Ο χαλκός ανήκει στα βαρέα μέταλλα και δρα ως καταλύτης για πολλές χημικές αντιδράσεις. Θα γίνει ανάλυση των παρακάτω θεμάτων σε σχέση με τον χαλκό ως μυκητοκτόνο.
Χρήση του χαλκού ως μυκητοκτόνο
Ο ρόλος του χαλκού στους οργανισμούς
Χαλκούχες ενώσεις που χρησιμοποιούνται στην Φυτοπροστασία
Επιπτώσεις του χαλκού για την υγεία του εδάφους
Επιπτώσεις του χαλκού στον άνθρωπο
Χρήση του χαλκού ως μυκητοκτόνο
Οι φυσικές ενώσεις του θείου, χαλκού αναγνωρίζονται ως τα πρώτα μυκητοκτόνα. Τα μυκητοκτόνα του χαλκού αναπτύχθηκαν ραγδαία λόγω της ανακάλυψης του μείγματος Bodreux (μείγμα θεϊκού χαλκού και ασβέστου). O Millardet το 1882 ανακάλυψε παρατηρώντας μειωμένη προσβολή σε μυκητολογικές ασθένειες περονόσπορος στα γαλλικά αμπέλια.
Έτσι, η ανακάλυψη των εξαιρετικά αποτελεσματικών μυκητοκτόνων χαλκού έφερε ικανοποίηση και την ανάπτυξη μιας σειράς μυκητοκτόνων (Peterson et al. 1995).
Ο Πίνακας δείχνει τις χημικές μορφές του χαλκού που έχουν μυκητοκτόνο δράση
| Όνομα | Χημική Σύνθεση |
| Θειικός χαλκός | CuSO4.5Η2Ο |
| Οξυχλωριούχος χαλκός | 3Cu(OH)2.CuCl2 |
| Οξυχλωριούχος θειικός χαλκός | 3Cu(OH)2.CuCl2 + 3Cu(OH)2.CuSO4 |
| Οξίδειο του χαλκού | Cu2Ο |
| Ανθρακικός Χαλκός | Cu(OH)2.CuCO3 |
| Υδροξείδιο του χαλκού | Cu(OH)2. |
| Τριβασικό θειικό χαλκό | 3Cu(OH)2CuSO4 |
Ο θειικός χαλκός δεν χρησιμοποιείτε μόνος του λόγω τοξικότητας.
Ο ρόλος του χαλκού στους οργανισμούς
Οι οργανισμοί μπορούν να ανεχθούν και να ελέγξουν την είσοδο στις κυτταρικές δομές τους τον χαλκό όχι όμως όταν υπάρχει υπερβολική συσσώρευση σε κύτταρα και ιστούς.
Χαλκός και φυτά
Στα φυτικά κύτταρα ο χαλκός συμμετέχει στην φωτοσύνθεση με μεταφορά ηλεκτρονίων και αποτελεί αναπόσπαστο μέρος των ενζύμων. Ο χαλκός είναι ένα από τα ιχνοστοιχεία που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών.
Η έλλειψη του χαλκού στα φυτά αν και δύσκολο να εντοπιστεί οπτικά προκαλεί τα εξής συμπτώματα, μαρασμό φύλλων με πιο ανοιχτόχρωμο χρώμα (κοντά στο κίτρινο) και νανισμούς.
Χαλκός και έδαφος
Στο έδαφος το pΗ του εδάφους και η οργανική ύλη είναι από τα κυρίαρχα στοιχεία που επηρεάζουν τη διαθεσιμότητα του χαλκού. Η συγκέντρωση της οργανικής ύλης μειώνει την διαθεσιμότητα του χαλκού και την διαθεσιμότητα στις καλλιέργειες.
