Chelatbildner

  • Chelatmikronährstoffen und ihre Vorteile

    Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), auch genannt EDTA-Säure ist eine Aminopolycarbonsäure mit der Formel [CH2N (CH2CO2H)2]2. Dieser weiße, wasserunlösliche Feststoff wird häufig zur Bindung an Eisen verwendet (Fe2 +/Fe3 +) und Calciumionen (Ca2 +), wasserlöslich bilden Komplexe auch bei neutralem pH.
     
    Es wird daher verwendet, um die Fe- und Ca-haltige Skala aufzulösen und Eisenionen unter Bedingungen abzugeben, unter denen seine Oxide unlöslich sind. EDTA ist als mehrere Salze erhältlich, insbesondere Dinatrium-EDTA, Natriumcalciumedetat, und Tetranatrium-EDTA, aber diese funktionieren alle ähnlich.
     
    Chelat Formel 
    Gefahrenzeichen
    Nährlösung bestehen aus vielen Mineralelementen, von denen die meisten entweder positiv oder negativ geladen sind. Einige dieser Mineralelemente reagieren mit einander (der Begriff nennt sich Ausfällung: Kalzium reagiert mit Phosphaten und Sulfaten), was eine getrennte Aufbewahrung und Verabreichung erfordert. Dadurch stehen diese Einzelverbindungen der Pflanze nicht mehr zu Verfügung. In einigen Fällen können sogar Präzipitate (Ein Präzipitat ist ein Niederschlag, der sich bei Ausscheiden eines gelösten Stoffes aus einer Lösung bildet.) sichtbar sein und sehen aus wie eine feine weiße pulverförmige Substanz, die im Wasser schwimmt oder sich am Boden des Reservoirs absetzt.
    Wenn die Mineralelemente ausfallen, werden sie wasserunlöslich. Diese müssen aber wasserlöslich sein bevor sie von den Pflanzen verwendet werden können (also, “ in der Nährlösung ” gebunden).  Hydroponische Nährstoffe bestehen sowohl aus Makroelementen (Nährstoffen, die die Pflanzen in großen Mengen benötigen) als auch aus Mikroelementen (Nährstoffen, die die Pflanzen in kleinen Mengen benötigen). Diese Mikroelemente neigen dazu, sich leicht mit den anderen Elementen zu verbinden, insbesondere unter Bedingungen mit hohem pH-Wert und / oder wenn eine große Konzentration an Mineralien vorhanden ist.

     

    Was ist ein chelatisierter Mikronährstoff?
    Der Chelatisierungsprozess bildet im Grunde eine Schutzhülle um das jeweilige Mineralelement und erzeugt eine neutrale Ladung. Dies hält sie davon ab, sich miteinander zu verbinden und in der Nährstofflösung gefesselt zu werden. Wenn zwei Moleküle desselben Typs ein bestimmtes Mineral umgeben, wird dies als Chelat bezeichnet. Einige Chelatmoleküle haben jedoch die Form eines Buchstabens ‘ C ’ und umgeben das Mineral mit nur einem Molekül. Dieser Typ wird als “Komplex" bezeichnet. 

     

    Arten von Chelaten
    Die Chelatmoleküle benötigen eine Bindung (eine Art Klebstoff), um sie an das gewünschte Mineralelement zu binden. Es gibt einige Bindemittel, die dafür verwendet werden können, von denen jedes einen anderen Einfluss auf die Pflanzen hat. 

     

    EDTA
    Eine der häufigsten Formen von Chelaten ist Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA). Sobald die Elemente in die Pflanze eintreten, kann diese sehr enge Bindung zum Problem werden. Bei der Absorbtion durch die Pflanze kann das EDTA Bindungen mit anderen Mineralelement eingehen. EDTA kann helfen, einen Mineralmangel zu lösen, in einigen Fällen kann es jedoch zu einem anderen führen. Es ist sogar bekannt, dass EDTA Kalzium direkt aus den Zellwänden des bereits gebildeten Pflanzengewebes entnimmt. Dies führt zu Zellschäden an der Pflanze. In Fällen, in denen durch Kalziumverlust auf diese Weise eine erhebliche Menge an Zellschäden aufgetreten ist, kann die Pflanze nicht genügend Wasserdruck (Stichwort Xylem) aufrechterhalten, dadurch kann es so aussehen, als würden die Pflanzen verdursten (welken).

