Наличие серы в составе комплексных удобрений

Обновлено: 19.09.2024

Сера – широко распространенный в природе элемент, который имеет важное значение для функционирования как растительных, так и животных организмов. Она аккумулируется в вулканически активных областях, и в мире имеются крупные месторождения элементарной серы. До сравнительно недавнего времени серным сырьем служили вулканическая сера и пирит (Fe₂S). В 20-м векеГ. Фраш разработал способ добычи серы путем плавления ее подземных залежей, что расширило использование серы в сельском хозяйстве и промышленности.
Углеводородные полезные ископаемые содержат серу, поскольку сера входила в состав органических соединений, из которых сформировались данные ископаемые. Серу извлекают в качестве побочного продукта из таких ископаемых видов топлива, как нефть, газ, битуминозные пески и уголь. Очистка ископаемых видов топлива от серы снижает выбросы серы в атмосферу при их сжигании. В настоящее время элементарная сера получается при переработке и очистке нефти и газа. Сера поставляется на мировой рынок в твердом или расплавленном виде.
Сера – важный продукт для химической промышленности, особенно в форме серной кислоты. Промышленность по производству фосфорных удобрений – крупнейший потребитель серы. Мировые поставки и цены на серу тесно связаны с рынком фосфорных удобрений.

Сера в почве

Органические соединения серы

В почве сера в основном находится в составе органических соединений, представленных растительными остатками и гумусом (до 98% от валового содержания серы в почве). Существует целый ряд комплексных органических соединений серы (например, сульфатэфиры и соединения с C-S-связями), однако корни растений не могут поглощать серу в данной форме. Сера становится доступной растениям только в сульфатной форме – в процессе минерализации органических соединений, протекающем с участием микроорганизмов.
В результате деятельности микроорганизмов в почве постоянно протекают процессы трансформации серы – превращения между органическими и неорганическими соединениями серы. Сульфатная форма серы образуется в качестве побочного продукта в процессе минерализации органического вещества почвы, протекающем с участием микроорганизмов. Процесс иммобилизации представляет собой включение сульфатной формы серы в микробную биомассу почвы.
Наиболее простым способом для определения того, протекает ли в почве чистая (нетто) минерализация или чистая иммобилизация серы, служит анализ соотношения углерода к сере. Процесс высвобождения серы – перехода в сульфатную форму в основном протекает при соотношении C:S в органическом веществе менее, чем 200:1; а иммобилизация серы обычно происходит в тех случаях, когда соотношение C:S превышает 400:1. Определить направленность процессов мобилизации-иммобилизации серы в почве гораздо сложнее, если соотношение C:S находится в диапазоне между вышеуказанными значениями.
Процесс минерализации органического вещества почвы и высвобождения серы чаще всего протекает слишком медленно для того, чтобы удовлетворить потребности высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур в сере. Возникающий недостаток серы должен устраняться за счет внесения органических или минеральных удобрений, содержащих серу.
Неорганические соединения серы
Только небольшая часть от валового содержания серы в почве находится в неорганической форме. Сульфатная сера – наиболее распространенная форма среди неорганических соединений серы в почве. Сульфаты входят в состав почвенного раствора, удерживаются поверхностью минеральных частиц почвы, а также находятся в составе таких минералов, как гипс. В затопляемых и слабодренированных почвах могут образовываться минералы группы сульфидов (например, пирит).
Большинство сульфатов хорошо растворимо в воде и передвигается с током почвенной влаги. Они слабо удерживаются (адсорбируются) глинистыми и другими почвенными минералами, особенно при низких значениях pH почвенного раствора. Адсорбированные почвой сульфаты представляют собой важный резерв серы для питания растений, особенно в нижних горизонтах почвенного профиля (глубже 30 см), имеющих кислую реакцию среды. Специфическая адсорбция сульфат-ионов характерна для некоторых типов почв, особенно имеющих высокое содержание свободных оксидов и гидроксидов железа и алюминия. Неспецифическая адсорбция сульфат-ионов почвой ослабляется при известковании и внесении фосфорных удобрений.
Вымывание сульфатов из почвы
Потери серы из почвы в основном происходят за счет вымывания сульфат-ионов из корнеобитаемой зоны при выпадении большого количества осадков и при орошении. Размеры потерь серы от вымывания зависят от почвенно-климатических условий – ежегодные потери обычно составляют от 5 до 60 кг S/га(4-54 фунтов/акр). По сравнению с незасеянной почвой под хорошо развитыми посевами сельскохозяйственных культур вымывание сульфат-ионов, как правило, идет менее интенсивно. Для снижения потерь азота из почвы, связанных с вымыванием нитратов, обычно выращиваются почвопокровные культуры. Возделывание таких культур также помогает снизить и риск вымывания серы, поскольку она поглощается из почвы растениями и затем возвращается с растительными остатками.
Газообразные потери серы из почвы
В анаэробных условиях сульфаты восстанавливаются почвенными бактериями до целого ряда соединений, которые по большей части не могут поглощаться растениями. Указанные соединения включают сероуглерод, карбонилсульфид, диметилдисульфид, метилмеркаптан и сероводород – летучий газ. Обычно образуются сульфиды двухвалентного железа – минералы группы пирита.
Сера в атмосфере
Диоксид серы (SO₂) входит в группу газов, обладающих высокой химической активностью. Они выделяются в атмосферу при сгорании ископаемых видов топлива. Выбросы SO₂ регулируются правительственными постановлениями, поскольку загрязнение атмосферы диоксидом серы приводит к повреждению органов дыхания и вызывает кислотные осадки. Бóльшая часть серы, содержащейся в ископаемых видах топлива (особенно в форме сероводорода), удаляется до их сжигания. Это основной источник получения элементарной серы.
Экологические аспекты
Содержание сульфат-ионов в питьевой воде не регулируется правительственными постановлениями, однако, согласно рекомендациям Агентства по охране окружающей среды США, данный показатель не должен превышать 250 мг/л из-за ухудшения вкуса и запаха питьевой воды при более высоких концентрациях сульфат-ионов. Содержание сероводорода в воде из артезианских скважин в количестве лишь нескольких мг/л ухудшает вкус и запах воды. Концентрация сульфат-ионов в природных поверхностных водах редко служит лимитирующим фактором, ограничивающим развитие водных организмов. В данном случае возможно косвенное влияние 1 .