Χαλκούχες ενώσεις που χρησιμοποιούνται στην Φυτοπροστασία
Τρόπος δράσης
Ο χαλκός ως μυκητοκτόνα δραστηριοποιείται σε πολλαπλούς στόχους, για αυτό τον λόγο μικρότερος ο κινδύνους ανθεκτικότητάς. Τα ιόντα χαλκού (Cu2 +) δρουν μυκοτοξικά, μπλοκάρουν στα κύτταρα των μυκήτων τα ένζυμα που συμμετέχουν στην αναπνοή, αναστέλλουν την πρωτεινοσύνθεση, μειώνουν την δραστηριότητα της κυτταρικής μεμβράνης και τα κυτταρικά οργανίδια και επηρεάζουν την μεταφορά των θρεπτικών στοιχείων (El Bilali, 2005).
Αναφορές υπάρχουν για ανθεκτικότητες που έχουν αναπτύξει κάποια βακτήρια όπως Pseudomonas syringae L. ( Vanneste και Voyle, 2003)
Ο κύριος στόχος είναι να αναπτυχθεί ένα σκεύασμα με την ‘αποδεκτή’ διαλυτότητα και μεγαλύτερη εμμονή.
H αυξημένη είσοδος των ενώσεων χαλκού στα κύτταρα του φυτού οδηγεί σε φυτοτοξικότητες . Οι εναλλακτικές τυποποιήσεις με μειωμένο το μέγεθος των σωματιδίων (nano-συνθέσεις) αυξάνουν την διαλυτότητα επομένως και την δραστικότητα. (Kovacic et all, 2013)
Η τρέχουσα στρατηγική για την ανάπτυξη νέων σκευασμάτων είναι να αναπτύξει σύνθετες ενώσεις με βάση τον χαλκό, σε χαμηλά επίπεδα χαλκού από 2 έως 8% και τη βελτίωση της βιολογικής αποδοτικότητα (αύξηση της αποτελεσματικότητας έως 85%) (Gomez et al, 2007).
Σύγχρονα σκευάσματα περιέχουν σύμπλοκα του χαλκού με αμινοξέα, πεπτίδια, λιπαρά οξέα, πηκτίνες, σάκχαρα και άλλες οργανικές ενώσεις (Lešnik et al., 2009). Πολλοί αναφέρουν και έχει παρατηρηθεί ότι αυτά τα σκευάσματα δεν έχουν τα έντονα φαινόμενα φυτοτοξικότητας στην περίοδο ακόμα και της ανθοφορίας σε μερικές καλλιέργειες.
Το διάλυμα ψεκασμού είναι ένα εναιώρημα σωματιδίων χαλκού όπου απελευθερώνονται ιόντα χαλκού στα ψεκασμένα σημεία, απαραίτητα να υπάρχει υγρασία (η βραδινή υγρασία πολλές φορές φθάνει). Αυτή η σταδιακή απελευθέρωση ιόντων χαλκού μας δίνει υπολειμματική διάρκεια και μειώνει τον κίνδυνο φυτοτοξικότητας.
Προβλήματα φυτοτοξικότητας μπορεί να προκύψουν αν έχουμε επανειλημμένους ψεκασμούς ανά βδομάδα και δεν ποτίσουμε ή δεν βρέξει, οι συγκεντρώσεις του χαλκού θα είναι υψηλές Με το που θα βρέξει θα διαλυτοποιηθεί μεγάλη ποσότητα χαλκού και μπορεί να δημιουργήσει φυτοτοξικότητες.
Αν το ψεκαστικό διάλυμα είναι πολύ όξινο έχουμε υψηλή διαλυτοποίηση του χαλκού, δηλαδή μεγάλες ποσότητες ιόντων του χαλκού θα παράγονται και θα διεισδύσουν στα φυτά μας με φαινόμενα φυτοτοξικότητας. Να κάνετε έλεγχο τις πηγές που παίρνεται νερό
Δεν θα αναφερθούμε καθόλου σε κακούς χειρισμούς φυτοπροστασίας.
