Chelatácia je technologický postup, ktorý sa používa na výrobu hnojív s chelátovanými živinami (skrátene chelátovaných hnojív) určených na výživu rastlín. Kovové ióny rastlinných živín vo väzbe s chelatačným činidlom, vytvárajú takzvané cheláty – stabilné zlúčeniny, ktoré sú pre rastliny dostupnejšie a ľahko dopravované vo vnútri rastliny.
Ión – je elektricky nabitá častica vzniknutá z atómu alebo molekuly ubratím alebo pridaním elektrónu. Získaním elektrónu vzniká anión alebo stratou elektrónu vzniká katión. Väčšina iónov je rozpustná vo vode.
Živiny, okrem iných foriem, sú v pôde prítomné i vo forme kovových iónov, ktoré rastliny prijímajú cez svoje korene. Ióny kovových živín môžu v pôde vytvárať nevhodné chemické reakcie, ktoré znemožňujú ich pohyb a prijímanie rastlinami. Nechelátovaná kovová živina je v pôde adsorbovaná ílom a organickou hmotou alebo vyzrážaná ako soľ. Po chelátovaní je živina schopná sa v pôde voľne pohybovať. Za pomoci chelátov sa rastliny dokážu vyhnúť negatívnym účinkom nežiaducich reakcií v pôde a prijať potrebné živiny.
Cheláty zohrávajú vo výžive rastlín životne dôležitú úlohu pri prijímaní a transportovaní skupiny živín označovaných ako mikroprvky (kovov ako meď, mangán, železo, zinok, molybdén a polokovu bór), ale i ostatných živín (N, P, K, Ca, Mg, S) označovaných ako makroprvky.
Hnojivá obsahujúce chelátované živiny, prispievajú k lepšiemu využitiu živín rastlinami, k ich zdraviu – rastliny sú odolnejšie voči stresovým faktorom, škodcom a chorobám, cheláty zväčšujú veľkosť koreňovej sústavy a tým zároveň vstrebávanie živín koreňmi, čím výrazne urýchľujú tempo rastu, zvyšujú výnosy plodín a kvalitu úrody.
Čo je chelatácia
Rastlinné kovové živiny patria medzi minerály. Vedecký výskum o pohybe minerálnych látok v organizme rastlín dokázal, že chelátové formy minerálov, sú rastlinami najlepšie využiteľné a omnoho účinnejšie v porovnaní s organickými a anorganickými formami minerálov – rastlinných živín.
Chelatácia je chemická reakcia kovových iónov – minerálnych rastlinných živín s chelatačným činidlom. Chelatačné činidlo sa nazýva odborne aj ligand.
Chelát predstavuje chemickú väzbu jedného kovového iónu – minerálnej rastlinnej živiny, na minimálne dva „nosiče“ zvyčajne organické kyseliny alebo iné organické zlúčeniny.
Minerálna rastlinná živina – kovový ión, je zovretá v klepetách (chelát z gréckeho slova chele = klepeto raka) nasledovne:
|
LIGAND |
KOVOVÝ IÓN |
LIGAND |
|
Chelatačné činidlo organická kyselina alebo iná organická zlúčenina |
minerálna rastlinná živina |
Chelatačné činidlo organická kyselina alebo iná organická zlúčenina |
Ligand (chelatačné činidlo) – organická molekula, vlastne „drží“ kovový ión – minerálnu rastlinnú živinu a ochraňuje ju pred vzájomným ovplyvňovaním s inými iónmi a chemickými zlúčeninami v pôde. Vzájomné ovplyvňovanie by mohlo spôsobiť, že živina nebude dostupná pre rastlinu.
Výsledkom chemického procesu chelatácie, je stabilná zlúčenina kovu – minerálnej rastlinnej živiny, okolo ktorej je vytvorený ochranný obal z ligandu – z molekuly organickej kyseliny alebo inej organickej zlúčeniny. Vzniká nová organická zlúčenina takzvaný chelátový komplex, zjednodušene chelát, s vylepšenou prijateľnosťou pre rastlinu.
Chelátovaním sa dosahuje zlepšenie stability, rozpustnosti a pohyblivosti kovových iónov, ktoré sa stávajú ľahko dostupné pre rastliny ako minerálne živiny.
Cheláty v rastline fungujú ako spoľahlivá doprava dôležitých živín
Cheláty umožňujú ľahšiu a účinnejšiu výživu rastlín. Umožňujú efektívny príjem, transport a udržanie optimálnej hladiny životne dôležitých kovových minerálnych živín v rastline.
