پیمایش بلاگ

آخرین مطالب

کودهای کلاته

 

در کشاورزی نوین، تأمین مؤثر و هدفمند عناصر غذایی ماکرو و ریزمغذی ها مانند آهن، روی، منگنز، مس و ... نقش کلیدی در بهبود عملکرد گیاه و کیفیت محصولات کشاورزی دارد. یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای این منظور، کلاته‌سازی (Chelation) است.
اهمیت تغذیه و استفاده از کودها در حاصلخیزی خاک یک عامل مهم در کشاورزی بوده تا عناصر و منابع غذایی مورد نیاز را برای گیاهان فراهم نماید. در مسیر دریافت منابع غذایی توسط گیاهان موانعی وجود دارد که باعث میشود کود و عناصر غذایی به صورت کامل به جذب گیاه نرسیده و از دسترس آن خارج شود. موانع محدود کننده جذب کودها مانند pH بالای خاک، محتوای زیاد بی‌کربنات، عدم تعادل عناصر و مصرف بی‌رویه کودهای شیمیایی، موجب کاهش کارایی کود و در نتیجه کاهش جذب عناصر غذایی می‌شوند. یکی از راهکارهایی که برای تسهیل جذب عناصر غذایی در گیاهان استفاده میشود کلاته کردن عناصر غذایی است؛ چرا که در خاک‌های قلیایی یا شور، عناصری مانند آهن به شکل نامحلول (هیدروکسید یا اکسید) رسوب می‌کنند و گیاه نمی‌تواند آنها را جذب کند. کلاته کردن با ایجاد پیوندی هماهنگ بین لیگاند و یون فلزی، مانع رسوب و اکسید شدن یون‌ها شده و با افزایش پایداری عنصر به فرم کلاته شده کارایی کود را افزایش می‌دهد.
عموما اکثر عناصر غذایی قابلیت کمپلکس شدن با عوامل کلاته را دارند و بر اساس نوع عامل کلاته کننده و فرمولاسیون های اختصاصی میتوانند اثربخشی متفاوتی را ایجاد نمایند. اما از آنجائیکه شرایط pH برای جذب عناصر ریزمغذی اهمیت بیشتری دارد و مقادیر مورد نیاز آنها در رشد گیاه کم و ضروری است معمولا کلاته سازی برای عناصر آهن (Fe)، روی (Zn)، منگنز (Mn) و مس (Cu) متداول است. در خصوص عناصر ماکرو نیز عمدتا کلسیم (Ca) و منیزیم (Mg) به فرم کلاته جذب بهتر و موثرتری را نشان میدهد. الباقی عناصر مورد نیاز گیاه مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم، گوگرد، بور و مولیبدن نیز عمدتاً دارای فرم بسیار محلول و جذب بالا در گیاه بوده و یا در برخی شرایط نیازی به کلاته شدن ندارند. اما امکان طراحی فرمولاسیون‌هایی برای این عناصر نیز وجود دارد که محتوی کمپلکس‌هایی برای آزادسازی بهتر و کارایی بالاتر باشند.

کلات کردن به چه معناست؟

کلاته‌سازی فرآیندی شیمیایی است که در آن یک یون فلزی (مثلاً Fe²) با یک مولکول آلی (لیگاند) پیوند برقرار می‌کند و کمپلکسی پایدار و محلول در آب می‌سازد. این ساختار مانع از رسوب و غیرقابل‌جذب شدن عنصر در خاک می‌شود و در نتیجه باعث افزایش جذب آن توسط گیاه می‌گردد. ماده‌ای که با اتصال به یون‌های فلزی و عناصر غذایی ساختار پایدارتری تشکیل می‌دهد را عامل کلات کننده یا (Chelating Agent) میگویند. این عامل کلات کننده کمپلکسی را تشکیل میدهد که شامل یون فلزی و اتم‌ها و مولکول‌های متصل به آن میباشد.
عبارت کلات یا Chelate برگرفته شده از کلمه یونانی است که به معنای چنگ زدن یا نگه داشتن چیزی می باشد. در فرآیند کلات کردن کودها ، عناصر غذایی با عامل های کلاته در بر گرفته شده و اصطلاحا نگه داشته میشوند. به طوریکه که عامل کلاته به عنوان چنگک و محافظ ،عنصر غذایی را در خود نگهداری میکند تا بتواند راحت تر به جذب گیاه برسد. ازینرو فرم کلات یک عنصر در مقایسه با فرم معمولی آن سریع تر توسط گیاه جذب شده و باعث افزایش کارایی کود و جذب موثر عناصر میشود.

