Роль і дефіцит сірки в мінеральному живленні сільськогосподарських культур

Сірка — ключовий елемент живлення рослин, який за своєю значущістю стоїть в одному ряду з азотом, фосфором і калієм. Довгий час агрономи не приділяли сірці належної уваги, оскільки вона в надлишку надходила на поля як супутній компонент простих добрив. Практично до 70-х років ХХ століття загальний баланс сірки у вітчизняному землеробстві залишався позитивним. Однак перехід на концентровані туки та інтенсивні технології призвів до поступового виснаження ґрунтових запасів цього елемента.

Причини дефіциту та діагностика сірки у ґрунті

Сьогодні нестача сірки спостерігається у багатьох регіонах. Обмежувальними факторами стали екологічні стандарти та зміни у технології вирощування культур. Основними причинами дефіциту сірки у ґрунті є такі фактори:

• Зростання врожайності сільгоспкультур, що спричинило збільшене винесення елемента з ґрунту.
• Скорочення застосування неконцентрованих добрив, що містять сірку як домішку.
• Зниження викидів сірки в атмосферу через скорочення використання кам'яного вугілля та встановлення очисних фільтрів на підприємствах і ТЕЦ.
• Значне скорочення застосування сірковмісних препаратів для захисту рослин від шкідників і хвороб.

Для контролю ситуації на полях необхідно регулярно проводити аналіз ґрунту. Забезпеченість доступними сполуками сірки визначають за допомогою 1,0 н KCl витяжки. Отримані результати дозволяють оперативно оцінити стан ґрунтів за трьома рівнями.

• Низька забезпеченість — менше 6 мг/кг
• Середня забезпеченість — 6–12 мг/кг
• Висока забезпеченість — понад 12 мг/кг

До зони ризику входять легкі за гранулометричним складом ґрунти, а також сірі лісові, підзолисті та дерново-підзолисті типи ґрунтів. На їхню частку припадає близько 25 % усіх сільгоспугідь країни. Низький вміст доступної сірки також зустрічається і на деяких чорноземах, тому сліпо покладатися на природну родючість не можна. Природні запаси сульфатної сірки в орному шарі сильно коливаються залежно від зони.

Потреба культур і резерви з атмосфери

Потреба у сірці безпосередньо залежить від біологічних особливостей конкретної культури. Рослини засвоюють її з ґрунту виключно в мінеральній формі у вигляді сульфатів. Середнє щорічне винесення сірки з урожаями становить від 10 до 20 кг/га. Найвищий рівень винесення демонструють представники родин капустяних та лілійних, помірну потребу мають бобові та пасльонові, а найменше сірки потрібно злакам.

Важливою особливістю сірчаного живлення є здатність рослин засвоювати сірку листками з повітря у вигляді сірчистого газу (SO3). Завдяки цьому джерелу посіви можуть покрити до третини своєї потреби в елементі. Усього в атмосферу щороку надходить близько 142 млн тонн сірки: 44 млн тонн піднімається з водяним пилом з моря, 30 млн тонн виділяється при розкладанні органіки на болотах і лиманах, а інша частина має техногенне походження.

Оскільки сірчистий газ (SO3) у 2 рази важчий за повітря, він погано переноситься на великі відстані. Через це концентрація сірки в повітрі поблизу великих промислових центрів у 2–3 рази вища, ніж у сільській місцевості. Оптимальним для розвитку більшості культур вважається вміст SO3 на рівні 0,2 мг/м³ повітря.

Для точного планування системи добрив агроному необхідно складати балансові розрахунки. Вони враховують винесення сірки із запланованим урожаєм та її втрати від вимивання з кореневмісного шару, порівнюючи їх із надходженням елемента з ґрунту, атмосферних опадів і добрив. Такий підхід дозволяє точно спрогнозувати дози внесення сірковмісних туків під кожну культуру.

 Вміст Господар- Культура Вид Урожайність, сірки, % суха Ське винесення ц/га маса сірки, кг/га Мятликові Зерно 25,0–40,1 0,09–0,24 Пшениця Солома – 0,09–0,23 } 7,6–13,0 Зерно 25,3–35,8 0,07–0,26 Ячмінь Солома – 0,15–0,48 } 7,7–14,9 Зерно 30,0–35,8 0,13–0,34 Овес Солома – 0,17–0,26 } 5,1–6,5 Зерно 60,0-65,0 0,15–0,17 Кукурудза Стебла і листя – 0,19 } 9,0–18,0 Зерно 60–70 0,08–0,17 Рис* Солома – 0,17–0,27 } 8,0–16,0 Бобові Горох Зерно 12,8–23,0 0,22–0,23 5,7–34,2 Люцерна Сіно 50,0–100,0 0,10–0,56 8,0–30,0 Конюшина Сіно 40,0–100,0 0,14–0,29 15,0–30,0 Мареві Буряк: Коренеплоди 651,0 0,14 – столовий Листя – 0,49 } 25,0 Коренеплоди 350,0–540,0 0,06–0,42 – цукровий Листя – 0,14–0,97 } 15,0–30 Пасльонові Бульби 170,0–230,0 0,10–0,30 Картопля Бадилля – 0,15–0,50 } 9,0–37,0 Зонтичні Коренеплоди 540,0–590,0 0,15–0,24 Морква Листя – 0,40 } 20,0 Цибулеві Цибулини 150,0–350,0 0,26 Цибуля Листя – 0,65 } 18,0–30,0 Цибулини 215,0 0,80 Часник Листя – 0,34 } 107,0 Капустяні Капуста Качани 250,0–1053,0 0,70–1,53 30,0–134,0 Коренеплоди 457,0–500,0 0,48 30,0–40,0 Ріпа Бадилля – 0,73 – Коренеплоди 200,0–400,0 0,56 Турнепс Бадилля – 0,75 } 28,0–64,0 Коренеплоди 581,0– 764,0 0,36–0,58 Бруква Бадилля – 0,59–0,92 } 38,0–79,0 Насіння – 0,70–1,70 Гірчиця Надземна маса 10,0–16,2 0,28–0,32 } 14,1–36,2 * доповнено А.Х. Шеудженом

У ґрунт сірка надходить з атмосфери у складі опадів, пилу та шляхом адсорбції безпосередньо з повітря. У Європейській частині Росії з атмосферними опадами сірки випадає 5–10 кг/га, а в окремих районах – до 15–17, у Східному Сибіру та на Далекому Сході – 2–3 кг/га, а поблизу великих промислових центрів до 25–45 кг/га.

Основна частина атмосферної сірки надходить зі снігом у зимовий період і в значній кількості вимивається навесні талими та промивними водами.

Запаси сірки в ґрунтах можуть поповнюватися і за рахунок її надходження з органічними добривами. Проте надходження сірки з органічними добривами в більшості випадків не призводить до суттєвого поліпшення забезпеченості ґрунту цим елементом, оскільки різні види цих добрив в основному містять її менше ніж 0,2 % сухої речовини. З мінеральними добривами сірки вноситься 8–12 кг/га. Аналіз асортименту добрив у Російській Федерації показує, що кількість сірки в них не тільки не збільшується, а навіть зменшується.

У зрошуваному землеробстві певна кількість сірки надходить у ґрунт із поливними водами, але в більшості випадків вона не перевищує 5–10 кг/га.

При балансових розрахунках необхідно враховувати, що значна кількість сірки може вимиватися з дренажними водами, мігрувати по профілю ґрунту до ґрунтових вод, оскільки аніон SO42– слабо поглинається ґрунтом, особливо легким за гранулометричним складом. Щорічно з ґрунту вимивається 15–25 кг/га сірки.

Норми внесення сірчаних добрив залежать від біологічних особливостей сільськогосподарських культур, запрограмованого врожаю, родючості та гранулометричного складу ґрунту, вмісту сірки в атмосфері та поливних водах. У більшості випадків вони становлять:

При використанні сірчаних добрив слід враховувати вміст сірки в рослинах та відношення N:S у протеїні, за яким можна судити про забезпеченість цим елементом. Критичний вміст сірки в насінні пшениці становить 0,17 %, рису – 0,23 %, бульбах картоплі – 0,11 %, листках конюшини – 0,11–0,32 %, люцерни – 0,2 %, бавовнику у фазу бутонізації – 0,5 %. Критичне відношення N:S у насінні пшениці – 14,8, рису – 12,6, ячменю – 13,1–16,4, конюшини – 15–18,5.

