Listové hnojivá

Cheláty

Názov je odvodený od gréckeho názvu klepetá (chelé). Všeobecne je možno definovať ich  ako cyklické zlúčeniny, v ktorých sa pri vytvorení kruhu zúčastňuje vodíkový atóm alebo kov.
 Pre živé organizmy majú význam najmä cheláty, ktoré vznikajú z  kovov a organických zlúčenín. Tieto cheláty nazývame chelátové komplexy  alebo kovové cheláty. Centrálny kovový atóm je tu viazaný ligandami ( ligare – viazať, lat.).  Delíme ich na:

  1. aniónové  -   H, O2, OH, Cl, SO42,  (COO)2-2
  2. katiónové  –  NO
  3. neutrálne –  H2O, NH3, = N,  NH2CH2CH2NH2

 

Ligandy vystupujú ako donory elektrónov.

Cheláty sú veľmi stabilné zlúčeniny. Kovový atóm je v nich  zovretý organickými skupinami , teda je chránený pred vonkajšími vplyvmi, napr. cheláty nepodliehajú hydrolýze a sú teda rastlinou prijímané ako molekula. V živých organizmoch nie sú ničím neprirodzeným. Najznámejšími chelátmi sú hemoglobín a chlorofyl. Molekuly chelátov vďaka svojej veľkosti pomerne  ľahko prenikajú  do rastliny. Rýchlosť prieniku nie je u všetkých chelátov rovnaká, ale priamo úmerná  veľkosti ich molekuly ( tab. 1). 
Schopnosť vytvárať cheláty má však celý rad organických zlúčenín. Sú to napríklad hydroxykyseliny, α-aminokyseliny, fenoly, dioly, pyridin, humáty a i. Molekulu chelátu vytvárajú vždy dve molekuly chelatonu, ktoré obklopujú centrálny atóm kovu. Molekula bežne používaných chelátov sa javí ako anión a je nerozpustná. Až po neutralizácii a vytvorení soli ( KOH, NaOH a pod.) vzniká rozpustná zlúčenina. Rozpustnosť chelátov je v priemere 1 mol/lt, čo v praxi predstavuje 10% roztok.
Pri zvyšovaní pH nedochádza k vyzrážaniu látky a ani pri extrémnych hodnotách pH, kedy sa látka môže čiastočne vyzrážať, k úplnému vyzrážaniu nedochádza . Draselné a sodné soli chelátov sú väčšinou farebné . Sú odolné aj proti rozkladnému účinku UV žiarenia.

 

Pre listovú výživu rastlín je možné využiť niekoľko skupín chelatačných činidiel:

  1. Skupina syntetických chelatonov
  2. Dioly
  3. α-aminokyseliny
  4. Hydroxykyseliny
  5. Fenoly
  6. Prírodné chelatačné činidlá

 

  1. Syntetické chelatony

NDT  - nitril 3 octová kyselina
EDTA – etalendiaminotetraoctová kyselina
DCTA – dietylencyklohexanoctová kyselina
DTPA – dietylenpentaoctová kyselina
IAA – iminooctová kyselina, látka tejto skupiny sú v súčasnosti najčastejšie používané vo výžive rastlín aj živočíchov.

Tieto chelatony vytvárajú cheláty typu :

Cheláty

Kyselina etyléndiaminooctová - EDTA

Kyselina nitriloctová

Kyselina nitriloctová

Kyselina iminooctová

Kyselina iminooctová

Tvorba chelátu

Tvorba chelátu z kyseliny iminooctovej s vápnikom

Chelatony tejto skupiny sú veľmi vhodné na reakciu s Cu, Fe2++, Zn. Avšak s jednotlivými kovmi reagujú s "rôznou ochotou". Pevnosť väzby klesá od Cu k Zn, t.j. jednotlivé kovy sú schopné z väzby sa vzájomne vytláčať. Ďalej je dôležité pracovať s prebytkom kovu, pretože pri prebytku chelatonu dochádza k rozpadu chelátovej väzby. Z fyziologického hľadiska je ďalej podstatné aj to, že v prípade Fe môže dochádzať k oxidácii Fe2++ na Fe3+++. Výrobcovia väčšiny vyrábaných listových hnojív používajú iba túto skupinu činidiel pre dobrú komerčnú dostupnosť. Ich výlučné používanie však prestavuje značné fyziologické riziko. Aplikácia vysokých dávok hnojív s EDTA môže vyvolať zvýšenú akumuláciu až na úrovaň fytotoxicity. Vysoká retroaktivita tejto látky spôsobuje odčerpávania ionov Ca a Mg a vedia až k dezintegrácii bunkovej štruktúry. Už v koncentrácii 0,1 nmol spôsobuje oproti kontrole 20 % inhibíciu akumulácie P. Preto je pre rastliny výhodnejšie používať zmesi chelátov.

2.Dioly

OH –– CH2 –– CH2 –– OH

Monoetylglykol

Táto látka veľmi ochotne reaguje s bórom B, mangánom Mn, molybdénom Mo. Tvorí u prvých dvoch látok bezfarebný chelát, v prípade Mo tmavomodrý chelát.

