تاثیر کود های کلاته پیشرفته بر بهبود عملکرد، کیفیت و سلامت محصولات گیاهی

نقش کود کلات در تغذیه گیاهان بر هیچکس پوشیده نیست. کمبود ریز مغذی ها یک مسئله مهم در آینده کشاورزی تولید گیاهان زراعی است.

کودهای ریز مغذی در حال کسب جایگاهی مهم در کشاورزی هستند و ممکن است حتی طی چند دهه آتی نقش حیاتی در پایداری و ثبات در منطقه بازی کنند.

۳ دسته مهم منابع ریزمغذی ها: کمپلکس های غیرآلی، کود های کلات سنتتیک و آلی هستند.

منابع غیر ارگانیک مثل سولفات مس، منگنز، آهن و روی رایج ترین نمک های فلزی در کودهای صنعتی هستند چون آن ها به راحتی قابل دسترس گیاه قرار می گیرند و به راحتی در آب حل می شوند.

در ۳۵-۴۰ سال گذشته ترکیبات دارای کلات های فلزی می توانند مواد ریزمغذی زیادی را در اختیار گیاه قرار دهند. این کود های کلات در طیف های گسترده ای محصولات کشاورزی استفاده می شوند.

نحوه و برنامه کاربرد کود کلات با توجه به مواد افزودنی، پوشش بذر، محلول پاشی و استفاده در محیط هیدروپونیک متفاوت است.

کود کلات و کلاتگرها در تغذیه گیاهان

کود کلات نوعی مجموعه شیمیایی ارگانیک است که فلز به طور محکم نگه داشته شده است و نمی تواند با سایر مواد واکنش دهد در نتیجه از دسترس گیاه به طور نامحلول خارج نمی شود.

کلاتگرها مولکول های آلی هستند که یون های فلزی مانند کلسیم، منیزیوم، آهن، مس و روی را محکم نگه می دارند و به طور آهسته در گیاهانی که آن ها را جذب می کنند آزاد سازی می کنند.

بطور کلی نقش کود های کلات  در تغذیه گیاهان می تواند هم سرعت بخش رشد گیاه و هم تضمین کننده سلامت آنها است.

فلزات الکترون خود را به اشتراک می گذارند و به سایر آنیون ها می چسبند مولکول های آب با یون های فلز پیوند کوردیناسی می دهند و گروه های دوگانه، سه گانه و چندگانه جایگزین گروه های کلاتگر می شوند.

فلزات و کلاتگرها ساختار حلقه مانندی تشکیل می دهند. این ساختار به آنها کمک می کند تا کمتر در معرض واکنش قرار بگیرند این ویژگی آنها را برای استفاده های کشاورزی مطلوب می سازد. دسترسی به مواد ریز مغذی با تبدیل شدن آنها به فرم های غیرقابل جذب گیاه کاهش می یابد.

برای مثال اگر نمک های ارگانیک فلز (آهن سولفات) به برخی خاک ها اضافه شود بیشتر مقدار آهن به فرم هایی که قابل جذب نیستند در می آید. که این مشکل با کلات گر ها برطرف می شود.

بسیاری از کلاتگرها به طور طبیعی در طبیعت وجود دارند مثل اسید های آلی، آمینواسیدها، لیگنین سولفانات ها، لیگنین پلی کربوکسیلات ها، قندها، فنل ها، پلی فلاونوئیدها، سیدروفورها و فیتوسیدروفورها.  عامل های کلاتگر به طور سنتتیک توسعه یافته اند هر دو نوع کمپکلس های کلات گر حلالیت مواد ریز مغذی را افزایش می دهند.

برای توضیح نقش کود کلات در تغذیه گیاهان می توان به چند مورد اشاره کرد، یکی از ویژگی های مهم کلات گر ها پایداری آنها است به خصوص اگر به طور مصنوعی تولید شده باشند. در آزمایش های پایداری، میزان مقاومت یک فلز نسبت به سایر فلزات سنجیده می شود.

پایداری مواد ریزمغذی در پیوندهای کلاتی عموما دسترسی آنها برای گیاه را مشخص میکنند. یک ویژگی موثر کلات ها این است که در خاک کمتر با کاتیون ها تعویض می شوند. بنابراین میکرومغذی کلات شده به مدت زمان کافی برای جذب گیاه حفظ می شود.

