для чего используют серу в сельском хозяйстве
Для чего используют серу в сельском хозяйстве
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» />
на возбудителя мучнистой росы
Механизм действия серного фунгицида (тиовита)
на возбудителя мучнистой росы
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]
Большое влияние на активность препаратов серы оказывает температура воздуха. Сера эффективна лишь в узком спектре температур (18-28 °С). при температуре ниже 20 °С ее препараты слабо эффективны, а при температуре выше 35 °С повреждают листья. При температуре 16-18 °С применяют максимально допустимую норму препаратов серы. [2] [7] [9]
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.
Использование серы в сельском хозяйстве
В настоящее время, пожалуй, нет такой отрасли народного хозяйства, в которой бы активно не применялась сера. Сегодня без нее не обходится производство целлюлозы, текстиля и даже продуктов питания.
Сера используется и в качестве одного из компонентов при изготовлении дорожных покрытий, из нее производятся моющие средства, взрывчатые и пиротехнические вещества, спички, а также медикаменты.
Тем не менее, наиболее активно данный элемент применяется в химической отрасли, поскольку более 50% всей добываемой в мире серы идет на производство серной кислоты, которая затем находит применение в самых различных областях. С ее помощью очищают жидкие виды топлив, например, керосин и парафин, а также минеральные масла и жиры.
Сера (sulfur) представляет собой элемент 3-го периода системы Менделеева с атомным числом 16, которое обозначается символом S. В стандартных условиях это вещество имеет вид непрочных кристаллических образований желтоватого цвета.
Сера обладает способностью непосредственно соединяться с большим количеством металлов, выделяя при этом тепло. Из этого элемента также производится диоксид серы, дисульфид углерода, кроме того, его используют при изготовлении различных сульфатов.
Сера абсолютно не токсична в чистом виде и в сульфатной форме. Но ее соединения, такие как сероуглерод, сероводород и диоксид серы, достаточно токсичны.
При сжигании сера плавится в кроваво-красную жидкость, и горит, ярким синим пламенем.
В природе данный элемент образуется во время вулканических извержений, при выветривании сульфидов, при разложении гипсоносных осадочных пород, а также является продуктом жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.
Гранулированная сера представляет собой особо ценный мезоэлемен и занимает особое место в природе, поскольку не только входит в состав всех живых организмов и продуктов их разложения, но и оказывает положительное влияние на рост и развитие растений.
Сера находится во всех живых организмах. Например, в человеке весом 70 килограмм содержится около 140 граммов этого вещества. Больше всего ее в шерсти животных и в волосах.
Данный элемент в большом количестве содержат такие продукты как яйца, чеснок, лук, горчица, хрен. Она также присутствует в древесном угле и в нефти.
Основные разновидности серы
Товарная сера может быть представлена в следующих видах:
· Гранулированная сера. Данная разновидность является наиболее востребованной. Она имеет полусферческую форму гранул и более известна под названием «чечевица». Данный вид серы может в незначительных объемах содержать серную пыль
· Чешуйчатая сера имеет те же свойства, что и гранулированная, но отличается по форме гранул. Ее чешуйки обычно имеют размер от 2 до 50 миллиметров, которые также могут содержать некоторое количество серной пыли
· Сера молотая или комовая является негомогенным продуктом. Она содержит пыль и представляет собой мелкий желтоватый порошок, нерастворимый в воде. Данная разновидность серы растворяется в некоторых видах масел при нагревании на водяной бане
· Пластинчатая сера. Если в расплавленную серу, нагретую до кипения, вылить тонкой струей в холодную воду, она превращается в мягкую гуттаперчевую аморфную массу коричневого цвета, которую можно растягивать в нити. Уже через несколько часов это вещество становится хрупким, приобретает желтую окраску и превращается в ромбическую разновидность серы
· Бентонитовая сера производится из смеси серы и бентонита (природного глинистого минерала, который обладает свойством разбухать при гидратации). Как правило, бентонитовая разновидность серы используется в сельском хозяйстве для нормализации уровня кислотности (рН) слишком щелочной почвы
· Жидкая сера имеет ограниченное применение из трудностей с ее транспортировкой. Но, тем не менее, именно эта разновидность является наиболее эффективным, быстрым и простым решением для улучшения уровня кислотности почвы, поскольку ее можно вносить непосредственно в грунт
· Осажденная, молочная или растворимая сера. Это вещество часто называют «минералом красоты», поскольку его активно используют в косметологии, медицине и фармацевтике. Синтезируемая белками и аминокислотами осажденная сера обладает способностью регулировать метаболические процессы в организме человека. Она имеет вид мелкого аморфного порошка чуть желтоватого оттенка, обладает характерным запахом и имеет очень горький привкус.
