کلات چیست، چگونه عمل میکند و چه مزایایی دارد؟

کلات چیست؟

واژه یونانی کلات (Chele) برای نخستین بار در دهه 1920 توسط پژوهشگران استفاده شد و به معنای چنگ زدن و نگه داشتن توسط چنگال است. در واقع کلاته کردن (Chelation) فرآیندی است که طی آن یک ترکیب شیمیایی با یک یون فلزی ترکیب شده و آن را به صورت محکم نگه می‌دارد. ماده ای که با اتصال به یون‌های فلزی ساختار حلقه ای پایدارتر تشکیل میدهد را چنگالنده (Chelator) می گویند. اما مزایای کلات چیست؟

کلات در صنعت کودهای کشاورزی به مواد غذایی غیر آلی که توسط یک مولکول از ماده آلی محصور شده می‌گویند. در مجموع کلات کردن یک فرایند ساده و طبیعی است. زمانی که عنصری مغزی در کنار مولکول‌های پایدار و مرکبی که آلی‌اند (عوامل کلات) نگهداری شود کود کلات شده گویند. کلات عناصر ریز مغذی مانند آهن، مس، منگنز و… به صورت گسترده در کشاورزی مورد استفاده می‌باشند.

مزایای کلات

1. سبب افزایش دسترسی به مواد مغذی می شوند: ریزمغذی‌های معدنی به سبب دارا بودن پوشش آلی به دور خود می‌توانند به راحتی از پوشش مومی برگ عبور کنند و وارد بافت گیاه شوند. کودهای کلاته از طریق خاک و همچنین برگ، باعث افزایش دسترسی گیاه به ریز مغذی‌های معدنی می‌شوند.
2. باعث افزایش تحرک مواد مغذی و مانع تثبیت عناصر ریز مغذی در خاک قلیایی می شوند.
3. عامل کلاته مانع از آبشویی می‌شوند: ریزمغذی‌های کلاته شده پایداری بیشتری نسبت به یون‌های فلزی آزاد خاک دارند.
4. باعث توقف رشد پاتوژنی گیاه می­‌شوند: مواد کلات کننده با جذب ریز مغذی‌ها و کمک به رشد گیاه، به احتمال زیاد مانع از رشد میکرو ارگانیسم‌های بیماری زا شوند.
5. مسمومیت خاکی را کاهش می‌دهند.
6. باعث توسعه ریشه و افزایش مقاومت در برابر صدمات ناشی از تغییرات آب و هوایی و مقاومت در برابر باد می گردند.
7. سبب افزایش کیفیت و رنگ پذیری محصول می شوند.

کودهای کلات شده چه ویژگی‌هایی دارند؟

• در آب حلالیت کامل دارند.
• قابلیت جذب برای گیاه در pHهای 3 تا 11را دارند.
• قابلیت استفاده در آبکود و محلول پاشی را دارند.
• نسبت به کودهای سولفاته اقتصادی‌تر هستند.
• با استفاده از مقدار کم آن می شود نتیجه مطلوب گرفت.
• جذب بسیار عالی در مقایسه با کود شیمیایی و محصولات مشابه موجود در بازار را دارند.
• برقرار کننده تعادل کاتیون و آنیون هستند.

کودهای کلاته چگونه عمل می‌کنند؟

در فرآیند مهم کلاته‌شدن فلزها،‌ یون‌های فلزی بیشتر در دسترس گیاه قرار می‌گیرند و گیاه به راحتی آنها را جذب می‌کند. یون‌های فلزی با بار مثبت، مانند Zn⁺²، Mn⁺²،Cu⁺² و Fe⁺²، به سرعت با یون‌های هیدروکسید با بار منفی (OH^–) واکنش می‌دهند و از دسترس گیاه خارج می‌شوند. یون‌های هیدروکسید در قلیاها یا خاک‌های خنثی و در محیط‌های بدون‌ خاک، فراوان هستند. لیگاند (مولکولی که با اتم مرکزی فلز پیوند برقرار می‌کند) یون فلزی را می‌پوشاند و آن را از تماس با یون هیدروکسید مصون می‌کند. ترکیب ایجادشده به راحتی جذب گیاه می‌شود، در گیاه نیز این ترکیب تجزیه می‌شود و به عنوان ریزمغذی مصرف می‌گردد.