Сера – элемент питания растений

Отчуждение серы с урожаями сельскохозяйственных культур без соответствующего возмещения за счет внесения удобрений постепенно ведет к истощению почвенных запасов серы. Применение серосодержащих удобрений может не требоваться на почвах с высокими запасами органического вещества, однако отзывчивость сельскохозяйственных культур на систематическое внесение серосодержащих удобрений наблюдается на многих типах почв.

Листовая и почвенная диагностика
Для определения обеспеченности почвы доступной для растений серой разработан целый блок аналитических методов. В ряде регионов мира почвенная диагностика оказалась более успешной, в остальных случаях – менее успешной. Определение степени доступности почвенной серы растениям частично зависит от оценки скорости минерализации органического вещества почвы, поэтому применение методов почвенной диагностики имело разный успех. Отзывчивость растений на применение серосодержащих удобрений чаще всего наблюдается на почвах легкого гранулометрического состава с низким содержанием гумуса. Тем не менее, отзывчивость растений на внесение серы выявлена во многих регионах мира.
Сульфат-ионы имеют сравнительно высокую подвижность в почве и могут аккумулироваться за пределами верхнего горизонта почвы (глубже 30 см).Глубина отбора почвенных образцов должна соответствовать глубине проникновения корневой системы растений для того, чтобы учесть содержание подвижных форм серы за пределами поверхностного горизонта почвы. Включение более глубоких слоев, особенно для почв легкого гранулометрического состава, зачастую повышает объективность оценки обеспеченности почвы подвижными формами серы.
Растительная диагностика – надежный способ для определения нуждаемости растений в сере. Выбор частей растений для анализа, а также сроки отбора растительных образцов зависят от конкретной сельскохозяйственной культуры, но, как правило, анализируются молодые части растений в период максимальной потребности растений в сере. Необходимо принимать во внимание, что при дифференциации почвенного профиля по содержанию подвижных форм серы, сера из более глубоких слоев почвы становится доступной растениям при достижении корневой системой данной глубины.

