Сірка – важливий елемент для управління врожаєм

843
Сірка – важливий елемент для управління врожаєм

Завдання сучасного агровиробника полягає в отриманні максимального врожаю високої якості для задоволення продовольчих потреб дедалі більшої кількості населення. З огляду на це зростає увага аграріїв до всіх чинників управління врожаєм, одним із найбільш вагомих серед яких є сірка – один із п’яти макроелементів, що входять у структуру білка.

РОЛЬ СІРКИ В ЖИТТІ РОСЛИН

Сірка є незамінним компонентом метіоніну – однієї з 8 амінокислот, що входить у структуру білка. Без сірки неможливе формування білкових сполук, які є основою життя на планеті.

В агроекосистемах сірка відіграє іще більш вагому роль. До її функцій в рослинах належать:

  • підвищення коефіцієнта використання азоту;
  • синтез сірковмісних амінокислот, а тому й протеїнів;
  • активація важливих ензимів, необхідних для метаболізму енергії та жирних кислот;
  • входження у структуру білка хлоропласту;
  • компонент вітаміну B1 (важливо для зернових та бобових культур);
  • важлива роль у синтезі сірковмісних вторинних метаболітів, таких як ароматичні олії та речовини, що впливають на формування смаку й аромату, а отже, забезпечують якість певних культур;
  • формування в самій рослині засобів захисту проти хвороб і шкідників (фітоалексинів, глутатіону).

З огляду на перераховані вище фізіологічні та біохімічні функції сірки для росту та розвитку агрокультур, збалансування режиму живлення рослин сіркою забезпечує й агрономічні вигоди: підвищення вмісту олії в олійних культурах та збільшення отримання олії з одиниці площі; підвищення вмісту протеїну в бобових і його отримання з гектара; покращення органолептичних показників якості цибулі та часнику; економія азотних добрив внаслідок покращення коефіцієнта використання азоту рослинами.

ВИКОРИСТАННЯ СІРКИ РОСЛИНАМИ

Незважаючи на важливу роль сірки в метаболічних процесах та формуванні майбутнього врожаю сільськогосподарських культур і його якості, не всі культури однаково реагують на її дефіцит. Так, за чутливістю до забезпечення сіркою культури поділяються на три типи:

  • високочутливі (соя, соняшник, ріпак, цибуля, часник) – виносять із врожаєм 45–85 кг S/га;
  • середньочутливі (бобові, цукрові буряки, конюшина) – виносять із врожаєм 20–40 кг S/га;
  • малочутливі (зернові культури та картопля) – виносять із врожаєм 10–20 кг S/га.

Таким чином, живлення сіркою слід контролювати насамперед при  вирощуванні культур, що є високо­ та середньочутливими до її вмісту.

Дефіцит сірки впливає на продукування хлорофілу, синтез протеїну та інші метаболічні процеси. Ці порушення можуть спричинити затримку розвитку рослини та її стиглості. Якщо дефіцит спостерігається на етапі розвитку та функціонування вегетативних органів, це може зумовити втрати врожаю.

Найчастіше дефіцит сірки спостерігається на ґрунтах із низьким вмістом органічної речовини (гумусу), вивітрених ґрунтах із високим вмістом заліза та на піщаних ґрунтах.

Симптоми дефіциту сірки у рослинах можуть бути виявлені за допомогою візуальної ідентифікації:

  • жовтий чи світло­зелений колір всієї рослини;
  • хлороз молодих листків або некроз верхівок блідо­зелених листків;
  • нижні листки не мають некрозу.

Інструментальні методи діагностики передбачають визначення вмісту мінеральних форм потенційно доступної форми сірки ґрунту. Проте альтернативним і більш точним методом є розрахунок дефіциту сірки за співвідношенням N/S або малат/сульфат у самих рослинах.

Оскільки візуально нестача сірки може бути помилково сприйнята як нестача азоту, іноді додатково вносять азотні добрива, що, в свою чергу, ще більше змінює співвідношення N/S і призводить до втрат врожаю.

Дефіцит сірки також негативно впливає на стійкість рослин до хвороб, посухи та низьких температур.