Rastlina, na to aby prežila, potrebuje do seba dostať kovové ióny – minerálne rastlinné živiny, lenže tie bývajú často ťažko pohyblivé, pretože sú viazané v pôde.
Cheláty pre rastliny fungujú ako sprostredkovatelia medzi živinami – kovovými iónmi a rastlinou. Predstavte si cheláty ako spoľahlivú dopravnú službu životne dôležitých živín pre rastliny.
Cheláty ako spoľahlivá dopravná služba „naložia“ kovový ión, cestou ho ochránia pred negatívnymi vplyvmi prostredia, a ión – rastlinnú živinu spoľahlivo dopravia do rastliny, kde ho „vyložia“ a ten sa následne zúčastňuje metabolických procesov v rastline.
Celý postup fungovania chelátov v rastline podrobnejšie:
1 krok: Výber vhodného chelatačného činidla
Vyberie sa najvhodnejšie chelatačné činidlo, ktoré dokáže vytvoriť s kovovým iónom – živinou taký chelátový komplex, ktorý bude stabilne fungovať v širokom rozmedzí podmienok. Niektoré chelatačné činidlá reagujú len s určitými kovmi – živinami a vytvárajú stabilné cheláty. Nie je možné vytvoriť stabilný chelátový komplex kovu s každým chelatačným činidlom. Z tohto dôvodu sa používajú rôzne druhy chelatačných činidiel (prírodné i syntetické), aby bolo možné vyrobiť funkčný chelátový komplex každého kovu – živiny do akýchkoľvek podmienok, v ktorých sa bude chelát používať.
2 krok: Viazanie kovových iónov a formovanie chelátového komplexu
Chelatačné činidlo sa naviaže cez takzvané donorové väzby na kovový ión – živinu a vytvoria spolu chelátový komplex.
3 krok: Transport chelátového komplexu
Chelátový komplex sa transportuje do rastliny cez koreňové vlásky alebo cez listy do cievneho systému rastliny. Cievnym systémom rastliny sa chelát rozvádza do celého tela rastliny.
4 krok: Uvoľnenie kovového iónu
Z chelátového komplexu sa uvoľní kovový ión – živina, ktorá môže byť použitá v metabolických procesoch vo vnútri rastliny.
5 krok: Retrogradácia chelatačného činidla
Chelatačné činidlo, ktoré sa uvoľnilo z chelátového komplexu, zostáva v rastline, ktorá ho môže zo svojho tela vylúčiť do pôdy, kde sa následne rozpadáva a znehodnocuje na iné neškodné organické zlúčeniny a prvky. A tým je celý proces ukončený, živina dopravená do cieľa a zabudovaná rastlinou do svojho tela.
Cheláty – otázky a odpovede
Ktoré rastlinné živiny sa najčastejšie chelátujú a ktoré sa chelátovať nedajú?
V kombinácii s vhodným chelatačným činidlom, sa chelátujú predovšetkým mikroprvky, ktoré sú potrebné pre rast a vývoj rastlín vo veľmi malých množstvách. Prvky, ktoré tvoria mikroprvky, sú zinok, mangán, meď, molybdén, bór, železo. Okrem nich sa chelátujú ešte vápnik a horčík. Nechelátujú sa dusík, fosfor, draslík a síra.
V akej forme sa vyrábajú cheláty?
Vo výrobnom procese sa najprv vyrobí tekutý chelát. Následne z tekutého chelátu sa vyrába pevná kryštalická forma chelátov. Pevnú formu chelátu je možné aplikovať priamo na pôdu a ihneď rozpustiť závlahovou vodou, alebo pevný chelát najprv rozpustiť vo vode a použiť ako zálievku, prípadne postrek. Tekutá forma chelátu sa riedi vodou a aplikuje sa priamo zálievkou do pôdy, postrekom na list alebo sa môže pridať do vody v zavlažovacom systéme a hydropónii.
Existuje pravidlo kedy sa používajú cheláty a kedy nie?
Nie, také pravidlo neexistuje, cheláty sa dajú používať na hnojenie vždy.
Akými spôsobmi je možné aplikovať cheláty?
Priamo do pôdy sa môžu chelátované hnojivá aplikovať v pevnej i v tekutej forme. Najúčinnejšia je aplikácia foliárna – tekutým postrekom na list. Chelátované hnojivá je možné pridávať i do závlahovej vody do zavlažovacieho systému alebo do hydroponického systému.
Čo je dôležité dodržať pri aplikácii chelátov?
