Сера
29-12-2015, 22:09
Сера входит в состав всех растительных белков. В ее биологическом круговороте участвует весь органический мир: бактерии, растения и животные.
Количество серы несколько повышено в почве и особенно в живом веществе. В верхней части земной коры главным носителем серы является гипс. Отложения серы известны также в виде сульфатов щелочей (глауберова соль) и самородной серы. Источниками промышленной серы (серной кислоты) являются серный колчедан, обжиговые газы цветной металлургии.
Значительные количества серы поступают в почву с атмосферными осадками. Современных данных о количестве серы, попадающей в почву с осадками, не имеется. По данным исследований 1909—1911 гг. (П.С. Коссович), каждый гектар получал SO3 в год в сельских местностях около 10 кг, а около городов, заводов и железных дорог до 80 кг. Сера может поглощаться из атмосферы непосредственно поверхностью почвы и листвой растений.
С 36 т навоза попадает на гектар 36 кг SO3, при внесении суперфосфата в дозе 60 кг P2O5 — около 100 кг SO3 и при внесении сульфата аммония в дозе 40 кг N — около 120 кг SO3.
Значительные количества серы вымываются из почвы и попадают, в грунтовые воды. При лизиметрических исследованиях в США вынос серы с дренажными водами в 3—6 раз превышал ее поступление. Из незасеянной почвы, удобрявшейся навозом, ежегодно выносилось до 50 кг серы на 1 га.
В тех местностях, где в атмосфере содержится мало серы, ее может недоставать в почве для растений. Баланс элементов питания, сделанный в 1936 г. в США для поверхностного слоя почвы применительно к территории около 0,6 млн. га, показал, что в этом слое имелось около 378 млн. т серы. Потери серы от вымывания составляли около 45 кг на 1 га, а поступление ее из атмосферы от 5 кг в сельских местностях до 100 кг около промышленных и населенных пунктов. Чистая годовая потеря серы с этой территории исчислена была примерно в 5 кг на 1 га.
Среднее содержание серы в почве определяется в 0,1% SO3 (равно 0,04% S); оно редко доходит до 0,2—0,3%, а часто составляет сотые доли процента. Больше серы содержится в торфяных почвах, а также в солонцах и солончаках. Наблюдается параллелизм содержания в почве серы и органического вещества. Больше серы содержится в верхних слоях почвы. До 80—90% всей серы содержится в почве в органической форме и 20—10% — в виде сульфатов К, Na, Ca, Mg (преобладает CaSO4, на солонцах — Na2SO4), частично — в виде сульфидов (пирит).
Сульфофикация — окисление восстановленной серы органических соединений или элементарной серы в серную кислоту — происходит главным образом в результате жизнедеятельности бактерий. Процесс сульфофикации в почве протекает аналогично процессу нитрификации. Он усиливается с повышением температуры и особенно влажности почвы.
Источниками питания растений серой являются соли серной кислоты — сульфаты Ca, Mg и др. В растении большая часть серы восстанавливается в основном до метионина, цистина и таурина. Наличие серы в растительных белках колеблется от 0,3 до 7,2%. Из белков злаковых культур высоким содержанием серы отличается авенин овса. Метионина в белке находится от 0,5 до 5,0%. Цистин включает дисульфидную группу S — S. Вся сера кератинов (кожа, волосы, рога и т. п.) обязана своим происхождением цистину. Подсчитано, что с овечьей шерстью, добываемой в Австралии, извлекается из луговых растений 10 млн. кг S в год. При восстановлении цистина образуется цистеин, содержащий сульфгидрильную группу SH.
В окислительно-восстановительных реакциях в растении большую роль играет трипептид глютатион благодаря присутствию в нем остатка цистеина, который обусловливает способность глютатиона окисляться в соответственное дисульфидное производное, которое обратно восстанавливается в глютатион: 2RSH (сульфгидрильная группа) ⇔ RSSR + 2Н (дисульфидная форма). Глютатион является переносчиком водорода, и этим определяется его важная роль, наравне с аскорбиновой кислотой, в происходящих в организме окислительновосстановительных процессах. Сульфгидрильной группе (SH) приписывается стимулирующее действие на рост животных и растений, под ее влиянием увеличивается число делений клеточного ядра, в отсутствие ее прекращается деятельность камбия. Глютатион найден почти во всех представителях растительного мира. Он содержится в меристематических тканях, репродуктивных органах, сосудистых пучках, главным образом в областях быстрого роста.
