Роль микроэлементов и что такое хелаты
wp5ee42796_35.jpg

Любой живой организм состоит из соединений большого количества химических элементов. В химическом составе любого живого организма от растений до человека обнаруживаются почти все химические элементы таблицы Менделеева, только в разном количестве. Поскольку растения являются основанием пищевой цепочки для всех животных  организмов и, в том числе для человека, химический состав пищевых и кормовых растений всегда представлял наибольшую значимость для исследований. Животный организм оказался более чувствительным к химическому составу рациона питания, чем растительный. Он острее реагирует как на дефицит необходимых, так и на избыток токсичных элементов. Установлено, что однозначно токсичных для животного организма элементов немного. Это радиоактивные элементы, а также кадмий, свинец, мышьяк и ртуть. А вот растения относятся к этим элементам более лояльно и могут накапливать их в своих тканях в значительных количествах без особого ущерба для себя. Группа из шести инертных газов также не оказывает влияния на живые организмы в силу их химической пассивности. Все же остальные элементы, а их около 70 могут так или иначе влиять на живые организмы и быть для них необходимыми. На сегодняшний день достоверно установлена необходимость для животных организмов около 40 химических элементов. Кроме того, есть сведения о полезности для человека еще около 10 элементов, среди которых ряд благородных металлов.

Все элементы, необходимые для организма условно делят на три группы, в зависимости от их количественного содержания. Больше всего в живой материи обнаруживается водорода, кислорода и углерода, которые являются основным "строительным материалом” для органических соединений. Какого-либо дефицита в этих элементах не наблюдается, поскольку они легкодоступны в окружающей среде. К макроэлементам относят 9 элементов: калий, азот, фосфор, кальций, магний, сера, натрий, хлор, кремний. Все остальные элементы относя к микроэлементам. Перечислим те из них, которые на сегодняшний день являются научно обоснованными. Это железо, бор, марганец, цинк, медь, молибден, кобальт, йод, хром, селен, алюминий, барий, бром, ванадий, галлий, германий, литий, никель, олово, фтор, титан, вольфрам, рубидий. Необходимое для организма количество микроэлемента может  составлять от десятых до миллионных долей относительно макроэлементов, однако это не означает их меньшую значимость. Если макроэлементы чаще всего, как и основные элементы, являются "строительным материалом”, то микроэлементы помимо этого обычно выступают как катализаторы в физиологических процессах. Так, железо химически входит в состав гемоглобина, а кобальт в структуру витамина B12, и в этом смысле они выступают как "строительный материал”. С другой стороны, эти же микроэлементы в сочетании с другими могут поддерживать биологические катализаторы-ферменты в физиологических процессах, таких, как репликация ДНК, синтез белков и т.д. К сожалению микроэлементам, особенно в растениеводстве, до сих пор уделяется недостаточное внимание. Чтобы наглядно показать важность микроэлементов проиллюстрируем это на простом примере. Представим себе полностью исправный автомобиль, состоящий из множества “макроэлементов” – кузова, колес, двигателя и т.д. И допустим, что в него забыли поставить свечи зажигания или заложить смазку в подшипники – “микроэлементы”, составляющие по массе сотые доли процента от массы “макроэлементов”. Очевидно, что такой автомобиль просто не сможет функционировать. Живые организмы – неизмеримо более сложные “конструкции”, чем автомобиль и поэтому наличие всего необходимого комплекса микроэлементов для них является жизненно необходимым.

Поскольку растения являются первичными организмами, ассимилирующими химические элементы из окружающей неорганической среды, доступность для них всех макро- и микроэлементов будет определяться химическим составом этой среды. Для наземных растений – это химический состав почвы, а для водных – химический состав воды. Таким образом, химический состав растений, а следовательно и химический состав всей пищевой цепочки вплоть до человека будет в значительной мере определяться наличием в среде обитания растений всего необходимого комплекса элементов питания.

Исследования, проведенные американскими учеными в разных регионах мира, показали, что наилучшее здоровье и наибольшая средняя продолжительность жизни людей характерны для развитых стран, где в рационе питания преобладают морепродукты. В первую очередь это относится к Японии. А вот в не менее развитых странах Западной Европпы и в США эти показатели оказались заметно хуже. Единственным объяснением этого является богатый микроэлементами химический состав морской воды, приведенный в таблице (в мкг на литр), определяющий высокую пищевую ценность морепродуктов.

Содержание химических элементов в морской воде.