Správnou aplikáciou dosiahneme, že chelátový komplex bude stabilný, predčasne sa nerozpadne a chelátované hnojivo zostane plne funkčné.
pH okolitého prostredia – stabilitu chelátu zaručuje v prvom rade správne pH okolitého prostredia, konkrétne pH pôdy, ak sa cheláty aplikujú do pôdy a pH vody, ak sa cheláty pred aplikáciou rozpúšťajú vo vode alebo sa používajú vo vode zavlažovacieho systému a v hydropónii.
Dôležitosť pH – každá živina má svoj obľúbený rozsah pH, pre väčšinu živín sa pohybuje v rozsahu pH 5,5-7,3 kedy je väčšina živín rastlinou prijímaná bez problémov. Pokiaľ je pH príliš vysoko alebo nízko nad optimálnu hodnotu, môžu rastliny začať uprednostňovať niektoré živiny pred inými živinami. Napríklad mangán a železo sa rýchlo prijímajú pri pH 5, ale horčík a vápnik sú pri pH 5 zablokované, rastlina ich nedokáže prijímať a začína trpieť nedostatkom horčíka a vápnika.
Vonkajšia teplota – pri príjme chelátov rastlinou hrá dôležitú úlohu vonkajšia teplota, ktorá nesmie klesnúť pod +8 °C, optimálna teplota na príjem chelátov rastlinou je +20 °C. Platí pravidlo, že čím je teplota vyššia počas aplikácie a po nej, tým rýchlejšie sa chelátový komplex rozpadáva.
UV žiarenie – na stabilitu a príjem chelátov má vplyv aj silné slnečné UV žiarenie, pri silnom slnečnom UV žiarení sa chelátový komplex rozpadá a účinnosť sa znižuje, preto sa cheláty aplikujú vždy skoro ráno alebo pred západom slnka.
Aký vplyv na chelát má kvalita vody?
Voda používaná na zavlažovanie, voda v pôde, voda v postreku alebo zálievke, musí mať zodpovedajúce pH v rozmedzí stability chelátu, aby nedošlo k vyzrážaniu kovového iónu v chelátovom komplexe s iónmi vápnika a horčíka, ktoré voda môže obsahovať.
Vyzrážaním sa stáva chelátované hnojivo neúčinné?
Vyzrážanie kovového iónu z chelátového komplexu je chemická reakcia, pri ktorej sa vplyvom nevhodných podmienok prostredia uvoľní ión kovu z chelátovej väzby a nahradí sa iným kovovým iónom. Vyzrážané ióny majú tendenciu tvoriť pevné častice – zrazeniny, ktoré rastliny nevedia prijať okamžite alebo vôbec. Najčastejšou príčinou vyzrážania býva nevhodné pH vody a pôdy alebo prítomnosť iných iónov vo vode alebo pôde, napríklad iónov Ca-vápnika a Mg-horčíka. I po vyzrážaní hnojivo zostáva naďalej funkčné, rýchlosť účinku hnojiva je však pomalšia.
Na čo sú cheláty citlivé počas skladovania?
Počas skladovania sa u tekutých foriem chelátov vyhýbajte silnému slnečnému UV žiareniu a vysokým teplotám nad +25 °C. Na cheláty v pevnej forme vplýva silné UV žiarenie. Pevné cheláty sú hygroskopické. To znamená, že hnojivá pútajú vzdušnú vlhkosť, čo môže viesť k hrudkám v hnojive, preto je skladovanie pevných a aj tekutých chelátovaných hnojív v uzavretých obaloch na suchom, chladnom a dobre vetranom mieste veľmi dôležité.
Pokiaľ sa chelát aplikuje na rastlinu alebo do pôdy, nemôže sa pôda alebo rastlina predávkovať chelatačným činidlom?
Nie, nemôže. Chelát sa po vykonaní svojej úlohy rozpadáva a chelatačné činidlo sa znehodnocuje na iné neškodné zlúčeniny a prvky. Napríklad najpoužívanejšie chelatačné činidlo EDTA sa považuje za prirodzene biologicky odbúrateľné, čo znamená, že keď sa vypustí do životného prostredia, je úplne mineralizované (úplne sa premení na oxid uhličitý, vodu a amóniový katión).
Záver
Dbajte o prísne dodržiavanie návodu na aplikáciu chelátov. Nakoľko sú chelátované hnojivá koncentrované a vysoko účinné, dávkujú sa vo veľmi malých množstvách, čo používateľa zvádza k zvýšeniu aplikačnej dávky a predávkovaniu. Predávkovaním chelátovanými živinami si môžete poškodiť rastliny.