Другими содержащими серу соединениями являются глюкозиды, имеющиеся в представителях семейств крестоцветных, каперцовых, резедовых, настурциевых. Глюкозиды этих растений являются соединениями горчичных масел с глюкозой.
Сера содержится и в таких веществах, как витамин B1 (тиамин) и биотин. Имеют серу также и некоторые антибиотики, в частности пенициллин.
Сера играет важнейшую роль в растительном (и животном) организме. Действие ее связано с белковым обменом, окислительно-восстановительными процессами, энергетическим балансом организма, активированием энзимов, гормональными функциями, образованием хлорофилла и т. д.
Некоторые растения берут больше серы, чем фосфора. Так, отношение потребляемой серы к фосфору составляет примерно 1/2 у ржи, картофеля, 3/4 у пшеницы, ячменя, кукурузы, люцерны, клевера, 1 у проса, овса, свеклы, 2 у турнепса, капусты. Средние количества серы составляют около 10% всей золы, но у капусты доходят до 15%, у горчицы до 14%, у резеды до 18% В среднем можно считать, что урожаи большинства растений потребляют от 10 до 30 кг SO3 с гектара (капуста до 70 кг). Более бедны серой хлебные злаки.
Опыты с введением в растения радиоактивной серы показали, что в течение 8—10 дней данная в виде сульфата натрия сера распространяется по всему растению, причем в надземной его части серы было больше, чем в корнях. При созревании растений 60—80% всей усвояемой серы перемещалось в семена. Ее распределение в листе было довольно однородным. В зерне пшеницы наибольшее количество серы было в зародыше, особенно в колеоптиле. Распределение серы в зерне подобно размещению в нем белка.
Ассимиляция серы связана с восстановительным процессом. В присутствии аммиачного азота устраняется конкуренция между восстановлением нитратов и сульфатов за энергию, освобождающуюся во время дыхания. При питании аммиачным азотом в растении содержится больше белковой серы, чем в случае нитратного питания. Преобладание процессов распада увеличивает количество тиаминокислот и сульфатов в растении. При недостатке серы сокращается белковый синтез, накопляются воднорастворимые сера, нитраты, крахмал, гемицеллюлезы (а в связи с этим утолщаются клеточные стенки), уменьшается количество горчичного масла (горчица), подавляется деятельность активного камбия.
Характерными признаками недостатка серы является хлороз, уменьшение размеров листьев, удлинение стеблей, деревянистость листьев и черешков. У злаков более чувствительны к недостатку серы корни, у бобовых и крестоцветных — зеленые части растений. Небольшое количество SO2 в воздухе не вредит растительности. При повышенных количествах вред сильнее после дождей для растений молодых, широколистных и таких, у которых листья находятся ближе к поверхности земли. При насыщении атмосферы SO2 (опыты в США с люцерной) 90% всей серы поглощалось листьями люцерны. Наличие серы в пределах 0,5—1,5% не влияло на фотосинтез, при 1,5—1,7% не наблюдалось вреда для растений, при 2% наблюдался хлороз и разрушение листьев (на 90—95%). При устранении SO2 из воздуха происходил быстрый рост новых листьев и восстановление фотосинтетической активности.
Сера способствует лучшему развитию клубеньковых бактерий, увеличивает белковость зерна, повышает долю зерна в урожае, видимо, несколько ускоряет развитие растений.
Внесение серы вызывает подкисление почвы, частичную ее стерилизации и подавляет минерализацию органического азота почвы. Вместе с тем сера увеличивает доступность для растений почти всех зольных элементов питания.
Сера рекомендуется в качестве мелиорирующего средства на солонцах и и качестве сопутствующего удобрения при внесении фосфорита. Возможно применение серы в качестве внекорневой подкормки. Дозировка серы колеблется от 60 до 120 кг на 1 га.