Источники серы для питания растений

Если результаты почвенно-растительной диагностики свидетельствуют о недостатке серы, применяются серосодержащие удобрения. Существует большое количество хороших серосодержащих удобрений, которые используются для удовлетворения потребностей растений в сере.

Элементарная сера (99% S). Элементарная сера нерастворима в воде. Необходимо окисление элементарной серы микроорганизмами до доступной растениям сульфатной формы. Скорость процесса окисления в основном зависит от тонины помола элементарной серы и почвенно-климатических условий.
Удельная поверхность молотой серы обратно пропорциональна размеру частиц. Из-за большей удельной поверхности мелкие частицы окисляются почвенными бактериями быстрее, чем крупные. Однако на практике трудно добиться равномерного внесения тонкодисперсной элементарной серы, поэтому использование такого удобрения непрактично. К тому же,серная пыль пожароопасна и может раздражать респираторную систему. С увеличением площади поверхности удобрения, контактирующей с почвой, повышается скорость превращения элементарной серы в сульфат-ион, поэтому перемешивание элементарной серы с почвой в целом предпочтительнее ленточного способа внесения.
Элементарная сера окисляется различными почвенными микроорганизмами, включая тионовых бактерий из рода Thiobacillus (Acidithiobacillus). Процесс окисления серы идет значительно быстрее при оптимальных условиях для роста микроорганизмов, включая температуру, влажность, величину pH и аэрацию почвы. При низкой температуре и влажности почвы процесс окисления серы идет медленнее.

элементарная сера серная кислота
Из-за образующейся серной кислоты элементарная сера используется для кислования щелочных почв, а также для подкисления воды. Считается, что 1 т элементарной серы нейтрализует приблизительно 3 т известняка. Элементарная сера в течение долгого времени также использовалась и в качестве фунгицида.
Смесь элементарной серы с бентонитом (90% S). Расплав элементарной серы смешивается с бентонитом (примерно 10%) для получения пеллет или приплюснутых гранул. При контакте с почвенной влагой бентонит набухает, и пеллеты разрываются на большое количество мелких фрагментов с очень большой площадью поверхности соприкосновения с почвой. В смеси элементарной серы и бентонита добавляются также различные микроэлементы (включая Zn, Fe и Mn), доступность которых растениям повышается за счет подкисления почвы в процессе окисления элементарной серы.
Гипс (16-18% S). Сульфат кальция (CaSO₄•2H₂O) слаборастворим в воде (0.2 г/л). В результате его медленного растворения сульфат-ионы переходят в почвенный раствор и в дальнейшем поглощаются растениями. Кроме того, гипс используется в качестве источника кальция при недостаточной обеспеченности почв данным элементом питания, а также для химической мелиорации солонцовых почв.
Простой суперфосфат (11-12% S). Данное удобрение получается при взаимодействии серной кислоты с фосфатной рудой. При этом получается смесь дигидрофосфата кальция и гипса. Использование данного удобрения снизилось, так как экономически выгоднее транспортировать и вносить в почву более концентрированные формы фосфорных удобрений.
Сульфат аммония (24% S). Сульфат аммония [(NH₄)₂SO₄] – часто используемое удобрение, которое служит источником как азота, так и серы. Это, главным образом, побочный продукт различных промышленных производств, хотя иногда сульфат аммония получают за счет химической реакции между аммиаком и серной кислотой. Сульфат аммония хорошо растворим в воде, и часто используется при производстве жидких комплексных удобрений. Подкисление почвы, наблюдаемое при применении (NH₄)₂SO₄, происходит, главным образом, в результате процесса нитрификации – окисления аммонийного азота до нитратной формы, а не за счет сульфат-ионов.
Сульфат калия (17-18% S). Данное удобрение [K₂SO₄] используется достаточно часто. Сульфат калия может извлекаться непосредственно из природных рассолов. Также его получают посредством химических реакций с участием различных солей и кислот 2 . Сульфат калия хорошо растворим в воде. Это хороший источник сульфатной серы для растений.
Калимагнезия (лангбейнит) (20-22% S). Лангбейнит (K₂SO₄•2MgSO₄) извлекается из соляных месторождений. Это хорошо растворимое в воде удобрение, которое служит источником сразу трех важнейших элементов питания растений.
Сульфонитрат аммония (6-14% S). Данное соединение получается при нейтрализации азотной и серной кислот газообразным аммиаком. Содержание серы может варьировать в зависимости от получаемых в результате данной химической реакции продуктов. Совсем недавно стало выпускаться новое гранулированное удобрение, получаемое из плава нитрата и сульфата аммония (14% S).
Обогащенные серой удобрения. Некоторые виды удобрений (например, аммофос и диаммофос) иногда обогащаются смесью тонкодисперсной элементарной серы и сульфатных солей для получения продуктов, содержащих серу как в доступной растениям форме, так и обладающих пролонгированным действием. Подкисление почвы в зоне контакта с частицами элементарной серы повышает растворимость соединений фосфора и цинка в почве.
Тиосульфаты (10-26% S). Тиосульфатные формы удобрений – это прозрачные жидкости, содержащие серу в виде S₂O₃ 2- . Их часто смешивают с другими жидкими удобрениями. В достаточно прогретой почве тиосульфат-ион переходит в сульфат-ион в течение одной-двух недель.
Сульфаты магния (14-22% S). Сульфаты магния представлены двумя минералами –кизеритом (MgSO₄•H₂O) и эпсомитом (MgSO₄•7H₂O). Эти соединения хорошо растворимы в воде, и содержат серу в доступной растениям сульфатной форме.
Навоз и компосты. Содержание серы в навозе и компостах зависит от вида сельскохозяйственных животных, типов кормов, а также способов содержания животных. Содержание серы в навозе и компостах обычно находится в диапазоне от 0.3 до 1.0% в расчете на абсолютно сухое вещество. В процессе минерализации происходит превращение органических серосодержащих соединений в доступную растениям сульфатную форму.

