Miedź w uprawie roślin: Dlaczego jest niezbędna i jak ją stosować?
Miedź to jeden z kluczowych mikroelementów, od którego zależy nie tylko plon, ale i zdrowotność upraw. Choć rośliny potrzebują jej w niewielkich ilościach, jej niedobór może prowadzić do poważnych strat. Z poniższego artykułu dowiesz się, jaką rolę pełni miedź w żywieniu roślin, jak rozpoznać jej braki oraz jakie formy nawozów i środków ochrony wybrać, by działać skutecznie i bezpiecznie.
Spis treści
Skąd bierze się miedź w środowisku i glebie?
Miedź to pierwiastek o masie atomowej 63,54, zaliczany jest do grupy metali ciężkich. Dzięki doskonałemu przewodnictwu elektrycznemu i cieplnemu bierze udział w licznych reakcjach chemicznych. Występuje na dwóch stopniach utlenienia, co pozwala mu tworzyć dwa szeregi soli oraz trwałe związki kompleksowe. W przypadku jonów Cu(2+) ich trwałość jest porównywalna z kompleksowymi związkami żelaza.
W glebach miedź pojawia się głównie jako produkt wietrzenia skały macierzystej. Jednak ze względu na łatwość tworzenia kompleksów, produkty te (zwykle związki z siarką, tlenki czy sole kwasów słabiej rozpuszczalnych) w kontakcie z materią organiczną (resztki roślinne, nawozy organiczne) przechodzą w związki kompleksowe. To właśnie one mają największe znaczenie w żywieniu roślin.
Szczególną rolę odgrywają tu związki humusowe występujące w próchnicy. Dzięki licznym grupom funkcyjnym łatwo tworzą one z miedzią sole oraz związki o charakterze chelatów. Niestety, powstałe połączenia cechują się często niską rozpuszczalnością w wodzie lub zbyt trwałą strukturą, co może ograniczać pobieranie miedzi przez system korzeniowy.
Które gleby w Polsce są najbogatsze w miedź?
Zasobność gleb w miedź jest w Polsce mocno zróżnicowana:
- Najwyższa zawartość: występuje w czarnoziemach, glebach organicznych (mursze, torfy, czarne ziemie) oraz w glebach brunatnych (mocno
zróżnicowane w zależności od skały macierzystej, ilości próchnicy i odczynu). - Najniższa zawartość: cechuje gleby bielicowe oraz rędziny (na dostępność negatywnie wpływa także odczyn tych gleb – kwaśny lub mocno zasadowy).
W Polsce przeciętna zawartość miedzi na ogół nie przekracza 20 μg/gram gleby. Przy czym w glebach ciężkich zbliża się ona do 20 μ/g, a w lekkich – nie przekracza 10 μg /g. W przypadku gleb lekkich są to wartości zbyt niskie, a w przypadku gleb ciężkich, o rozwiniętym kompleksie sorpcyjnym oraz gleb organicznych – zależne mocno od stanu uwilgotnienia tych gleb oraz ich odczynu.
Należy także zwrócić uwagę na zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi. Są to emisje z hut metali nieżelaznych (np. Miasteczko Śląskie) bądź zanieczyszczenia pochodzące ze skał macierzystych używanych do produkcji nawozów fosforowych.
Co wpływa na dostępność miedzi dla roślin?
Najważniejszą rolę w dostępności miedzi dla roślin odgrywa pH gleby.
- Gleby o odczynie obojętnym: zazwyczaj zatrzymują w warstwie ornej spore ilości mikroelementów (w tym miedź) ze względu na dużą pojemność sorpcyjną.
- Gleby organiczne: bardzo silnie wiążą pierwiastki śladowe w trwałych kompleksach.
- Gleby lekkie, te o odczynie kwaśnym (pH< 6): mają niewielki kompleks sorpcyjny, słabo wiążą pierwiastki, które są dzięki temu łatwiej pobierane przez rośliny, ale i dużo szybciej wymywane. W takich glebach oraz w podłożach inertnych (wełna mineralna) wymagane jest stałe suplementowanie roślin związkami miedzi, aby zapewnić roślinom właściwy jej poziom.
Trzeba też wspomnieć, że zarówno nadmierne zakwaszenie, jak i zbytnia alkalizacja i wysoka zawartość substancji organicznej mogą ograniczać ilość miedzi dostępnej dla roślin albo poprzez wymywanie, albo unieruchomienie w trwałych kompleksach metaloorganicznych (choroba nowin).
Jak miedź przemieszcza się wewnątrz rośliny?
Miedź, ze względu na swoje właściwości chemiczne, zwykle kumulowana jest w korzeniach i słabo przemieszcza się do części nadziemnych roślin.
