Jaké potraviny obsahují kobalt, kde se nachází v největším množství a jaký je účinek mikroprvku?

Jedním z hlavních nutričních faktorů ovlivňujících zdraví, výkonnost a aktivní dlouhověkost jsou mikroživiny – vitamíny a jim podobné látky, mikro- a makroprvky. Tělo si nevyrábí všechny potřebné mikroživiny a musí je přijímat v hotové formě například s jídlem. Bohužel nemáme možnost tyto látky skladovat.

• Makroživiny – potravinové látky (bílkoviny, tuky a sacharidy) potřebné pro člověka v množství měřeném v gramech a zajišťující energetické, plastové a další potřeby těla.
• Mikroživiny – esenciální látky (vitamíny, minerály a biologicky aktivní látky) obsažené v potravinách v minimálním množství – miligramy nebo mikrogramy. Neposkytují energii, ale hrají důležitou roli v procesech metabolismu, růstu, adaptace a vývoje těla.

Minerály jsou životně důležité složky výživy s velmi různorodými fyziologickými funkcemi. Hrají důležitou roli v plastických procesech, tvorbě a stavbě tělesných tkání, zejména kosterních kostí. Minerály jsou potřebné k udržení acidobazické rovnováhy v těle, k vytvoření určité koncentrace vodíkových iontů v tkáních a buňkách, intersticiálních a mezibuněčných tekutinách a také k tomu, aby jim dodaly osmotické vlastnosti zajišťující normální metabolismus.

Minerály mají velký význam při tvorbě bílkovin. Je prokázána jejich role v činnosti žláz s vnitřní sekrecí (např. jódu ve štítné žláze), stejně jako účast na enzymatických procesech.

Minerály se podílejí na neutralizaci kyselin a prevenci rozvoje acidózy. Jsou důležité při normalizaci metabolismu vody v těle. Byla identifikována biologicky vysoce aktivní spojení této skupiny látek s dalšími živinami, např. vápník s bílkovinou (kasein), kobalt s vitamínem B12 aj. Je prokázána role minerálů v krvetvorbě, tkáňových procesech dýchání a metabolismu. Studium minerálů jako nezbytné součásti výživy a stanovení jejich role v organismu úzce souvisí s prevencí anémie z nedostatku železa, endemické strumy, osteoporózy, křivice, fluorózy a řady dalších onemocnění.

Na základě převažujícího významu jednotlivých minerálních látek v různých aspektech života organismu lze identifikovat několik hlavních oblastí jejich účasti na biochemických metabolických procesech:

• konstrukce kosterních struktur (vápník, fosfor atd.);
• zachování osmotických vlastností buněk a plazmy (sodík, draslík);
• hematopoéza (železo, měď);
• jsou aktivátory a kofaktory enzymů (hořčík, zinek, měď, železo, selen, mangan, molybden, kobalt, vanad aj.).

Do skupiny minerálů patří makroživiny (vápník, fosfor, draslík, hořčík, sodík, síra, chlór) a mikroelementy (železo, zinek, brom, jód, kobalt, mangan, měď, molybden, selen, fluor, chrom). V posledních desetiletích přitahují mikroelementy stále více pozornosti výzkumníků kvůli jejich extrémně širokému spektru účinků na organismus – od životní nutnosti pro existenci až po toxické účinky. Není možné jednoznačně rozdělit mikroelementy na toxické a vitální, protože odpovídající účinek do značné míry závisí na dávce. Doporučené hodnoty spotřeby pro řadu makro- a mikroprvků v naší zemi jsou schváleny Státními hygienickými a epidemiologickými normami Ruské federace v následujících dokumentech:

• Metodická doporučení 2.3.1. RACIONÁLNÍ VÝŽIVA „Normy fyziologických potřeb energie a živin pro různé skupiny obyvatelstva Ruské federace“, MP 2.3.1.0253-21;
• Příloha č. 2 k technickým předpisům Celní unie „Potravinářské výrobky k jejich označování“ (TR CU 022/2011);
• Jednotné hygienicko-epidemiologické a hygienické požadavky na výrobky (zboží) podléhající hygienicko-epidemiologickému dozoru (kontrole) (ve znění ke dni 10), příloha 2015, denní spotřeba potravin a biologicky aktivních látek pro dospělé ve specializovaných potravinářských výrobcích ( SPP) a doplněk stravy (energetická hodnota 5 10000 kJ nebo 2300 XNUMX kcal). Fyziologická role v organismu / Možné projevy nedostatku minerálů