Рис. 1. Кругообіг сірки у ґрунті
Рис. 1. Кругообіг сірки у ґрунті

Існують три основних шляхи надходження сірки в рослини (рис. 1):
1) мінеральні сполуки сірки у ґрунті та мінералізація органічної речовини ґрунту (включаючи пожнивні рештки);
2) з атмосфери – сірка утворюється при спалюванні твердих видів палива, надходить з атмосферними опадами (дощ, сніг) і в незначних кількостях – з повітрям;
3) внесення сірковмісних добрив.

СІРКА У ҐРУНТІ

Загальний вміст сірки в ґрунтах досить строкатий. У регіонах з достатнім зволоженням концентрація сірки в ґрунтах сягає 0,02–2%, в той час як на торф’яниках – близько 3,5%. Сірка у ґрунті має вигляд органічних і неорганічних сполук. Залежно від ґрунтових умов, неорганічні форми можуть бути представлені елементарною сіркою або різними видами її окислених форм (сульфіди, сульфати, тіосульфати тощо). Мінеральна форма сірки становить лише 10–20% від її загального вмісту в ґрунтах. Легко­доступні форми представлені у вигляді сульфатів кальцію, магнію, калію та інших аніонів. Органічна сірка міститься в амінокислотах, протеїнах, поліпептидах та інших компонентах органічної речовини ґрунту.

Сполуки сірки, що зустрічаються в ґрунтах, можуть бути трансформовані кількома шляхами, подібними до циклу азоту (рис. 1). Наприклад, органічні сполуки піддаються мінералізації внаслідок мікробіологічної діяльності та гідролізу. І кінцевим продуктом цих процесів завжди будуть сульфат­іони. Проте частина сірки може тимчасово фіксуватись мікроорганізмами, які потім включають її до складу фульво­ та гумінових кислот гумусу. За анаеробних умов сульфат­іон може бути відновлений до сульфіду водню, який є недоступним для рослин.

Сульфат є негативно зарядженим іоном і тому, подібно до нітрату, не адсорбується ґрунтовими частками. Він легко промивається в нижні шари ґрунту або втрачається з поверхневим стоком. Втрати можуть сягати 50% від внесеної мінеральної форми сірки.

Ризик дефіциту сірки, таким чином, спостерігається на ґрунтах легкого гранулометричного складу (піщаних, сірих, дерново­підзолистих), особливо після тривалих дощів, а також на ґрунтах поганої структури, де зустрічаються ущільнення та інші обмеження нормального росту кореня. Використання системи No­till також може бути причиною поганої аерації та дефіциту сірки.

ВНЕСЕННЯ ІЗ ДОБРИВАМИ

Отже, не всі ґрунти можуть забезпечити потреби найвибагливіших до сірки агрокультур, тому необхідним є внесення її у вигляді мінеральних чи органічних добрив.

За середнього вмісту сірки в соломі на рівні 0,1% заорювання післяжнивних решток сприяє надходженню 5–10 кг/га сірки (залежно від кількості соломи), яка буде доступною рослинам після розкладання соломи. Із зеленою масою сидеральних культур надходить близько 3 кг сірки з кожною тонною заораної маси.

Застосування гною та торфу за середніх норм відповідно 30 та 40 т/га забезпечує додатково щонайменше 6 та 40 кг/га сірки
Застосування гною та торфу за середніх норм відповідно 30 та 40 т/га забезпечує додатково щонайменше 6 та 40 кг/га сірки

Застосування гною та торфу як органічних добрив за середніх норм відповідно 30 та 40 т/га забезпечує додатково щонайменше 6 та 40 кг/га сірки (табл. 1). Проте слід зауважити, що ця кількість мінералізується не одразу вся в перший рік. Певна частина буде доступною для рослин поступово впродовж кількох років після внесення, що теж потрібно брати до уваги при плануванні удобрення сіркою.

Таблиця 1. Вміст сірки в добривах

Для швидкого подолання дефіциту сірки найбільш дієвими є мінеральні добрива, що містять у своєму складі значно більше сірки, ніж органічні (табл. 1).