Rośliny pobierają miedź w formie kationów, czasami kationów kompleksowych, a najczęściej w postaci związków metaloorganicznych. Czynnikami wpływającymi na sprawność pobierania miedzi są:
- stopień uwilgotnienia podłoża,
- temperatura podłoża,
- odczyn (pH) ryzosfery,
obecność pierwiastków antagonistycznych (inne kationy dwuwartościowe).
Nawożenie dolistne jest skutecznym sposobem na ominięcie problemu akumulacji miedzi w korzeniach. Transport jonów odbywa się przez ektodesmy – struktury w zewnętrznej ścianie komórek skórki liści. Dzięki temu odpowiednio dobrana postać chemiczna związków miedzi może mieć zasadnicze znaczenie przy zaopatrzeniu roślin w ten pierwiastek drogą oprysku. Pobierana jest wówczas zwykle w postaci kationu Cu+2 (pochodzącego z większości związków nieorganicznych miedzi) oraz w formie chelatów organicznych.
Miedź w wodzie – kiedy stężenie staje się toksyczne?
Zawartość miedzi w wodach bywa bardzo zróżnicowana: zwykle waha się między 1 a 2 μg/l. Wyższe stężenia miedzi w wodach są na ogół wynikiem zanieczyszczeń rolniczych (przesiąki z nawożonych gleb, zanieczyszczenia ściekami, wapnem niewiadomego pochodzenia lub emisjami przemysłowymi).
Dopuszczalne stężenie miedzi w wodach gruntowych wynosi <20 μg/l): wyższe zawartości mogą być toksyczne zarówno dla roślin, jak i dla mikrobiomu glebowego, ograniczając biologiczną aktywność kompleksu glebowego.
Dlaczego miedź dla roślin jest ważna? Rola fizjologiczna w uprawach
Celem tego artykułu nie jest przedstawianie głębokiej wiedzy biochemicznej i fizjologicznej dotyczącej wpływu miedzi na rozwój i kondycje roślin, a jedynie wskazanie wagi tego pierwiastka w żywieniu i ochronie roślin.
Miedź należy do pierwiastków niezbędnych w życiu i prawidłowym metabolizmie roślin, który wchodzi w obieg w budowie struktur białkowych oraz enzymów. Ma to duże znaczenie w następujących aktywnościach roślin:
- fotosyntezie: odpowiada za prawidłowy transfer elektronów (w drodze zmian stopni utlenienia), stabilizuje chlorofil;
- oddychaniu mitochondrialnym: aktywuje enzymy uczestniczące w produkcji energii;
- procesie syntezy białek: jest niezbędna do syntezy białek oraz innych substancji (witamina C, ligniny, melaniny);
- gospodarce azotowej i redukcji związków toksycznych (poprawia wykorzystanie azotu i jego transport);
- transporcie węglowodanów;
- gospodarce wodnej komórek (reguluje migrację jonów potasu i fosforu);
- regulacji syntezy kwasów nukleinowych;
- generowaniu i stymulowaniu mechanizmów odporności roślin: zwiększa odporność na choroby grzybowe i bakteryjne (działanie fungistatyczne i częściowo fungicydalne) oraz ma wpływ na odporność na stresy abiotyczne (susza, stresy temperaturowe) – poprzez m.in. syntezę lignin.
Metaboliczne zachowania miedzi
Nie mamy jeszcze prawdopodobnie pełnego i udokumentowanego udziału miedzi w enzymatycznym metabolizmie u roślin.
Ostatnio kwestionuje się, co prawda, udział miedzi w redukcji azotanów, jednak badania te dają sprzeczne wyniki, zaś doświadczenie (obserwacje upraw) wręcz temu przeczą, wskazując problemy w żywieniu azotem skorelowane z niedoborami miedzi.
Jakie formy miedzi stosować w nawożeniu i ochronie?
W praktyce miedź w ochronie roślin zwykle stosuje się zapobiegawczo, rzadko interwencyjnie. Powodem jest wolne przemieszczanie się jonów miedzi w tkankach roślinnych, ale także niewysokie tempo zmian stopni utlenienia .
Zasadniczo można wyróżnić dwie postaci chemiczne, w jakich miedź można podawać roślinom:
- postać nieorganiczna: wszelkiego rodzaju sole nieorganiczne: chlorki, siarczany, azotany lub tlenki oraz ich pochodne: z takich związków miedź pobierana jest głownie w postaci jonu Cu2+ (rzadko także Cu+) – kumuluje się wtedy w korzeniach i wolno przemieszcza w roślinie do organów zielonych;
- postać organiczna – chelaty lub inne związki organiczne zwykle o charakterze soli wodorotlenków miedzi i kwasów organicznych; trwałość tego typu związków (oprócz chelatów) zwykle zależy od pH roztworu (użytego do aplikacji) lub roztworu glebowego.