                                                                                                                                                              Таблица 1

wp707a66ee_35.jpg

 

Содержание химических элементов в морских растениях.

                                                                                                                                                          Таблица 2.

wp0beab639_35.jpg

Исследования химического состава морских растений показали, что они интенсивно аккумулируют элементы, содержащиеся в воде и концентрация многих элементов в составе растений превышает их концентрацию в морской воде в сотни, тысячи раз. Это же характерно и для морских животных. В таблице1 приведены данные по 52 элементам и это подтверждает важность микроэлементов в системе питания живых организмов, в том числе и человека.

Химический состав морской воды в различных точках бассейна мирового океана мало отличается, что объясняется выравниванием концентраций из-за интенсивного перемешивания воды за счет течений и штормов. А вот на земной тверди ситуация совсем другая. В доисторическую эпоху образовались геологические породы, химический состав которых в разных регионах резко отличается. Где-то образовались породы с аномально высоким содержанием какого-то элемента, где-то с полным его отсутствием. Затем на протяжении миллионов лет эти твердые породы постепенно разрушались, создавая почвообразующие слои. Однако образующаяся почва по химическому составу естественно была близка коренным породам. Поэтому во многих регионах сформировавшаяся в процессе эволюции почва оказалась непригодной для сельскохозяйственного использования, либо за счет избытка,  либо за счет недостатка каких-либо элементов питания. Там, где состав почв оказался благоприятным, в процессе эволюции человеческой цивилизации, начало складываться сельское хозяйство. И если на начальной стадии хозяйство носило преимущественно натуральный характер, и все, что выращивалось на полях возвращалось обратно в виде неиспользованных остатков растений, навоза, продуктов жизнедеятельности человека, то в 19 веке  сельское хозяйство начало приобретать промышленный характер и все большие объемы сельхозпродукции начали вывозиться в города, безвозвратно унося из почв необходимые элементы питания. Кругооборот элементов питания нарушился и начался процесс интенсивного истощения почв. К этому моменту сформировалась концепция севооборота, которая несколько сдерживала этот процесс. Периодически на полях высаживались сидератные культуры, такие как люцерна, а затем запахивались. Корни таких культур могут проникать в грунт на глубину до трех метров и извлекать из глубинных слоев необходимые элементы питания, вынося их на поверхность и обогащая пахотный слой. Однако и глубинные слои также подвержены постепенному истощению. К середине двадцатого века этот процесс зашел настолько далеко, что потребовалось создание целой химической промышленности минеральных удобрений. Истощение почв, на которых выращивались корма для скота, стало столь значительным, что навоз, полученный от скота, питавшегося обедненными кормами, перестал быть эффективным удобрением, каковым он был в предшествующие века. Использование минеральных удобрений позволило остановить процесс истощения почв, но к сожалению только по макроэлементным составляющим, так как микроэлементам уделялось очень мало внимания и истощение почв по микроэлементам продолжалось. Даже в составе современных удобрений можно увидеть только 5-9 микроэлементов, что неизмеримо меньше, чем необходимо для получения продуктов питания высокой пищевой ценности. И за это человечеству приходится платить увеличением количества сердечно-сосудистых, онкологических, аллергических и многих других заболеваний. Увеличивается число неполноценных детей, возникают сексуальные проблемы в продуктивном возрасте. По данным Министерства сельского хозяйства США за последние 30 лет в овощах и фруктах, производимых на территории этой высокоразвитой страны, содержание большинства микроэлементов и витаминов снизилось от 2 до 10 раз!

Приведем лишь несколько примеров важности микроэлементного питания как для растений так и для человека. При этом не будем останавливаться на элементах общеизвестных, а обратим внимание на те, которые обычно не входят в состав даже современных удобрений, таких как «Кемира», и поэтому большинство как любителей, так и специалистов считают их экзотическими и малозначимыми.

НИКЕЛЬ.  Естественное  содержание  никеля в почвах некоторых   сельскохозяйственных  регионов  весьма  значительное и может в несколько  раз  превышать  содержание кобальта. Урожайность  в таких районах оказывается весьма высокой. Кроме того, в  продукции  таких регионов обнаруживается высокое содержание кобальта, благоприятно влияющее на пищевую ценность. В связи с этим можно говорить о синергизме никеля по отношению к кобальту. Многие исследователи отмечают позитивную роль никеля в небольших концентрациях для повышения урожайности и пищевой ценности  продукции.