Επιλογή Σκευάσματος χαλκού: Ο τοπικός γεωπόνος σας θα σας κατευθύνει στο φυτοπροστατευτικό σκέυασμα ανάλογα με την περίπτωση που έχετε. Η δοσολογία και το σκεύασμα πρέπει να υπακούν στην ελληνική νομοθεσία ώστε να μην υπάρχει ο κίνδυνος πιθανών υπολειμμάτων.
Πλεονεκτήματα του Χαλκού
Μεγάλη προσκολλητικότητα και εξαπλωτικότητα στο φύλλο, μεγάλη περίοδος δράσης, μεγάλη υπολειμματική διάρκεια, μικρό κόστος
Μειονεκτήματα του Χαλκού
Φυτοτοξικότητες αν δεν γίνει στον σωστό χρόνο με την υπόδειξη του γεωπόνου, μεγάλη υπολειμματική διάρκεια στην ανίχνευση φυτοφαρμάκων.
Επιπτώσεις του χαλκού σε είδη μη στόχους
Ο χαλκός είναι ένα ουσιώδες στοιχείο και απαιτείται από όλους τους οργανισμούς, η ανεπάρκεια μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της βιολογικής λειτουργίας και ενδεχομένως θάνατο. Ωστόσο, υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού είναι τοξικές και όταν βρέθηκαν σε εδάφη μπορεί να οδηγήσει σε μια σειρά αποτελεσμάτων συμπεριλαμβανομένης μειωμένη βιολογική δραστηριότητας(μικροοργανισμούς και γαιοσκώληκες) και την επακόλουθη απώλεια του γονιμότητας (Dumestre et al. 1999).
Οι εδάφη που περιέχουν σημαντικά υπολείμματα χαλκού έχουν παρατηρηθεί να έχουν μικρότερες ποσότητων γαιοσκώληκες (Van Rhee1967). Έχει παρατηρηθεί ότι οι γεωσκώληκες εμφανίζουν τοξικότητα σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις χαλκού (Helling et al 2000).
Επίσης οι ψεκασμοί με χαλκό μπορεί να σκοτώσουν ωφέλιμους μικροοργανισμούς (εντομοπαθογόνους μικροοργανισμούς) και να έχουμε εξάρσεις πληθυσμών, το άκαρι Phyllocoptruta oleivora (Acari: Eriophyidae) είχε έξαρση με την θανάτωση του φυσικού εχθρού του Hirsutella thompsonii (McCoy et al.1996).
Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των μυκητοκτόνων με βάση το χαλκό απαιτούν περαιτέρω έρευνες ώστε να δοθούν κατευθύνσεις στην χρήση τους.
Επιπτώσεις του χαλκού για την υγεία του εδάφους
Στο έδαφος ο χαλκός μπορεί να είναι ταυτοχρόνως ένα μικροθρεπτικό και ένα τοξικό στοιχείο, ανάλογα με τη συγκέντρωση του στο έδαφος.
Οι χαμηλές συγκεντρώσεις μπορούν να έχουν κακές επιπτώσεις στην ανάπτυξη των φυτών. Συσσώρευση του χαλκού στο έδαφος μπορεί να προκαλέσει μακροχρόνιες επιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένου την μείωση της δραστηριότητας των μικροβίων και των γαιοσκωλήκων και την επακόλουθη απώλεια της γονιμότητας.
Ο σπουδαίος ρόλος των γαιοσκωλήκων στο έδαφος που έχουν σύν ενός άγνωστου ρόλου την μείωση των παθογόνων των φυτών που βρίσκονται στο έδαφος μέσω της πέψης τους (Makeschin 1997). Επομένως η μείωση των πληθυσμών των γαιοσκωλήκων μειώνει την υγεία του εδάφους.
Η συνταγογράφηση των γεωπόνων γίνεται σεβόμενοι το περιβάλλον και τις επιπτώσεις που μπορεί να υπάρχουν.
Επιπτώσεις του χαλκού στον άνθρωπο
Ο χαλκός είναι απαραίτητος για την καλή υγεία του ανθρώπου.
