Применение серы в сельском хозяйстве кратко

Обновлено: 02.07.2024

Карпеня Г.М. , кандидат сельскохозяйственных наук

Результаты обширных исследований, полученные по всему миру, убедительно показывают, что дефицит серы снижает продуктивность и качество сельскохозяйственных культур, влияя тем самым на экономические показатели. Использование серных удобрений важно для устойчивого экономического развития сельского хозяйства. Предлагаемые для различных стран рекомендации по применению серы могут существенно различаться, что объясняется частично различными видами почв, их склонностью к выщелачиванию, особенностями сельскохозяйственных культур и погодно-климатическими условиями. Сера повышает содержание белков, клейковины и жиров в семенах, улучшает хлебопекарные свойства муки, питательные свойства кормовых растений. Серное питание растений повышает общую эффективность удобрений.

Серосодержащие продукты широко востребованы. Прежде всего, в сельском хозяйстве, гражданском строительстве и строительстве дорог. Практически все страны ведут исследования свойств серы и её применения в строительстве, в органо-минеральных смесях, чтобы улучшить их прочностные показатели. Высокоэффективные дорожные покрытия содержат до 40% серы. В настоящий момент производство серы в мире превышает потребление на 10%, что отчасти связано с переработкой высокосернистой нефти (большая часть российской нефти является высокосернистой) . Многие страны эффективно перерабатывают нефть и повышают её качество, убирая все примеси, включая серу. Бизнес на серосодержащих продуктах является высоко прибыльным, это доказывает опыт США и Катара.

Источники серы

Существуют 3 основных ресурса поступления серы растениям:

с атмосферными осадками (в результате техногенного загрязнения, при вулканических извержениях);
при разложении в почве органических остатков;
с органическими и минеральными удобрениями.

Количество атмосферной серы, попадающей в почву с осадками, изменяется в очень широких пределах — от 2 до 200 кг/га в год. Отдельные исследователи считают, что при выпадении с осадками более 10 кг/га серы в год растения считаются обеспеченными этим элементом. В разных районах стран бывшего СССР в 1960-х годах ежегодно выпадало 3-46 кг/га серы. По данным лизиметрической станции, за 1981-2010 гг. в г. Минске при среднегодовом количестве осадков 598 мм среднегодовое выпадение серы составляло 18,7 кг/га.

В то же время есть основания утверждать, что осадкам не принадлежит первостепенная роль в обогащении почвы серой. Установлено, что способность растений к усвоению серы из атмосферы находится в прямой зависимости от уровня корневого питания. Усвоение возрастает с увеличением содержания сульфатов в почве и достигает максимума при оптимальной обеспеченности почв серой. До половины необходимого количества серы растения могут усваивать из атмосферы в форме двуокиси серы.

В Беларуси, начиная с 1990-х, сократилось внесение органических удобрений, изменилась структура ассортимента удобрений: увеличилось производство высококонцентрированных и комплексных удобрений, не содержащих серу, прежний суперфосфат (16%-ый P2O5 и 12-14% S) был заменен на другие формы (фосфат аммония, полифосфаты), произошла замена каменного угля другими источниками энергии, что привело к значительному сокращению поступления элемента в почву.

Улавливание серы из дымовых газов на предприятиях промышленности привело к снижению количества серосодержащих газов, в результате чего выбросы сернистого ангидрида в атмосферный воздух Беларуси, которые в 1985 году составляли около 700 тыс. тонн, снизились более, чем в три раза. Вместе с этим планомерное известкование кислых почв республики неоднозначно влияет на поведение серы в почве.

Подробнее остановимся на отдельных аспектах баланса серы в земледелии республики. С различными видами органических удобрений в почву может поступить от 0,1 до 3,0 кг/т SO4, с минеральными удобрениями в форме сульфатов аммония, калия, магния и натрия вносится соответственно 24%, 18%, 18,6% и 22,6% серы, с фосфогипсом – 17,7-20,6%. Потери серы (SO4)при выщелачивании из наиболее распространенных почв республики составляют: 24 кг/га в год из суглинистых, 25 и 34 кг/га — из супесчаных и песчаных, 37 кг/га из торфяных. Удельный (нормативный) вынос SO4 с 1 т основной и соответствующим количеством побочной продукции по зерновым в среднем составляет 6,6 кг, по зернобобовым — 12 кг, льном-долгунцом — 16 кг, сахарной свеклой — 1,6 кг, рапсом — 3,5 кг, растениеводческой продукцией — 4,5 кг. Рост урожайности культур увеличивает вынос азота и серы с урожаями, что является одной из причин отрицательного баланса элемента на пашне.