Monoetylglykol

Výsledná látka sa vyznačuje nižším pH než východzia a preto je použiteľná iba ako soľ. Fyziologicky je veľmi účinná ako donor živín aj ako protimrazové  protetikum.
 
3.  α-aminokyseliny

Tieto sú pre rastliny veľmi dobre prijeteľné. Vytvárajú chemikom dobre známe cheláty typu:

aminokyseliny

Táto tmavomodrá zlúčenina vzniká pri pH 4,8 – 6,5 .

 

4. Hydroxykyseliny

V tejto skupine sú z bežne používaných látok:

Kyselina citrónová

Kyselina citrónová

Kyselina vinná

Kyselina L-vinná

V ostatnom čase sa začínajú veľmi úspešne používať kyseliny:

Kyselina glukarová

Kyselina glukarová

Kyselina glykolová

Kyselina glykolová

  • Cheláty kyseliny citrónovej.  Ich najväčšou prednosťou je ich nízka cena a jednoduchosť syntézy. Často sa vyrábajú priamo u spotrebiteľa. Ďalšou ich prednosťou je nízke pH, ktoré ich predurčuje k použitiu pre rastliny pestované na zásaditejších pôdach i na aplikáciu do pôdy.
  • Cheláty kyseliny vinnej.  Kyselina vinná so železom Fe++ vytvára zelené cheláty, ktorých najväčšou prednosťou je vysoký rH (redoxný faktor), ktorý zabezpečuje stálosť Fe++.

Cheláty kyseliny vinnej

  • Cheláty kyseliny glukarovej.  Táto kyselina patriaca k uronovým kyselinám má tú pozoruhodnú vlastnosť že je gelom. Umožňuje výrobu gelových listových hnojív. Prednosťou týchto je dlhá a plynulá pôsobnosť a stálosť proti UV žiareniu. Nevýhodou kyseliny glukarovej je nerozpustnosť Ca chelátu.
  • Kyselina glykolová.  Táto najjednoduchšia kyselina bežne sa vykytujúca v nezrelom ovocí má naopak schopnosť vytvárať s Ca++ žlto sfarbený chelát, s dobrou rozpustnosťou a stálosťou

Kyselina glykolová

 

5. Fenoly

Cheláty tejto skupiny sú historicky najstaršie známe cheláty  (dubienkový atrament). Fenolové látky s funkčnými skupinami v polohe ORTO veľmi ochotne reagujú najmä s kovmi za tvorby čieno sfarbených chelátov, ktoré sú veľmi stabilné. Využiteľný je najmä tanín, t.j. kyselina galová.

Fenoly

Oxidovaný tanín (flobafen) tvorí s Fe++ červeno zafarbené cheláty, v pôde veľmi stabilné.

 

6. Prírodné chelatačné činidlá

 

Bežne bývajú používané humínové kyseliny. Poľnohospodárskej verejnosti je ale menej známe použitie odpadov z výroby vína, t.j. matoliny  a vinné kaly, ktoré obsahujú kyselinu vinnú a tanín.
Najmä pre diagnostické účely sa používa v koreňoch Moreny farbiarskej obsiahnutý ALIZARIN, ktorý s Ca++ dáva výrazne červený chelát. Podobných rastlinných chelatonov je nepreberné množstvo, využívajú sa predovšetkým v laboratórnych podmienkach.

 

Tab. č.1

Niektoré syntetické aminopolykarbonové kyseliny schopné vytvárať chelátové kovové komplexy, trvácnosť stability (lgK) dopĺňaním kovu (e) narastá a rádius (r) klesá. Stabilita komplexu rastie.

Kovový ión

NTA

EDTA

DCTA

DTPA

e2/r

Mn2+

8,50

14,04

16,80

15,50

4,30

 Fe2+

8,80

14,33

18,20

16,00

4,81

Zn2+

10,66

16,50

18,70

18,00

4,81

Cu2+

13,10

18,80

21,20

20,50

5,71

Fe3+++

15,87

25,10

29,30

27,50

13,40

 

NTA     ––    nitrilo 3 kyselina    ––     Komplexon 1
EDTA  ––   etylendiaminotetraoctová kyselina    ––     Komplexon 2 – 3
DVTA  ––   dietyléncyklohexa tetra octová kyselina   ––     Komplexon 4
DTPA   ––   dietylentriaminopenta octová kyselina

Tab. č.2
Ionorádius (r) a koordinačné číslo k niektorých dôležitých prvkov

Prvok

r (nm)

k

Prvok

R(nm)

K

N

0,01

3

Fe3+

0,067

6

P

0,044

4

Fe2+

0,083

6

K1

0,133

8-12

Mn2+

0,080

5-8

S6+

0,037

4

Zn2+

0,74

6

Ca2+

0,106

6-10

Cu2+

0,72

4

Mg2+

0,078

6

 

 

 

<< návrat

O nás | Princíp pôsobenia | Produkty | Referencie | Kontakt

Copyright © 2012 - 2016 JK listové hnojivá | Webdesign: JP Design