Heptaglukonian Miedzi – Jak Miedź Systemiczna Ogranicza Patogeny Roślinne?

Ochrona roślin stanowi fundament nowoczesnego i zrównoważonego rolnictwa. W czasach rosnącego zapotrzebowania na żywność, zmiennych warunków klimatycznych oraz ograniczonych zasobów naturalnych, efektywne zabezpieczanie plonów przed chorobami i szkodnikami jest nie tylko kwestią ekonomiczną, ale również strategiczną.

Pszenica, jako jedna z kluczowych roślin uprawnych na świecie, odgrywa ważną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa żywnościowego [1,2]. Jej uprawa wiąże się z wieloma wyzwaniami – od presji chwastów i szkodników, po patogeny grzybowe, które potrafią drastycznie ograniczyć plony i jakość ziarna [3].

Tradycyjne metody ochrony, oparte głównie na chemicznych środkach ochrony roślin, były przez dekady podstawą strategii zwalczania chorób. Jednak coraz silniejszy nacisk na bezpieczeństwo żywności, ochronę środowiska i zdrowie ludzi skłania rolnictwo ku alternatywnym rozwiązaniom [9,11]. W tym kontekście, jednym z najbardziej obiecujących kierunków jest wykorzystanie mikroelementów – takich jak miedź – w nowoczesnych, złożonych formach o lepszej przyswajalności i niższym wpływie na środowisko.

Fusarium – cichy wróg upraw zbóż

Patogeny z rodzaju Fusarium to jedne z najgroźniejszych sprawców chorób w uprawach zbóż. Ich obecność może prowadzić do poważnych strat plonów, a także do skażenia ziarna mykotoksynami – toksycznymi związkami chemicznymi niebezpiecznymi dla zdrowia ludzi i zwierząt [6].

Grzyby te mogą infekować rośliny na różnych etapach rozwoju – od kiełkowania, przez fazę wegetatywną, aż po okres dojrzewania kłosów. Źródłem zakażenia może być zarówno materiał siewny, gleba, jak i powietrze [4,5]. Co istotne, infekcja nie zawsze daje widoczne objawy, co utrudnia jej szybkie wykrycie i skuteczne zwalczanie.

Wśród najczęściej występujących gatunków Fusarium w uprawach pszenicy znajdują się:

• Fusarium culmorum
• Fusarium avenaceum
• Fusarium graminearum
• Fusarium fujikuroi [7,8]

Każdy z tych gatunków ma nieco odmienną specyfikę infekcji i toksyczności, jednak wszystkie stanowią poważne zagrożenie dla jakości i wartości handlowej ziarna. Co więcej, tradycyjne środki ochrony roślin mogą być nieskuteczne wobec coraz bardziej odpornych szczepów grzybów, co dodatkowo zwiększa potrzebę poszukiwania nowych rozwiązań.

Dlaczego ograniczamy środki chemiczne?

W ostatnich latach obserwujemy dynamiczne zmiany w podejściu do stosowania chemicznych środków ochrony roślin. To wszystko sprawia, że sektor agro staje przed wyzwaniem znalezienia skutecznych, a jednocześnie bardziej zrównoważonych rozwiązań [9,10].

Presja regulacyjna w Unii Europejskiej

Jednym z najważniejszych czynników do zmian jest polityka Unii Europejskiej. Strategia „Od pola do stołu” zakłada m.in. redukcję stosowania środków ochrony roślin o 50% do roku 2030 oraz przeznaczenie 25% użytków rolnych na produkcję ekologiczną [11]. To oznacza konieczność wdrażania alternatywnych metod ochrony roślin, które będą zgodne z nowymi regulacjami.

Wyzwania dla producentów i firm agro

Dla firm z branży agro te zmiany to wyzwanie. Wiele sprawdzonych substancji aktywnych jest stopniowo wycofywanych z obrotu, co wymaga inwestycji w badania i rozwój nowych technologii ochrony roślin.