Сера , нетцшвефель , поль-суколь , сульколь , кумулус , серколь , софрил , тиовит , косан

Нажмите на фотографию для увеличения

Сера [S] – химическое действующее вещество пестицидов, используется в сельском и личных приусадебных хозяйствах для борьбы с возбудителями болезней, бактериальных инфекций, вредными насекомыми, клещами.

Сера также является макроэлементом, необходимым для развития сельскохозяйственных культур.

Физические и химические свойства

Молекулярная масса 32,06.

Сера – твердое вещество желтого цвета. Существуют кристаллические и аморфные разновидности. Практически нерастворима в воде, хорошо растворима в ряде органических растворителей; плохо растворима в спирте, хлороформе.

на возбудителя мучнистой росы

Механизм действия серного фунгицида (тиовита)

на возбудителя мучнистой росы

Действие на вредные организмы

Фунгицид

Для эффективной борьбы с болезнями нужно, чтобы применяемые препараты в течение длительного времени постепенно выделяли пары серы в достаточном для фунгицидного действия количестве. Этого можно достичь равномерным покрытием поверхности препаратом. Также препарат должен иметь хорошие удерживаемость и устойчивость. [6]

Механизм действия. Фунгицидность серы обусловлена продуктами ее восстановления или окисления, поскольку сама сера не активна. Препараты серы выделяют пары элементарной серы, проникающей в мицелий и споры гриба благодаря растворению в веществах клетки (возможно, в липидах). Сера является акцептором водорода и способствует нарушению нормального течения реакций гидрирования/дегидрирования. [6] Вещество в оболочке или внутри жизнеспособных спор превращается в сероводород, подавляющий ферменты дыхания – полифенолаксидазу и прочие. [11] Процесс образования сероводорода тесно связан и с прорастанием спор и жизнеспособностью гриба. Споры, которые потеряли способность к прорастанию, сероводород из серы образовывать не могут. Поэтому, синтез серодоворода можно рассмотреть как детоксикацию элементарной серы. Сероводород является фунгитоксичным. Элементарная сера связывая металлы, входящие в состав ферментов (цинк, медь, железо, марганец) образует сульфиды. Инактивация сероводородом ферментов и связывание металлов элементарной серой нарушает метаболизм гриба, вызывая его гибель. [6]

Предположительно, способность спор абсорбировать серу и детоксицировать ее с образованием водорода обуславливают специфичность действия препаратов серы. (изображение).

Акарицид и инсектицид

Акарицидная активность серы обусловлена ее возгонкой.

Ранее серу широко применяли для борьбы с вредителями запасов путем окуривания помещений при сжигании серы. Однако с появлением эффективных препаратов масштабы использования серы для фумигации диоксидом серы непрерывно сокращались, [8] и, в настоящее время, в сельском хозяйстве она в этом качестве не применяется.

Сера — минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу.

Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д. Она присутствует также в углях и нефти.

Применение серы

Примерно половина производимой серы используется в производстве серной кислоты. Серу применяют для вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат.

Чистая сера:

Сера требуется для:

изготовления красок и ультрамарина для лако-красочной промышленности, полимеров и синтетических волокон, диоксида серы, сероуглерода, сульфатов, люминофоров, эбонита, удобрений;
изготовления многих пиротехнических и взрывчатых смесей, в том числе пороха и состава для спичечных головок;
изготовления бумаги;
создания некоторых сталей с особыми свойствами;
дезинфекции овощехранилищ, птичников, подвалов в сельском хозяйстве;
виноделия, при хранении овощей и фруктов.

Серосодержащие руды часто являются сырьем для получения цветных металлов.

Серная кислота применяется:

в электротехнической промышленности для производства аккумуляторов;
для очистки нефтепродуктов;
для очистки проволоки и металлического листа от окалины, для травления металлических поверхностей;
в изготовлении лекарственных средств и красителей;
в химической промышленности в качестве сырья для производства широкого спектра химических веществ, для осушения газов, для повышения концентрации азотной кислоты.

Оксид серы используется для:

получения серной и азотной кислоты, олеума, сульфитов, тиосульфатов;
дезинфекции помещений в сельском хозяйстве, в виноделии, в консервировании плодово-ягодной продукции;
отбеливания тканей (шерсти, шелка).

Сероводород находит применение в производстве чистой серы и серной кислоты, сульфитов и тиосульфатов.

