Мезоелементи. Сірка

Перегляди: 475
06.09.2022
Мезоелементи. Сірка

Фізіологічна роль. Сірка – один з найважливіших елементів мінерального живлення рослин, без якогого їх життя стає неможливим. Як і азот, вона входить до складу всіх рослинних білків, оскільки є незамінним компонентом ряду амінокислот – цистеїну, цистину, метіоніну. Сірка також міститься у вітамінах, ферментах та інших речовинах. Дисульфідні групи є в ефірному маслі часнику, а сльозогінна дія цибулі зумовлена присутніми в цій культурі полісульфідами. В ефірних оліях багатьох рослин родини капустяних (хрестоцвітих) також містяться сполуки сірки – роданіди. Сірка відіграє важливу роль в окисно-відновних процесах, активізації ферментів, синтезі білка, синтезі хлорофілу. А ще вона бере участь в асиміляції рослинами нітратів, уповільнює їхнє накопичення в бульбах картоплі та інших культурах. 


Сільськогосподарські рослини містять різну кількість сірки в сухій речовині та, відповідно, мають різну потребу в цьому елементі. Це зумовлено як біологічними особливостями різних видів рослин, так і фазами їх розвитку, вмістом сірки в ґрунті, в атмосферному повітрі. Винос сірки багатьма культурними рослинами лише трохи менший за винос ними фосфору, а в рослин родини капустяних навіть перевершує його. Так, з тонною люцернового сіна з ґрунту виносяться 3,6 кг сірки, з такою ж кількістю зерна вівса – 2,35 кг, зеленої маси кукурудзи – 1,85 кг, коренеплодів цукрового буряка – 2,4 кг, зерна гороху – 2,25 кг, конюшинного сіна – 2,15 кг, білоголової капусти – 11,2 кг. 


Найбільше споживають сірки рослини родини капустяних, особливо різні види капусти, кочерега (бруква), ріпак, а також родини амарилісових (цибуля, часник), щирицевих (різні види буряків), окружкових (кріп), айстрових (соняшник), бобових (люцерна, конюшина, горох, соя) , пасльонових (картопля, томат). А от у зернових потреба в сірці є порівняно невеликою. Неоднаковим є вміст сірки і в різних органах однієї рослини. Зазвичай найбільше її міститься в насінні й листі, а найменше – у стеблі й коренях.  


Джерела сірки. За допомогою кореневої системи рослини засвоюють сірку з ґрунту у вигляді іонів SO42-. Основним джерелом її надходження на полях, що перебувають у сільськогосподарському використанні, є органічні та мінеральні добрива. Так, з тонною органічних добрив (гною, компосту) до ґрунту вноситься 35 кг сірки, з тонною сульфату амонію – 240 кг, сульфату калію – 180 кг, суперфосфату – 130 кг. Незначна кількість сірки потрапляє в землю з насінням і посадковим матеріалом. 


Важливим джерелом збагачення ґрунту цим елементом є також атмосферна сірка, основна частина якої адсорбується ґрунтовою поверхнею безпосередньо з атмосфери у вигляді S02, а незначна кількість надходить з атмосферними опадами. Причому важлива роль тут належить опадам у вигляді снігу. Порівняно невелика кількість сірки потрапляє до ґрунту з поливними водами в разі застосування зрошення.


Колообіг сірки в природі

Значна частина цього елементу може надходити до рослин через листя у формі окисленої сірки. Близько половини сірки, що потрапляє в атмосферу, має антропогенне походження. Основна її кількість в атмосфері знаходиться в формі сірчистого газу SO3, який вдвічі важчий за повітря і тому не переноситься на значні відстані, а  концентрується в районах розміщення промислових підприємств. Тут концентрація цього газу може бути вдвічі-втричі вищою, ніж у сільській місцевості. Приблизно 50% сірки надходить в атмосферу внаслідок біологічного перетворення її сполук у ґрунті та воді. Провідну роль у цьому процесі відіграють мікроорганізми.


Для більшості рослин оптимальний вміст SO3 в атмосфері становить 0,20 мг на кубометр повітря. Для різних культур критично необхідним є така кількість цього газу в повітрі: конюшина – 0,20–0,25 мг/м3; зернові, зернобобові, суниця – 0,25–0,3 мг/м3; буряк, ріпак, капуста – 0,3–0,4 мг/м3. Загалом рослини здатні задовольняти третину своїх потреб у сірці за рахунок надходження цього елемента з атмосфери.