ФОРМИ ТА ЧАС ВНЕСЕННЯ СІРКИ

В основне удобрення рекомендується вносити добрива, в яких сірка вивільняється не одразу, щоб уникнути її промивання до початку вегетації рослин. Зазвичай це всі органічні види добрив – гній, торф і сидерати – які вносять восени під оранку або навесні (крім сидератів) на ґрунтах легкого гранулометричного складу. Вігор, в якому міститься 90% елементарної сірки, теж варто вносити до початку активної вегетації, щоб мікроорганізми ґрунту встигли трансформувати її до легкодоступних мінеральних форм.

Добрива, що містять азот (сульфат амонію), фосфор (суперфосфат) та калій (калімаг, калімагнезія) або відразу кілька елементів (сульфоамофос) вносять відповідно до рекомендацій внесення в певній ґрунтово­кліматичній зоні, але при цьому враховують кількість сірки, що була внесена, для подальшого розрахунку балансу і планування підживлень.

Сірку також можна вносити під час сівби в складі суперфосфату чи сульфоамофосу,  тоді вона буде доступною в прикореневій зоні з перших днів росту агрокультур.

Для позакореневого підживлення найкраще підходять кристалічні форми – сульфі, сульфат магнію, сульфат амонію, сульфат калію. Вони легко розчиняються у воді й дають швидкий ефект від внесення як сірки, так і супутніх елементів живлення.

Для фертигації найкращими серед доступного асортименту також є водорозчинні варіанти – сульфат магнію, сульфат амонію, сульфат калію, сульфі. Але обов’язково слід перевірити можливість змішування окремих добрив між собою (див. ж­-л «Агроном» №2/2017, с. 48). Також важливо не допускати змішування сірки з кальцієм, що призводить до утворення осаду.

Колоїдна сірка вноситься за рекомендаціями для підкислення ґрунтів при лужному середовищі ґрунтового розчину або позакоренево як засіб захисту рослин. Проте в обох випадках вона є опосередкованим джерелом сірки для рослин.

Оскільки сірка є, як вже зазначалося, супутнім компонентом багатьох видів добрив і препаратів захисту рослин, перед її додатковим внесенням доцільно від загальної потреби відняти вже внесену кількість.

Таблиця 2. Середні норми внесення сірки та їх ефективність

Шляхом проведення численних дослідів було встановлено середні норми внесення сірки під сільськогосподарські культури та її окупність врожаєм (табл. 2).

Як бачимо, найвища окупність встановлена для рису та пшениці. Проте ця величина не враховує зміни якісних показників продукції, які інколи є важливішим аргументом для внесення сірки. Так, наприклад, під дією сірки зростає цукристість буряка, вміст олії у соняшнику та ріпаку, що дає змогу отримати більше цукру та олії з одиниці площі. Крім того, оптимізація живлення рослин сіркою покращує біохімічні показники продукції, що може визначати придатність її до використання в тому чи іншому процесі переробки.

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва передбачає підвищення врожаїв зернових, олійних та овочевих культур. Таким чином, перед плануванням удобрення потрібно визначити загальну кількість винесеної з запланованим врожаєм сірки, що можна зробити за допомогою он­лайн калькулятора на офіційному сайті Інституту живлення рослин (доступний за посиланням https://www.ipni.net/app/calculator/home). Потім слід вирахувати баланс сірки шляхом віднімання від цього значення обсягу сірки в ґрунті, надходження її в ґрунт із опадами та основ­ними добривами. Це дасть змогу максимально врахувати всі статті винесення та внесення елемента і зробити правильний висновок щодо потреби в його додатковому внесенні.

ВИСНОВКИ

Отже, сірка є важливим макроелементом для росту і розвитку рослин, який відіграє важливу роль в азотному живленні та є незамінним для формування якості багатьох культур (часник, цибуля, ріпак, соняшник, картопля тощо). Особливої уваги потребує живлення рослин сіркою на піщаних ґрунтах, ущільнених (в тому числі при No-­till) і таких, що періодично підтоплюються. Внесення сірковмісних добрив насамперед потрібно планувати під високочутливі до сірки культури. Асортимент базових сірковмісних і спеціальних добрив на ринку України досить широкий і має тенденцію до зростання у зв’язку із приділенням великої уваги показникам якості та прагненням вітчизняних аграріїв максимально ефективно використовувати поживні елементи.

Наталія Білєра, канд. с.-г. наук, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2017