Хелаты представляют собой инновационные добавки к удобрениям, которые, по заявлениям, способствуют улучшению роста растений и устраняют проблему хлороза. Применение хелатных удобрений набирает популярность, и даже некоторые продукты, не являющиеся подлинными хелатными соединениями, обладают хелатирующими качествами.
Что такое хелатирование и целесообразно ли вносить хелаты в почву? Каковы преимущества хелатирующих свойств для культурных растений?
Что представляют собой хелаты?
Для понимания хелатов необходимо иметь представление о металлах, являющихся микроэлементами, таких как железо, медь, цинк, магний и марганец. Эти элементы, известны в виде твердых веществ и должны быть преобразованы в водорастворимую форму, именуемую ионами, чтобы растения могли их усваивать.
Эти ионы находятся в воде, которая окружает частицы почвы. При взаимодействии с кислородом они превращаются в форму, недоступную для растений. Происходит окисление металлов. Они также могут соединяться с другими ионами, что приводит к их осаждению в виде твердых веществ и делает их недоступными для растений.
В этом контексте хелаты приобретают важное значение. Хелаты — это органические молекулы, которые захватывают и удерживают ионы металлов, предотвращая их реакцию с кислородом или другими ионами. Несмотря на то, что хелаты связывают ионы металлов, растения все же могут поглощать их через корни и использовать в качестве питательных веществ.
Хелаты облегчают растениям доступ к определенным питательным веществам. На самом деле, растения используют хелаты для транспортировки ионов металлов от корней к листьям. Хелаты являются неотъемлемой частью роста растений и используют их в физиологических процессах.
Любое химическое вещество, обладающее описанными выше свойствами, обладает так называемыми хелатирующими свойствами. Даже глифосат, активный компонент сплошных гербицидов действует как хелат в почве.
Хелаты приносят пользу растениям:
Увеличение растворимости ионов:
Некоторые ионы питательных веществ менее растворимы в воде, чем другие, и если они не растворены в воде, растения не могут их использовать. Хелатирование делает эти ионы более растворимыми, делая их более доступными для растений.
Предотвращение осаждения:
При повышенном pH некоторые ионы металлов, например, железа, реагируют с другим ионом, называемым гидроксилом (OH-). Когда эти два иона соединяются, они больше не растворяются в воде и выпадают в осадок (т. е. образуют твердое вещество). Это объясняет, почему некоторые растения становятся хлоротичными и проявляют симптомы дефицита железа в щелочной почве, даже если в ней много железа. Хелатирование ослабляет эту реакцию, делая больше железа доступным для растений.
Снижение токсичности ионов металлов:
Некоторые ионы металлов становятся токсичными для растений при более высоких концентрациях. Хелатирование удаляет ионы из воды, снижая их концентрацию. Поскольку растения больше не подвергаются прямому воздействию иона, токсические эффекты также снижаются.
Хелатирующие молекулы, ответственные за это, обычно представляют собой довольно крупные органические молекулы.
Уменьшение выщелачивания:
Хелаты удерживают ионы и не допускают их в почвенную воду. Вода, протекающая мимо хелатирующих молекул, больше не будет вымывать ионы, уменьшая выщелачивание. Хелаты не полностью устраняют выщелачивание, но они определенно замедляют этот процесс.
Подавление фитопатогенов:
Удерживая ионы, хелаты затрудняют доступ к ним некоторых патогенов, тем самым замедляя их рост.
Источники хелатов:
Компании теперь продают хелаты в форме порошка, который можно добавлять в почву. Эти продукты содержат такие ингредиенты, как EDTA, DTPA и EDDHA.
Вы также можете приобрести хелатное удобрение, в котором микроэлементы присоединены к молекулам хелата в процессе производства. Когда удобрение добавляется в почву, ионы немедленно защищаются от кислорода и других ионов.
Органическое вещество служит естественным источником хелатов. Все органические соединения обладают определенной способностью к хелатированию, что является ключевой функцией органического вещества в почвенном профиле.
