یکی از مشکلات خاک های قلیایی که بخش عمده ای از اراضی خشک و نیمه خشک ایران را تشکیل می دهند کمبود آهن قابل استفاده برای گیاه می باشد. کمبود آهن در کشورهای جهان سوم رایج است. بیشتر اراضی کشاورزی در جهان pH بالایی دارند که موجب کاهش آهن قابل جذب توسط گیاه می شود. با وجود مقدار زیاد آهن کل در خاک مقدار قابل جذب برای گیاه کاهش می یابد. آهن به دو شکل دو و سه ظرفیتی در خاک مشاهده می شود و اغلب گیاهان دو لپه ای فرم دو ظرفیتی را برای جذب ترجیح می دهند. کمبود آهن موجب زردی برگ ها، کاهش میزان فتوسنتز، کاهش غلظت کلروفیل، کاهش وزن خشک گیاه، تغيير غلظت و محتوای آهن و سایر عناصر فلزی در بافت های گیاه می شود، که این صفات ارتباط نزدیکی با عملکرد گیاهان زراعی دارند. استفاده از ارقام متحمل به کمبود آهن همراه با مصرف کودهای حاوی آهن، یکی از راه های افزایش تولید در مناطقی با کمبود آهن می باشد.  تنوع ژنتیکی زیادی در پاسخ گیاهان به کمبود آهن وجود دارد. به عنوان مثال در گیاهان دو لپه ای پاسخ های خاص فیزیولوژیک و مورفولوژیک مانند افزایش ظرفیت احیاء آهن، اسیدی کردن محیط ریشه، آزادسازی ترکیبات فلاوین، تغییر شکل ریشه های جانبی و افزایش ریشه های موئین در شرایط کمبود آهن مشاهده می شود. برخی سازوکارهای بکار گرفته شده توسط گیاهان ممکن است بر جذب و انتقال سایر عناصر به ویژه روی و منگنز نیز تأثير داشته باشند. این موضوع در کیفیت محصولات کشاورزی حائز اهمیت است. ژن هایی که در شرایط کمبود آهن فعال می شوند علاوه بر آهن، عناصری نظیر کادمیم و روی را نیز انتقال می دهند و همچنین سیستم های احیائی قادر به احياء 2 Cu و Fe3  نیز می باشند. نیکوتیان آمید که عامل انتقال دهنده آهن در آوند چوبی ریشه است قادر به انتقال عناصر دیگری چون روی، مس و منگنز نیز در گیاه می باشد.

گیاهان در بین تمام ریزمغذی ها، بیشترین نیاز را به آهن دارند. کلروپلاست ها مهم ترین بخش های گیاه در جذب آهن هستند بطوریکه برای انجام فرآیندهای مهمی مانند فتوسنتز، انتقال الكترون، سنتز زیستی کلروفیل و سنتز ترکیبات آهن-گوگرددار به آهن نیاز دارند. عنصر آهن دارای دو ویژگی شیمیایی متفاوت است: اول اینکه بسیار واکنش پذیر است و دوم اگر بیش از حد متراکم شود می تواند باعث آسیب سلولی شود.

آهن به خصوص در محیط هایی که به خوبی هوادهی شوند، به مقدار کمی در آب محلول است. در این محیط ها هیدروکسیدهای آهن و دیگر نمکهای آهن دار تولید می شود که حلالیت آهن را کمتر می کند؛ در نتیجه بیشتر خاک ها آهن دارند ولی آهن در دسترس گیاه قرار نمی گیرد و در گیاهان کمبود آهن مشاهده می شود. از طرف دیگر تجمع و انباشته شدن زیاد آهن در گیاه نیز موجب تنش اکسیداتیو می شود؛ بنابراین سیستم های جذب آهن باید به گونه ای کار کنند تا هموستازی آهن برقرار شود. هموستازی آهن یعنی امکان تنظیم سیستم های ورود آهن به درون گیاهان، زمانی که سیستم های خروج آهن و مکانیسم های مربوطه آسیب دیده است.

همانطور که مقدار بالای آهن در گیاه موجب سمیت می شود، کمبود یا فعالیت کم آهن در گیاه نیز موجب عدم تولید کلروفیل در مقادیر کافی شده و در نتیجه برگها رنگ پریده می شوند. به دنبال آن، کاهش کلروفيل منجر به کاهش فتوسنتز می شود. در صورت عدم وجود کلروفیل کافی، برگها نمی توانند ترکیبات فتوسنتزی مورد نیاز برای رشد و نمو گیاه را تولید کنند و در نتیجه موجب کاهش رشد می شود.

 در برخی موارد نیز کاهش فتوسنتز در نتیجه کاهش کلروفیل موجب عدم تشکیل برگ های جدید و در نتیجه کاهش محصول گیاه می شود. آهن در فرآیندهای اکسیداسیون و احیا نقش دارد و با تغییر ظرفیت سبب انتقال الكترون می شود که این نقش در متابولیسم گیاه حائز اهمیت است. وجود آهن در سنتز پروتئین مورد نیاز است و با توجه به اینکه نقش عمده آهن در سنتز پروتئین های همراه کلروفیل است، کمبود آن ساختار کلروپلاست و میزان فتوسنتز را کاهش می دهد که به همین علت کلروز (رنگ زرد ناشی از کمبود آهن) در گیاه مشاهده می شود. به طور کلی راندمان فتوسنتز و ساختار و عملکرد دستگاه فتوسنتزی به شدت به آهن وابسته است. اگر آهن به مقدار کافی و قابل جذب، در دسترس گیاه قرار نگیرد، موجب کاهش تولید کلروفیل در برگ می شود. آهن در ساختمان سیتوکروم نیز به عنوان ناقل الکترون در سیستم های فتوسنتزی برای فرایند تنفس و عملیات اکسیداسیون و احیا و ساخت کلروفیل نقش دارد.

بطور کلی فقدان عنصر ضروری آهن، به عنوان یک تنش محیطی بر تمام فرایندهای رشدی گیاه تاثیر گذار است. بنابراین با پایش و تامین این عنصر در خاک و گیاه می توان شرایط بهینه برای رشد گیاه و تولید محصول را فراهم کرد.