انواع ترکیبات کلات ساز

پنج دسته از مواد کلاتور وجود دارند که عموما با مواد معدنی ترکیب می شوند و در کشاورزی برای کاربرد در خاک و محلول پاشی برگ استفاده می شوند: ۱ -کلات های مصنوعی ۲- لیگنوسولفونات‌ها ۳- هیومیک یا فولویک اسید ۴- اسیدهای آلی ۵- پروتئین (اسید آمینه).

1. کلات های مصنوعی، عمدتاً شامل کلات هایEDTA, DTPA, EDDHA می‌شوند که استفاده گسترده‌ای در کشاورزی دارند.
2. لیگنوسولفونات ها، که از لیگنین(یک ترکیب شیمیایی داخل گیاه که باعث چوبی شدن بافت گیاه می‌شود) مشتق می‌شوند کاربرد زیادی در ترکیبات کلاته برای محلول پاشی ندارند. این ترکیبات عمدتاً در مصارف خاکی مورد استفاده قرار می­گیرند، ولی بدلیل اندازه بزرگ مولکولی قادر به جذب از بافتهای گیاهی در محلول پاشی نیستند.
3. هیومیک و فولویک اسید، قادر به کلاته کردن عناصر معدنی ریزمغذی بوده که بدلیل وزن بالای خود عمدتاً مصرف خاکی دارند. اگرچه بعضی از سازندگان مطرح کود مدعی هستند فولویک اسید تولیدی آنها دارای وزن پایینی است و قابلیت مصرف محلول پاشی را نیز دارد. (خواندن مقاله کامل و جامع در مورد هیومیک اسید)
4. اسیدهای آلی، شامل مالیک اسید، سیتریک اسید، فوماریک اسید و … هستند. اسیدهای آلی بدلیل اینکه جزئی از تولیدات مواد گیاهی هستند، دارای قابلیت جذب بالایی بوده و موثرتر از سایر فرم ها می باشند. این ترکیبات کلاته در محیط های قلیایی شدید، دارای پیوند شیمیایی ضعیف تری با عناصر معدنی ریزمغذی بوده و همچنین فرآیند تولید گران‌تری نسبت به سایر انواع این ترکیبات دارند.
5. اسیدهای آمینه (پروتئین)، از دیگر انواع ترکیبات طبیعی هستند که نقش کلات سازی داشته و برای محلول سازی و انتقال مواد معدنی استفاده می شوند. آمینواسیدها می‌توانند به عنوان یک کلات ساز عمل کنند و با یون های فلز با دو بار مثبت تشکیل یک پیوند شیمیایی محکم بدهند.

برای اینکه عامل کلات عملکرد موثری داشته باشد باید دارای خصوصیات ذیل باشد

1. وزن مولکولی کلات نباید از حد مشخصی بیشتر باشد.
2. مولکول کلات باید از نظر مجموع بار الکتریکی خنثی باشد که به راحتی با ترکیباتی که از نظر شیمیایی فعال هستند واکنش ندهد.
3. مولکول کلات باید از ثبات ساختاری بالایی برخوردار باشد که عنصر معدنی کلاته شده در رقابت با دیگر عناصر موجود در محیط خاک برای جذب توسط گیاه پیشی بگیرد.
4. عامل کلات کننده بایستی به آسانی توسط گیاه سوخت وساز شود.

بنیان‌های کلات کننده که مصرف خاکی دارند باید دارای ویژگی‌های زیر باشند

• باعث افزایش دسترسی گیاه به مواد معدنی ریزمغذی شوند.
• مانع از تثبیت عناصر معدنی ریزمغذی خصوصاً در شرایط قلیایی خاک شوند.
• باعث افزایش تحرک عناصر معدنی ریز مغذی در خاک شوند.
• عامل کلاته باید مانع از آبشویی شود.

بنیان‌های کلات کننده که مصرف برگی و محلول پاشی دارند باید دارای ویژگی‌های زیر باشند

• باعث افزایش دسترسی گیاه به مواد معدنی ریزمغذی شوند.
• مواد آلی کلات کننده باید اجازه عبور ماده غذایی را از سطح مومی برگ بدهند.
• باید کاملا در آب حل شوند.