Р. Нортон, Р. Міккелсен і T. Дженсен
Сірка - важливий макроелемент, необхідний рослинним і тваринним організмам. Вона потрібна для протікання важливих метаболічних процесів. У рослинах сульфатна сірка (SO4 2-) відновлюється 1 і входить до складу органічних сполук, однак тваринам організмам для задоволення потреби в сере необхідно поступ-лення з їжею сірковмісних амінокислот (метіоніну і цистеїну).
В останні роки потреби сільськогосподарсь-ських культур в сере стало приділятися більше уваги, оскільки в багатьох системах землеробства знизилося надходження сірки в грунт в порівнянні з попередніми періодами. Застосування сірковмісних добрив стає актуальним в результаті зростання врожайності сільськогосподарських культур, зміни структури сівозмін, скорочення обсягів внесення органічних добрив, а також зниження використання добрив і пестицидів, що містять сірку.
У грунті сірка в основному знаходиться в складі органічної речовини. Сульфати легко розчиняються у воді і містяться в грунтовому розчині більшості типів грунтів. Це основне джерело сірки для рослин. Сульфат-іони активно поглинаються корінням, особливо в зоні кореневих волосків, і надходять в рослинні клітини за допомогою білків-переносників сульфат-іонів. Усередині рослини сульфат-іони переміщаються з Транспіраціонний струмом, а потім акумулюються в вакуолях рослинних клітин або беруть участь в ряді біохімічес-ких реакцій. Крім того, листя рослин поглинають діоксид сірки (SO2) з атмосфери, але зазвичай в кількостях, що не перевищують 1 кг S / га / рік. Листя рослин можуть виділяти сірководень (H2 S), і, імовірно, це служить механізмом детоксикації при впливі високих концентрацій SO2.
Більша частина сульфатної сірки, поглиненої корінням, відновлюється і входить до складу цис-теїну в хлоропластах листя. Цистеїн - первинне з'єднання, з якого в рослинах в подальшому утворюється більша частина інших сірковмісних органічних сполук. Вищевказаний процес починається з освіти аденозінфосфосульфата, і, в кінцевому підсумку, синтезуються різні сірковмісні органічні сполуки (рис. 1). Відновлення сульфатів - процес, що вимагає значних витрат енергії. Інші важливі сірковмісні амінокислоти - це цистин (з'єднані між собою 2 дві молекули цистеїну) і метіонін (рис. 2). У менших кількостях сірка входить до складу таких важливих органічних сполук, як коензим А, біотин, тіамін, глютатіон, а також сульфоліпіди.
Потреба рослин в сере
Потреба рослин в сере змінюється протягом вегетаційного періоду. Наприклад, максимальна потреба в сірці у ріпаку спостерігається в фазу цвітіння і семяобразованія. Поглинання сірки кукурудзою протікає з фактично постійною швидкістю протягом усього вегетаційного періоду. При цьому в зерні акумулюється понад 50% накопиченої рослинами сірки. Рослини пшениці між фазами цвітіння і дозрівання можуть втрачати 3 до половини накопиченої сірки. Необхідно визначати потребу в сере кожної окремої сільськогосподарської культури (рис. 3).
Винос сірки з урожаєм основної продукції, як правило, знаходиться в діапазоні від 10 до 30 кг S / га і залежить від оброблюваної культури, а також від рівня врожайності (табл. 1), проте для деяких видів рослин з роду Brassica поглинання сірки може досягати 70 кг S / га.
Якість сільськогосподарської продукції
Взаємодія сірки з іншими елементами живлення
Як азот, так і сірка грають важливу роль в синтезі білка, тому між харчуванням рослин азотом і сіркою існує тісний взаємозв'язок. Найчастіше одночасний недолік цих двох елементів живлення лімітує врожайність. Встановлено, що в складі білка на 15 частин азоту припадає одна частина сірки (тобто співвідношення N: S = 15: 1). Однак дане співвідношення характерно не для всіх сільськогосподарських культур. Наприклад, співвідношення N: S в зерні пшениці становить приблизно 16: 1, а в насінні ріпаку - близько 6: 1.
В цілому вважається, що такі сільськогосподарські культури, як пшениця, цукрові буряки і арахіс мають низьку потребу в сере. Існує безліч прикладів, які показують, що для отримання запланованого врожаю необхідно достатнє харчування рослин як азотом, так і сіркою (рис. 4). При нестачі сірки у бобових культур зменшується кількість бульбочок на коренях рослин і, відповідно, знижується інтенсивність фіксації атмосферного азоту.
Система застосування сірковмісних добрив, заснована на Концепції «4-х правил»
Принципи Концепції «4-х правил» застосування добрив (оптимізація форм, доз, строків і способів внесення добрив) застосовні до всіх елементів живлення рослин. Сірка може вноситися в різних формах, включаючи органічні добрива (гній), і проходження вищевказаної концепції допомагає оптимізувати живлення рослин сіркою. Прикладом використання Концепції «4-х правил» застосування добрив може служити внесення сульфату амонію [форми] зазвичай в рядки вмес-ті з насінням [способи] при посіві дрібнонасінних культур [терміни]. Однак кількість добрива [дози] має бути невеликим для зниження ризику аміачного отруєння рослин, особливо при широкорядній посіві, а також при вирощуванні рослин в посушливих умовах і на піщаних ґрунтах. Нижче більш докладно обговорюється використання Концепції «4-х правил» застосування добрив для оптимізації живлення рослин сіркою.
1 До сульфідних і дисульфідних груп (тут і далі - примітки перекладача).
2 За допомогою дисульфідній зв'язку.
3 В результаті вимивання з рослин.
4 Ярові культури (припосевное внесення S-добрив).
Переклад з англійської та пояснення: В.В. Носов.