Ο άνθρωπος μπορεί να εκτεθεί με την αναπνοή, το φαγητό, ή πίνοντας , ή επαφή με το δέρμα. Εάν είστε εκτεθειμένοι σε χαλκό, πολλοί παράγοντες θα καθορίσουν αν θα ζημιωθείτε. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τη δόση (ποσότητα), την διάρκεια (πόσο καιρό), και πώς θα έρθει σε επαφή με τον χαλκό.
Η ευρωπαϊκή νομοθεσία έχει ορίσει τη ορθή χρήση φυτοπροστατευτικών ουσιών και επίσης έχει αναρτήσει τα όρια ημερήσιας πρόσληψης. Αν ακολουθείτε η νομοθεσία μας διαβεβαιώνουν ότι δεν υπάρχουν επιβλαβείς επιπτώσεις για τον άνθρωπο.
Ωστόσο, η έκθεση σε υψηλότερες δόσεις μπορεί να είναι επιβλαβής.
Μακροπρόθεσμα έκθεση στη σκόνη χαλκού μπορεί να ερεθίσει τη μύτη σας, το στόμα και τα μάτια, και να προκαλέσει πονοκεφάλους, ζάλη, ναυτία και διάρροια. Αν πίνετε νερό που περιέχει υψηλότερα από τα φυσιολογικά επίπεδα χαλκού, ενδέχεται να αντιμετωπίσετε ναυτία, εμετό, κράμπες στο στομάχι, ή διάρροια. Η σκόπιμη υψηλή πρόσληψη του χαλκού μπορεί να προκαλέσει ηπατική και νεφρική βλάβη, ακόμα και θάνατο.
El Bilali, H., I. Pertot and V. Simeone, 2005. Copper use reduction in the Mediterranean environment for the managementof Plasmopara viticola in organic vineyards.Msc Thesis. http:www.envirochange.eu/download/thesis/2005_elbilali_hamid.pdf.>[accessed 06 08 2012]
Vanneste, J. L. and M. D. Voyle, 2003. Genetic basis of copper resistance in New Zealand strains of Pseudomonas syringae. New Zealand Plant Protection, 56:109-112.
Peterson, PD, Griffith, CS, Campbell, CL (1995). Treatment of grape diseases: the science and successes of Frank Lamson-Scribner. Plant Disease 79(1), 89-94.
Lešnik, M., V. Gaberšek and V. Kurnik, 2009. The use of copper-based fungicides and their prospects for the future. Proceedings of lectures and papers of the 9th Slovenian Conference on Plant Protection, Nova Gorica, pp.47-58.
Gomez, C., M. Chovelon, I. Perto and S. Dagostin, 2007.Alternatives au cuivre dans la maitrise du mildiou de lavigne. Bilan projet REPCO 2004-2007, 27 pp.
Kovacic M. Lešnik and S. Vrsic, 2013. An overview of the copper situation and usage in viticultureG. R Bulgarian Journal of Agricultural Science, 19 (No 1) 2013, 50-59Agricultural Academy
Helling, B, Reineeke, SA, Reineeke, AJ (2000). Effects of the fungicide copper oxychloride on thegrowth and reproduction of Eisenia fetida (Oligochaeta). Ecotoxicology and Environmental Safety, Environmental Research, Section B 46(1), 108-116
McCoy, CW, Lye BenHuai, Lye, BH (1996). Effect of copper sprays on the population dynamics of the citrus rust mite, Phyllocoptruta oleivora (Acari: Eriophyidae) and its fungal pathogen, Hirsutella thompsonii. Proceedings-of-the-Florida-State-Horticultural-Society. 1995, publ. 1996, No. 108, 126-129; 22 ref . McMillan, RT (1973)
Makeschin F (1997). Earthworms (Lumbricidae: Oligochaeta): Important promoters of soil development and soil fertility. In ‘Fauna in Soil Ecosystems. Recycling Processes, Nutrient Fluxes and Agricultural Production.’. (Ed. G Benckiser) pp. 172-223. (Marcel Dekker Inc: New York)