برخی از کلاتگر های مصنوعی عبارتند از:

• اسید اتیلن دی آمین تترا استیک  (EDT A)
• اسید -N (هیدروکسی اتیل) اتیلن دی آمین-تری استیک(HEEDT A): همچنین به عنوان EDTA-OH شناخته می شود.
• اسید پنتا استیک دی اتیلن-تریامین (DTPA)
• اتیلن دیامین – دی- (اسید هیدروکسی فنیل استیک) (EDDHA): همچنین به عنوان N ، N’-اتیلن-بیس-۲ (ohydroxyphenyl) – شناخته می شود گلیسین (EHPG)
• اتیلن dl آمین دی ( o-هیدروکسی-p-متیل فنیل) استیک اسید (EDDHMA)
• اتیلن-دیامین-دی- (۵-کربوکسی -۲-هیدروکسی فنیل) استیک اسید (EDDCHA)
• اسید نیتریلو-تری استیک (NT A)
• گلوکوپتونیک اسید
• اسید سیتریک

مزایای استفاده از کود کلات نسبت به سایر فرم ها و نقش آنها در تغذیه گیاهی

۱_ مقدار کمتری از این نوع کودها مورد نیاز هستند چون به میزان بسیار بیشتری توسط گیاه جذب می شوند. بنابراین با اینکه کود کلات گران تر هستند اما مقرون به صرفه ترند.

۲_ کود کلات خیلی راحت جذب برگ ها و ریشه های گیاه می شوند چون کلات ها یک ماده آلی هستند. فرآیند کلاتگری بارهای مثبت را از میکرو مغذی ها  حذف می کنند. آنها تمایل دارند منفی یا خنثی باشند تا با سرعت بیشتری در منافذ برگ و ریشه نفوذ کنند. از آنجا که این منافذ دارای بار منفی هستند بار مثبت مواد ریز مغذی ممکن است به این منافذ ورودی بچسبند و جذب را برای گیاه دشوار کنند. وقتی کود کلات خنثی استفاده می شوند همچنین مشکلاتی پیش نخواهد آمد.

۳_ کود کلات به راحتی در گیاه جابجا میشوند و عمل آنها تا حدی سیستمیک است.

۴_ کود کلات به راحتی توسط سیستم گیاهی اسیمیله می شوند.

۵_ احتمال سوزاندن گیاه هنگام استفاده از کود کلات کم است چون آنها مواد آلی هستند.

۶_ در شرایط قلیایی، کود کلات آهن، روی، منگنز و مس راه بهتری برای تامین مواد مغذی هستند.

۷_ کلات ها با طیف وسیعی از آفت کش ها و کودهای مایع قابل ترکیب و اختلاط هستند چون آنها با سایر اجزا واکنش نمی دهند. بیشتر کود های کلات می توانند با کود های جامد و مایع ترکیب شوند.

۸_ کود کلات به راحتی آبشویی نمی شوند و روی سطح خاک قرار میگیرند.

اصلاح کمبود آهن توسط کود کلات آهن در تغذیه گیاهان

کلروز ناشی از کمبود یک اختلال شایع تغذیه ای در بسیاری از محصولات کشاورزی است به ویژه هنگامی که خاک قلیایی یا آهکی است. مشخص شده است که در خاک های قلیایی وقتی که حلالیت و دسترسی آهن برای گیاه به طور شدید کم است اضافه کردن آهن نمکی محلول زیاد موثر نیست مگر اینکه آهن محلول به این فرم با سایر مواد واکنش ندهد و برای گیاه قابل جذب است.

دو راه جایگزین برای مقابله با کمبود آهن وجود دارد. ۱. استفاده کلات خاک مصرف آهن ۲. محلول پاشی کود کلات آهن. اگر pH خاک قلیایی است کود کلات باید به صورت نمک های آلی باشند.

تعدادی از کلاتگرهای صنعتی در دسترس هستند که از نظر پایداری متفاوت هستند. تاثیر کود کلات در خاک های قلیایی به میزان پایداری انها در pHهای مختلف خاک دارد. برای مثال  EDDHA برای آهن در pHهای ۴-۹ در انتخابی است. این انتخاب  EDDHA را یک منبع بهتر برای کود کلات آهن خاک مصرف در مقایسه با EDT A می سازد که کلات آهن در pH<6.3 بالای pH 6.8 EDTA با Ca^۲+ واکنش نشان می دهد و کلات را در خاک در pH بالا غیر فعال می کند.

کلات DTP A آهن در pH بالای ۷.۵ Ca^۲+ با کود کلات ترکیب می شود. کاربرد کود کلات ریزمغذی در خاک و یا محلول پاشی آن هر کدام دارای مزایایی است.  از مزایای کاربرد برگ مصرف میزان کاربرد کمتر، اثر فوری روی گیاه، سهولت کاربرد یکنواخت و بدون آسیب است.

بنابراین کلات آهن به عنوان یک مکمل خوب برای استفاده خاک مصرف برای محصولات درختی است.

از طرف دیگر مزایای کاربرد خاک مصرف شامل: استفاده از ریزمغذی در ابتدای چرخه زراعی با هیچ نوع آسیبی به گیاه، فراهم کردن بقایا برای گیاه ، بدون نیاز به اسپری و محلول پاشی و مهارت خاص است.

در صورت کاربرد خاک مصرف لازم است از آب برای شستن کود کلات به محیط گسترش ریشه استفاده شود. در pHهای بالای خاک CaH در غلظت بالایی وجود دارد و می تواند Fe^۳+ از کلات ها جدا کند و آهن اکسید تولید کند در نتیجه آهن دیگر برای گیاه در دسترس نیست.

کلات های آهن در تولیدات تجاری کودهای محلولی هستند که توسط نور کارایی خود را از دست می دهند. بنابراین برای ذخیره سازی کود باید از بسته بندی و قوطی های مات استفاده نمود.

فرم های جامد کود با نور تغییر ماهیت نمی دهند. اخیرا یک کلاتگر Fe^۲+ و Fe^۳+  با یک کمپلکس پایدار بین Fe-citrate  و  Fe-EDT A گزارش شده است. که مقاومت بالایی به واکنش های نوری دارد که یک تکنیک برای استفاده در زمان مشاهده کلروز آهن است.

استفاده از کود کلات آهن به میزان ۱۰-۲۰ گرم آهن در درختان رضایت بخش بوده است. کمپلکس  Fe(II)-humic acid آهن را برای گیاه گندم در شرایط نامساعد خاک فراهم می سازد . موجب تحریک رشد محصول می شود.  کاربرد FeEDDHA و Fe-قند به میزان ۷ میلی گرم آهن در لیتر منجر به سبز شدن دوباره برگ ها در زمان کمبود آهن می شود. کاربرد لیگنین سولفانات یا لیگنین پلیکربوکسیلیک منجر به بهبود بهتر گیاه پنبه نسبت به کاربرد EDDHA می شود.

کلات ها برای جذب توسط گیاه با یکدیگر رقابت می کنند. عوامل کلاتگری که اهن از آن ها ازاد شده است و تحت شرایط مساعد خاکی هستند با کلات منگنز برای جذب شدن توسط گیاه رقابت می کنند. کلاتگر ها این توانایی را دارند که آهن را به میزان کافی برای تامین آهن مورد نیاز در سطح ریشه نگه دارند تا رقابت بین منگنز اهن را تحت تاثیر قرار بدهند.

تقابل طبیعی بین آهن و منگنز در بادام زمینی بستگی به منبع کاربرد آهن دارد. افزودن کلات آهن Fe-EDDHA به عنوان یک کاهنده جذب منگنز در بادام زمینی شناخته می شود اما هنگامی که آهن به صورت FeSO _۴ به کار برده می شود جذب منگنز توسط گیاه تحت تاثیر قرار نمیگیرد.

کلات روی منابع کودهای آلی روی کلات های  EDT A, NT A و HEDT A هستند سایر منابع آلی شامل روی لیگنین سولفات، روی پلی فلاونوئید و فراورده های صنعتی خمیر چوب هستند. حلالیت و در دسترس بودن روی حاصل از روی سولفات یک مشکل بزرگ در شرایط خاص خاک است.

تقریبا ۸۵ تا ۹۰% زینک خاک مصرف در نتیجه ی تثبیت به فرم های مختلف در دسترس قرار نمی گیرد. یکی از منابع معمول روی کلات روی EDTA (Na2Zn-EDTA) که شامل ۱۲% روی است. کلات روی در مقدار بسیار جزئی پیوستگی خود را از دست می دهد در بار منفی به راحتی توسط آنیون های دیگر خاک در pH های بالا حرکت می کند و به مجاورت ریشه ها می رسد.

کلات آلی روی به طور کلی نسبت به منابع دیگر روی برتری دارد. اگر Zn-EDTA به جای ZnSO _۴ منبع روی است کلات روی اثر بهتری روی تولید برنج دارد و جذب روی توسط گیاه ذرت بیشتر از جذب روی EDTA است در خاک های سیلت لوم جذب EDTA بیشتر از زینک سولفات خواهد بود.

پتانسیل روی و دیگر کود کلات

منگنز عمدتا به صورت منگنز و نه کمپلکس معدنی جابجا می شود واکنش کلات منگنز در خاک بسیار متفاوت تر از واکنش کلات روی در خاک است. وقتی کلات منگنز در خاک مصرف می شود معمولا بخاطر سطح بالای آهن در خاک ناکارآمد است. آهن با منگنز در خاکی که کلات منگنز بکار برده شده جابجا می شود.

بنابراین کلات منگنز تنها وقتی کارآمد است که به صورت محلول پاشی و هیدروپونیک مورد استفاده قرار گیرد. استفاده برگ مصرف منگنز اغلب در خاک های آهکی توصیه می شود. منگنز حاوی قارچ کش مانب در درختان میوه و سایر محصولات زراعی برای اصلاح کمبود منگنز موثر بوده است.

تیمار بذر با EDT A-Zn و EDT A-Co تجمع قند را در گره های پنجه زنی افزایش داد و جوانه زنی و عملکرد را در گندم زمستانه بهبود بخشید. کاربرد کود کلات مش با امینواسید های متفاوت محتوای کلروفیل ۲، عملکرد دانه، محتوای آمینواسید و جذب آن را بالا برد.

همچنین توزیع روی، مس و منگنز را در ریشه، دانه و کاه تحت تاثیر قرار داد. کود کلات های محلول در آب تجزیه شده از بخش آب دوست لارچ با یون های آهن، منگنز، روی و مس تولید برگ را ۲۰ تا ۲۵ % در سیب و ۲۶.۵% در جینکو بیلوبا افزایش داد.

کلات های ریزمغذی آمینواسیدی

کود کلات های اسیدآمینه به عنوان یک فناوری پیشرفته در حال ظهور هستند. برای تهیه مواد ریز مغذی با حداکثر دسترسی، پایداری و ایمنی باید مورد توجه قرار گیرند. این کلات ها برای استفاده در گیاهان به طور تخصصی طراحی شده اند. آنها منحصر به فرد هستند چون با آمینواسیدها کلات شده اند. از مزایای استفاده از این کلات های ریزمغذی لیگاندهای آمینواسیدی هستند که از مواد ریزمغذی در برابر شرایط نامساعد محافظت میکند؛

که به طور معمول خاک مصرف یا برگ مصرف هستند. امینواسیدهای طبیعی برای کلات شدن ریزمغذی ها و افزایش جذب، انتقال و متابولیزم استفاده می شوند. علاوه براین آنها مولکول های کوچکی حاوی نیتروژن هستند که در گیاه جذب و منتقل می شوند. همه آنها تماما در آب قابل حل هستند و درنتیجه براحتی برای گیاهان قابل جذب هستند.

برگ های بیشتر گیاهان و همچنین دیواره اولی سلولی به عنوان سدی در برابر جذب یون های فلزی آزاد عمل می کند. فلزات به طور کامل با آمینو اسیدها  به فرم خنثی کود کلات می شوند.

آنها به سطح برگ بخاطر بار منفی برگ نه می چسبند و نه دفع می شوند. بنابراین آنها آزادانه از این سد عبور می کنند. وقتی کلات های آمینواسیدی به غشاء سلولی می رسند آنها توسط مکانیسم های جذب بعنوان منبع نیتروژن ارگانیک شناسایی می شوند. درنتیجه کل کلات های اسیدهای آمینه به داخل سلول با سرعت و به طور کارآمد وارد می شود.

از طرف دیگر عوامل پیچیده طبیعی میتوان به لیگنوسولفانات ها، فلاونوئیدها و زنجیرهای هیدرولیز شده پروتئین که هم طولانی و هم پیچیده هستند نام برد. بخاطر سایز بزرگ آنها شانس اینکه آنها با یک ماده مغذی کلات شوند کم است. این کلات های طبیعی با این حال توسط برخی میکروارگانیسم های خاک به واحدهای کوچک تر تقسیم می شوند تا راحت تر توسط گیاه جذب شوند.

بنابراین کود کلات نمی توانند مزایای کلات های آمینواسیدی را داشته باشند با این وجود به خاطر جذب موثر آن به دز های کمی از آمینواسیدهای کلاته برای اعمال روی گیاه لازم است. آمینواسیدهای کلاته روی، آهن، منگنز و بور را در اختیار قرار می دهند.

نسل جدید از کود های کلات

نسل جدیدی از کود کلات درحال توسعه و گسترش هستند  استراتزی و تکنولوژی های کلات کردن با زمان در حال تغییر است.

اخیرا تاکید بر استفاده از کلات گرهای قندی برای استفاده موثر از ریزمغذی ها وجود دارد. چنین ریزمغذی هایی حاوی هیچ گونه کود کلات EDTA نیستند (اثر سمیت مواد ریزمغذی هنگام استفاده از EDTA در چند مورد مشاهده شده است)

پیشنهاد می شود که کلاتگرهایی مانند قند، مشتقات اسیدی، تانن ها و گلوهیپتونات ها استفاده شود تا جایگزینی برای EDTA باشند. جهت اطلاعات بیشتر درباره نقش کود کلات در تغذیه گیاهی روی لینک کلیک کنید.