Вміст сірки в ґрунті. У ґрунті розрізняють такі форми сірки: валова (загальна), мінеральна, резервна, рухлива легкодоступна. Загальний вміст сірки в різних ґрунтах коливається від 20 мг до 35 г на 1 кг ґрунту.


На мінеральну форму сірки в ґрунті припадає 10–20% її валової кількості. Вона представлена сульфатами та сульфідами кальцію, магнію й одновалентних катіонів. Рухлива легкодоступна для рослин сірка знаходиться в формі сульфатів одновалентних катіонів. Концентрація S – SO42- у верхньому горизонті ґрунтів знаходиться в межах від 0,5 до 20 мг/л ґрунтового розчину. Для нормального росту й розвитку рослинам необхідна концентрація понад 3–5 мг S – SO42-  на літр. Сульфідні сполуки сірки зустрічаються тільки в глибоких шарах ґрунту, куди не потрапляє кисень.


Запаси мінеральної сірки в різних ґрунтах відрізняються. Вони складають від 100 кг/га у малогумусних, підзолистих, піщаних ґрунтах та жовтоземах до 500 кг/га у торфовищах та чорноземах. Найменш забезпечені сіркою більшість сірих лісових, підзолистих та дерново-підзолистих ґрунтів. Найменші ресурси сірки знаходяться в ґрунтах легкого гранулометричного складу. Разом з тим низький вміст доступної для рослин сірки відзначається і в деяких типах чорноземів.


Сульфатна сірка в ґрунті є досить мобільною, тому може надходити в рослини з ґрунтовими водами, а також переміщатися вниз по ґрунтовому профілю й забруднювати ґрунтові та поверхневі води. Залежно від ґрунтово-кліматичних умов, рослинного покриву, норм та форм внесення добрив, втрати сірки внаслідок вимивання досягають 15–80 кг/га, або майже 50% від її надходження з мінеральними добривами та атмосферними опадами.


Резервна сірка – це різниця між валовою та мінеральною сіркою. У ґрунті вона представлена органічними формами. Її накопичення пов'язане з життєдіяльністю рослин і ґрунтової біоти. Доступність органічної сірки для рослин залежить від швидкості перетворення її на сульфатну форму. Мінералізація сірковмісних сполук відбувається одночасно з амоніфікацією. Цей процес називається сульфофіксацією. Ґрунти з низьким вмістом органічних речовин більше потребують сульфатних добрив, ніж високогумусні.


Кругообіг сірки в ґрунті відбувається за участю різних груп мікроорганізмів – аеробних, анаеробних, хемотрофних, автотрофних, справжніх бактерій та архебактерій. Трансформація органічних і мінеральних сполук сірки в ґрунті зумовлена процесами мінералізації, іммобілізації, окислення та відновлення.


Органічні сполуки сірки мінералізуються мікроорганізмами з утворенням H2S. В анаеробних умовах кінцевим продуктом перетворення сірки є сірководень, який спричинює неприємний запах ґрунту. За відсутності умов для подальшого перетворення цей газ може накопичуватись у кількості, токсичній для рослин. Якщо анаеробні умови змінюються аеробними, H2S окислюється, і в ґрунті може утворюватись елементарна сірка. В подальшому, за наявності кисню, вона окислюється мікроорганізмами до SO42-  – основного джерела сірки в живленні рослин.


Симптоми нестачі сірки. За умови нестачі сірки відбувається заповільнення синтезу білків у рослинах, накопичується азот у небілковій формі або в формі нітратів.


Зовнішні ознаки дефіциту сірки нагадують азотне голодування, оскільки роль сірки та азоту у метаболізмі рослин досить схожі. На це слід зважати при визначенні дефіциту того чи іншого документу за зовнішніми ознаками. Якщо в умовах нестачі сірки помилково підвищити норму азотних добрив, це не виправить становище, а навпаки призведе до зниження врожаю і погіршення його якості. 


Сірка в живленні рослин

За сіркового голодування рослини припиняють своє зростання й розвиток, їх листя набуває світло-жовтого забарвлення і навіть білого з червонуватим відтінком, зменшується стійкість культур до захворювань, посухи та низьких температур.


Сірка важко реутилізується в рослині, тобто її зворотне переміщення від старого листя до молодого є дуже незначним, тому нестача сірки першочергово проявляється на молодих листках і точках росту (вони набувають світло-зеленого забарвлення). Це – одна з ознак, що відрізняє дефіцит сірки від азотного голодування: у разі нестачі азоту насамперед від хлорозу страждає старе листя.