Optymalne pH dla pobierania jonów miedzi wynosi od około 5,5 do 7. Oznacza to, że należy się wystrzegać zarówno odczynów mocno kwaśnych, jak i silnie zasadowych, zarówno przy aplikacji miedzi nalistnie, jak i w utrzymywaniu prawidłowego pH podłoża. W tym ostatnim przypadku problem mogą stanowić zarówno konkurencja innych jonów (np. żelazo, pobierane szybciej i w większych ilościach), jak i pH (ponad 7), do tego w obecności sporych ilości kationów wapnia i magnezu.
Pierwszą sytuację obserwuje się zwykle w kwaśnych glebach organicznych lub czarnych ziemiach o niskim pH, druga natomiast występuje często na glebach alkalicznych, szczególnie rędzinach, czy nawet zmienionych utworach lessowych (!) o nieprawidłowym, wysokim pH i wysokiej zawartości wapnia.
Fungistatyczne działanie miedzi
Związki miedzi należą do najstarszych substancji wykorzystywanych w ochronie roślin lub praktyce zabezpieczania materiału organicznego.
Cywilizacje starożytnego Egiptu, starożytnych Chin, cywilizacje Półwyspu Indyjskiego, Bliskiego Wschodu, wysp Oceanii oraz obu Ameryk znały fungistatyczne działanie miedzi i stosowały związki miedzi w praktyce. Zwykle były to występujące lokalnie nieorganiczne związki miedzi: siarczany, węglany, uwodnione tlenki, etc., które stosowano np. w konserwacji mumii czy w praktyce leczenia ran.
Stąd w XIX w. w Europie próbowano już stosować siarczan miedzi (siny kamień) lub węglan miedzi (a w zasadzie hydroksowęglan miedzi).
W wieku XX popularne w praktyce ochrony roślin stały się tlenochlorek miedzi, ciecz bordoska i inne.
Podkreślić należy, że nieorganiczne związki miedzi stosowane są do dzisiaj w ochronie roślin, tym bardziej, że nie wywołują u patogenów odporności, a wykazują długotrwałe działanie fungistatyczne (zapobiegające rozwojowi patogenów lub opóźniające ich rozrost) oraz działanie fungicydalne (przyczyniające się do likwidacji patogenów, głównie przez odwodnienie ich tkanek lub toksyczne dla grzybów lub bakterii rekcje redox jonów miedzi).
Produkty oparte na nieorganicznych związkach miedzi
Wszyscy znamy do dziś stosowane produkty oparte na kilku związkach nieorganicznych miedzi:
- tlenochlorek miedzi – wykazuje bardzo dobre właściwości bakteriobójcze, jednak należy koniecznie pamiętać o odpowiedniej konserwacji sprzętu – mogą powodować korozję części mosiężnych;
- wodorotlenek miedzi – ta postać lepiej trzyma się liścia oraz wykazuje słabsze działanie fitotoksyczne (brak jonów chloru, indeks solny niższy niż w przypadku tlenochlorku);
- tlenek miedzi – skuteczniejszy od poprzednio wymienionych ze względu na jony miedzi na dwu stopniach utlenienia; mniejsze pylenie w związku z postacią produktu (mikrogranule);
- siarczan miedzi: może być stosowany jako środek dożywiania miedzią roślin, przy okazji wykazujący działanie fungistatyczne podobne do tlenochlorku i wodorotlenku miedzi. Z powodu rejestracji jako nawóz nie ma okresu karencji (!), można więc stosować go bez restrykcji czasowych.
Miedzioton 50 Plus – to prosty i skuteczny nawóz dolistny na bazie trihydroksychlorku miedzi. Charakteryzuje się wysoką koncentracją (zwykle 50% Cu), dobrą przyczepnością i szybkim działaniem.
Organiczne postaci miedzi stosowane w żywieniu i ochronie roślin
Najczęściej w nawożeniu i ochronie roślin stosuje się miedź jonową, potocznie nazywaną miedzią systemiczną.
Preparaty z miedzią jonową (np. Gluko Miedź Ekstra) zawierają cząsteczki miedzi schelatowane kwasem heptaglukonowym, dzięki czemu powstaje glukonian miedzi. To cząsteczki o bardzo małych rozmiarach, dlatego określa się je jako miedź nanocząsteczkową. Dawki miedzi jonowej są nawet 10-krotnie mniejsze niż tradycyjnych preparatów, co zmniejsza ryzyko kumulacji miedzi w glebie. Poza tym miedź organiczna zapobiega nie tylko chorobom grzybowym (np. parch jabłoni), lecz także bakteryjnym (np. zaraza ogniowa, rak bakteryjny).