V oblastech s nedostatečným obsahem kobaltu v půdách a rostlinách jsou často pozorovány endemické choroby hospodářských zvířat, klesá výnos a kvalita pícnin a zelenin. To je pozorováno především v oblastech s výskytem drnovo-podzolových půd lehkého granulometrického složení a rašelinných půd. Pícniny sklizené na písčitých, vápenatých nebo půdách s vysokým obsahem organické hmoty jsou na kobalt výrazně chudší. Dříve byl kobalt považován za mikroelement nezbytný pouze pro zvířata, v poslední době se však prokázala jeho nezbytnost pro kulturní rostliny pro zvýšení výnosu, kvality a obohacení rostlinných produktů.

Fyziologický význam kobaltu a důsledky jeho nedostatku

Kobalt (Co) je životně důležitý mikroelement pro rostliny, zvířata i člověka, aktivuje enzymy metabolismu bílkovin v těle a také specificky ovlivňuje tvorbu vitaminu B₁₂ (kobolamin). Vyloučení kobaltu ze živného prostředí rostlin vede k oslabení intenzity fyziologických a biochemických procesů, zpomalení jejich růstu a snížení výnosu.

Kobalt potřebují zejména rostliny s bílkovinným typem metabolismu, jako jsou vytrvalé a jednoleté luskoviny. Kobalt se podílí na enzymových systémech nodulových bakterií, které fixují vzdušný dusík, takže schopnost akumulovat tento prvek v luštěninách je vyšší než v obilovinách. Pokud nejsou luštěniny kobaltem dostatečně zásobeny, tvoří se na kořenech málo uzlů, jsou malé a světlé a jejich počet a hmotnost je pouze 50-65 % možného. Účast kobaltu na životě vyšších rostlin, které nejsou schopny fixace dusíku, je nepřímá: stimuluje buněčnou reprodukci listů (Ignatiev N.N., Sadovskaya E.N.).

Jedním z důvodů nedostatku kobaltu je nedostatek vitaminu B₁₂, k jehož syntéze pod vlivem mikroelementu dochází po 96 hodinách. Nedostatek kobaltu u lidí narušuje tvorbu vitaminu B₁₂, který je nezbytný pro krvetvorbu, jako prostředek v boji proti maligní anémii. Kobalt je také součástí inzulínu, hormonu produkovaného slinivkou břišní.

hypokobaltóza – onemocnění zvířat všech druhů a stáří, které je charakterizováno narušením metabolismu sacharidů a bílkovin, rozvojem hypoplastické anémie, poruchou dýchání tkání a snížením odolnosti a produktivity v důsledku nedostatku vitaminu B obsahujícího kobalt .

Při nedostatku mikroelementů u zvířat dochází ke ztrátě chuti k jídlu. (akobaltóza). Nedostatek kobaltu v krmivu (méně než 0,07 mg/kg sušiny) vede ke snížení obsahu hemoglobinu v krvi zvířat, tuberkulóze a endemické strumě.

Byl prokázán příznivý účinek Co na organismus hmyzu (zvyšuje obsah celkové bílkoviny v hemolymfě). Když se na jaře přidají do cukerného krmiva mikrodávky solí kobaltu (2 mg síranu kobaltnatého na 1 litr sirupu), zvyšuje se množství plodu pěstovaného ve včelích rodinách a zvyšuje se jejich produktivita (Grigoryan G.A.).

Nedostatek kobaltu jako endemické onemocnění je rozšířený v oblastech s nízkým obsahem mobilního kobaltu v půdách (pod 2 mg/kg) a rostlinách. Nízký obsah kobaltu v půdách určuje jeho nedostatek ve složení rostlin v dané oblasti, se kterým se kobalt dostává do těla býložravých živočichů. Oblasti půd chudých na kobalt (méně než 1,5 mg/kg) se shodují s oblastmi s největší prevalencí chorob zvířat, jako jsou tabes (Yagodin B.A.).

