به طور مشخص رنگ روشن دارند، زیرا پوشش ژلی اکسید آهن (III) است که در ارتباط با هوموس، رنگ مشخصی را به خاک می دهد. با این حال، به طور کلی در خاک، شدت رنگ نشان دهنده میزان آهن نیست. این کمپلکس‌های آلی تمایل دارند آهن را بیشتر از آنچه تعادل ترمودینامیکی نشان می‌دهد در دسترس قرار دهند و علاوه بر کمپلکس‌های سازنده آهن با اسید فولویک، کمپلکس‌هایی با سیدروفورهای میکروبی تشکیل می‌دهند. از جمله سیدروفورهای آزاد شده توسط قارچ‌های اکتومیکوریزا یک کسر هیومیک محلول در آب استخراج شده از ذغال سنگ نارس نشان داده شده است که می تواند کمپلکس های متحرک با آهن تشکیل دهد و دسترسی آن به گیاهان را افزایش دهد. در خاک هایی با محتوای مواد آلی بالا، غلظت کلات های آهن می تواند به 10-4 تا 10-3 M برسد. با این حال، در خاک های با هوادهی خوب و کم مواد آلی، غلظت آهن در محلول خاک در محدوده 10-8 تا 10-7 M است که کمتر از مقدار مورد نیاز برای رشد کافی اکثر گیاهان است. در شرایط بی هوازی، اکسید آهن به حالت Fe(II) (آهنی) کاهش می یابد. اگر سولفات‌های فراوانی در خاک وجود داشته باشد، اینها نیز منبع اکسیژن برای باکتری‌های خاک می‌شوند و سولفید Fe(II) سیاه تشکیل می‌شود. چنین واکنش هایی زمانی رخ می دهد که خاک غرقاب می شود، اما در زهکشی بعدی آهن Fe(II) به ترکیبات Fe(III) اکسید می شود. دوره‌های کاهش و اکسیداسیون متناوب با تغییر عمق سطح آب باعث ایجاد لکه‌های زنگ‌رنگی از خاک می‌شود که مشخصه گل‌ها است. آهن آهنی، Fe2+ و گونه های هیدرولیز آن تنها در صورتی به آهن محلول کل در خاک کمک می کنند که مجموع log منفی فعالیت یونی و pH با هم کمتر از 12 باشد (معادل Eh +260 mV و +320 mV در pH 7.5 و 6.5) این احتمال وجود دارد که وجود میکروارگانیسم‌ها در اطراف ریشه‌های در حال رشد باعث کاهش پتانسیل اکسیداسیون و کاهش در ریزوسفر به دلیل نیاز میکروبی به اکسیژن شود و این به افزایش غلظت یون‌های Fe2+ برای جذب گیاه کمک می‌کند. از آنجایی که حلالیت یون‌های Fe3+ و Fe2+ با افزایش pH کاهش می‌یابد، رشد گیاهان در خاک‌های آهکی و در خاک‌هایی که بیش از حد آهک شده‌اند، باعث کلروز ناشی از آهک می‌شوند. غلظت تعادلی Fe3+ در محلول خاک آهکی در pH 8.3 19-10 میلی مولار است که کمبود آهن قابل توجهی را در گیاهانی که با این شرایط سازگار نیستند، می دهد. تخمین زده شده است که تا 30 درصد از زمین های قابل کشت جهان برای تولید محصول بهینه بیش از حد آهکی است. کمبود آهن همچنین می تواند از مقدار زیاد منگنز و مس ناشی شود. اکثر عناصر می توانند به عنوان عوامل اکسید کننده ای عمل کنند که یون های Fe2+ را به یون های Fe3+ کمتر محلول تبدیل می کنند و منگنز اضافی در خاک های اسیدی می تواند منجر به کمبود آهن شود، اگرچه در غیر این صورت به مقدار کافی وجود خواهد داشت. ذرت (Zea mays L.) و نیشکر (Saccharum officinarum L.) ممکن است علائم کمبود آهن را در صورت کمبود پتاسیم نشان دهند. به نظر می رسد که در این شرایط آهن در گره های ساقه تثبیت می شود، فرآیندی که با عرضه خوب فسفر تشدید می شود. آهن می‌تواند بخش قابل‌توجهی از فسفات را در خاک‌های خوش آب و هوا (به عنوان ماده معدنی استرنگیت) متصل کند، و از آنجایی که این ماده در pH کمتر از 5 محلول ضعیفی دارد، آهن به دسترسی ضعیف فسفر در خاک‌های اسیدی کمک می‌کند.
