Агрохимикаты
Содержание:
- Физические и химические свойства
- Содержание в природе
- Содержание серы в различных типах почв
- Сульфофиксация
- Круговорот серы в почве
- Торфяные почвы, солонцы и солончаки
- Супесчаные и песчаные почвы Нечерноземной зоны
- Дерново-подзолистые почвы
- Роль в растении
- Биохимические функции
- Основные функции серы
- Формы и соединения серы в тканях растений
- Источники питания серой
- Недостаток (дефицит) серы в растениях
- Избыток серы
- Симптомы избытка:
- Капуста и другие крестоцветные, злаковые
- Содержание серы в различных соединениях
- Способы применения
- Эффект от применения серосодержащих удобрений
- Кукуруза, кормовая брюква, кормовая капуста, бобовые травы, люпин
- Озимая пшеница (зерна), озимая рожь, ячмень, овес, семена клевера, клубни картофеля, корни брюквы, турнепс
Этот элемент можно добыть не только путем сложных химических реакций, но и непосредственно из мест его природного скопления в горных породах и геологических отложениях. По этой причине люди были знакомы с серой еще задолго до того, как они начали понимать, что это такое. На протяжении своей древней истории сера очень часто применялась при совершении различных обрядов, в том числе, и религиозных. Куски самородной серы использовали экзорцисты, изгоняющие бесов, а серным дымом окуривали помещения храмов. Согласно легенде, даже Одиссей, вернувшись домой из дальних странствий, перво-наперво приказал окурить свое жилище серой. Во времена Средневековья алхимики считали, что любой металл состоит из серы и ртути, причем, чем меньше серы в нем содержится, тем он лучше и благородней.
Серу находили во множестве минеральных источников. Один из таких есть в Новой Зеландии; из-за присутствия соединений серы и особого состава обитающих там водорослей вода в нем имеет ядовито-зеленый цвет. Естественно, еще с незапамятных времен этому источнику дали зловещее название «Ванна Дьявола»…
Словом, сера как элемент и как химическое вещество длительное время была окружена многочисленными домыслами. И лишь в XIII-XIV веке, когда ее стали целенаправленно использовать в опытах при получении других соединений, она стала выглядеть в глазах человека куда менее загадочно. Киноварь и порох стали первыми примерами практического применения серы. Сейчас же спектр ее использования расширился еще больше: она необходима для изготовления серной кислоты, вулканизации каучука и протекания других реакций органического синтеза, в производстве красителей, сельскохозяйственных удобрений, реактивов для проведения лабораторных проб и др.
Физические и химические свойства
Сера (Sulfur), S – элемент главной подгруппы VI группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 16, атомная масса – 3,07.
Сера при обычных условиях – хрупкие кристаллы желтого цвета.
- Плотность – 2,07 г/см3,
- Температура плавления – +112,8 °С,
- Температура кипения – +444,6 °С.
Сера нерастворима в воде, однако хорошо растворяется в сероуглероде и бензоле. При испарении данных жидкостей можно получить ромбическую серу, кристаллы которой имеют форму октаэдров со срезанными углами или ребрами.
Встречается также моноклинная модификация серы с температурой плавления + 119,3 °С и плотностью 1,96 г/см3. Она устойчива только при температуре выше +96 °С. При более низкой температуре превращается в ромбическую серу.
Различия в свойствах кристаллических модификаций вызваны неодинаковой структурой кристаллов.
Сера обладает свойствами типичных неметаллов. Со многими металлами сера способна соединяться непосредственно. Реакции сопровождаются выделением большого количества теплоты. Сера вступает в реакции соединения и со всеми неметаллами, но гораздо труднее, чем с металлами.
Содержание в природе
В природе сера встречается и в свободном состоянии, и в различных соединениях.
Широко распространены соединения серы с различными металлами. Многие из них считаются ценными рудами (свинцовый блеск, цинковая обманка, медный блеск) и являются источниками получения цветных металлов.
Сера принадлежит к широко распространенным в природе элементам. Встречается в горных породах, минералах, углях, нефти, почвах, присутствует и содержится во всех живых организмах. В геологических отложениях насчитывается около 40 минералов группы сульфидов и столько же минералов группы сульфатов.
В глубоких горизонтах почвы сера представлена в форме пирита, марказита; в сульфатах – в сочетаниях со щелочными и щелочноземельными металлами.
Содержание серы в различных типах почв
Главным источником серы в почвах служат почвообразующие породы. Среднее содержание серы в почве составляет 0,04 %, реже это значение достигает 0,2–0,3 %. В верхних горизонтах серы содержится больше, поскольку она входит в состав перегнойных кислот.
Сульфофиксация
До 80–90 % серы в почве присутствует в органических формах, а 10–20 % – в минеральных. Как правило, это сульфаты калия, натрия, кальция и магния.
