РОЗДІЛ 5. МАКРОЕЛЕМЕНТИ І МАКРОДОБРИВА

Органічні сполуки сірки мінералізуються мікроорганізмами з утворенням H2S. В анаеробних умовах сірководень є основним кінцевим продуктом перетворення

Рис. 5.8. Біогеохімічний цикл сірки в ґрунті (Ф. Я. Шипунов, 1980):

I – мінералізація органічних сполук сірки живими організмами до H2S; II – десульфофікація

сірки, який надає ґрунту неприємного запаху, а за відсутності умов для подальшого перетворення цього газу він може накопичуватися в кількостях, отруйних для рослин. Якщо анаеробні умови змінюються на аеробні, то H2S окиснюється, і в ґрунтах може з'явитись елементарна сірка, яка за наявності кисню далі окиснюється мікроорганізмами до SO42- – основного джерела сірки для живлення рослин.

На мінеральну форму сірки в ґрунті припадає 10–20 % її валового вмісту. Вона представлена сульфатами і сульфідами кальцію, магнію та одновалентних катіонів. Рухома легкодоступна для рослин сірка знаходиться у формі сульфатів одновалентних катіонів. Концентрація S–SO42- у верхньому горизонті ґрунтів коливається від 0,5 до 20 мг/л ґрунтового розчину. Для нормального росту й розвитку рослин потрібна концентрація > 3–5 мг S–S042-/л. Сульфідні сполуки сірки трапляються лише в глибоких шарах ґрунту, куди не надходить кисень. Запаси мінеральної сірки в ґрунтах різні. Вони становлять від 100 (у малогумусних підзолистих піщаних ґрунтах і жовтоземах) до 500 кг/га (у торф'яниках і чорноземах). Сульфатна сірка в ґрунті досить мобільна (хоч і не настільки, як нітрати), тому може надходити в рослини з ґрунтовою водою, а також переміщуватися вниз по ґрунтовому профілю й забруднювати ґрунтові та природні води. Залежно від ґрунтово-кліматичних умов, рослинного покриву, норм і форм внесених добрив втрати сірки внаслідок вимивання досягають 15–80 кг/га, або майже 50 % її надходження з мінеральними добривами й атмосферними опадами.

До низькозабезпечених сіркою належать більшість сірих лісових, підзолистих і дерново-підзолистих ґрунтів. Найменші сірчані ресурси мають ґрунти легкого гранулометричного складу. Поряд з цим низький уміст доступної для рослин сірки відмічено в деяких типах чорноземів.

Основним джерелом надходження сірки в ґрунт є органічні та мінеральні добрива. Так, з 1 т органічних добрив (гній, компости) в ґрунт вноситься 0,5 кг сірки, з 1 т сульфату амонію – 240, сульфату калію – 180, суперфосфату – 130 кг. Незначна кількість сірки надходить у ґрунт з насінням і садивним матеріалом. Важливим джерелом збагачення ґрунту цим елементом є сірка атмосфери, куди вона потрапляє переважно у вигляді газоподібних викидів із промислових підприємств, що утворюються під час згоряння палива, переплавляння сірчаних руд тощо. Близько 50 % сірки потрапляє в атмосферу в біологічного перетворення її сполук у ґрунті і воді, в яких провідну роль відіграють мікроорганізми. Основна частина сірки з атмосфери адсорбується ґрунтом у вигляді S02 і незначна її кількість (5–15 кг/га, у промислових районах – 25–45 кг/(га • рік)) потрапляє з атмосферними опадами. Основна частина атмосферної сірки надходить зі снігом у зимовий період і в значній кількості виноситься з ґрунту талими і промивними водами.

У зрошуваному землеробстві певна кількість сірки міститься у поливних водах, але зазвичай її потрапляє у ґрунт не більш як 5–10 кг/га.

Питання внесення сірчаних добрив набуває актуальності, оскільки дедалі частіше в різних регіонах виявляється від'ємний, а то й різко дефіцитний баланс у ґрунті сірки. Основними причинами цього є постійне зменшення надходження сірки в ґрунт і збільшення виносу її з урожаями сільськогосподарських культур, особливо за вирощування в сівозміні вибагливих до сірки культур (соняшник, буряк цукровий, ріпак, капуста, цибуля, зернобобові та ін.). Надходження сірки з добривами зменшується внаслідок більшого застосування концентрованих добрив. Так, під час виробництва азотних добрив знижується частка сульфату амонію, виробництва фосфорних – суперфосфату гранульованого. Майже не використовується сульфат калію. Крім того, не застосовують пестициди, до складу яких входить сірка. Внаслідок переведення функціонування промислових підприємств із багатого на сірку кам'яного вугілля на рідке паливо, газ, електроенергію, очищення газоподібних викидів зменшується надходження сірки в атмосферу. Тому дефіцит сірки трапляється частіше і значно серйозніший у разі високих норм внесення азотних і фосфорних добрив, зокрема на піщаних і суглинистих ґрунтах та на ґрунтах з низьким вмістом органічних речовин, а також за умови випадання дощів та при вирощуванні культур із високою потребою в сірці. Для підтримання зрівноваженого балансу сірки в ґрунті потрібно щорічно вносити сірчані добрива.

Джерелами надходження сірки можуть бути різні її сполуки і навіть елементарна сірка (табл. 5.10).

Таблиця 5.10. Вміст сірки в добривах, %

Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва потребує майже повсюдного застосовування сірчаних добрив, за винятком хіба що районів з великою кількістю промислових підприємств. Сірчані добрива слід вносити під час основного обробітку ґрунту або перед сівбою сільськогосподарських культур, а на луках і пасовищах – поверхнево. Для більшості культур норма внесення сірки на ґрунтах легкого гранулометричного складу становить 50–60 кг/га, середнього і важко- суглинкового – 60-90 кг/га. Під культури, чутливі до вмісту сірки, норму її збільшують на 10-15 %. Насамперед сірчані добрива вносять під капустяні (капуста, ріпак), бобові (соя, горох, вика), коренеплоди, картоплю, кукурудзу. У разі, коли ймовірний дефіцит сірки, внести невелику її кількість (10–15 кг/га S) дешевше, ніж провести аналіз ґрунту.

На ґрунтах із низьким вмістом доступної сірки при внесенні мінеральних добрив на 1 частину сірки має припадати 5-7 частин азоту. На ґрунтах, бідних на фосфор і сірку, співвідношення між ними в добриві має становити 3:1.

При застосуванні сірчаних добрив слід враховувати вміст сірки в рослинах і співвідношення N : S у протеїні, за яким можна визначити забезпеченість цим елементом. Критичний вміст сірки в зерні пшениці становить 0,17 %, бульбах картоплі – 0,11, листках конюшини 0,11–0,32 % на суху речовину. Критичне відношення N : S у зерні пшениці – 14,8, конюшини – 15,0-18,5.

Для визначення потреби рослин у сірчаних добривах можна групувати ґрунти за вмістом рухомої сульфатної сірки (табл. 5.11).

Таблиця 5.11. Групування ґрунтів за вмістом рухомих сполук сірки

Залежно від ґрунтово-кліматичних умов сірчані добрива вносять під зяблевий обробіток ґрунту або під передпосівну культивацію. За гострої нестачі сірки добрива вносять у рядки або проводять позакореневі підживлення 0,5–2%-м водним розчином сульфатів.

5.5. Комплексні добрива

Крім односторонніх мінеральних добрив, що містять лише один основний елемент живлення (азот, фосфор або калій), тукова промисловість випускає також комплексні мінеральні добрива. Це можуть бути як одинарні солі з різними елементами живлення, наприклад KNO3, (NH4)2HPO4, так і їх композиції з двох (N + Р, N + К, Р + К) або трьох (N + Р + К) елементів живлення. Такі композиції отримують взаємодією азотної, фосфорної і сірчаної кислот з аміаком, природними фосфатами, солями калію, амонію тощо. Що більший загальний вміст діючої речовини в добриві, то воно цінніше. Крім того, до складу добрив можуть входити сірка, магній, мікроелементи.

Залежно від способу виготовлення комплексні добрива поділяють на три основних види: змішані, складнозмішані і складні. Промисловість випускає також рідкі (РКД) і суспендовані (СРКД) комплексні добрива.