”Sugar Alcohol“

تشهد صناعة الاسمدة والمخصبات الزراعية على المستوى العالمي تطورات سريعة ومتلاحقة ومستمرة بهدف ابتكار وانتاج اسمدة تحقق السلامة البيئية وان تكون فعالة فى تحسين جودة وكمية المنتج الزراعي ورخيصة الثمن نسبيا وعناصرها الغذائية خاصة الصغرى منها تكون محملة ومرتبطة بمركبات عضوية بسيطة تتخلق بصورة طبيعية داخل النبات.

اتجهت الانظار الى الجلوكوز كأوفر مركب يخلق داخل النسيج النباتي نتيجة عملية التمثيل الضوئي وتحوله طبيعيا (إنزيمياً) الى كحول السوربيتول(sorbitol) وذلك باختزال مجموعة الالدهيد بالجلوكوز الى مجموعة هيدروكسيل فينتج كحول السوريبتول الذي يتم تفاعله صناعياً مع العناصر المعدنية الغذائية لانتاج الاسمدة الكحولية.

وكحول السوربيتول رمزه الجزيئي (C₆H₁₄O₆) ووزنه الجزيئي (182.17 جرام/ مول) ويتم انتاجه صناعياً من سكر الجلوكوز ويوجد طبيعياً فى التفاح والكمثرى والكرز والمشمش ولكحول السوربيتول استخدامات عديدة منها: انتاج العقاقير الطبية – مثخن يزيد لزوجة المنتجات الغذائية – ضد التعجن – يستخدم فى منتجات التجميل – انتاج الاسمدة.

يوجد العديد من انواع السكريات الكحولية تختلف عن بعضها فى عدد ذرات الكربون ووضع مجموعات الهيدروكسيل (OH) الفراغي فى المركب وبالتالي درجة ثباتها مع العناصر وعلى سبيل المثال توجد سكريات كحولية تحتوي على (4) ذرات كربون فقط و(4) مجموعات هيدروكيل مثل: اريثريتول (Erythrtiol) كما توجد سكريات كحولية تحتوي على (5) ذرات كربون و(5) موجوعات هيدروكسيل اما السكريات الكحولية التى تحتوي على (6) ذرات كربون و(6) مجموعات هيدروكسيل فهي مثل كحول السوربيتول (Sorbitol).

طريقة ارتباط السكر الكحولي بالعناصر الغذائية:

يطلق على السكريات الكحولية بجميع أنواعها مسمى قاعدة عضوية (Ligand) تعمل من خلال مجموعات الهيدروكسيل (OH) طبقاً لنظرية لويس للأحماض والقلويات كقاعدة (Lewis bases) ويعمل العنصر الغذائي كحامض (Lewis acid) فيتم الارتباط من خلال رابطة يطلق عليها الرابطة التناسيقية (Coordinate covalent bond) وبذلك يرتبط العنصر الغذائي مع السكر الكحولي برابطة تناسقية فقط ويحقق إتزانه الكهربي من خلال انيونه المرافق ومثال ذلك تكوين معقد النحاس سوربيتول فى نظام سلفات النحاس سوربيتول الذي يحقق فيه عناصر النحاس إتزانه الكهربي من خلال أنيونه المرافق (السلفات) بينما يرتبط العنصر (ثنائي او ثلالثي الشحنة ) مع القواعد المخلبية التي تحتوي على مجموعات كربوكسيل وعنصر النتروجين مثل (EDTA- DTPA- EDDHA) برابطة أيونية بالاضافة الى الرابطة التناسقية وبذلك يحقق العنصر المعدني تعادله الكهربي مع القاعدة المخلبية وينفصل الانيون المرافق عن العنصر وهنا تجدر الاشارة الى ان اسمدة عناصر السكريات الكحولية أقل ثباتأ من اسمدة عناصر المركبات المخلبية ( ادتا – اديها -…….).

اهمية استخدام اسمدة السكريات الكحولية فى الزراعة:

1. تمتص سريعا ً بواسطة المجموع الخضري فتعالج اعارض نقص العنصر الغذائي وفى نفس الوقت تمد النبات بالسكر الكحولي الذي يدخل مباشرة فى دورات التمثيل الغذائي داخل النسيج النباتي
2. تمنع اسمدة السكريات الكحولية نشاط معظم البكتيريا المرضية التي قد تصيب المحاصيل الزراعية وهذه ميزة تنفرد بها اسمدة عناصر السكريات الكحولية
3. تتباين درجة ثبات ارتباط السكريات الكحولية مع العناصر المعدنية حسب عدد مجموعات (OH) والوضع الفراغي لها (محوري – افقي ) وبالتالي عدد الروابط التناسقية فكلما زادت عدد هذه الروابط مع العنصر كلما زاددت درجة ثبات السماد الكحولي ويمكن الحصول على درجة ثبات عالية اذا استخدمت هيدروكسيدات العناصر المعدنية لتتفاعل مع السكر الكحولي بخروج (H₂O) الناتج من تفاعل مجموعة هيدروكسيل المعدن ومجموعة هيدروكسيل السكر الكحولي وبناءاً على درجة ثبات السماد الكحولي تتحدد طريقة الاضافة فالرش الورقي لا يحتاج الى درجة ثبات عالية بعكس الاضافة الارضية.
4. ترتبط السكريات الكحولية مع الانيونات المعدنية بعكس المركبات المخلبية التقليدية (الادتا- الادها وغيرهما) وعلى سبيل المثال يتفاعل السوربيتول مع حامض البوريك او مونو بورات الصوديوم من خلال الرابطة التناسقية التي تربط الشحنة الموجبة الموجودة بكاتيون البورون بالشحنة السالبة على ذرة الاوكسجين لمجموعة الهيدروكسيل فى السوربيتول طبقاً لنظرية لويس للأحماض والقواعد.

بعض انواع اسمدة السكريات الكحولية المتداولة فى السوق العالمي :

1. Sugar Alcohol Calcium Fertilizer) يحتوي على 21% Ca (وزن-حجم )
2. Sugar Alcohol Boron يحتوي على 15% بورون B (وزن – حجم )
3. Sugar Alcohol Zinc يحتوي على 15.88% زنك Zn (وزن – حجم )
4. Sugar Polyol Calcium & Magnesium يحتوي على 15% Ca و 1% Mg (وزن- حجم )

وتستخدم اسمدة العناصر الكحولية رشاً على المجموع الخضري للنبات او مع مياة الري (تنقيط – ري محوري).

المراجع:

1. Fac.Fish.Anim.Husb.,Hiroshima Univ.,( 17):107 – 116)(1978
2. . ) Bull . Chem . Soc .Jpn . ,( 71) :161- 166 (1998
3. . )Russian J. General Chem. ,( 75) :1687- 1692 ( 2005
4. . )J .Bangl . Chem . Soc . (25) : 15 – 20 (2012
5. . )HortScience ,( 49)8 :1067 – 1070 ( 2014

 

المصدر : الدكتور محمد نوفل

استاذ الاراضي والمياة والبيئة بمركز البحوث الزراعية