Выбор наиболее подходящей формы серосодержащих удобрений зависит от физико-химических свойств почвы – величины pH, содержания гумуса, а также от размера потерь серы за счет вымывания. Необходимо учитывать и потребность растений в других элементах питания, которые могут входить в состав серосодержащих удобрений. Выбор той или иной формы серосодержащих удобрений также зависит от того, требуется ли в конкретные сроки внесение серы в непосредственно доступной растениям форме или нет.

Сложно переоценить значение микроэлементов в жизни любых живых организмов. Они участвуют в важнейших процессах, влияют на развитие и рост. О важности серы для растений знает каждый дачник. Она входит в состав множества удобрений, способна защитить посадки от различных болезней, влияет на урожайность, качество и сроки хранения собранной продукции.

Зачем сера нужна растениям

Это один из важнейших микроэлементов. Для чего она необходима:

участвует в синтезе белков;
без нее не образовываются эфирные масла и ферменты;
нехватка серы ведет к угнетению фотосинтеза растений;
без нее значительно хуже посадками усваиваются азотные удобрения;
останавливаются рост и развитие саженцев, на них сильнее влияют температурные колебания;
способствует лучшей усвояемости азотных и фосфорных подкормок.

Особенно важна сера для видов с высоким содержанием растительного белка и крестоцветных (бобовых, горчицы, чеснока, кукурузы, сои, редьки). Зерновые и овощи других групп меньше страдают от ее недостатка, но сера влияет на иммунитет растений, обеспечивает лучшую лежкость, увеличивая период хранения. Содержащие ее удобрения используют для всех видов овощей, плодовых деревьев и кустарников, злаков, кормовых культур.

Важно: лучше всего вносить удобрения в теплую погоду, когда грунт слегка влажный, они быстрее растворяются и усваиваются.

Серосодержащие препараты обязательно вносятся перед посевом, дополнительно их используют, как корневые и внекорневые подкормки в период вегетации.

Какие препараты содержат серу

Удобрения, содержащие этот микроэлемент, выпускаются в различных препаративных формах, могут быть жидкими, сыпучими или гранулированными. Это комплексные средства, в состав которых входит не только сера.

Суперфосфат

Комплексное удобрение, содержащее 16-20 % Р₂О₅ – фосфора в водорастворимой форме, и около 13 % минеральной серы. Потребности культурных растений в этих элементах примерно равны, комплекс их полностью обеспечивает. Он используется для овощей, плодовых деревьев и кустарников.

Сульфат аммония

Азотное серосодержащее удобрение. Используется для основного внесения. Это означает, что комплекс вносится перед посевом культур. Способно подкислить почву, поэтому на кислых грунтах используется в комплексе с известью. Содержит до 24 % серы. После внесения в почву быстро распадается на ионы и проникает к корням растений.

Сульфат аммония-натрия

Кроме азота и серы, этот комплекс содержит около 8 % натрия. Им удобряются крестоцветные, бобовые культуры, различные виды свеклы. Применяют при выращивании кормовых трав. Вносится перед посадкой культур и в виде подкормок.

Сульфат калия

Этот комплекс содержит в составе оксид серы. Подходит для растений открытого и закрытого грунта, комнатных цветов. Используется на всех типах почвы. Подходит для корнеплодов, ягод, крестоцветных, плодовых деревьев и кустов.

Калимагнезия

Азофоска

Серосодержащее соединение, в составе которого имеются калий, фосфор и азот. Препарат применяется на любых типах грунта, используется на почвах, бедных полезными элементами. Выпускается несколько разновидностей азофоски с различным процентным содержанием компонентов. Используется для подкормки рассады.

Азотосульфат

Смесь аммиачной селитры с серой, используется для подкормки бобовых и масличных культур, им удобряют различные виды крестоцветных и кормовые травы. В зависимости от марки, может иметь в составе различное процентное соотношение ингредиентов. Например, 26 % селитры и 14 % серы, 30 % селитры и 6 % серы, либо смешение в других пропорциях. Удобрение содержит водорастворимую серу, которая легко усваивается растениями.

Диамофоска с серой

Препарат состоит из азота, фосфора и калия. Различают 2 вида удобрения с различными процентными соотношениями элементов: 10 % азота и по 26 % фосфора и калия либо 9 % азота и по 25 % каждого из остальных элементов. Сера в составе удобрения присутствует как вспомогательный компонент. Вносится под любые дачные культуры. Используется при весенней перекопке грунта или жидкой подкормке после посадки, в период вегетации.

Органические удобрения

Навоз и куриный помет также содержат в составе серу. Органические удобрения обогащают почву, повышают урожайность культур. Вносятся в почву до посадки культур.

Как сера ведет себя в почве?

При недостатке серы растения хуже растут, листья и плоды мельчают. Нехватка серы по внешнему виду сходна с нехваткой азота, но при малом количестве серы страдают молодые листья и точки роста. Лучше всего растениями усваивается сульфатная сера, образующаяся в результате внесения минеральных удобрений, под влиянием процесса органического синтеза, происходящего в почве. Соединения распадаются на ионы, поглощаются корнями растения.

Особенности применения и внесения

Минеральная сера плохо растворяется в воде и крайне медленно усваивается растениями. Поэтому в минеральных комплексах используется сульфатная сера. Ее используют на любых типах грунта, как основное удобрение, вносимое весной, перед посадкой культур, возможно припосевное использование минеральных комплексов.

При этом удобрения вносятся полосами, сразу после посева семян. Возможны различные виды жидких подкормок.

Техника безопасности

При работе с минеральными удобрениями обязательно надевают респираторы, резиновые перчатки и защитные очки. При подготовке и внесении удобрений персонал должен иметь защитные костюмы и пройти инструктаж о правилах работы с агрохимическими веществами. Запрещается курить, принимать пищу во время работы. Запрещается превышать рекомендованную производителем дозировку средств.

Первая помощь

При попадании препаратов на кожу или в глаза пораженные участки следует промыть большим количеством воды. После этого обратиться к врачу.

Правила хранения

Агрохимические соединения хранятся в сухих, хорошо вентилируемых помещениях, вдали от продуктов питания и кормов для животных. Пакеты и канистры с препаратами должны содержать информацию о наименовании средства, его назначении и правилах использования. Тара хранится плотно закрытой. Препараты не используют по истечении срока годности.

При разработке системы удобрения сельскохозяйственных культур и в севообороте сере как элементу питания растений ранее не уделялось должного внимания, так как в ассортименте минеральных удобрений, выпускаемых отечественной химической промышленностью, содержится достаточное количество серы как сопутствующего элемента или в виде примесей. Значительные количества серы также попадают в почву в результате техногенного загрязнения, преимущественно в индустриальных районах, и за счет вулканической деятельности.

Из атмосферы сера попадает в почву с осадками: в крупных промышленных районах — более 100 кг/га, в сельской местности — до 2-3 кг/га. В европейской части России с атмосферными осадками выпадает 5-10 кг/га серы, в отдельных районах — до 15-17 кг/га, в Восточной Сибири и Дальнем Востоке — 2-3 кг/га, вблизи крупных промышленных центров — до 25-45 кг/га. В Предуралье с осадками поступало 16 кг/га серы, в Донбассе — 54 кг/га, в Подмосковье — 17-136 кг/га в год. При выпадении с осадками свыше 10 кг/га серы в год растения, как правило, обеспечены этим элементом, поэтому, согласно расчетам, общий баланс серы в земледелии положительный.

Растения могут поглощать газообразные сернистые соединения из атмосферы через листья. На долю некорневого поглощения приходится до 30% от общего поглощения.

В перспективе сера может стать элементом, лимитирующим урожайность и качество продукции. Это зависит от внедрения прогрессивных технологий возделывания культур, применение высоких доз минеральных удобрений, направленных на реализацию потенциальной продуктивности растений и сопровождается увеличением выноса питательных элементов из почвы, в том числе серы. Большое количество серы может вымываться с осадками за пределы корнеобитаемого слоя, так как анион SO₄ 2- слабо поглощается почвой, прежде всего легкой по гранулометрическому составу.

Фосфогипс содержит 22% S, является отходом химических заводов, выпускающих двойной суперфосфат, по составу сходен с гипсом, но содержит примеси фосфора и некоторых других элементов. Может служить серным удобрением местного значения. Недостаток фосфогипса — повышенная влажность до 30-35%, примесь фтора и стронция. Поэтому при его использовании следует постоянно контролировать накопление этих элементов в почве, растениях и продукции, не допуская превышения предельно допустимой концентрации (ПДК).

Гипс содержит 18,6% S, является быстродействующим, хорошо доступным растениям нейтральной сернокислой солью кальция. Применяется преимущественно для мелиорации солонцовых почв.

Элементарная сера как удобрение применяется мало. Становится доступной для растений только после перевода микроорганизмами в сульфатную форму. На скорость этого процесса влияет тонина помола, температура и влажность почвы, активность микрофлоры, тип почвы, содержание других элементов. Элементарная сера меньше подвержена вымыванию из пахотного слоя, отличается более длительным последействием по сравнению с гипсом и сульфатными формами.

Сера содержится в навозе до 1 кг SO₄ 2- на 1 т. Однако доля удобряемых навозом площадей невелика.

Сера (Sulfur, или S), образующая целый ряд аллотропных модификаций, является значимым элементом питания для растений:

способствующим улучшению усвояемости применяемых азотистых соединений;
принимающим активное участие в синтезировании углеводных составляющих;
являющимся структурной составляющей аминокислот, белков, ферментов.

Компонент является стандартной составляющей незаменимой аминокислоты, или метионина, активизирующего процессы синтезирования любых белков у любых эукариот.

Понижение попадания серы в почвенные слои с удобрениями напрямую связано с тем, что все чаще используются азотсодержащие составы и фосфорного типа удобрения, не содержащие такого элемента, включая мочевину и аммиачную селитру.

Органика – это вполне самодостаточный источник пополнения грунта серой, поэтому нужно в этом плане рассчитывать на такую составляющую, как 1 кг/тонна. Сельхозугодия, стабильно применяющие органику на эксплуатируемых посевных площадях, чаще всего, отмечают очень выраженную недостаточность содержания серы.
В условиях появлении симптоматики дефицита серы (хлороза) вполне возможно проведения внекорневой подкормки при помощи раствора сульфата магния вместе с мочевиной в количестве 3-4 кг на каждый гектар или на 20 кг массы, что позволяет:

нейтрализовать биурет в карбамиде, провоцирующий ожоговое состояние на листве;
дополнить источник серных составляющих;
увеличить общее количество протеина в зерновых культурах.

В условиях 7-водного сульфата магния отмечается наличие SO2 – 32,0 MgO – 16,2%. При этом, в кристаллической форме достаточное содержание варьирует согласно данным, предоставленным производителем подкормки.

Читайте также: