Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Агрохимия

Сера и серные удобрения

Сера является одним из важнейших элементов питания растений, без которого невозможна жизнь. Как и азот - это составная часть белка. Потребность в ней примерно такая же, как и в фосфоре. Сельскохозяйственные культуры содержат неодинаковое количество серы и, соответственно, имеют в ней различную потребность, обусловлено биологическими особенностями растений, фазой их развития, а также содержанием серы в почве и атмосфере. Так, с и т сена люцерны выносится 3,60 кг серы, зерна овса - 2,35, зеленой массы кукурузы - 1,85, корнеплодов свеклы сахарной - 2,40, зерна гороха - 2,25, сена клевера - 2,15 , капусты белокочанной - 11,20 кг. Больше серы усваивают растения из семейства капустных (капуста, брюква, рапс), лилейных (лук, чеснок), маревых (свекла), Зонтичных (укроп), Сложноцветных (подсолнечник), бобовых (люцерна, клевер, горох, соя), Пасленовых ( картофель, помидор). Потребность в сере зерновых культур невелика. Обычно в растениях больше серы содержится в семенные и листьях и меньше - в стеблях и корнях.

При необходимости в питании серой растения делятся на три группы.

Самые: рапс, горчица, капуста, репа, лук, чеснок. Со средним урожаем они выносят 40-80 кг / га серы. Наиболее опасна нехватка серы в почве для рапса.

Середньовибагливи: бобовые (горох, соя, люцерна, клевер и др.), Кукуруза, свекла. Эти культуры усваивают 20-40 кг / га серы.

Менее прихотливы: зерновые, травы, картофель. Они усваивают 10-25 кг / га серы.

Растения усваивают серу из почвы в виде ионов SO42- корневой системой. Ее часть может поступать и через листья в форме окисленного серы. Около половины серы, попадает в атмосферу, имеет антропогенное происхождение. Основное количество этого элемента в атмосфере находится в форме сернистого газа (SO3), который вдвое тяжелее воздуха и не переносится на большие расстояния. В связи с этим он концентрируется в районах размещения промышленных предприятий где его концентрация в 2-3 раза выше, чем в сельской местности.

Оптимальное содержание SO3 в атмосфере для большинства растений составляет 0,20 мг / м3 воздуха. Критической для клевера является концентрация S03 в воздухе 0,20-0,25 мг / м3, для зерновых, зернобобовых культур и земляники - 0,25-0,3, свеклы, рапса и капусты - 0,3-0,4 мг / м3 воздуха. Считают, что растения способны на 1/3 удовлетворять свои потребности в сере из атмосферы.

В растениях сера превращается, она входит в состав аминокислот (цистеина, цистина, метионина), белков, витаминов, ферментов и др. Эфирное масло чеснока содержит дисульфидные группы. Сера является компонентом полисульфидов лука, имеющих слезоточивый действие. Соединения серы - роданиды содержатся в эфирных (горчичных) маслах многих представителей семейства капустных. Горчичное масло защищает эти растения от насекомых. Некоторая часть серы в растениях находится в виде соединений серной кислоты, но такие соединения серы, как сероводород, сульфиды, серная кислота для растений токсичны. Сера играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах, активизации ферментов, синтезе белков, участвует в синтезе хлорофилла. Окисленная форма серы - исходный продукт для синтеза белков, она является конечным продуктом их разложения. Сера участвует в ассимиляции нитратов растениями, тормозит их накопление в клубнях картофеля и других культурах. Для оптимального роста растений содержание серы в их сухом веществе должно составлять 0,10-0,65%.

При недостатке серы в питании растений задерживается синтез белков, накапливается азот в небелковой форме или в форме нитратов. По внешним признакам серное голодание растений вроде азотного, поскольку роль азота и серы в метаболизме растений подобная, но выражена более четко. Это иногда приводит к ложному завышению норм азотных удобрений, снижает урожай и его качество. При недостатке серы растения прекращают рост и развитие, листья становятся светло-желтыми и даже белыми с красным оттенком, уменьшается их устойчивость к болезням, засухе и низким температурам. Реутилизацию серы, то есть ее перемещения из старых листьев в молодые, незначительна. Поэтому при дефиците серы от хлороза первыми страдают молодые листья, а азота - старые, хотя оба элемента используются для построения белков. Особенно четко недостаток серы оказывается у растений семейства капустных. В бобовых культур снижаются жизнедеятельность клубеньковых бактерий и синтез хлорофилла.

Применение различных серных удобрений способствует приросту урожая, ц / га: пшеницы, озимой - 2-4, ржи озимой - 1,5-3, ячменя ярового - 2-3, сена клевера - 15 клубней картофеля - 30. Кроме того, по достаточного количества серы, как уже отмечалось, улучшается качество продукции, в частности содержание белка в зерновых культур повышается на 1-2%.

В природе сера встречается как в виде свободного элемента, так и органических соединений. Значительные ее запасы есть в Японии, Италии, США.

Общее содержание серы в различных почвах колеблется от 20 мг до 35 г на 1 кг почвы. В почве различают такие формы серы: валовая (общая), минеральная, резервная, подвижная легкодоступна.

Резервная сера - это разница между содержанием валовой и минеральной серы, составляет 80-90% валового содержания. В почве она представлена органическими формами. Ее накопления связано с жизнедеятельностью растений и почвенной биоты. В составе гумуса сера и азот находятся в соотношении (8-12): И. Доступность органической серы для растений зависит от скорости ее превращения в серную форму. Минерализация серосодержащих соединений происходит одновременно с аммонификации. Этот процесс называют сульфофикациао . Почвы с низким содержанием органических веществ больше нуждаются сульфатных удобрений, чем высокогумусных.

Круговорот серы в почве происходит с участием различных групп микроорганизмов - аэробных, анаэробов, хемо- и фототрофов, настоящих бактерий и архебактерий. Трансформация органических и минеральных соединений серы в почве обусловлена процессами минерализации, иммобилизации, окисления и восстановления (рис. 5.8).

Органические соединения серы минерализуются микроорганизмами с образованием H2S. В анаэробных условиях сероводород является основным конечным продуктом превращения

Биогеохимический цикл серы в почве (Ф. Я. Шипунов, 1980)

Рис. 5.8. Биогеохимический цикл серы в почве (Ф. Я. Шипунов, 1980):

I - минерализация органических соединений серы живыми организмами в H2S; II - десульфофикация

серы, который предоставляет почвы неприятного запаха, а при отсутствии условий для дальнейшего преобразования этого газа он может накапливаться в количествах, ядовитых для растений. Если анаэробные условия меняются на аэробные, то H2S окисляется, и в почвах может появиться элементарная сера, которая при наличии кислорода дальше окисляется микроорганизмами до SO42- - основного источника серы для питания растений.

На минеральную форму серы в почве приходится 10-20% ее валового содержания. Она представлена сульфатами и сульфидами кальция, магния и одновалентных катионов. Подвижная легкодоступна для растений сера находится в форме сульфатов одновалентных катионов. Концентрация S-SO42- в верхнем горизонте почв колеблется от 0,5 до 20 мг / л почвенного раствора. Для нормального роста и развития растений нужна концентрация> 3-5 мг S-S042- / л. Сульфидные соединения серы случаются только в глубоких слоях почвы, куда не поступает кислород. Запасы минеральной серы в почвах разные. Они составляют от 100 (в малогумусных подзолистых песчаных почвах и желтозёмах) до 500 кг / га (в торфяниках и черноземах). Сульфатная сера в почве достаточно мобильная (хотя и не настолько, как нитраты), поэтому может поступать в растения с грунтовой водой, а также перемещаться вниз по почвенному профилю и загрязнять грунтовые и природные воды. В зависимости от почвенно-климатических условий, растительного покрова, норм и форм внесенных удобрений потери серы вследствие вымывания достигают 15-80 кг / га, или почти 50% ее поступления с минеральными удобрениями и атмосферными осадками.

К низкообеспеченных серой принадлежит большинство серых лесных, подзолистых и дерново-подзолистых почв. Маленькие серные ресурсы имеют почвы легкого гранулометрического состава. Наряду с этим низкий содержимое доступной для растений серы отмечено в некоторых типах черноземов.

Основным источником поступления серы в почву являются органические и минеральные удобрения. Так, из 1 т органических удобрений (навоз, компосты) в почву вносится 0,5 кг серы, из 1 т сульфата аммония - 240, сульфата калия - 180, суперфосфата - 130 кг. Незначительное количество серы поступает в почву с семенами и посадочным материалом. Важным источником обогащения почвы этим элементом является сера атмосферы, куда она попадает преимущественно в виде газообразных выбросов с промышленных предприятий, образующихся при сгорании топлива, переплавку серных руд и т. Около 50% серы попадает в атмосферу в биологического превращения ее соединений в почве и воде, в которых ведущую роль играют микроорганизмы. Основная часть серы из атмосферы абсорбируется почвой в виде S02 и незначительное ее количество (5-15 кг / га, в промышленных районах - 25-45 кг / (га • год)) попадает с атмосферными осадками. Основная часть атмосферной серы поступает со снегом в зимний период и в значительном количестве выносится из почвы талыми и промывочными водами.