W tym kontekście, miedź – stosowana w różnych formach od ponad 130 lat – wraca do łask jako potencjalna alternatywa dla syntetycznych fungicydów. Jednak współczesne podejście zakłada stosowanie jej w nowoczesnych, bezpieczniejszych formach i ograniczonych dawkach czego przykładem jest miedź systemiczna w formie heptaglukonianu miedzi.

Miedź w ochronie roślin – tradycja i nowe potrzeby

Miedź to pierwiastek, który od dawna znajduje zastosowanie w ochronie roślin. Już w XIX wieku była podstawą cieczy bordoskiej – jednego z pierwszych skutecznych fungicydów stosowanych w rolnictwie [17]. Jej działanie opiera się na zakłócaniu procesów metabolicznych patogenów: miedź niszczy białka i enzymy, wpływa na kwasy nukleinowe, zakłóca transport energii i zwiększa przepuszczalność błon komórkowych grzybów [18].

Miedź jako mikroelement – funkcje fizjologiczne

Miedź pełni również ważne funkcje fizjologiczne w samych roślinach. Bierze udział m.in. w fotosyntezie, metabolizmie energetycznym, lignifikacji oraz redukcji stresu oksydacyjnego [12,13,14]. Jej niedobory prowadzą do deformacji liści, zahamowania wzrostu i zmniejszenia plonów [15,16]. Dlatego jej obecność w uprawach jest nie tylko uzasadniona, ale wręcz niezbędna.

Nowe podejście do stosowania miedzi

Mimo licznych zalet, nadmierne stosowanie związków miedzi niesie ze sobą ryzyko – może prowadzić do kumulacji tego pierwiastka w glebie, co zagraża mikroorganizmom glebowym i środowisku [20]. Z tego względu w Unii Europejskiej obowiązuje limit – maksymalnie 28 kg miedzi na hektar w ciągu 7 lat (średnio 4 kg rocznie), niezależnie od rodzaju uprawy [20].

Nowoczesne podejście zakłada więc nie tylko „czy”, ale przede wszystkim „jak” stosować miedź. Kluczowe stają się:

• forma chemiczna miedzi (czyli związek, w jakim jest dostarczana),
• biodostępność dla roślin,
• stabilność w środowisku,
• dawka bezpieczna dla gleby i mikrobiomu.

Właśnie w tym miejscu pojawia się heptaglukonian miedzi czyli miedź systemiczna (np. Cu7) – nowoczesna, kompleksowa forma pierwiastka, która otwiera nowe możliwości dla rolnictwa.

Heptaglukonian miedzi – co to za związek i jak działa?

Heptaglukonian miedzi to nowoczesna, kompleksowa forma miedzi, w której pierwiastek jest związany z kwasem heptaglukonowym – organicznym nośnikiem pochodzenia naturalnego. Taka forma wyróżnia się znacznie wyższą przyswajalnością oraz mobilnością w roślinie w porównaniu do tradycyjnych związków, takich jak tlenochlorek czy wodorotlenek miedzi [19].

Co wyróżnia heptaglukonian miedzi?

• Wysoka biodostępność – dzięki kompleksowaniu z kwasem heptaglukonowym, miedź jest lepiej pobierana przez system korzeniowy i łatwiej przemieszcza się w roślinie.
• Lepsza odporność na zmywanie – w odróżnieniu od klasycznych form kontaktowych, heptaglukonian miedzi jest mniej podatny na zmywanie przez deszcz i degradację przez promieniowanie UV.
• Działanie systemiczne – forma ta nie tylko chroni roślinę powierzchniowo, ale także wzmacnia jej mechanizmy odpornościowe od środka.
• Ekologiczna alternatywa – niższe stężenie miedzi przy zachowaniu skuteczności wpisuje się w cele zrównoważonego rolnictwa i wymogi unijne [11,20].

Mechanizm działania

Heptaglukonian miedzi działa dwutorowo:

1. Bezpośrednio na patogeny, destabilizując ich metabolizm komórkowy.

2. Pośrednio – przez aktywację odporności roślin, w tym zwiększenie produkcji związków fenolowych, które odgrywają kluczową rolę w reakcjach obronnych [21,22].

Dzięki temu związek ten nie tylko eliminuje zagrożenie ze strony patogenów, ale również przygotowuje roślinę do lepszej reakcji w przypadku przyszłych infekcji.

Skuteczność heptaglukonianu miedzi w zwalczaniu Fusarium

W przeprowadzonych badaniach heptaglukonian miedzi wykazał bardzo wysoką skuteczność w ograniczaniu rozwoju grzybów z rodzaju Fusarium, które stanowią poważne zagrożenie dla upraw pszenicy. W testach in vitro jego działanie było porównywalne, a w niektórych przypadkach nawet lepsze niż działanie tradycyjnych fungicydów chemicznych, takich jak tebukonazol.

Wyniki laboratoryjne – pełne zahamowanie rozwoju grzybni

Dla takich patogenów jak F. culmorum i F. avenaceum zastosowanie heptaglukonianu miedzi w zalecanej dawce doprowadziło do całkowitego zahamowania rozwoju grzybni na podłożu PDA. Efekt był równoważny lub wyższy niż w przypadku preparatów zawierających tlenochlorek czy wodorotlenek miedzi.

Stabilna skuteczność wobec różnych gatunków

W przypadku F. graminearum – jednego z najbardziej toksynotwórczych gatunków – wszystkie formy miedzi, w tym heptaglukonian, działały skutecznie i równoważnie. Natomiast wobec F. fujikuroi właśnie heptaglukonian miedzi (w dawce 1l/ha), obok lignosulfonianu (w dawce 1,2 l/ha), wykazał najlepsze działanie hamujące rozwój patogenu.

Skuteczność porównywalna z fungicydem syntetycznym

Związek ten skutecznie ograniczał porażenie siewek pszenicy zarówno w warunkach inokulacji laboratoryjnej, jak i w teście na kiełkowaniu. W wielu parametrach – długość pędów, wskaźnik wigoru, zdolność kiełkowania – heptaglukonian miedzi był porównywalny w działaniu do tebukonazolu, co potwierdza jego wartość jako być może przyszłej alternatywy dla chemicznych środków ochrony roślin.

Brak efektu fitotoksycznego

W przeciwieństwie do niektórych form miedzi (szczególnie przy zbyt wysokich dawkach lignosulfonianu), heptaglukonian miedzi nie powodował deformacji ani zahamowania wzrostu. Jest to istotne z punktu widzenia praktyki rolniczej – związek ten może być bezpiecznie stosowany bez ryzyka osłabienia kondycji siewek.

Porównanie z innymi formami miedzi i fungicydami

W badaniu porównano skuteczność i wpływ na rośliny różnych form miedzi: heptaglukonianu, lignosulfonianu, tlenochlorku oraz wodorotlenku miedzi. Dodatkowo zestawiono ich działanie z tebukonazolem – syntetycznym fungicydem z grupy triazoli. Wyniki pokazują wyraźnie, że heptaglukonian miedzi może być w przyszłości realną alternatywą dla środków chemicznych.

Skuteczność zwalczania patogenów

• Heptaglukonian miedzi i tebukonazol wykazały zbliżoną skuteczność wobec wszystkich testowanych gatunków Fusarium.
• Lignosulfonian miedzi (pochodna ligniny, działająca powoli i stabilnie) był również efektywny, jednak przy zbyt wysokich dawkach (3 L/100 kg ziarna) ograniczał rozwój siewek.
• Tlenochlorek i wodorotlenek miedzi skutecznie zwalczały patogeny, lecz miały wyraźnie większy wpływ na skrócenie korzeni roślin.

Bezpieczeństwo dla siewek

• Heptaglukonian miedzi wyróżniał się neutralnym wpływem na długość pędów i korzeni, bez oznak fitotoksyczności.
• Lignosulfonian miedzi w niskich dawkach działał stymulująco, ale przy wyższych wykazywał działanie hamujące rozwój.
• Formy tradycyjne (tlenochlorek, wodorotlenek) w niektórych przypadkach prowadziły do skrócenia systemu korzeniowego, co może być problematyczne w warunkach polowych.

Przewaga form kompleksowych

Nowoczesne, kompleksowe formy miedzi – jak heptaglukonian – wymagają mniejszych dawek metalu aktywnego, co czyni je:

• bardziej przyjaznymi dla środowiska,
• bezpieczniejszymi dla roślin,
• równie skutecznymi, jak tradycyjne rozwiązania.

To zestawienie jasno pokazuje, że przyszłość ochrony roślin może opierać się na miedzi, ale w odpowiedniej, zmodernizowanej formule.

Wnioski dla praktyki rolniczej i branży agro

W obliczu rosnących wyzwań środowiskowych i prawnych, rolnictwo potrzebuje rozwiązań, które są jednocześnie skuteczne, bezpieczne i zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju. Heptaglukonian miedzi doskonale wpisuje się w tę koncepcję jako nowoczesna forma wspomagania ochrony roślin, która łączy tradycję stosowania miedzi z nowymi wymaganiami rynkowymi i regulacyjnymi.

Co zyskuje rolnik i firma agro?

✅ Skuteczność – ograniczanie rozwoju Fusarium na poziomie porównywalnym do syntetycznych fungicydów.
✅ Bezpieczeństwo dla roślin – brak wpływu na kiełkowanie i wzrost młodych siewek.
✅ Ekologia – niższa zawartość aktywnego metalu = mniejsze obciążenie dla gleby i środowiska.
✅ Zgodność z polityką UE – forma miedzi dostosowana do nowych limitów i wymagań „Green Deal”.
✅ Nowoczesna technologia – gotowa odpowiedź na wycofywanie tradycyjnych środków chemicznych.

Lista przypisów użytych w artykule

• [1] Tadesse, W. et al. (2019). Genetic gains in wheat breeding and its role in feeding the world.

• [2] Erenstein, O. et al. (2022). Global trends in wheat production, consumption and trade.

• [3] Figueroa, M. et al. (2018). A review of wheat diseases—A field perspective.

• [4] Kazan, K. & Gardiner, D.M. (2018). Fusarium crown rot caused by Fusarium pseudograminearum…

• [5] Karlsson, I. et al. (2021). Fusarium head blight from a microbiome perspective.

• [6] Perincherry, L. et al. (2019). Fusarium-Produced Mycotoxins in Plant-Pathogen Interactions.

• [7] Qiu, J. et al. (2020). Fusarium fujikuroi Species Complex Associated with Rice, Maize, and Soybean…

• [8] Ficke, A. et al. (2022). Volatile Organic Compound Profiles from Wheat Diseases…

• [9] Jacquet, F. et al. (2022). Pesticide-free agriculture as a new paradigm for research.

• [10] Carvalho, F.P. (2017). Pesticides, environment, and food safety.

• [11] Komisja Europejska (2020). A Farm to Fork Strategy… COM(2020)381 final

• [12] Yruela, I. (2013). Transition metals in plant photosynthesis.

• [13] Ruiz, L.M. et al. (2021). Role of Copper on Mitochondrial Function and Metabolism.

• [14] Vatamaniuk, O.K. (2022). How Copper Facilitates Explosive Seed Dispersal.

• [15] Broadley, M. et al. (2012). Function of nutrients: Micronutrients.

• [16] Kantek, K. (2015). Wpływ nawożenia miedzią na plonowanie pszenicy ozimej…

• [17] Rai, M. et al. (2018). Copper and copper nanoparticles: Role in management of insect-pests…

• [18] Lamichhane, J.R. et al. (2018). Thirteen decades of antimicrobial copper compounds applied in agriculture.

• [19] González-Hernández, A.I. et al. (2018). Copper heptagluconate as ecofriendly compound…

• [20] Komisja Europejska (2018). Implementing Regulation (EU) 2018/1981…

• [21] González-Hernández, A.I. et al. (2018). Mechanism of action of copper heptagluconate on the plant immune system…

• [22] Lattanzio, V. et al. (2006). Role of phenolics in the resistance mechanisms…

Artykuł napisany na podstawie badań nad skutecznością zwalczania patogenów roślinnych za pomocą kompleksowych form miedzi: The Efficacy of Plant Pathogens Control by Complexed Forms of Copper