Uwaga!
W przypadku rozwiniętej infekcji grzybowej lub bakteryjnej samo zastosowanie miedzi może nie być skuteczne. Należałoby najpierw ograniczyć patogena, niszcząc go silnymi utleniaczami, a następnie zastosować miedź jako zabezpieczenie.
Miedź w postaci glukonianów może być podawana zarówno poprzez liście, jak i poprzez korzenie (z fertygacją). W przypadku stosowania w fertygacji należy zrobić próbę słoikową na stabilność roztworu skoncentrowanego (zbiornik B), aby uniknąć ryzyka precypitacji w emiterach.
Miedź chelatowana w żywieniu roślin
Chelat miedzi EDTA to nawóz i preparat odżywczy zawierający miedź (Cu) w stabilnej, łatwo przyswajalnej formie chelatu z kwasem etylenodiaminotetraoctowym (EDTA). Jest stosowany w rolnictwie do zapobiegania niedoborom tego mikroelementu, wspierania fotosyntezy, wzrostu i odporności roślin, dostępny w formie mikrogranulatu lub proszku, do stosowania dolistnego, doglebowego, fertygacji.
Zwykle wchodzi w skład mieszanek mikroelementowych, bywa też stosowany pojedynczo: zawartość miedzi w chelacie typu EDTA wynosi zwykle 15%, stabilność w zakresie pH 4,5–6,5. Stąd w glebach alkalicznych skuteczność tego typu chelatów bywa nikła, wymagany byłby chelat DTPA (trwały do pH 7,5) lub EDDHA, HBDA lub EDDHMA trwałe do pH 11-13, ale… znacznie droższe i o zawartości miedzi ok. 6%.
Kiedy stosować dokarmianie miedzią?
Oprócz przypadków omówionych powyżej, miedź stosujemy także, gdy obserwujemy następujące objawy. Mianowicie po początkowo normalnym rozwoju brzegi liści zaczynają żółknąć (podobnie jak przy niedoborze potasu), wierzchołki liści więdną i zamierają, przybierając szarożółte zabarwienie. Objawy takie występują zwykle na młodszych liściach, podczas gdy starsze pozostają względnie normalne. Występuje także wiotkość tkanek spowodowana niedostateczną syntezą lignin, katalizowana przez jony miedzi.
Jakie są objawy niedoboru miedzi w roślinach?
Objawy niedoboru miedzi są trudne do jednoznacznego rozpoznania. Zalecam wykonanie analizy liści, a równolegle analizy podłoża, aby szybko zidentyfikować ewentualną przyczynę nieożywienia roślin miedzią i podjąć adekwatne działania.
Podobnie przy podejrzeniu zatrucia roślin miedzią (o czym niżej) podstawą decyzji są analizy.
Czy można przedawkować miedź? Objawy fitotoksyczności
Każdy wie, że kota podobno da się zagłaskać na śmierć. Podobnie jest z dokarmianiem roślin miedzią: można przekroczyć normę fizjologiczną (różna dla różnych gatunków, a nierzadko także odmian).
W przypadku przedawkowania miedzi obserwuje się zwykle zahamowanie wzrostu i rozwoju roślin wywoływanym przez:
- zaburzenie metabolizmu kwasów nukleinowych;
- redukcję fotosyntezy przez zaburzenie transportu elektronów i syntezy chlorofilów a i b;
- zaburzenie gospodarki wodnej w roślinach – zmiana przepuszczalności błon komórkowych;
- wzrost zawartości w tkankach nadtlenków, wodorotlenków, które uszkadzają DNA roślin;
- uszkodzeniu komórek korzeni.
Zatrucie miedzią objawia się zmianą barwy liści na ciemnozielony, z podbiciem niebieskim. Następnie, wskutek redukcji produkcji chlorofilu, liście stają się chlorotycznie żółte. Może też wystąpić skrócenie i zgrubienie korzeni oraz zaburzenia w rozwoju części generatywnych (pąki, kwiaty) roślin.
Czy warto stosować produkty miedziowe?
Podsumowując, miedź w uprawie roślin to bardzo skuteczne narzędzie w rękach świadomego rolnika. Warunkiem odniesienia sukcesu jest wybór odpowiedniej formy preparatu, dostosowanej do aktualnych potrzeb, warunków uprawowych i fazy rozwojowej rośliny.
MIEDZIOTON 50 PLUS
GLUKO MIEDŹ EXTRA
CHITOFORCE TURBO
Przeczytaj również