کلات آهن
کود کلات آهن ۱۰ ٪ به همراه ماده آلی

عامل های کلات کننده

با توجه به اینکه هدف از کلات کردن عناصر، افزایش دستیابی گیاه به عنصر مورد نظر است. کود‌های کلاته باید جذب عنصر غذایی را از طریق ریشه یا برگ گیاهان فراهم نمایند. از طرفی عواملی که عناصر را کلاته میکنند منشاء سنتزی، نیمه طبیعی و طبیعی دارند که هر نوع دارای اثرات و کارایی مختلفی بوده و نحوه مصرف و جذب متفاوتی را دارد. برخی از عوامل کلات کننده، زیست تخریب ناپذیر بوده و بقایای آن‌ها مدتها در خاک باقی میماند و در صورت عدم مصرف بهینه به محیط زیست آسیب میزنند، همچنین برخی از عوامل کلات کننده خاصیت زیست تخریب پذیر داشته و به صورت ایمن برای مصرف در کشاورزی پایدار و کشت‌های ارگانیک مناسب می باشند.
به صورت کلی عوامل کلات کننده را در دسته بندی های زیر اشاره میکنیم:
عوامل کلات کننده سنتزی یا مصنوعی:
EDTA: قابلیت کلاته کردن عناصر آهن، روی، منگنز، مس، کلسیم و منیزیم را دارد و از عامل های متداول و در دسترس می باشد. عمدتا مناسب محلول پاشی است.
DTPA: قابلیت کلاته کردن عناصر آهن، روی، مس و منگنز را دارد و از EDTA جهت مصرف کودآبیاری پایداری بیشتری در خاک‌های نسبتاً قلیایی دارد و نحوه مصرف آن بیشتر مناسب جذب ریشه‌ای می‌باشد.
EDDHA: فقط برای کلاته کردن عنصر آهن کاربرد داشته و مناسب خاک‌های بسیار قلیایی (pH تا ۱۰) بوده و نحوه مصرف آن فقط به صورت جذب ریشه‌ای (کودآبیاری) است. این عامل دارای ایزومرهای مختلفی پس از ساخت بوده که ایزومر ارتو-ارتو قابلیت جذب دارد. عامل EDDHSA نیز نسخه‌ای پایدارتر این کلات کننده است.
از عوامل دیگر غیر متدوال کلات کننده های نوع سنتتیک نیز میتوان به NTA و HEDTA اشاره کرد که عمدتا برای کلات کردن آهن، روی و منگنز کاربرد داشته و جذب محلول‌پاشی بالاتری دارند. همچنین نسخه‌های پایدارتر با خاصیت زیست تخریب پذیری مانند GLDA نیز کاربرد وجود دارد که جایگزین مناسبی برای کلیتور قدیمی EDTA می باشد.
عوامل کلات کننده نیمه طبیعی و طبیعی:
آمینو اسیدها: این عامل کلات کننده با منشاء نیمه طبیعی تقریبا برای همه عناصر ریزمغذی و کلسیم و منیزیم قابل استفاده بوده و با جذب سریع و تحریک رشد به جذب عناصر کمک می‌کند. این عامل برای کشاورزی ارگانیک نیز مناسب بوده و در مصرف به صورت محلول‌پاشی موثر‌تر می‌باشد. (امکان استفاده ترکیبی آمینو اسید با EDTA نیز در اغلب کودها وجود دارد اما بسته به نوع محصول ممکنه به عنوان عامل کلات کننده سنتزی محسوب شود.)
لیگنوسولفونات‌ها: برای کلاته کردن عناصر آهن، روی، منگنز و مس کاربرد دارد و حاوی کربن آلی بوده و به میکروبیوم خاک کمک می‌کند لذا برای کشاورزی ارگانیک پیشنهاد میشود، اما قابلیت کلات کنندگی کمتری نسبت به عوامل سنتزی یا مصنوعبی فوق الذکر دارد. نحوه مصرف این نوع کودهای کلاته نیز به صورت محلول پاشی و عمدتا کودآبیاری است و برای خاک‌های غیر قلیایی مناسب‌تر است.
فولویک اسید: عنصرهای کلات شونده با این عامل شامل آهن، روی، منگنز بوده که برای اکثر خاکها قابل استفاده می‌باشد. کودهای کلاته شده با این عامل به ساختار خاک کمک کرده و قابلیت مصرف به صورت کودآبیاری و محلول‌پاشی را دارد.
گلوکونات‌ها: این عامل کلات کننده که از مشتقات گلوگز بوده به عنوان عامل نیمه طبیعی با یون‌های فلزی آهن، روی و مس تشکیل کمپکلس میدهد. این عامل زیست تخریب پذیر بوده و برای کشاورزی ارگانیک و مصرف به صورت محلول‌پاشی مناسب می باشد.
اسیدهای آلی: این دسته شامل عامل‌های متعدد و طبیعی است که برای کلاته کردن و کمپلکس کردن اکثر عناصر کاربرد دارد و با داشتن گروه عاملی (- COOH) و کربن آلی به جذب بهتر عناصر کمک کرده و به دلیل خاصیت زیست تخریب پذیری برای کشاورزی ارگانیک مناسب است. نحوه مصرف این نوع به صورت کودآبیاری و محلول‌پاشی بوده اما در محلول‌پاشی به دلیل وزن مولکولی پائین اجزاء تشکیل دهنده جذب بالاتری دارند.
هر یک از لیگاندها و عوامل کلات کننده ذکر شده، هنگامی که با یک عنصر ریزمغذی ترکیب  یا باند میشوند، میتوانند تشکیل کلات یا کمپلکس داده و به عنوان یک کود کلاته عمل کنند. مولکول‌های لیگاند حلقه‌ای را ایجاد می‌کند تا عنصر را احاطه کند (مانند چنگک). این فرآیند خاصیت سطحی عناصر ریزمغذی را تغییر داده و کارایی جذب عناصر را در مصرف محلول پاشی یا خاکی افزایش می‌بخشد.
نکته مهم در مصرف کودهای کلاته توجه به نوع عامل کلات کننده است؛ چرا که هر نوع دارای مصرف در شرایط خاص و نحوه مصرف متفاوت می‌باشد. با رعایت این اصل در مصرف کودهای کلاته باعث کسب بهترین نتیجه می‌گردد.

پایداری کلات ها

استحکام پیوند شیمیایی بین لیگاند و یون فلز در کودهای کلاته به نوع لیگاند، نوع یون و pH کود و خاک بستگی دارد. هرچه پیوند قوی تر باشد، یون فلزی پایدارتر است و هر عامل کلات دارای پایداری متفاوتی در زمان عملکرد می باشد. به طور کلی عامل های کلات کننده دارای پایداری متفاوت ضعیف تا خوب در بازه ۶ تا ۱۰ در pH خاک هستند، کلات کننده های سنتتیک یا مصنوعی پایداری مناسب تری در خاک‌های قلیایی داشته اما زیست تخریب ناپذیر بوده و مناسب کشت‌های ارگانیک نیستند. همچنین کلات کننده ها دارای قابلیت جذب برگی (محلول‌پاشی) متفاوتی نیز در زمان مصرف می باشند. برخی جذب سریع و راحت در محلول‌پاشی داشته و برخی غیر قابل محلول‌پاشی هستند. کلات کننده های طبیعی یا نیمه طبیعی برای محلول پاشی مناسب تر بوده و بقایای کمتری در خاک داشته و زیست تخریب پذیر می باشند.
به طور کلی انتخاب صحیح نوع کود کلاته به عنصر هدف برای رفع کمبود، pH خاک، نحوه مصرف (خاکی یا برگی) و نوع کشت بستگی دارد. چرا که در سطوح خاص pH؛ کمپلکس های کلاته پایداری دائمی ندارند و لیگاند تمایل دارد از یون فلز جدا شود. به همین خاطر انتخاب نوع کود کلاته با توجه به شرایط گیاه و خاک حائز اهمیت می باشد. به طور مثال جهت رفع کمبود آهن در شرایط خاک قلیایی و آهکی اگر از کود کلاته آهن با عامل کلات کننده EDDHA استفاده کنیم میبایست روش مصرف حتما به صورت کودآبیاری (جذب ریشه‌ای) باشد و اگر از کود کلات آهن با عامل کلات کننده اسیدهای آلی یا اسید آمینه استفاده میکنیم میبایست روش مصرف حتماً به صورت محلول‌پاشی (جذب برگی) انجام شود.