Количество серы несколько повышено в почве и особенно в живом веществе. В верхней части земной коры главным носителем серы является гипс. Отложения серы известны также в виде сульфатов щелочей (глауберова соль) и самородной серы. Источниками промышленной серы (серной кислоты) являются серный колчедан, обжиговые газы цветной металлургии.
Значительные количества серы поступают в почву с атмосферными осадками. Современных данных о количестве серы, попадающей в почву с осадками, не имеется. По данным исследований 1909—1911 гг. (П.С. Коссович), каждый гектар получал SO3 в год в сельских местностях около 10 кг, а около городов, заводов и железных дорог до 80 кг. Сера может поглощаться из атмосферы непосредственно поверхностью почвы и листвой растений.
С 36 т навоза попадает на гектар 36 кг SO3, при внесении суперфосфата в дозе 60 кг P2O5 — около 100 кг SO3 и при внесении сульфата аммония в дозе 40 кг N — около 120 кг SO3.
Значительные количества серы вымываются из почвы и попадают, в грунтовые воды. При лизиметрических исследованиях в США вынос серы с дренажными водами в 3—6 раз превышал ее поступление. Из незасеянной почвы, удобрявшейся навозом, ежегодно выносилось до 50 кг серы на 1 га.
В тех местностях, где в атмосфере содержится мало серы, ее может недоставать в почве для растений. Баланс элементов питания, сделанный в 1936 г. в США для поверхностного слоя почвы применительно к территории около 0,6 млн. га, показал, что в этом слое имелось около 378 млн. т серы. Потери серы от вымывания составляли около 45 кг на 1 га, а поступление ее из атмосферы от 5 кг в сельских местностях до 100 кг около промышленных и населенных пунктов. Чистая годовая потеря серы с этой территории исчислена была примерно в 5 кг на 1 га.
Среднее содержание серы в почве определяется в 0,1% SO3 (равно 0,04% S); оно редко доходит до 0,2—0,3%, а часто составляет сотые доли процента. Больше серы содержится в торфяных почвах, а также в солонцах и солончаках. Наблюдается параллелизм содержания в почве серы и органического вещества. Больше серы содержится в верхних слоях почвы. До 80—90% всей серы содержится в почве в органической форме и 20—10% — в виде сульфатов К, Na, Ca, Mg (преобладает CaSO4, на солонцах — Na2SO4), частично — в виде сульфидов (пирит).
Сульфофикация — окисление восстановленной серы органических соединений или элементарной серы в серную кислоту — происходит главным образом в результате жизнедеятельности бактерий. Процесс сульфофикации в почве протекает аналогично процессу нитрификации. Он усиливается с повышением температуры и особенно влажности почвы.
Источниками питания растений серой являются соли серной кислоты — сульфаты Ca, Mg и др. В растении большая часть серы восстанавливается в основном до метионина, цистина и таурина. Наличие серы в растительных белках колеблется от 0,3 до 7,2%. Из белков злаковых культур высоким содержанием серы отличается авенин овса. Метионина в белке находится от 0,5 до 5,0%. Цистин включает дисульфидную группу S — S. Вся сера кератинов (кожа, волосы, рога и т. п.) обязана своим происхождением цистину. Подсчитано, что с овечьей шерстью, добываемой в Австралии, извлекается из луговых растений 10 млн. кг S в год. При восстановлении цистина образуется цистеин, содержащий сульфгидрильную группу SH.
В окислительно-восстановительных реакциях в растении большую роль играет трипептид глютатион благодаря присутствию в нем остатка цистеина, который обусловливает способность глютатиона окисляться в соответственное дисульфидное производное, которое обратно восстанавливается в глютатион: 2RSH (сульфгидрильная группа) ⇔ RSSR + 2Н (дисульфидная форма). Глютатион является переносчиком водорода, и этим определяется его важная роль, наравне с аскорбиновой кислотой, в происходящих в организме окислительновосстановительных процессах. Сульфгидрильной группе (SH) приписывается стимулирующее действие на рост животных и растений, под ее влиянием увеличивается число делений клеточного ядра, в отсутствие ее прекращается деятельность камбия. Глютатион найден почти во всех представителях растительного мира. Он содержится в меристематических тканях, репродуктивных органах, сосудистых пучках, главным образом в областях быстрого роста.
