Для чего нам элементы питания (часть девятая: сера)

И традиционно начинаем с химии. Сера это неметалл, проявляющий различные степени окисления. Корнями растений она поглощается в форме сульфатов. Процесс ассимиляции серы многим схож с процессом  ассимиляции азота.

Ассимиляция серы условно состоит из трех этапов: активация сульфата, его восстановление и синтез серосодержащих органических веществ. активация представляет собой замещения одной фосфорной группы в АТФ сульфатом. Происходит это под действием фермента АТФ-сульфурилазы. Интересный факт, структура этого фермента у высших растений очень сильно отличается от структуры того же фермента у водорослей. У высших растений этот фермент больше похож на аналогичный у животных (и человека). 

Этап восстановления заключается в последовательном переводе сульфата (SO4(2-)) до сульфита (SO3(2-) а затем до сульфида (S(2-)).  Эти процессы целиком и полностью происходят в пластидах, исключением являются некоторые водоросли. По предварительным данным, в первом этапе этого процесса участвует железосодержащий белок. 

Есть очень интересное явление, которое можно охарактеризовать следующим образом: "чем больше сульфатов в пластидах, тем медленнее идет процесс их восстановление". Объясню на примере: если в пластидах 2 условные единицы серы, то 0,5 восстановленной серы мы получим через 3 часа, но если в пластидах 8 условных единиц серы, то ТЕ ЖЕ САМЫЕ 0,5 восстановленной серы мы получим через 7 часов. Это говорит нам о том, что серу растению лучше подавать равномерно, если мы хотим получить быстрый эффект. Тут работает пословица "тише едешь - дальше будешь". 

Функции же серы достаточно просты и банальны, но при этом всём очень глобальны. Белок состоит из кирпичиков (аминокислот), в основном их 20 разновидностей (на самом деле чуть больше, но это частные случаи), и в состав 2х этих кирпичиков входит сера. Если хоть один кирпичик в белке поменяется, он может полностью перестать функционировать. Такие серосодержащие белки называются: цистеин и метионин (их формулы вы можете увидеть в картинках). 

Цистеин помимо того, что входит в состав белков, так же участвует в синтезе многих других серосодержащих веществ. Например такого витамина как биотин, содержание которого относительно высокое в капусте и бобовых. Так же цистеин входит в состав глутатиона - соединения состоящего из трех аминокислот: глутаминовой кислоты, цистеина и глицина (формула представлена в изображениях). Его функционал в растениях достаточно разнообразен. Во-первых он способен поддерживать оптимальный pH (быть буфером) для работы самых разнообразных ферментов. Так же он связывает тяжелые металлы в растении, когда те находятся в токсичной концентрации в результате загрязнения, особенностей территории или неграмотного использования микроминеральных удобрений. Так же его можно назвать молекулой, в форме которой растение запасает серу. 

Если говорить о метионине, то он как и цистеин входит в состав белков и без него их работа невозможно, однако каки-то дополнительных функций, как было у цистеина, за ним не замечено. 

Сера активно поглощается растениями в период стресса. Вспоминая о тяжелых металлах и глутатионе напрашивается вывод, что если растение подверглось избыточной концентрации микроэлементов, то её нужно подкормить серой. И да, это так, это облегчит симптомы и проявления токсичности. Однако лучше сделать не одну большую обработку серой, а несколько (пускай в течении дня) небольших обработок, так защитный эффект проявится быстрее. Так же много антибиотических веществ растений содержит в своем составе серу. Это помогает защищаться от патогенов. Было показано, что при заражении томатов грибками в основной ткани растения начинает откладывать самая обычная элементарная сера, это своего рода так же защитный механизм. 

Потребность в сере у различных культур разное. оно колеблется в средне от 0,1% до 0,5% от всей сухой массы. Большое количество серы содержится в капустах и луках, это связанно с высоким содержанием вторичных серосодержащих метаболитов. Меньше этот процент для злаковых, а еще меньше для бобовых. 

Спасибо всем, кто дочитал до этого момента, пишите, на какую тему вы бы хотели увидеть пост (не обязательно про элементы питания), а так же ваши вопросы, я с радостью на них отвечу