Tutti noi abbiamo quasi sicuramente sentito parlare dei chelanti, e non necessariamente riguardo all’acquariofilia.
Ma in acquario a cosa servono, questi chelanti? Come possono aiutare la crescita delle piante d’acquario? Cosa significano le diciture elementi chelati o complessati, che molto spesso sono scritte sulle confezioni dei fertilizzanti?

Dopo aver visto quali siano i nutrienti necessari per le piante, questo articolo sarà utile come base per altri articoli – che usciranno più avanti – riguardanti i vari nutrienti per le piante d’acquario.
L’articolo si concentrerà soprattutto sul ruolo dei chelanti nella fertilizzazione, ma accenneremo brevemente anche al problema dei metalli pesanti e al DOC.

Iniziamo subito!

Perché i chelanti?

Fra i vari nutrienti richiesti dalle piante, alcuni sono elementi metallici come, ad esempio, il ferro, il manganese, il rame e lo zinco.

Il nostro obiettivo, come fertilizzatori, è quello di far arrivare questi nutrienti alle piante, evitando che vadano a combinarsi con altri elementi e mantenendoli in forme facilmente assimilabili.

I sali degli elementi nutritivi

Normalmente, infatti, quando usati come concimi, questi elementi sono in forma di cosiddetti sali, non sono cioè puri ma sono formati da più ioni.
Gli ioni possono essere carichi o positivamente o negativamente e vengono detti, rispettivamente, cationi e anioni.

Un esempio di sale è… il sale da cucina – il cloruro di sodio NaCl – composto dagli ioni sodio (Na⁺) e cloro (Cl^–).

Fra i concimi, un sale molto comune del rame è il solfato di rame (CuSO₄), la famosa polvere azzurrina che si usa, diluita in acqua, come anticrittogamico per la vite e altre piante.

Se inserissimo questi metalli con i loro sali, i sali si dissocierebbero in acqua, separandosi negli ioni che li compongono.
Per esempio, il sale da cucina, in acqua, si separa così…

NaCl → Na⁺ + Cl^–

… mentre il solfato di rame si dissocia nel seguente modo:

CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2-

Come si può vedere, l’elemento nutritivo (il rame, Cu) è uno ione, in questo caso un catione, carico positivamente.
Questo accade non solo con il rame ma anche con altri elementi nutritivi, come il ferro (Fe²⁺ o Fe³⁺), il manganese (Mn²⁺), lo zinco (Zn²⁺) etc.

Che problemi danno gli ioni?

Vediamo ora i problemi più comuni che incontrano gli ioni nel loro percorso dal flacone di fertilizzante alla pianta.

Gli ioni fanno fatica ad “entrare” nelle radici

Gli elementi nutritivi entrano nelle piante attraverso i cosiddetti pori, specie di “porte” che consentono l’ingresso degli elementi nutritivi nei tessuti della pianta.
I pori sono però carichi negativamente: non appena uno ione positivo, come quello di molti nutrienti, si avvicina al poro, viene attratto dal poro stesso, come una calamita attrae il ferro.
L’elemento nutritivo rimane quindi “incollato” al poro senza poterci entrare con facilità.
Un po’ come trovarsi spalmato di colla lo zerbino di casa.

Gli ioni si combinano con altri ioni

Sempre per lo stesso motivo, questi elementi nutritivi, generalmente ioni positivi, possono combinarsi con altri ioni negativi, normalmente presenti in acqua, come l’anione fosfato (PO₄^3-) o l’anione bicarbonato (idrogenocarbonato, HCO₃^–), formando dei composti difficilmente utilizzabili dalle piante. Questo fenomeno è spesso detto precipitazione.

Ad esempio, gli ioni di ferro (Fe³⁺) possono combinarsi con gli ioni fosfato per formare un composto detto fosfato ferrico (FePO₄) oppure combinarsi con ioni idrossile per formare idrossido di ferro (FeOH₃).
Il fosfato ferrico e l’idrossido di ferro sono insolubili, dunque non si separano più nelle loro due componenti e sono quindi pressoché inutilizzabili da parte delle piante: abbiamo perso nutrienti fondamentali!

Per curiosità, le resine anti-fosfati funzionano generalmente proprio così, facendo combinare ferro e fosfati in composti insolubili e, dunque, praticamente inutilizzabili.

La tossicità dei metalli pesanti

Questo aspetto non è correlato particolarmente con la fertilizzazione tuttavia, già che ci siamo, direi di parlarne brevemente.

I cosiddetti metalli pesanti sono elementi che possono essere nutrienti essenziali in tracce per gli organismi (come il ferro, lo zinco, il rame…) oppure elementi inquinanti, come il piombo, l’arsenico, il mercurio etc.

Poiché in natura questi elementi sono diffusi, gli organismi nel corso dell’evoluzione hanno sviluppato meccanismi di difesa da questi elementi tossici, che spesso consistono nel legare l’elemento tossico in maniera che possa essere spostato all’interno dell’organismo e non possa combinarsi dove non dovrebbe.
Infatti uno dei principali meccanismi di tossicità dei metalli pesanti è quello di sostituirsi all’atomo necessario per l’attività di un enzima, proteina o altra struttura, impedendone il corretto funzionamento.

Come vedremo, i chelanti possono aiutare da questo punto di vista.