ВАНАДИЙ.  Природное  содержание ванадия в почвах оценивается как  среднее, однако его наличие характерно для многих с/х регионов. Это говорит о том, что ванадий не является противоестественным элементом для растений, животных и человека. Многие исследования  подтверждают  полезность  ванадия  не только для растительных, но и для животных организмов. Изучение роли ванадия в процессе фотосинтеза  показало,  что недостаток этого элемента вызывает значительное  снижение содержания хлорофилла. Скорость фотосинтеза, рассчитанная  на единицу хлорофилла, на фоне высокой интенсивности освещения при недостатке ванадия уменьшалась вдвое. Установлена также положительная роль ванадия в фиксации микроорганизмами  атмосферного азота. Замечена прямая связь урожайности  многих культур с содержанием ванадия в почве. Так особо высокая урожайность и качество картофеля в Беларуссии приурочены к почвенным ареалам с повышенным содержанием ванадия. В организме человека ванадий участвует в метаболизме глюкозы, холестерина и костных тканей, усиливает сократительную способность сердечной мышцы и снижает потребность в инсулине при диабете.

ЛИТИЙ.  Так как литий - щелочной металл и обладает достаточной подвижностью в почвах, исследованиям этого элемента в системе  питания растений уделялось заметно большее внимание, чем  другим . Было установлено положительное влияние  лития  на  общее развитие растений, транспорт калия и особенно  на  развитие корневой системы многих культур. Так, у  пасленовых при добавлении лития корневая система увеличивается   в массе до 2 раз, в результате чего наблюдается заметное повышение урожайности. В организме человека литий обнаруживается в клетках гипофиза, яичников, щитовидной железы и надпочечников. Литий способствует профилактике атеросклероза. По данным американских ученых дефицит лития порождает клиническую депрессию, провоцирующую агрессивность, насилие и наркозависимость.

СЕЛЕН. Внимание к селену базируется в первую  очередь на исследованиях финских ученых, установивших его важную роль в составе растительной пищи для антионкологической   профилактики.  Кроме того, селен- основной компонент фермента пероксидазы глютатиона, который защищает организм от массового притока вредных веществ при распаде токсинов и вступает в реакцию с такими тяжелыми металлами как кадмий и ртуть.

РУБИДИЙ.  Рубидий  явлвется одним из самых активных щелочных металлов,  поэтому  может  оказывать  сильное  воздействие  на  биохимические  процессы в живых организмах. Однако он является сильно  рассеянным  элементом  и его естественное содержание в  почвах, как правило ничтожно. Рядом исследователей установлена   значительная   позитивная  значимость  рубидия  для  организма   животных  и человека. В морской воде концентрация рубидия  неизмеримо  выше,  чем в почвах, и сопоставима с концентрацией  лития.  Морские  организмы  интенсивно аккумулируют рубидий из   воды  и  в  их составе его концентрация оказывается даже выше, чем  лития.   Многие   исследователи   считают,  что  высокая  продолжительность жизни людей, проживающих на территориях, где   доминирующую  долю  в  рационе питания составляют морепродукты  (Япония,  Австралия),  объясняется  значительной концентрацией  рубидия,  поступающего  в  организм.  Кроме  того, в некоторых   регионах   (Абхазия)   в  почвах,  занятых  под  виноградники,   обнаруживается  аномально  высокая концентрация рубидия. Вина, изготовленные   из   такого   винограда  (например  Саперави),  обладают  способностью  выводить  из  организма  радионуклиды.  Кроме  того,  для  этих районов также характерна исключительно  высокая продолжительность жизни

ГЕРМАНИЙ. В растениях германий способствует разложению воды на водород и кислород, и дальнейшей утилизации кислорода. Органический германий обладает широким спектром биологического действия на организм человека: обеспечивает перенос кислорода к тканям организма, повышает его иммунный статус, проявляет антивирусную активность. Перенося кислород, он предупреждает развитие кислородной недостаточности на тканевом уровне, уменьшает риск развития и так называемой кровяной гипоксии, возникающей при уменьшении гемоглобина в эритроцитах.Соединения германия обладают противоопухолевой активностью, тормозят метастазирование, используются для лечения и противораковой профилактики. Предполагается, что он снижает возможность атеросклероза. Обладает антималярийной активностью. Эффективно используется для профилактики при СПИДе. Среди растений, способных адсорбировать германий и его соединения из почвы, лидером является корень женьшеня. Кроме того, он содержится в чесноке, томатах (томатном соке), бобах. Есть он и в рыбе и продуктах моря - кальмарах, мидиях, креветках, морской капусте, фукусах, спирулине.