Одним из самых быстрых и продуктивных способов улучшить плодородность земли и увеличить урожайность – это использование минеральных удобрений. Результат их использования напрямую будет зависеть от правильности их применения. Оптимизировать необходимое минеральное питание для растений – значит повысить производство сельхозпродукции, что обеспечивает продовольственную защиту страны. Поэтому крайне важно в комплексе оценивать способность витаминов для земли улучшать плодородность почвы. При этом повышенные дозы не всегда оправданы. При увеличении продуктивности агроценозов для достижения экологического баланса в земледелии следует выбирать самые оптимальные сочетания и дозы с точки зрения экологии и экономики. Ни для кого не секрет, что от того, насколько сельхоз культуры насыщены азотом, зависит среднее количество урожая. Большинство проводимых экспериментов по химизации почвы напрямую связаны и использованием азота. Ведь азотные удобрения в разы повышают урожайность и количество производимой продукции, но чрезмерное использование азота в сельском хозяйстве обязательно приведет к загрязнению земли и воды, а также отрицательно влияет на качество самого урожая. Значительное увеличение урожая сельхоз культур высокого качества достигается:

увеличением площадей для посева;
множеством сажаемых растений;
разной степенью плодородности.

При этом возникает необходимость в более полном обеспечении сельского хозяйства азотом, калием, фосфором и микроэлементами.

Применение серы в современном сельском хозяйстве

Сегодня при постоянном росте цены на витамины для плодородия растений при посадке, все сложнее получить прибыль от реализации собранного урожая, превышающую стоимость использованного азотного удобрения. В большинстве хозяйств натуральное удобрение неспособно увеличить качество и количество собранных культур из-за неправильного способа применения.К повышенному вымыванию из земли элементов питания, в частности серы, приводят:

не учитывается потребность растений в дополнительных витаминах;
нарушается баланс питательных веществ;
проводятся агротехнические манипуляции.

Все это приводит к нерациональному использованию минеральных удобрений в сельском хозяйстве.Продуктивность растений в большинстве случаев определяется составом веществ, требуемых для обеспечения жизнедеятельности выращиваемой культуры. В том числе и сера. Она незаменима для растений, поскольку содержится в белках и аминокислотах, а также участвует в образовании ферментов и растительных масел и других жизненно важных процессах.Большее количество необходимой серы растение получает в окисленном виде. Недостаток серы при питании растения сказывается на ухудшении обмена азота, а, следовательно, и на развитии всего растения в целом. Научно доказано, что недостаток серы снижает фотосинтез почти наполовину. Недостаток серы в рационе у животных снижает их продуктивность и вредит здоровью.Недостающее количество серы внешне проявляется очень схоже на азотное голодание. На практике такое сходство нередко становится основанием к ошибочному повышению дозы азотного удобрения. Такой неправильно поставленный диагноз напрямую сказывается на снижении не только урожая, но и качества получаемого продукта. Незначительная нехватка нарушает производство белка в культурах. При уменьшении доли азота из белковых соединений на ранних стадиях развития сказывается на количестве собранного урожая в худшую сторону. Непродуктивная составляющая значительно увеличивается.Поскольку сера – это сложно реутилизируемое вещество, то ее нехватка, в первую очередь, проявляется на молодых листьях и точках роста.

Ее движение в противоположном направлении практически незаметно. Эта способность в существенной степени отличает серу от фосфора.

Из-за своего специфического действия сера не может быть заменена другими похожими элементами, даже максимально похожим на нее селеном. Он может участвовать в создании органических соединений вместо серы, однако не в состоянии компенсировать ее физиологические функции.От азотного подкармливания, которое получает растение, напрямую зависит необходимое количество серы. При диагностировании условий поступления серного подкармливания растений было выявлена потребность в сере на начальном этапе роста различных сельскохозяйственных культур:

подсолнечника;
ячменя;
гороха.
кукурузы;
озимой пшеницы;
фасоли;

Благодаря большему содержанию белка в растениях семейства бобовые, чем в зерновые, они нуждаются в большем количестве потребляемой серы. Наименьшее количество серы содержится в семенах и плодах зерновых (около 1,5-2 мл на кг). Крестоцветные растения по объему потребляемой серы в десять раз превосходят зерновые (10-17).Широко известным фактом является неоднозначное влияние серы и серосодержащих удобрений на процесс роста и развития растения:

Прямое. Сера непосредственно участвует в обмене веществ растения
Косвенное. Влияет на доступность различных питательных веществ.

Чтобы получить наиболее хороший и стойкий урожай сельхоз растений нужно вносить серу в землю вместе с удобрением. Сегодня некоторые химические комбинаты выпускают минеральные витамины, в состав которых входит сульфатная форма серы.Такие удобрения способны в значительной мере повысить урожайность и содержание белков. Среднестатистическое увеличение урожайности после использования серных удобрений у зерновых составляет около 4 центнеров с каждого гектара, у сена клевера около 15, а у картофеля достигает тридцати центнеров с одного гектара.

Читайте также: