Поддержание положительного баланса серы

Учитывая нарастающие процессы интенсификации сельскохозяйственного производства, в целях увеличения урожайности и повышения качества растениеводческой продукции, все чаще возникает необходимость пересматривать организацию минерального питания полевых культур, в частности, её сбалансированность по элементам питания. Для управления плодородием почв с целью ведения экологически безопасного земледелия особую значимость приобретает комплексная оценка эффективности минеральных удобрений, необходимая для выбора наиболее оптимальных в эколого-экономическом плане доз и их сочетаний.

Нерациональное применение минеральных удобрений в условиях интенсификации отрасли без учета потребностей растений в макро- и микроэлементах, отрицательный баланс элементов питания, отсутствие применения серосодержащих удобрений привели к значительному увеличению выноса из почвы питательных элементов, в том числе серы.

Внесение серосодержащих удобрений – важный элемент любой агротехнологии. Сера входит в состав белков, поэтому необходимость в ней для питания растений так же высока, как и в азоте. Различие заключается лишь в том, что азот содержит все аминокислоты, а сера входит в состав только трех незаменимых аминокислот – цистеина, цистина и метионина. Именно поэтому содержание серы в белке всегда меньше, чем содержание азота.

Значение серы в жизнедеятельности растений трудно переоценить, она участвует в протекании практически всех метаболических процессов в растении, способствует фиксации азота из атмосферы, усиливая действие клубеньков у бобовых растений.

Согласно научным данным, в составе белка на 15 частей азота приходится одна часть серы, то есть соотношение N:S составляет 15:1. Впрочем, эта пропорция характерна не для всех сельскохозяйственных культур. Например, соотношение N:S для зерновых составляет примерно 25:1, бобовых - 15:1, крестоцветных - 10:1, а в семенах рапса 6:1.

Практически 90% серы, которая находится в растении, содержится в белках. Кроме того, она входит в состав витаминов - биотина (H) и тиамина (B1), коферментов – коэнзима А, глютатиона, липоевой кислоты и других веществ. Серосодержащие ароматические соединения способствуют повышению устойчивости растений к повреждению вредителями и стрессам, вызванным неблагоприятными внешними факторами.

Если в достаточном количестве кормить растения азотом, но при этом культурам не хватает серы, то, с большой долей вероятности, возможно снижение уровня усвоения азота. Главным источником серы для питания растений являются сульфаты. В почве наибольшее количество серы находится в органической форме (гумус, органические остатки). На эту статью приходится около 70-90% от валового содержания и лишь 10-20 % серы находится в почве в минеральной форме, доступной растениям.

Дефицит серы в питании растений влияет на метаболизм азота и, как следствие, на развитие всего растения. Установлено, что при нехватке серы фотосинтез снижается до 40%. Внешние признаки недостатка серы очень похожи на признаки азотного голодания. В сельскохозяйственной практике идентичность признаков голодания часто приводит к ошибкам в диагнозе при проведении визуальной диагностики, завышению доз азотных удобрений, недобору урожаев и снижению качества растительной продукции. При критическом дефиците серы нарушается синтез белка в растении. В ранние фазы развития снижается доля белкового азота от общего его накопления, что приводит к уменьшению урожая товарной продукции и относительному увеличению непродуктивной части урожая.

Сера относится к трудно реутилизируемым элементам в растениях, поэтому ее недостаток, прежде всего, сказывается на молодых листьях и точках роста. Обратное ее передвижение очень незначительно. В своем специфическом действии она не может заменяться другим элементом, даже родственным ей селеном, который лишь включается вместо серы в органические структуры, но не способен выполнять ее физиологическую функцию.

По данным крупномасштабного мониторинга пахотных земель в последние десятилетия баланс серы складывается с отрицательным показателем (Рис.1-2).

Дефицит серы – актуальная проблема для большинства земель в России. По последним данным агрохимической службы, лишь 10% пахотных угодий страны характеризуются высоким содержанием этого макроэлемента - более 12 мг/кг, а 75% испытывают его дефицит и нуждаются в применении серосодержащих удобрений.

 Это связано с рядом причин:

1.     Уменьшением поступления серы из атмосферы. Ужесточились экологические требования на выбросы промышленных предприятий. Прослеживается четкая тенденция перехода энергосистемы страны на более экологичное по сравнению с каменным углём топливо - природный газ.

2.     Увеличение выноса серы с растущими урожаями культур на фоне интенсификации сельскохозяйственного производства.

3.     Недостаточное внимание со стороны агрономических служб хозяйств к серному питанию в силу недооценки этого элемента в системе питания растений. И, как следствие, отсутствие применения удобрений, содержащих серу для пополнения баланса этого элемента.

4.      Увеличение в структуре посевных площадей культур, требовательных к серному питанию таких, как рапс, горчица и соя.

Учитывая данную тенденцию, сера в скором времени может стать лимитирующим фактором в структуре урожая по минеральному питанию.

Учёными, занимающимися исследованиями в области минерального питания растений, был установлен синергетический эффект между азотом и серой, то есть существует эффект усиления действия азота при достаточном содержании серы в почве, за счёт того, что сера, как и азот, участвует в синтезе белков. Этим и объясняются схожие симптомы при азотном и серном голодании- задержка в росте, пожелтение и мельчание листового аппарата.

Еще одной из бесспорных причин необходимости применения серы на всех грунтах является способность сульфатов подкислять реакцию среды почвенного раствора в непосредственной близости от корневых волосков, тем самым, способствуя переходу фосфатов из труднодоступных соединений в более доступные формы, что улучшает усвояемость фосфора растениями. Помимо фосфора, сера, также по мере окисления, способствует высвобождению в раствор и увеличению доступности для растений калия, магния и железа.