В орошаемом земледелии определенное количество серы содержится в поливных водах, но обычно ее попадает в почву не более 5-10 кг / га.

Вопрос внесения серных удобрений приобретает актуальность, поскольку все чаще в разных регионах оказывается отрицательный, а то и резко дефицитный баланс в почве серы. Основными причинами этого является постоянное уменьшение поступления серы в почву и увеличение выноса ее с урожаями сельскохозяйственных культур, особенно при выращивании в севообороте требовательных к серы культур (подсолнечник, свекла сахарная, рапс, капуста, лук, зернобобовые и др.). Поступления серы с удобрениями уменьшается вследствие большего применения концентрированных удобрений. Так, при производстве азотных удобрений снижается доля сульфата аммония, производства фосфорных - суперфосфата гранулированного. Почти не используется сульфат калия. Кроме того, применяют пестициды, в состав которых входит сера. Вследствие перевода функционирования промышленных предприятий с богатого серой каменного угля в жидкое топливо, газ, электроэнергию, очистки газообразных выбросов уменьшается поступление серы в атмосферу. Поэтому дефицит серы случается чаще и значительно серьезнее в случае высоких норм внесения азотных и фосфорных удобрений, в частности на песчаных и суглинистых почвах и на почвах с низким содержанием органических веществ, а также при условии выпадения дождей и при выращивании культур с высокой потребностью в сере. Для поддержания уравновешенного баланса серы в почве нужно ежегодно вносить серные удобрения.

Источниками поступления серы могут быть различные ее соединения и даже элементарная сера (табл. 5.10).

Таблица 5.10. Содержание серы в удобрениях ,%

удобрение

содержание серы

удобрение

содержание серы

Сульфат магния MgSO4 • Н2О

28,6

суперфосфат гранулированный

9-13

сульфат аммония

23-24

Известково-серные отходы

5

сульфат натрия

22,6

сланцевая зола

1,6-2,9

сульфат калия

17-18

суперфос

0,9

Гипсосодержащих материалы, в частности гипс

17-22

суперфосфат двойной

0,5

калимагнезия

15

навоз

0,02-0,06

сульфат марганца

14-17

торф

0,1-0,3

Сульфат магния MgS04 • 7Н2O

14

гранулированная сера

90

калимаг

13

коллоидная сера

98

Интенсификация сельскохозяйственного производства требует почти повсеместного применения серных удобрений, за исключением разве что районов с большим количеством промышленных предприятий. Серные удобрения следует вносить под основную обработку почвы или перед посевом сельскохозяйственных культур, а на лугах и пастбищах - поверхностно. Для большинства культур норма внесения серы на почвах легкого гранулометрического состава составляет 50-60 кг / га, среднего и тяжело- суглинистого - 60-90 кг / га. Под культуры, чувствительные к содержанию серы, норму ее увеличивают на 10-15%. Прежде всего серные удобрения вносят под капустные (капуста, рапс), бобовые (соя, горох, вика), корнеплоды, картофель, кукурузу. В случае, когда вероятный дефицит серы, внести небольшое ее количество (10-15 кг / га S) дешевле, чем провести анализ почвы.

На почвах с низким содержанием доступной серы при внесении минеральных удобрений на 1 часть серы должно приходиться 5-7 частей азота. На почвах, бедных фосфором и серу, соотношение между ними в удобрении должно составлять 3: 1.

При применении серных удобрений следует учитывать содержание серы в растениях и соотношение N: S в протеине, по которому можно определить обеспеченность этим элементом. Критическое содержание серы в зерне пшеницы составляет 0,17%, клубнях картофеля - 0,11, листьях клевера 0,11-0,32% на сухое вещество. Критическое отношение N: S в зерне пшеницы - 14,8, клевера - 15,0-18,5.

Для определения потребности растений в серных удобрениях можно группировать почвы по содержанию подвижной сульфатной серы (табл. 5.11).

Таблица 5.11. Группировка почв по содержанию подвижных соединений серы

группа

Цвет на картограмме

степень обеспеченности

Содержание, мг / кг

1

красный

низкий

<3

2

оранжевый

низкий

3-6

3

желтый

средний

6-9

4

зеленый

повышенный

9-12

5

голубой

высокий

12-15

6

синий

очень высокий

> 15

В зависимости от почвенно-климатических условий серные удобрения вносят под зяблевий обработку почвы или под предпосевную культивацию. При острой нехватке серы удобрения вносят в строки или проводят внекорневые подкормки 0,5-2% -ным водным раствором сульфатов.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее