کلات

یکی از مشکلات موجود در خاک­های ایران، قلیایی و آهکی بودن آنهاست. خاک قلیایی سبب کاهش حلالیت برخی عناصر غذایی ضروری برای گیاه می شود که نتیجه آن کمبود عناصری چون آهن، روی و منگنز در گیاه است. در بین عناصر غذایی، آهن  نقش بسیار مهمی در تغذیه گیاه دارد و جذب آن توسط گیاه به پی اچ خاک بسیار وایسته است.

به طوری که اگر پی اچ خاک در شرایط قلیایی یک واحد کاهش یابد، حلالیت آهن هزار مرتبه افزایش می­ یابد. در pH بالای خاک (قلیایی بودن خاک) یون بیکربنات در خاک زیاد است که مانع جذب آهن می گردد. وجود آهک بالا نیز به علت آزاد شدن یون بیکربنات همین تاثیر را دارد. از عوامل دیگری که یون بیکربنات را در خاک افزایش می دهد غرقاب بودن خاک است؛ چرا که در شرایط تهویه نا مطلوب گاز دی اکسید کربن افزایش می یابد که منجر به آزاد شدن یون بیکربنات می گردد. در مواردی که مواد آلی خاک کم می باشد کلاته شدن عناصری همچون آهن نیز با مشکل مواجه شده و جذب کاهش می یابد. همچنین در خاک های با بافت سبک و شنی، نگهداری و تامین عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان به علت تبادل یونی کم و سطح تماس پایین، نا کارآمد می باشند.

یکی از روش های افزایش جذب عناصر غذایی نظیر آهن در خاک های قلیایی استفاده از کودهای کلاته می باشد. کلمه کلات از واژه یونانی chele مشتق شده و مترادف با واژه انگلیسی claw  به معنی چنگ زدن و نگاه داشتن چیزی توسط چنگال است.

کلات سازی زمانی صورت می گیرد که مولکول های بزرگ مخصوص دارای چندین نقطه اتصال با یک عنصر ریز مغذی باند می شوند. فرم کلات یک عنصر فرمی حفاظت شده است و سایر عناصر نمی توانند مزاحمتی در جذب یک عنصر کلات شده ایجاد کنند.

فرم کلات یک عنصر در مقایسه با فرم معمولی آن بسیار راحت تر و سریع تر توسط گیاه جذب می شوند و ثبات بیشتری دارند و با آبشویی، کمتر از دسترس ریشه ها خارج می شوند.

کلات ریزمغذی از اکسیداسیون، رسوب و غیرمتحرک شدن در محیط ریشه محفوظ است. کلات می‌­تواند یک ترکیب حلقه ای به دور ریزمغذی تشکیل دهد که ویژگی­‌های سطحی ریزمغذی را تغییر داده و جذب آن توسط گیاه را مهیا می کند.

گیاهان به طور معمول از آهن فرم فرو  (  ²⁺ Fe  ) استفاده می‌­کنند، آهن فرو می تواند به راحتی اکسید و از دسترس گیاه خارج شود. فرم فریک (Fe³⁺ )  هنگامی که pH خاک بالاتر از ۵.۳ است غیرقابل دسترس می­‌شود. کمبود آهن معمولا در pH بالای ۷.۴ رخ می­‌دهد. کلات آهن از تبدیل فرو به فریک جلوگیری می‌­کند.   

                

انواع ترکیبات کلات ساز شامل:

1-کلات های مصنوعی شامل EDDHA,DTPA,EDTA

2-لیگنوسولفونات ها که از لیگنین مشتق می شوند و کاربرد زیادی برای محلول پاشی ندارند و این ترکیبات به دلیل بزرگ بودن اندازه مولکول عمدتا در مصارف خاکی استفاده می شوند.

3- سوپر کلاته ها که با GA3 کلات شده و مورد استفاده در کودهای سوسپانسیون هستند.

4-هیومیک و فولویک اسید که هیومیک به دلیل وزن بالای خود عمدتا مصرف خاکی دارد.

5- اسید های آمینه

در ساخت کودهای شیمیایی کلاته بیشتر از کلات های مصنوعی، اسید هیومیک و اسید فولویک و اسیدهای آمینه استفاده می شود.

کلات های مصنوعی:

عمدتاً شامل کلات های EDTA, DTPA, EDDHA  می‌شوند که استفاده گسترده‌ای در کشاورزی دارند.

