18-10-2019

Сера - подробнее

Рейтинг: 0


По-английски - Sulfur

Раздел на сайте - Минеральные удобрения

Группа - Макроэлементы, Питательные элементы

Сера – химический элемент, жизненно необходимый растениям. Он входит в состав всех белков, содержится в некоторых аминокислотах. Является компонентом сложных удобрений. Серосодержащие удобрения вносят осенью под зяблевую вспашку или ранней весной под предпосевную культивацию. Зарубежный опыт предусматривает рядковое внесение серы и некорневые подкормки.

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.

Физико-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.

Действие на вредные организмы

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.

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.

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.

Применение

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
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.

Препараты содержащие действующие вещество

Препараты