Большое количество серы поступает в почву с атмосферными осадками. В форме органических соединений сера совершает долгий путь в цикле почвообразования и становится доступной растениям при разложении органических веществ и образовании минеральных соединений. Этот процесс и называют сульфофикацией. Он имеет сезонный характер – минимальный весной, максимальный летом и затихающий к осени. Высвобождение серы идет в том же соотношении, в котором она находится в органических остатках и гумусе.
| Потребность с/х культур в сере и симптомы её недостатка, согласно данным: | ||
| Культура | П | Симптомы недостатка |
| Бобовые | В | Вся листовая пластинка молодых листьев, в том числе жилки, светло-зеленой или желтой окраски; На поздних стадиях старые листья желтеют; Содержание белков низкое |
| Горчица | В | Замедление развития растений; Уменьшение размера листьев, стебли удлиняются, листья и черешки деревянистые; В отличие от азотного голодания, при серном листья не отмирают, хотя цвет их становиться бледным |
| Капуста и другие крестоцветные | В | Замедляется развитие растений; Уменьшается размер листьев, стебли удлиняются, листья и черешки деревянистые; В отличие от азотного голодания, при серном листья не отмирают, хотя цвет их становиться бледным |
| Томаты | В | Нижние листья желтовато-зеленые; Стебли твердые, деревянистые; Корневая система хорошо развита в длину и сильно ветвится, но диаметр корней и стеблей мал; Стебли томатов удлиняются без увеличения диаметра; В растении много углеводов и иногда азота |
| Огурцы | В | Рост растений ограничен; Листья маленькие, загнуты вниз, бледно-зеленые до желтого, на старых листьях желтизны меньше; Края молодых листьев зазубрены |
Круговорот серы в почве
Растения перехватывают минеральную серу и возвращают в верхние слои почвы снова в виде органических веществ. Таким образом, совершается непрерывное преобразование форм серы в процессах обмена веществ между растениями и почвой.
Содержание сульфатов в почве меняется в течение сезона. Больше всего сульфатов в почве в летнее время. Именно тогда, когда минерализация (сульфофикация) идет наиболее активно.
Торфяные почвы, солонцы и солончаки
отличаются большим содержанием серы.Супесчаные и песчаные почвы Нечерноземной зоны
часто бедны по содержанию соединений серы.Дерново-подзолистые почвы
характеризуются наличием доступной для растений сульфатной серы в количестве от 30 до 90 кг/га. Дефицит серы в данном типе почв ощутим на легких малогумусных и переувлажненных почвах.Роль в растении
Биохимические функции
Основные функции серы
Сера активно участвует в окислительно-восстановительных процессах, активировании энзимов, белковом обмене. Она способствует фиксации азота из атмосферы путем усиления образования клубеньков у бобовых.
Формы и соединения серы в тканях растений
Сера является составной частью белков и содержится в важнейших аминокислотах – цистине и метионине. Встречается данный элемент и в других органических соединениях – в аллил-горчичном масле из горчичных семян, в чесночном масле. Сера входит также в состав гликозидов, витамина В, биотина, некоторых антибиотиков (пенициллина).
Важнейшее соединение, содержащее серу и участвующее в окислительно-восстановительных реакциях – глутатион. В его состав сера входит в виде производного цистина – цистеина. Цистин содержит серу в виде дисульфидной группы, цистеин – в виде сульфгидрильной.
В растущих органах растений с преобладанием синтетических процессов сера обнаруживается в восстановленной форме. По мере старения, когда процессы гидролиза начинают преобладать над процессами синтеза, в растении возрастает количество окисленной формы соединений серы.
Сера поглощается растениями из почвы только в виде аниона серной кислоты (в окисленной форме). Однако во всех выше указанных соединениях она содержится в восстановленной форме (восстановителями сульфатов в растениях выступают углеводы). И именно в таком виде элемент участвует в окислительно-восстановительных процессах, связанных с дыханием.
С органическими веществами сера связана дисульфидной (-S-S-) или сульфгидрильной (-SH) группами. Эти группы выполняют важные функции в процессе окислительно-восстановительных реакций. В частности, сульфгидрильная группа при окислении теряет водород и превращается в дисульфидную группу.
Источники питания серой
Источником питания серой для растений служат соли серной кислоты. Частично сера в виде сернистого газа (SO2) поглощается растениями из воздуха. Окисленная форма серы – исходный продукт для синтеза белков. Эта же форма является и конечным продуктом при распаде белковой молекулы.
Недостаток (дефицит) серы в растениях
Недостаток серы приводит к задержке синтеза белков, поскольку затрудняется образование аминокислот, содержащих данный элемент. Из-за этого визуальные проявления недостаточности серы похожи на признаки азотного голодания: замедляется развитие растений, уменьшается размер листьев, стебли удлиняются, листья и черешки становятся деревянистыми. В отличие от азотного голодания, при серном листья не отмирают, хотя их цвет становится бледным.
Установлено, что бобовые и крестоцветные не испытывают недостатка в сере, если в почве содержится сульфатов более 11–14 мг/кг, злаковые – если более 7 мг/кг.
Избыток серы
Избыток серы в почве незначительно снижает урожайность растений из семейства крестоцветных. Так же он влияет и на злаковые. Урожайность злаковых снижается значительнее, чем крестоцветных. Визуально наблюдается общее огрубение растений, листья мельчают, края их становятся коричневыми, затем бледно-желтыми.
Симптомы избытка:
Капуста и другие крестоцветные, злаковые
:- Снижается урожай,
- Общее огрубение растений,
- Листья маленькие, тускло-зеленые, стебли твердые, поздние листья скручиваются внутрь и покрываются наростами,
- Края коричневые, позднее – бледно–желтые.
| Содержание серы в удобрениях,%, согласно данным: | |
| Удобрение | Содержание, % |
| Простой суперфосфат | 13 |
| Сульфат аммония | 24 |
| Сернокислый калий | 17,6 |
| Калимагнезия | 18,3 |
| Гипс | 18,6 |
| Фосфогипс | 22 |
| Сульфат магния | 28-30 |
| Полисульфид аммония | 40 |
| Тиосульфат аммония | 26 |
| Навоз | 0,6 - 0,15 |
Содержание серы в различных соединениях
Чистая сера – слишком дорогой продукт для использования в качестве удобрения в больших количествах. Но в районах расположения месторождений серы с недостаточным процентом элемента для использования в промышленности серные породы служат удобрением.
В основном для устранения серной недостаточности используются серосодержащие удобрения:
- Простой суперфосфат (20 % P2O5, 13 % S). С ним на поля поступает преобладающее количество серы. В связи с тем, что потребность в фосфоре и сере приблизительно одинакова, при внесении данного удобрения удовлетворяется и потребность в сере.
- Сульфат аммония (21 % N, 24 % S) – второе место по снабжению почвы серой.
- Сернокислый калий (48 % K2O, 17,6 % S) и калимагнезия (28 % K2O, 18,3 % S) – калийные, бесхлорные удобрения. Применяются в ограниченном количестве и поэтому играют небольшую роль в обеспечении почв серой.
- Гипс (18,6 % S) хорошо доступен растениям. Представляет собой быстродействующую нейтральную сернокислую соль кальция.
- Фосфогипс (22 % S) – отходы химических заводов, выпускающих двойной суперфосфат. Подобен гипсу по составу, но включает в себя примеси фосфора и других элементов. Служит серосодержащим удобрением местного значения. Его недостаток – влажность 30–35 %.
- Сульфат магния содержит 28–30 % серы. Данное удобрение используется в закрытом грунте.
- Полисульфид аммония – темная, красно-бурая, до черного цвета жидкость. Содержит около 20 % азота и 40 % серы.
- Тиосульфат аммония – жидкость красноватого цвета, содержит 12 % азота и 26 % серы.
- Навоз – содержит серу в количестве до 1 кг SO3 в 1 т или от 0,6 до 0,15 %.
Кроме указанных удобрений, сера входит в состав сульфатной нитрофоски и некоторых микроэлементов, а также поступает в почву с навозом и пестицидами.
Способы применения
Вносятся серосодержащие удобрения либо осенью – под зяблевую вспашку, либо ранней весной – под предпосевную культивацию, а также весной в период отрастания трав. При остром дефиците серы данные удобрения следует вносить в рядки при посеве и провести некорневую подкормку 0,5-2%-м раствором сульфатов.
Для увеличения эффективности применения серосодержащих удобрений рекомендуется соблюдать следующие сроки их внесения, в зависимости от видов растений:
- Озимые зерновые требуют допосевного внесения серосодержащих удобрений;
- Яровые зерновые – под предпосевную культивацию;
- Клевер – ранневесеннее внесение по отрастающим растениям;
- Пропашные культуры (картофель, капуста кормовая, турнепс) – равнозначно реагируют на допосевное и послепосевное внесение серосодержащих удобрений.
Эффект от применения серосодержащих удобрений
Кукуруза, кормовая брюква, кормовая капуста, бобовые травы, люпин
отзываются на внесение фосфогипса повышением урожайности. Особенно заметны прибавки урожая при внесении фосфогипса и других серных удобрений в годы с холодными веснами, когда растения испытывают недостаток в минеральной сере.Озимая пшеница (зерна), озимая рожь, ячмень, овес, семена клевера, клубни картофеля, корни брюквы, турнепс
. От применения серосодержащих удобрений повышается качество растительной продукции: увеличивается содержание белка, сухого вещества. В клубнях картофеля повышается содержание крахмала.(c) Справочник AgroXXI