UNUTARKOMPLEKSNA JEDINJENJA ILI HELATI

Za mikroelemente je značajno da mogu obrazovati unutarkompleksna jedinjenja sa nizom organskih materija – poznata pod nazivom helati.

Helati su reverzibilni kompleksni spojevi organskih molekula sa dvo ili više valentnim katjonima. Hela (grčka reč) znači klešta raka. Između helatiziranog organskog molekula i katjona postoji karakterističan mehanizam vezivanja.

Organski molekuli koji mogu graditi helate nazivaju se helatori. Oni obuhvataju središnji atom metala poput klešta i grade jednu ili više prstenastih struktura (primer Cu kompleks).

Helator obavija jednolično atom metala, a Cu vežu dve karboksilne grupe polarno (jonska), a oba elektronska para N-atoma – koordinativno. Na taj se način čitav molekul stabilizuje, pa su helatori stabilizatori – stabilni spojevi.

Prirodni helatori

U zemljištu se helatori stvaraju pod uticajem mikroorganizama a izlučuju ih biljke putem korena. Razgradnjom organskih materija mikroorganizmima, nastaju razne organske kiseline – koje deluju kao helatori. U okolini korena biljaka izolovano je puno organskih supstanca – helatora, (kod korena pšenice 18 amino kiselina – svaka može biti helator). Helatori mogu izvući katjone iz kristalne rešetke primarnih i sekundarnih minerala tako da postaju pristupačni biljkama (tako se i brže raspadaju minerali).

Oslobođeni hranljivi jon može se prikazati: primer (Fe)

Fe-fosfat (nepristupačan)+helator→Fe-helat+fosfat (oboje pristupačni).

Znači, biljci, dejstvom helatora postaje pristupačan i anjon i katjon.

“Humus efekt” se objašnjava tako što helatizirajuće materije iz humusa mogu da se vežu sa kalcijumom (blokiraju ga), i tako sprečavaju da lakorastvorljivi primarni i sekundarni fosfati prelaze u teže rastvorljive trikalcijum fosfate ili apatite (te su u zemljištu bogatom humusom lakopristupačniji fosfatni joni). Nestabilnije helate grade teški metali ali im postojanost nije jednaka.

Prema Melleru i Meli stabilnost im opada sledećim redom

Cu→Ni→Co→Zn→Cd→Fe→Mn→Mg

Prema Vallace-u (1956)

Fe3+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+

Opada stabilnost

Stabilnost opada

Helati su vrlo stabilni i rastvorljivi u vodi što je od značaja za ishranu biljaka.

Primena helata u poljoprivredi od kada se uspelo dokazati da biljke helate mogu usvojiti i koristiti u procesu metabolizma.

Danas se sintetički proizvode helatori koji se vežu s mikroelementima. Primena helata za ishranu biljaka može biti preko zemljišta i preko lista. Folijarno deluju brže.

Preko zemljišta dejstvo im je dvojako: Mogu sprečiti nedostatak mikroelemenata jer ostaju u

rastvorljivom obliku za biljku. Dodavanjem helatora može se sprečiti i toksično dejstvo

mikroelemenata ukoliko ih ima u većoj količini u zemljištu.

Helatori koji se danas koriste spadaju u grupu poli-amino-poli-acetatnih jedinjenja. Označavaju se skraćeno početnim engleskim slovima grupe molekula koji su sastvani delovi helatora.

EDTA-etilen-diamino-tetra-sirćetna kiselina

HEEDTA-(HEDTA)-hidroksi-etilen-diamino-tri-sirćetna kiselina

EDDA-etilen-diamino-disirćetna kiselina

DTPA-dietilen-triamino-penta-sirćetna kiselina i dr.

Helati se danas primenjuju za otklanjanje nedostataka mikroelemenata, posebno Fe u karbonatnim zemljištima, pri čemu treba istaći da su helatori DTPA i HEEDTA stabilniji od EDTA.

Helati Co i Cu često se koriste za ishranu stoke.

Helati se često nalaze u biljci. Tako niz enzima i vitamina ima helatnu strukturu. To su:

Fe-porfirski enzimi i koenzimi, citohromi, katalaze i dr.

Kobaltporfirinsku strukturu ima vitamin B12.

Za otklanjanje hloroze usled nedostatka Fe najčešće se koristi

Fe-seqvestren 138

Ferifert

Helati imaju veliku ulogu u ishrani biljaka, a misli se da će u budućnosti njihova primena biti još veća.