Другими содержащими серу соединениями являются глюкозиды, имеющиеся в представителях семейств крестоцветных, каперцовых, резедовых, настурциевых. Глюкозиды этих растений являются соединениями горчичных масел с глюкозой.
Сера содержится и в таких веществах, как витамин B1 (тиамин) и биотин. Имеют серу также и некоторые антибиотики, в частности пенициллин.
Сера играет важнейшую роль в растительном (и животном) организме. Действие ее связано с белковым обменом, окислительно-восстановительными процессами, энергетическим балансом организма, активированием энзимов, гормональными функциями, образованием хлорофилла и т. д.
Некоторые растения берут больше серы, чем фосфора. Так, отношение потребляемой серы к фосфору составляет примерно 1/2 у ржи, картофеля, 3/4 у пшеницы, ячменя, кукурузы, люцерны, клевера, 1 у проса, овса, свеклы, 2 у турнепса, капусты. Средние количества серы составляют около 10% всей золы, но у капусты доходят до 15%, у горчицы до 14%, у резеды до 18% В среднем можно считать, что урожаи большинства растений потребляют от 10 до 30 кг SO3 с гектара (капуста до 70 кг). Более бедны серой хлебные злаки.
Опыты с введением в растения радиоактивной серы показали, что в течение 8—10 дней данная в виде сульфата натрия сера распространяется по всему растению, причем в надземной его части серы было больше, чем в корнях. При созревании растений 60—80% всей усвояемой серы перемещалось в семена. Ее распределение в листе было довольно однородным. В зерне пшеницы наибольшее количество серы было в зародыше, особенно в колеоптиле. Распределение серы в зерне подобно размещению в нем белка.
Ассимиляция серы связана с восстановительным процессом. В присутствии аммиачного азота устраняется конкуренция между восстановлением нитратов и сульфатов за энергию, освобождающуюся во время дыхания. При питании аммиачным азотом в растении содержится больше белковой серы, чем в случае нитратного питания. Преобладание процессов распада увеличивает количество тиаминокислот и сульфатов в растении. При недостатке серы сокращается белковый синтез, накопляются воднорастворимые сера, нитраты, крахмал, гемицеллюлезы (а в связи с этим утолщаются клеточные стенки), уменьшается количество горчичного масла (горчица), подавляется деятельность активного камбия.
Характерными признаками недостатка серы является хлороз, уменьшение размеров листьев, удлинение стеблей, деревянистость листьев и черешков. У злаков более чувствительны к недостатку серы корни, у бобовых и крестоцветных — зеленые части растений. Небольшое количество SO2 в воздухе не вредит растительности. При повышенных количествах вред сильнее после дождей для растений молодых, широколистных и таких, у которых листья находятся ближе к поверхности земли. При насыщении атмосферы SO2 (опыты в США с люцерной) 90% всей серы поглощалось листьями люцерны. Наличие серы в пределах 0,5—1,5% не влияло на фотосинтез, при 1,5—1,7% не наблюдалось вреда для растений, при 2% наблюдался хлороз и разрушение листьев (на 90—95%). При устранении SO2 из воздуха происходил быстрый рост новых листьев и восстановление фотосинтетической активности.
Сера способствует лучшему развитию клубеньковых бактерий, увеличивает белковость зерна, повышает долю зерна в урожае, видимо, несколько ускоряет развитие растений.
Внесение серы вызывает подкисление почвы, частичную ее стерилизации и подавляет минерализацию органического азота почвы. Вместе с тем сера увеличивает доступность для растений почти всех зольных элементов питания.
Сера рекомендуется в качестве мелиорирующего средства на солонцах и и качестве сопутствующего удобрения при внесении фосфорита. Возможно применение серы в качестве внекорневой подкормки. Дозировка серы колеблется от 60 до 120 кг на 1 га.