     

    Aminosäure Chelate
    Eine andere Art von Chelat ist die Aminosäure Chelate. Aminosäurechelate haben eine etwas weniger starke Bindung als EDTA-Chelate. Sobald das Mineral von der Pflanze absorbiert und aus der Aminosäure freigesetzt wurde, kann die Pflanze die übrig gebliebene Aminosäure als Stickstoffquelle verwenden. Aminosäurechelate sind häufig auch zur Verwendung in organischen Nährstoffformeln erhältlich und kommen sowohl in flüssiger als auch in trockener Form vor.

     

    Glycin Chelate
    Eine andere Form von Aminosäurechelaten sind die Glycinchelate. Genau wie normale Aminosäurechelate wird das übrig gebliebene Glycin (Aminosäure) vom Pflanzengewebe verwendet, sobald das Glycin vom Mineralelement im Pflanzengewebe getrennt ist. Die Glycinaminosäuren haben eine noch kleinere Molekülgröße, so dass sie von den Pflanzen noch leichter aufgenommen werden können. Das macht Glycinchelate besonders nützlich bei Blattanwendungen, da sie durch die Pflanzen Blattporen (Stomata) leichter gelangen als andere, größere Molekülchelate.

     

    Zusammenfassung
    Aminosäurechelate sind für Pflanzen sowohl für die Wurzelaufnahme als auch für Blattanwendungen sehr sicher und werden nur bei starker Überdosierung für die Pflanze giftig. Im Allgemeinen sollte jedoch darauf geachtet werden die toxische Wirkung durch EDTA-Chelaten zu vermeiden. Viele Experten raten ganz davon ab chelatisierte Mineralien zu verwenden, die Natrium als Bindemittel verwenden. Wenn Sie nach chelatisierten Mineralien suchen, suchen Sie am besten nach solchen, die kein Natrium verwenden. Diese sind für die Pflanzen leicht verfügbar, solche, die andere Mängel (wie EDTA-Chelate) nicht fördern, und solche, die eine organische Zertifizierung haben.

    Kontext: 
    ID: 592

  • Komplexbildner

    Komplexbildner

    Kontext:Hydrokulturdünger sind spezielle Pflanzendünger, die für die Hydrokultur und Hydroponik benutzt werden. Sie sind notwendig, um die Pflanzen im künstlichen Umfeld zu schützen und mit allen essentiellen Nährstoffen zu versorgen. Um die einzelnen Stoffe in einer Nährlösung zu kombinieren ohne das sie sich chemisch verändern bedarf es sogenannter Komplexbildner.

    Eisen-, Mangan-, Zink- und Kupferionen werden in sauerstoffangereichertem Wasser schnell oxidiert [7], dadurch wird die Aufnahmefähigkeit für Pflanzen verringert. Dies ist besonders bei Eisen wichtig, dessen Mangel eine Ursache für Chlorose (Gelbfärbung der Blätter) sein kann. Um solche Metallverbindungen, die ansonsten aufgrund der Sauerstoffoxidation oder des pH-Werts (als Hydroxide) ausflocken würden, fix gebunden in Lösung zu halten, werden daher Chelatbildner oder deren Verbindungen mit beispielsweise Eisen, Mangan, Kupfer oder Zink zugesetzt.[8]


    Beispiele von Komplexbildnern:

    • EDTA [7]
    • DTPA [7]
    • HEDTA/HEEDTA [7] (HydroxyEthylEthyleneDiamineTriaceticAcid)
    • HBED (hexadentate phenolic aminocarboxylate = N, N-bis(2-hydroxybenzyl)ethylenediamineN,N-diacetic acid)
    • Fulvosäuren
    • Phytinsäure
    • Citronensäure oder Citrate
    • Tartrate
    • Huminsäuren
      und andere Chelatkomplexbildner


    Manche der Eisenchelatkomplexe der oben angeführten Komplexbildner sind abhängig vom pH-Wert stabil oder instabil, deshalb ist der pH-Wert der fertigen Nährlösung oder des Bodens essenziell wichtig für die Eisenaufnahmefähigkeit der Pflanzen [9]. 

    Für die Pflanzenaufnahme der (Spuren-) Elemente Eisen, Kupfer, Mangan, Bor und Zink ist ein pH-Bereich zwischen pH 5 und 6 der Beste [7], EDTA wird eher Düngern für Erdsubstrate zugesetzt, es hat hohe Affinität (Bindungswilligkeit) zu Calcium (und hält dann Calcium in Lösung) [7].

     

    DTPA wurde Standard für Hydrokulturdünger in Europa [7], die Ökotoxizität ist weitgehend unerforscht [10]. Lösliche Huminstoffe kommen in der Natur in Humusböden, Torf und Braunkohle vor. Sie vermindern die Toxizität von Eisen, denn sie halten das Eisen als Eisen(II)-Komplex gebunden, dadurch sinkt aber auch die Bioverfügbarkeit des Eisens [11]
     

    Anorganische Dünger

    Jeder wässrige Hydrokulturdünger ist ein Volldünger bei dem alle genannten Nährstoffe künstlich zugegeben werden. Deshalb wurden seit den 1950er Jahren unterschiedliche Formeln und Ansätze entwickelt. 

    „Die meisten Pflanzen wachsen mit einem bestimmten Ionenkonzentrationsverhältnis optimal!“ [12]

     

     

    Name des IonsFormel
    Konzentrationsanteil
    in der Lösung [%]
    Nitrat NO3− 50 bis 70
    Hydrogenphosphat H2PO4− 3 bis 20
    Sulfat SO42− 25 bis 40
    Kalium K+ 30 bis 40
    Calcium Ca2+ 35 bis 55
    Magnesium Mg2+ 15 bis 30

     

    Üblicherweise wird bei Mehrstoffdüngern das Verhältnis der Kernnährstoffe Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) in % der handelsüblichen Bezugsbasis als „NPK-Wert“ angegeben, zum Beispiel (13/13/21). Diese Angabe bedeutet, dass der Dünger 13 % N; 13 % P2O5
    ; 21 % K2O enthält, siehe dazu auch NPK-Dünger.

    Kontext: 

    Quellen

    7. Chelates in hydroponic solutions (https://manicbotanix.com/chelates-in-hydroponic-solutions/)
    8. New Moon Publishing, Inc.: The Best of The Growing Edge International, 2000–2005. New Moon
    Publishing, Inc., 2005, ISBN 978-0-944557-05-1, S. 182 (eingeschränkte Vorschau (https://books.
    google.de/books?id=lZD95wlLhxIC&pg=PA182#v=onepage) in der Google-Buchsuche). 9.8.2020 Hydrokulturdünger – Wikipedia
    https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrokulturdünger 9/10
    9. L.L.Barton, J.Abadía (Herausgeber): Iron Nutrition in Plants and Rhizospheric Microorganisms,
    Springer, Dordrecht, 2007, ISBN 978-1-4020-4742-8
    10. George W. Ware: Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. Springer Science &
    Business Media, 2012, ISBN 978-1-4612-1964-4, S. 99 (eingeschränkte Vorschau (https://books.
    google.de/books?id=64ApBAAAQBAJ&pg=PA99#v=onepage) in der Google-Buchsuche).
    11. VUORINEN, P. J., KEINÄNEN, M., PEURANEN, S. & TIGERSTEDT, C. (1999): Effects of iron, aluminium, dissolved humic material and acidity on grayling (Thymallus thymallus) in laboratory exposures, and a compari-son of sensitivity with brown trout (Salmo trutta); Boreal Environment Research 3: 405–419, Helsinki 19. Januar 1999; zitiert in: Rainer Kruspe, Jürgen Neumann, Michael Opitz, Susanne Theiss, Wilfried Uhlmann, Kai Zimmermann: Fließgewässerorganismen und Eisen – Qualitative und quantitative Beeinflussungen von Fließgewässer-organismen durch Eisen am Beispiel der Lausitzer Braunkohlenfolgelandschaft; Schriftenreihe, Heft 35/2014; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Freistaat Sachsen; Seite 53; (PDF-Datei) h    ttps://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/13408/documents/32070)

    1-6) https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrokulturd%C3%BCnger

     

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