Існують зовнішні відмінності в реакції на дефіцит сірки в різних видів рослин. Так, у соняшника утворюються дрібні кошики, цвітіння може не наступити. Томат формує дерев'янисті, тверді стебла малого діаметру. У капустяних рослин листя виглядає довгим і вузьким. У бобових культур знижується життєдіяльність бульбочкових бактерій та синтез хлорофілу.


Значення сірки для рослин

Застосування сірчаних добрив. Постійне надходження сірки в рослини дуже важливе для їх нормального росту та розвитку. Існує чимало якісних водорозчинних та повільно діючих сірковмісних добрив, які в оптимальних дозах, строках та способах внесення здатні задовольнити потреби рослин у цьому елементі.


Інтенсифікація землеробства потребує застосування сірчаних добрив на всіх посівних площах. Винесення сірки з урожаями сільськогосподарських культур без відповідного відшкодування шляхом внесення додаткового добрива поступово веде до виснаження ґрунтових запасів цього елемента. Коригування дефіциту сірки зазвичай вирішується досить легко. Достатньо внести відповідні дози сірковмісних добрив. Їх застосування може не вимагатись на ґрунтах зі значними запасами органічної речовини, проте реагування сільськогосподарських культур на систематичне внесення сірковмісних добрив спостерігається на багатьох типах ґрунтів.


Чим вищою є норма внесення мінеральних добрив і більшим врожай, тим більша потреба рослин у сірці. Особливо це стосується азотних добрив. Тому позитивна дія сірчаних добрив найефективніша при підвищених нормах азоту.


Рослинна діагностика – найбільш об'єктивний метод для визначення потреби рослин у сірці. У разі застосування сірчаних добрив слід зважати на вміст сірки в рослинах та співвідношення у протеїні азоту й сірки (N : S). Оптимальне значення цього співвідношення в живленні більшості культур складає 17–18,5 : 1.  

Критичний вміст сірки в зерні пшениці становить 0,17%, у бульбах картоплі – 0,11%, у листі конюшини – 0,11–0,32% в сухій речовині. Критичне співвідношення N : S у зерні пшениці – 14,8 : 1, у конюшині – 15,0–18,5 : 1. Надто високе співвідношення азоту до сірки свідчить про дефіцит сірки в рослинах. Збільшення доз азоту без внесення сірки може призвести до різкого зниження врожаю зерна, хоча загальне нарощування біомаси при цьому не знижується. У разі збільшення забезпечення рослин сульфатами покращується якість біомаси за рахунок збагачення її азотом, залізом, кальцієм та сіркою.


Сірчані добрива слід вносити під час основного обробітку ґрунту або перед посівом сільськогосподарських рослин, а на луках та пасовищах – поверхнево. Для більшості культур норма внесення сірки на ґрунтах легкого гранулометричного складу – 50–60 кг/га, середнього й важкого суглинистого – 60–90 кг/га. Під культури, сприйнятливі до вмісту сірки, її норму збільшують на 10–15%. У випадку рядкового внесення доза скорочується вдвічі. Для позакореневих підживлень норма становить 1,2–1,7 кг/га. Насамперед сірчані добрива вносять під капустяні (капуста, ріпак), бобові (соя, горох, вика), коренеплідні культури, картоплю, кукурудзу.


Сірка та її значення

При внесенні мінеральних добрив на ґрунтах з низьким вмістом доступної сірки на 1 частину сірки має припадати 5–7 частин азоту. На грунтах з незначною кількістю фосфору й сірки, співвідношення між ними в добриві має становити 3:1.


Сірчані добрива здатні забезпечити значні прирости врожаю та підвищення вмісту білка, якщо вносити їх під інтенсивні сорти пшениці на полях з високим забезпеченням NPK. Збільшення врожаю пшениці озимої може досягати 1,7–4 ц/га, зростання вмісту білка в її зерні – на 1–2%. Для інших культур приріст урожаю внаслідок внесення сірчаних добрив складає: в ячменю озимого – 1–3 ц/га, в ячменю ярого – 2–3 ц/га, у жита озимого – 1,5–3 ц/га, у сіна конюшини – 15 ц/га, у картопляних бульб – 30 ц/га.


Поділитись в соцмережах:

Текст повідомлення*
Защита от автоматических сообщений