ТИТАН. Входит в состав хрусталика глаз, кожи, волос, ногтей,  костей. Титан принимает участие в регулировании окислительных процессов в сыворотке крови, стимулирует образование крови. Высокие концентрации титана обнаружены в мозге (максимально в зрительном центре и в центре равновесия (вестибулярном аппарате).

СЕРЕБРО.  Бактерицидные свойства серебра общеизвестны. В официальной медицине широко применяются препараты коллоидного серебра и нитрат серебра . В организме человека серебро обнаружено в мозге, железах внутренней секреции, печени, почках и костях скелета. В гомеопатии серебро применяется как в элементарном виде серебро металлическое, так и в виде нитрата серебра. Препараты серебра в гомеопатии обычно назначают при упорных и длительных заболеваниях, сильно истощающих нервную систему. В настоящее время лекарства на основе серебра (протаргол, колларгол и др.) используют при эрозиях, язвах, избыточных грануляциях, трещинах, остром конъюнктивите, трахоме, хроническом гиперпластическом ларингите, а также для промывания мочеиспускательного канала и мочевого пузыря.

ОЛОВО. Олово не относится к токсичным металлам. Олово входит в состав желудочного фермента гастрина, оказывает влияние на активность флавиновых ферментов, способно усиливать процессы роста.. В экспериментах на животных показано, что дефицит олова сопровождается замедлением роста и привеса, нарушением минерального состава внутренних органов, ухудшением слуха у подопытных животных.

Из этого краткого анализа влияния микроэлементов на живые организмы можно сделать вывод о том, что как развитие самих растений, так и здоровье и продолжительность жизни человека в значительной мере зависит от химического состава почвы. А поскольку единственным средством восполнения выноса питающих элементов из почвы в большинстве регионов мира, являются минеральные удобрения, то от их качества, от многообразия микроэлементов в их составе зависит вся пищевая цепочка. Поэтому фактически началом всей пищевой цепочки сегодня следует считать минеральные удобрения. Обширный микроэлементный состав удобрений оказывает весьма положительное влияние и на декоративные культуры. При этом увеличиваются размеры листьев, усиливается яркость их окраски, не проявляются хлоротические явления резко ухудшающие внешний вид декоративно-лиственных культур. У цветущих растений увеличивается число бутонов, ярче становится окраска цветков, увеличивается выход семян.

Поэтому при подборе удобрений, как для сельского хозяйства, так и для декоративного цветоводства главным критерием качества удобрения следует считать обширность его  микроэлементного состава. В настоящее время  разработано и производится несколько видов современных удобрений, содержащих от 16 до 20 микроэлементов, которым и следует отдавать предпочтение.

Попытки современной медицины компенсировать микродефицит в продуктах питания при помощи микросодержащих пищевых добавок и поливитаминов дают незначительный эффект, ввиду искусственности их происхождения и низкой усвояемости их организмом. Поэтому наилучшим решением проблемы было бы обеспечение начала пищевой цепочки растение-животное-человек, то есть почву, полноценным удобрением, содержащим весь необходимый микроэлементный комплекс, а остальное предоставить самой природе. И тогда не придется глотать таблетки химического происхождения и сомнительной полезности.

Так почему бы не ввести в состав удобрений весь научно обоснованный набор микроэлементов? Дело в том, что в традиционные удобрения микроэлементы вводятся в виде простых солей, например  сульфатов, хлоридов или нитратов. А большинство микроэлементов химически очень активны и обладают амфотерными свойствами. Поэтому в почвенном растворе они начинают вступать между собой в перекрестные химические реакции с образованием нерастворимых соединений, которые выбывают из почвенного раствора, оседая на элементах почвообразующего субстрата. А так как, растения могут поглощать элементы питания только в виде раствора, они начинают испытывать острый дефицит микроэлементов. Вот поэтому традиционные удобрения оказываются малоэффективными с точки зрения обеспечения растений микроэлементами. Попытки же введения дополнительных микроэлементов в виде простых солей приводят к лавинообразному разрушению химического состава традиционных удобрений.