Растения способны синтезировать хелаты. Некоторые виды, например злаковые, при недостатке железа продуцируют собственные хелаты. Эти небелковые аминокислоты высвобождаются корнями в почвенный раствор, окружающий корни (ризосферу). Они захватывают ионы железа и удерживают их до контакта с корневой системой, после чего освобождают ион в корни. Затем молекула хелата может снова начать поиск иона для повторения цикла.
Эти хелаты функционируют как мини-такси, транспортируя молекулы железа до попадания на корень.
Выбор подходящего хелата
Важно выбрать подходящее хелатное удобрение. Каждое хелатное соединение обеспечивает различное количество ионов и эффективно при разных уровнях pH.
Железо – ЭДТА: обеспечивает максимальное высвобождение железа в почву, но эффективно только в кислых почвах. Это распространенная форма, встречающаяся в большинстве жидких удобрений. ЭДТА также имеет высокое сродство к кальцию и не должна использоваться на почвах с высоким содержанием кальция, так как становится неэффективной для защиты железа. ЭДТА лучше работает с ионами других металлов при высоком pH.
Железо – DTPA: эффективно при pH до 7,5 и менее чувствительно к кальцию по сравнению с железом – ЭДТА.
Железо – EDDHA: может использоваться при pH до 11, но является самым дорогим хелатом в этой категории. И производится в концентрации 6%.
Помимо pH, выбор правильного хелата также должен учитывать доставляемый ион и тип удобряемого растения. Это значительно сложнее, чем предполагает реклама продукта, особенно для продуктов, ориентированных на домашних садоводов.
Вы когда-нибудь видели «подходящий диапазон pH» на хелатирующем продукте? Вероятно, нет. Как только потребитель убеждается в полезности хелатов для почвы, он покупает любой хелатирующий продукт независимо от pH почвы.
Хелаты и окружающая среда
ЭДТА — один из самых популярных хелатов, используемых в сельском хозяйстве, и, к сожалению, он не быстро разлагается микробами. Он также токсичен для них. В результате в наших водных системах обнаруживается все большее количество ЭДТА.
ЭДТА сама по себе не представляет большой проблемы, но она также связывается с тяжелыми металлами, что делает их более доступными для растений. Накопление тяжелых металлов в продовольственных культурах может быть реальной проблемой.
ЭДТА также используется в производстве, что является значительным источником загрязнения.
Выводы, сделанные в отношении хелатов, растут ли растения лучше?
- Это справедливо, если растения плохо растут из-за низкого уровня питательных веществ, а эффект хелатов лучше наблюдается в кислой почве.
- Хелаты играют важную роль в агрономии и садоводстве, обеспечивая эффективное усвоение питательных веществ растениями, особенно в условиях, когда прямое внесение минеральных удобрений малоэффективно из-за химических свойств почвы. Однако, использование хелатов требует особой внимательности к их типу и концентрации, а также к состоянию почвы и потребностям растений.
- Одним из ключевых аспектов применения хелатов является их способность улучшать доступность питательных элементов в условиях высокого pH, где многие элементы, такие как железо, марганец и цинк, становятся менее доступными для растений. Хелаты, такие как EDDHA, особенно эффективны в таких условиях, обеспечивая более стабильное и длительное снабжение растения питательными веществами.
- Тем не менее, важно учитывать, что чрезмерное или неправильное использование хелатов может привести к нежелательным экологическим последствиям. Например, некоторые хелаты, такие как EDTA, могут накапливаться в окружающей среде, вызывая загрязнение водных ресурсов и почвы. Поэтому при выборе хелатов для использования в садоводстве или сельском хозяйстве, необходимо ориентироваться на продукты, которые не только эффективны, но и безопасны для окружающей среды.
- Кроме того, применение хелатов должно быть направлено на улучшение общего состояния почвы, включая её структуру, водоудерживающую способность и биологическую активность. Органические удобрения и компосты, богатые органическим веществом, могут служить альтернативой химическим хелатам, обеспечивая долгосрочные преимущества для почвы и растений. Таким образом, выбор методов удобрения и подкормки должен основываться на комплексном подходе, учитывающем как потребности растений, так и состояние окружающей среды.