عوامل کلات کننده EDTA  و DTPA  فاقد حلقه های فنولیک بوده و از جمله عوامل کلات کننده ای هستند که برای کمبود آهن از طریق ریشه در خاک های آهکی مناسب نیستند و بیشتر در خاک های خنثی تا اسیدی قابل استفاده هستند.این دسته کلات ها در خاک های با pH بالا امکان محلول نگه داشتن آهن را ندارند کلات EDTA  بیشتر در محلول پاشی و شرایطی که pH محیط در دامنه 7-4 قابل کنترل باشد توصیه می­شود.

کلات EDDHA

کلات EDDHA  دارای  دو حلقه فنولیک است و تا pH حدود 10-9 پایدار بوده و امکان محلول نگه داشتن آهن را دارد. این عامل کلات کننده دارای تاثیر مناسبی در رفع کمبود آهن در دامنه وسیعی از pH بوده و بالا بودن قابلیت نگهداری آهن و قابلیت جذب مناسب توسط گیاه از ویژگی های دیگر آن به حساب می آید.

عامل کلات EDDHA برای اصلاح کمبود آهن از طریق ریشه در خاک های قلیایی مناسب بوده و به صورت مخلوط با آب آبیاری و برای انواع سیستم های آبیاری مانند قطره ای و سیستم های تحت فشار مناسب می باشند. قیمت EDDHA نسبت به EDTA  و DTPA  بیشتر  است که سبب محدودیت استفاده از آن می باشد.

فرمول	نام کامل عوامل کلات	مخفف عوامل کلات
C10H16N2O8	Ethylenediaminetetraacetic acid اتیلن دی‌آمین تترا استات	EDTA
C14H23N3O10	Diethylenetriaminepentaacetic acid دی اتیلن تری آمین پنتا استات	DTPA
C18H20N2O6	Ethylenediamine-di(2-hydroxyphenyl)acetic acid اتیلن دی آمین دی هیدروکسی فنیل استیک اسید	EDDHA

فولویک اسید و هیومیک اسید

فولویک اسید یک عامل کلاته‌ساز بیولوژیکی است که از تجزیه‌ی مواد ارگانیک به گیاخاک به دست می‌آید. گیاخاک در فرایندی میکروبی به هیومیک اسید تبدیل می‌شود، و بعد میکروب‌ها در فرایندی دیگر هیومیک اسید را به فولویک اسید تبدیل می‌کنند. فولویک اسیدها نسبت به صورت متقدم خود از نظر وزنی سبک‌تر، و از نظر بیولوژیکی فعال‌ترند. با وزن فولویک اسیدها بین 7000 تا 70,000 دالتون از همتاهای هیومیک که تا 700,000 دالتون وزن دارند، سبک‌ترند. فولویک اسیدها از نظر بیولوژیکی هم بسیار فعال‌ترند. به بیان ساده، هیومیک اسیدها با ویژگی‌های فیزیکی خاک مرتبط هستند و فولویک اسیدها بیشتر به واکنش‌های بیوشیمیایی که بر متابولیسم گیاهان اثر می‌گذارد مربوطند. فولویک اسید پیوندی چهارنقطه‌ای با عناصری که آن‌ها را کلاته می‌کند تشکیل می‌دهد.

یکی از اصلی‌ترین مزایای افزودن کلات بیولوژیکی مانند فولویک اسید با کیفیت بالا به محلول مواد مغذی این است که برخلاف کلات‌های مصنوعی ، زنجیره‌ی فولویک اسید قابل جذب شدن به گیاه است که تحرک بعضی از مواد مغذی در گیاه را افزایش می دهد. فولویک اسیدها در محدوده‌های بالا یا پایین pH و TDS در مقایسه با نمونه‌های مصنوعی مشابه مانند EDTA بسیار کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرد. احتمال بروز نشانه‌های کمبود یا استرس در شرایط نامطلوب، در گیاهانی که با رژیم حاوی مواد مغذی شامل فولویک اسید تغذیه می‌شوند بسیار کمتر از گیاهانی است که رژیم بدون فولویک اسید دارند.

کارایی فولویک اسیدها با یکدیگر تفاوت دارند. هر چه درصد ملکول‌های سبک‌تر در زنجیره فولویک اسید بیشتر باشد کارایی آنها بالاتر خواهد بود.

اسید های آمینه

دسته‌ی دیگری از عوامل کلاته‌سازی بیولوژیکی شامل آمینو اسیدهاست. آمینو اسیدها به آهنربا شبیه هستند، چون هم بار منفی و هم بار مثبت دارند، به همین دلیل هم می‌توانند در کلاته‌سازی بسیار خوب عمل کنند. در کلاته ‌سازی، آمینو اسیدها پیوندی پنج نقطه‌ای با عنصر معدنی تشکیل می‌دهند. این پیوند به کلات‌های آمینو اسید این امکان را می‌دهد که به دلیل پایداری نسبی‌شان عملکرد خوبی داشته باشند.