Поиск путей преодоления этой проблемы агрохимики начали еще в 70-х годах. Обнаружилось, что наиболее перспективным направлением является использование  хелатов – особого класса элементоорганических соединений. Для получения хелата микроэлемент включается в состав сложной органической молекулы. При этом химическая активность микроэлемента блокируется образующимися координационными связями и он теряет способность вступать в перекрестные химические реакции с другими микроэлементами. Поэтому в состав удобрения удается включить гораздо более обширный микроэлементный набор в виде хелатов и, при этом,  оно окажется очень устойчивым в почвенном растворе.  Кроме того, выяснилось, что микроэлементы в хелатном виде оказались “по вкусу”  растениям  –  они быстрее усваиваются и препятствуют появлению хлороза. Однако до последнего времени эти результаты не находили широкого применения на практике ввиду очень высокой стоимости. Наиболее доступными для применения в удобрениях хелатообразователями оказались этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и оксиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ).

В середине 90-х годов в Санкт-Петербурге была разработана технология получения удобрений с обширным микроэлементным составом, базирующаяся на использовании хелатов. В процессе исследований было выяснено, что применение только хелатных форм микроэлементов не решает всех проблем. Дело в том, что хелаты ряда микроэлементов оказываются недостаточно устойчивыми в условиях почвенного раствора, либо не нравятся растениям, а многие химические элементы вообще не образуют хелатов. Поэтому разработчики пошли дальше и включили в рассмотрение не только хелаты, но и элементоорганические соединения других классов. Такой подход теоретически позволяет включить в состав удобрения почти всю таблицу Менделеева, если в этом будет необходимость с точки зрения потребности растений или человека.

В настоящее время освоено промышленное производство таких удобрений, которые получили название “Унифлор”. Сегодня в их состав входит до 21 микроэлемента и ведутся работы по расширению этого набора,

В состав серии удобрений входит 8 видов, обеспечивающих применение практически во всех сферах растениеводства: ”Унифлор-рост”, ”Унифлор-зеленый лист”, ”Унифлор-бутон”, ”Унифлор-цветок”, ”Унифлор-пестрый лист”,  ”Унифлор-кактус”,  ”Унифлор-аква” и ”Унифлор-микро”. Полные удобрения содержат 18 микроэлементов, а микроудобрение -  21 микроэлемент. Первые 7 видов являются полными, то есть, помимо микроэлементов содержат и все необходимые макроэлементы. ”Унифлор-рост” и ”Унифлор-зеленый лист” имеют преобладание азотной составляющей и обеспечивают интенсивный рост лиственной массы растений, что благоприятно для азотолюбивых культур, комнатных растений декоративно-лиственного типа, рассады на начальной стадии выращивания. ”Унифлор-бутон” и ”Унифлор-цветок”, наоборот, имеют преобладание калий-фосфорной компоненты и предназначены для стадий бутонизации, цветения и плодоношения плодоовощных культур, для пышноцветущих декоративных и комнатных растений, а также для ряда древовидных и кустарниковых форм. ”Унифлор-пестрый лист” имеет промежуточное соотношение, что соответствует потребностям многих пестролистных растений. Название ”Унифлор-кактус” говорит само за себя, а ”Унифлор-аква” предназначен для любителей декоративных аквариумов с пышной растительностью. ”Унифлор-микро” – это универсальное микроудобрение, с помощью которого можно замачивать семена, клубни и луковицы перед посадкой, проводить корневые или внекорневые подкормки микроэлементами или самостоятельно составлять растворы полных удобрений  любого состава из простых удобрений – азофоски, мочевины, суперфосфата и т.д.

Использование почв нечерноземной зоны даже в течении 10 лет уже приводит к заметному снижению химического плодородия, а многовековая эксплуатация земель  в сельском хозяйстве без восполнения элементов питания породила катастрофическое их истощение по микроэлементам и, как следствие, привела к резкому снижению пищевой ценности продуктов питания. Только в некоторых регионах мира, где происходит естественное природное восполнение элементов питания за счет наносов в поймах рек в период половодий, либо из-за смыва ливневыми дождями в долины продуктов разрушения горных пород, ситуация остается достаточно благоприятной. Однако таких мест на земном шаре не так уж и много.

Вот поэтому применение современных удобрений с обширным микроэлементным набором это не только повышение урожайности, но и путь к здоровью и долголетию.

 

wp02f00d96_35.jpg
wp5533b116.gif
wpc42ac5de_35.jpg
Схема
сайта
wp5533b116.gif
wp1a637315_35.jpg
На главную