Zdroje znečištění kobaltem

Přebytečné množství kobaltu je rostlinami zabudováno do transpiračního toku, což vede k obohacení špiček listů, jejichž plochy v důsledku toho zbělají a odumírají. Největší citlivost na přebytek tohoto prvku byla zjištěna u obilovin. Toxicita kobaltu se může projevit inhibicí vitaminu B₁2. V důsledku toho rostliny vyvinou nedostatečně vyvinuté květy, plodnost se zhoršuje nebo zcela chybí a semena neklíčí.

V přírodních podmínkách však k přebytku Co nedochází, ale pouze v důsledku lidské činnosti znečišťující životní prostředí. Hlavním zdrojem znečištění půdy kobaltem je tavení neželezných kovů. Spalování uhlí a jiných paliv znečišťuje životní prostředí v menší míře. Zároveň zeminy u silnic a prach z ulic obsahují zvýšené množství kobaltu. V Bělorusku je ročně vypuštěno do atmosféry více než 170 tun kobaltu. Pro kontrolu znečištění těžkými kovy byla stanovena maximální přípustná koncentrace kobaltu a jeho oxidů v ovzduší na 0,5 mg/m³. Zvýšené koncentrace sloučenin kobaltu jsou toxické, způsobují dušnost a akutní kožní dermatitidu a ovlivňují gastrointestinální trakt.

Vysoké hladiny kobaltu v kontaminovaných půdách jsou toxické pro oves, fazole, súdánskou trávu a ječmen. Vážnou pozornost si zaslouží odpadní vody a komposty z tuhého komunálního odpadu, které se vyznačují vysokým obsahem těžkých kovů. Čističový kal města Mogilev tedy obsahoval 80-114 mg/kg sušiny kobaltu. Koncentrace kobaltu v kompostech na bázi pevného komunálního odpadu z města Minsk se během kompostovacího procesu zvýšila ze 4,8 na 7,6 mg/kg (Golovaty S.E., 2002).

U rostlin je průměrný obsah prvku na úrovni 0,01-0,6 mg/kg sušiny. Navíc jsou luštěniny bohatší na kobalt než obiloviny.

Deficit prvku v krmivu dosahuje 70-80 % (Shpakov A.P., 1991). Podle norem Optimální koncentrace kobaltu v krmivu pro skot by měla být 0,3-0,9 mg/kg (Kovalsky A.P.) a nezbytné pro optimální vývoj zvířat kritická hladina obsahu kobaltu je 0,08-0,1 mg/kg sušiny rostlin.

Průměrná denní spotřeba kobaltu u krav je 15,4 mg/kg suchého krmiva (Sakhanchuk A.I., 2013). Například v krmných normách pro jalovice se příjem kobaltu s krmivem zvyšuje s růstem od 1 do 18 měsíců z 0,7 na 7,5 mg/den.

Je třeba vzít v úvahu, že proces hematopoézy u zvířat a lidí nastává při normální interakci tří bioelementů – kobaltu, železa a mědi. Zvýšený obsah bílkovin a železa ve stravě zpomaluje vstřebávání Co v trávicím traktu, měď a zinek naopak tento proces posilují.

Optimální příjem kobaltu do lidského těla potravou je 20-50 mcg/den. Když se bere méně než 10 mcg/den, je pozorován nedostatek a práh toxicity pro člověka je 500 mg/den. Fyziologická potřeba člověka na vitamín B₁₂ obsahující Co je 3 mcg/den (Skalný AV, 2004).

Za normální obsah hrubého kobaltu v půdách se považuje 7 až 30 mg/kg (Kovalsky V.V.). Regionální Clarke hrubého obsahu kobaltu pro sod-podzolické půdy v Bělorusku je 6,0 mg/kg a maximální přípustná koncentrace (MPC) je 12 mg/kg, protože prvek je klasifikován jako těžký kov (Petukhova N.N., 1999) .

Zásoby kobaltu v různých typech půd se pohybují od 3 do 45 kg/ha. Nejméně se jich nachází v hlinitopísčitých a rašelinových půdách, naopak hlinité půdy jsou bohatší na rozpustné sloučeniny kobaltu.