Візуальні ознаки сірчаної недостатності у рослин дуже нагадують симптоми азотного голодування. У сільськогосподарській практиці це часто призводить до помилок у діагностиці, завищення норм азотних добрив та недобору врожаїв. Відмінність полягає в тому, що при нестачі азоту жовтіє і відмирає нижнє, старіше листя, а при сірчаній недостатності уражаються точки росту рослин, молодші верхні листки стають блідо-зеленими, забарвлення жилок листка набуває світлого відтінку. Візуальні симптоми нестачі сірки у рослин можуть бути зафіксовані вже через 2–3 тижні після появи сходів. Дефіцит сірки в мінеральному живленні рослин призводить до їх морфологічних змін: дрібнішого розміру листків, слабкого розвитку кореневої системи, вкороченості та здерев’яніння стебел.

Вносять сірчані добрива під зяблеву оранку або Передпосівна обробка ґрунту">передпосівну обробку ґрунту. При дефіциті сірки часто проводять:

• рядкове внесення сірчаних добрив;
• некореневе підживлення вегетуючих рослин 0,5–2 %-ним водним розчином сульфатів.

При задоволенні потреб рослин в азоті, фосфорі та калії більшість сільськогосподарських культур добре відгукується на поліпшення живлення сіркою. Прибавки врожайності від внесення сірчаних добрив становлять:

• зерна озимої пшениці – 2–4 ц/га;
• озимого жита – 1,5–3,0 ц/га;
• ячменю – 2–3 ц/га;
• овса – 1,5 ц/га;
• сіна конюшини – до 15 ц/га;
• бульб картоплі – до 30 ц/га;
• коренів брукви – 30–50 ц/га;
• турнепсу – до 30 ц/га;
• зеленої маси кормової капусти – до 40 ц/га.

При застосуванні сірчаних добрив підвищується якість продукції.

У нашій країні спеціальні сірчані добрива не виробляються. Однак сірку містять багато мінеральних добрив, органічні добрива, хімічні меліоранти ґрунтів та відходи промисловості.

Таблиця 73 – Вміст сірки в добривах, меліорантах та відходах промисловості

Джерела сірки та правила застосування сірчаних добрив

Ефективність сірчаних добрив безпосередньо залежить від того, наскільки рослини забезпечені азотом. Чим вищий рівень азотного живлення, тим сильніше культури відгукуються на внесення сірки. Наприклад, продуктивність культурних пасовищ при спільному внесенні гіпсу або елементарної сірки з азотом зростає пропорційно до збільшення частки азоту в складі повного добрива.

Для поповнення дефіциту сірки використовують мінеральні та органічні добрива, а також хімічні меліоранти та промислові відходи. Вміст діючої речовини в них суттєво різниться.

Елементарна сірка (S) у чистому вигляді поки що застосовується рідко. Рослини не можуть засвоювати її безпосередньо — спочатку ґрунтові мікроорганізми мають перевести її в сульфатну форму. Швидкість цього перетворення залежить від тонкості помелу добрива, а також від ґрунтово-кліматичних умов на конкретному полі.

Гіпс (сульфат кальцію) постачає рослинам сірку в доступній сульфатній формі та одночасно слугує джерелом кальцію. Зараз його переважно використовують як меліорант для нейтралізації засолених ґрунтів. Фосфогіпс отримують як побічний продукт при виробництві подвійного суперфосфату, його доцільно використовувати як місцеве сірчане добриво. Середній хімічний склад фосфогіпсу включає 42,3–51,6% SO3, 31,5–37,2% CaO, 0,5–3,5% загального P2O5, 0,2–3,0% водорозчинного P2O5, 0,2–0,6% Al2O3, 0,1–0,3% Fe2O3 та 0,1–0,4% F.

Строки та способи внесення гіпсу і фосфогіпсу залежать від біологічних особливостей культур:

• Під конюшину та озимі зернові добрива вносять ранньою весною поверхнево.
• Під ярі культури їх заробляють у ґрунт під передпосівну культивацію.
• Під картоплю, кукурудзу, коренеплоди та хрестоцвіті норму збільшують і вносять під передпосівну культивацію або переоранку зябу.

• Норма під конюшину та озимі — 300 кг/га
• Норма під ярі культури — 300 кг/га
• Норма під картоплю, коренеплоди, кукурудзу, хрестоцвіті — 500–600 кг/га