V půdách je Co středně mobilní a množství jeho mobilní formy se může pohybovat v rozmezí 4-22 % z celkového obsahu. Poměrně vysoká mobilita kobaltu je zaznamenána v rašelinových půdách, což je spojeno se schopností prvku tvořit snadno mobilní organominerální komplexy (Panasin V.I., 1988). Obsah mobilních forem prvku dostupných rostlinám v půdách se pohybuje od 0,1 do 7 mg/kg.

S rostoucím stupněm kultivace půdy se zvyšuje obsah mobilního kobaltu a v podzolových půdách formy Co dostupné rostlinám zaujímají 10-20% jeho celkového množství.

Vápnění kyselých půd snižuje absorpci kobaltu rostlinami a při kyselosti půdy pH 6,8 se začnou jeho sloučeniny srážet. Absorpce prvku také klesá s přebytkem manganu a železa v půdě, zatímco fosfor naopak zvyšuje příjem kobaltu do rostlin. Pícniny pěstované na písčitých půdách jsou na kobalt chudší než ty pěstované na půdách s těžším granulometrickým složením.

Hodnocení dostupnosti zemědělských pozemků v Bělorusku se provádí podle gradace obsahu mobilního kobaltu v minerálních a rašelinných půdách (tab. 1).

Tabulka 1. Gradace půd Běloruska podle obsahu mobilního kobaltu (Bogdevich I.M., 1992)

Půdy	Skupiny zásobení půdy mobilním kobaltem, mg/kg
	Jsem nízko	II průměr	III vysoká	IV redundantní
Minerální půdy		1,1-2,5	2,51-3,0	> 3,0
Rašelinové půdy		3,1-7,5	7,51-9,0	9,1-12,0

Minerální výživa je klíčovým faktorem pro vysoké výnosy

V současné době neprobíhají pravidelná pozorování (velkoplošné agrochemické průzkumy půd) dynamiky obsahu kobaltu v zemědělských půdách republiky. Z různých vědeckých zdrojů je však známo, že v zemědělských zemích Běloruska je průměrný obsah mobilní formy prvku obecně nízký (0,48-0,65 mg/kg) a pohybuje se v širokých mezích – 0,34-2,1 mg/kg (Dubikovsky G.P., Rak M.V., Vildflush I.R., Khodko E.M.). Proto se doporučuje používat kobaltová mikrohnojiva pro získání stabilních výnosů luskovin, pícnin a zelenin, pro zlepšení kvality a přísunu kobaltu do krmiv.

Vnější příznaky nedostatku kobaltu u rostlin jsou podobné hladovění dusíkem (chloróza listů, zpomalení růstu, krátký vývojový cyklus)

Formy kobaltových mikrohnojiv a způsoby jejich aplikace

Jako hnojiva obsahující kobalt lze použít jednoduché rozpustné krystalické soli kobaltu: síran kobaltnatý (CoSO₄• 7H₂O obsahuje 20-25% Co), dusičnan kobaltnatý a chlorid kobaltnatý (CoCl2, obsahuje 47 % Co), a také průmyslové odpady obsahující tento prvek – produkty zpracování niklové strusky a pyritové strusky.

V malém množství je spolu s dalšími mikroelementy obsažen Co ve většině komplexních kapalných hnojiv a v minerálních fosforečných hnojivech. Je však třeba poznamenat, že není možné plně uspokojit potřebu rostlin kobalt pomocí komplexních hnojiv, protože musí být aplikována přísně v souladu s pokyny. V draselných a dusíkatých hnojivech není kobalt.

V Bělorusku potřebu zemědělských plodin po kobaltu uspokojují jak soli kobaltu, tak nová forma kapalného kobaltového mikrohnojiva v chelátové formě. RUE „Ústav pedologie a agrochemie“ vyvinul 2 značky tekutého mikrohnojiva „MicroStim“, které obsahuje kobalt v chelátové formě spolu s biostimulátorem. Takže dovnitř “MicroStim-Cobalt” 1 litr obsahuje 127-140 g kobaltu a 53-73 g dusíku. Luštěniny dobře reagují na kombinovanou aplikaci kobaltu a boru. V kapalném hnojivu s mikroživinami “MicroStim-Cobalt, Bor” 1 l obsahuje 45-55 g kobaltu, 45-55 g boru, 90-115 g dusíku a 0,6-9,0 g huminových látek (Rak M.V., Nikolaeva T.G.).

Kromě chemikálií v různých množstvích se Co nachází v následujících substrátech:

• v hnoji na slámové podestýlce – 1,1-1,6 mg/kg sušiny;
• v nížinné rašelině – 2,0-4,1 mg/kg sušiny;
• v popelu – 5,4-11,0 mg/kg sušiny;
• v manganovém kalu – 27,0-38,0 mg/kg sušiny;
• v niklových rudách – 0,15-0,2%.

Pro efektivní zásobování rostlin Co a rozšíření sortimentu kobaltových mikrohnojiv byl v Rusku vyvinut acetylacetonát kobaltu (RU patent č. 5150449, 2000).

Nejekologičtější a nákladově nejefektivnější varianta je postřik rostlin na list v nejdůležitějších fázích jejich růstu a vývoje vodnými roztoky mikrohnojiv nízkých koncentrací – 0,01-0,1 % (tab. 2).

Tabulka 2. Načasování a dávky listového krmení plodin kobaltem

Kultura	Vývojová fáze	Dávka kobaltu, g/ha účinné látky
Vytrvalé luskoviny	Tvorba stonku – pučení	25-50
Vytrvalé obilné trávy (sena a pastviny)	potrubí	25
Lupina, hrách, fazole, sója, fazole, vikev	Tvorba stonku – pučení	25-50
Kukuřice	Fáze 6-8 listů	25-50
Pohanka	Větvení	20
Brambory	Pučící	20-30
Cukrová řepa	10-12 listů	20-30
Len	“Rybíz”	20
Obiloviny	Začátek trubky nebo vlajkového listu	20
Ovoce, bobule a zelenina	Pučení, začátek aktivního růstu	20

Homeostáza živin: kdy aplikovat fosfor a draslík na zimní obilí?

Při tomto způsobu aplikace je nutné dodržet dávkování a rovnoměrnost aplikace. Spotřeba pracovního roztoku hnojiva je 200-300 l/ha, nebo 2 l/sto metrů čtverečních, nebo 10 l na 5 set metrů čtverečních. Zvyšování dávky kobaltu v listovém krmení rostlin nad 50 g/ha se nedoporučuje, protože návratnost mikrohnojiva z hlediska výnosu klesá.

Aplikace kobaltu do půdy Poskytuje se v případě, že je nízký v mobilní formě kobaltu (méně než 1,0 mg/kg) a je řešen úkol komplexní obnovy a zachování jeho přirozené úrodnosti. Mikroelement lze přidat do půdy při pěstování zeleninových plodin, což se ve výsledných produktech docela dobře vyplatí. Před setím se doporučuje přidat do půdy 100-300 g/ha kobaltu a u vysoce citlivých polních plodin dávku zvýšit pokud možno na 1 kg/ha. Následný účinek kobaltu při tomto způsobu aplikace může trvat až 3-5 let.

Ošetření semen

Pozitivní účinek kobaltu byl prokázán při máčení semen v 0,05-0,5% roztocích mikrohnojiva. V literatuře jsou uvedeny pozitivní výsledky ze smáčení semen ječmene v dávce 10 g kobaltu na 1 cent semen a poprašování semen jetele v dávce 25 g kobaltu na 20 kg semen.

Předseťové ošetření semen úzkolisté lupiny kapalným hnojivem “MicroStim-Cobalt” v dávce 0,19 l/t (25 g/t Co) nebo “MicroStim-Cobalt, Bor” v dávce 0,5 l/t přispělo ke zvýšení výnosu zelené hmoty o 39 a 30 c/ha, zrno – 2,2 a 2,4 c/ha.

Pro zvýšení výnosů při pěstování sazenic na rašelinových půdách se doporučuje předseťové namáčení semen okurek po dobu 30 minut v roztoku kobaltu a kyseliny citronové (v koncentraci 0,002 % každé složky).

Účinnost Co na rostliny

Kobaltová mikrohnojiva by měla být použita, pokud je obsah mobilních sloučenin kobaltu v půdě nižší než 1,5 mg/kg. Zavedení mikroprvků zajišťuje nejen výrobu kompletních potravinářských výrobků pro lidi a krmiv pro zvířata, ale také zvyšuje výnos a kvalitu rostlinných produktů. Za prvé, Co by se mělo používat na vápnitých půdách, zejména na rašelinových a písčitých půdách, pro víceleté a jednoleté luskoviny, které jsou vysoce citlivé na prvek (tabulka 3). Doporučuje se také používat Co pro pícniny (vytrvalé obilné trávy, pastviny, kukuřice), zeleninu, ovoce a bobuloviny ke zvýšení výnosů a zlepšení kvality produktu.

Bylo zjištěno, že nízký obsah kobaltu v rostlinách může být způsoben nejen jeho nízkým obsahem v půdě, ale také přítomností bariérových mechanismů ve vztahu k tomuto prvku, antagonistickým vlivem na jeho vstup do rostlin z mědi, mangan a zinek (Protopopova L.G., 2002). Pro zvýšení účinnosti kobaltu jako hnojiva by se proto měl používat samostatně a ne ve směsích s uvedenými mikroprvky.

Tabulka 3. Požadavky zemědělských plodin na kobalt

Vysoce reagující na kulturu So	Reagující na So Culture
Vytrvalé luskoviny (vojtěška, jetel aj.), jednoleté luskoviny (lupina, sója, hrách, fazol, vikev).	Sena a pastviny, cukrová řepa, brambory, len, kukuřice, pohanka, proso, ječmen, slunečnice, ozimé obilí, ovoce, bobule a zelenina.

Bylo zjištěno, že použití kobaltového hnojiva urychluje zrání ječmene, zvyšuje výnos semen jetele červeného, ​​zvyšuje obsah tuku v semenech lnu, zlepšuje stav zeleninových plodin a jejich obsah vitamínu B₁2.

Je známo, že nedostatek kobaltu má negativní vliv především na metabolismus sacharidů v plodinách a existuje jasná přímá souvislost mezi přísunem kobaltu rostlinám, přísunem sacharidů do kořenového systému a vývojem a růstem uzlů ( Egrina G.N.). Pod jeho vlivem se zvyšuje výnos cukrovky a hroznů, zvyšuje se jejich cukernatost, zvyšuje se obsah cukru a vitaminu C v rajčatech a zelí Aplikace hnojiv obsahujících kobalt do drnovo-podzolických půd zvyšuje výnos ozimé pšenice o 2-3 c/ha, zelí – o 40 -50, brambory – 5-20 c/ha (Anisimov, Nosova, Tynyanova).

V podmínkách Běloruska, při pěstování jetele červeného na drnovo-podzolové hlinitopísčité půdě s nízkou zásobou mobilního kobaltu, listové krmení rostlin ve fázi pučení tekutým mikrohnojivem “MicroStim-Cobalt” v dávce 25 a 50 g/ha. účinná látka. zajistil zvýšení výnosu zelené hmoty o 7,6, resp. 6,3 c/ha a zvýšil obsah kobaltu v sušině na spodní hranice optimálních hodnot v krmivu – 0,35-0,44 a 0,38-0,62 mg/kg (3 resp. vícekrát). Účinnost síranu kobaltnatého na jetel v podobných dávkách zvýšila výnos o 4,2, resp. 6,7 c/ha a zvýšila obsah mikroprvku v sušině.

Z listového krmení lupiny přípravkem „MicroStim-Cobalt“ ve fázi pučení v dávkách kobaltu 25 a 50 g/ha se obsah Co v zelené hmotě zvýšil 5krát, respektive 9krát, v zrnu se zvýšil o 4krát. a 8krát, dosažení optimálních hodnot v krmivu (Cancer M.V., Nikolaeva T.G., 2014).

Přes přítomnost značného počtu zahraničních i domácích vývojů obohacování pícnin o mikroprvky agrochemickou cestou včetně kobaltu se bohužel tomuto problému ve výrobě prakticky nevěnuje pozornost. Je třeba poznamenat, že správné použití mikrohnojiv v praxi se vždy vyplatí ve zvýšených výnosech při současném zlepšení kvality produktu.

Na základě materiálů publikovaných v časopise “Naše zemědělství” (2017, č. 19).