Применение гранулированной серы в сельском хозяйстве
В целом, на нужды сельского хозяйства расходуется около 10-15% всей производимой в мире серы.
Это вещество входит в состав растительного белка, а потому принимает активное участие в синтезе жиров и прочих органических соединений связанных с метаболическими процессами (азотным, углеводным и белковым обменом).
Сера также участвует в фотосинтезе, способствуя улучшению обменных и дыхательных процессов внутри растений, оказывая положительное влияние на усвояемость ими азота и других микроэлементов. Благодаря ее наличию улучшаются свойства, вкусовые качества и аромат зрелых плодов.
Кроме того, этот элемент способствует укреплению иммунной системы и повышает устойчивость растений к воздействию различных вредителей и заболеваний. По этой причине сера часто используются в качестве эффективного фунгицида.
Гранулированная сера является также важным элементом в составе минеральных удобрений. Она усиливает стойкость всходов к воздействию как низких, так и высоких температур, помогает им противостоять засухе, повышая устойчивость к воздействию радиации.
По мнению ученых, недостаток серы способен привести к ухудшению фотосинтеза на 40%. При этом происходит распад белков, а внутри растений накапливаются растворимые азотистые соединения.
При дефиците серы у культур происходит задержка в росте и развитии, снижается способность противостоять грибковым инфекциям. На растениях можно наблюдать пожелтение молодых листьев и ростовых точек, стебли всходов вытягиваются и становятся тонкими, что впоследствии оказывает негативное влияние на общую урожайность культур.
Поглощение серы растениями происходит, в основном, через корневую систему и листья. При этом от 60% до 90% всей серы, которая находится в почве, представляет собой органическую форму. Она активно «работает» на протяжении всего периода вегетации, постепенно поставляя культурам необходимые компоненты в нужном объеме.
Обычно, в зависимости от разновидности с/х растений серу вносят в почву от 15 до 180 килограмм на гектар.
Сферы применения гранулированной серы в сельском хозяйстве
· Дезинфекция теплиц, оранжерей, парников, овощехранилищ и так далее
· Борьба с вредителями (в основном в качестве акарицидного средства для противодействия различным видам клещей), а также как средство против грибков и плесени
· Борьба с болезнями. Особенно часто сера применяется в виде эффективного фунгицида для обработки растений против мучнистой росы и корневой гнили. Наиболее часто ей обрабатывают виноградники, плодовые деревья и хлопчатник
· Повышение кислотности почвы
· Удобрение растений. Сера способствует усилению иммунитета, улучшает процесс усвоения микроэлементов, содействует укреплению корневой системы. Повышенную потребность в этом элементе имеют такие растения как соя, горох, рапс, а также зерновые культуры, включая пшеницу, кукурузу и просо
При этом сера не требует особых условий хранения, не поддается слеживанию и удобна при транспортировке.
Более подробно о сере, как о мезоэлементе и значении ее в питании растений можете прочитать здесь.
Без серы внесение других элементов бесполезно
Все начинается с серы
Николай: До недавнего времени основными элементами, необходимыми для питания растений, считались азот, фосфор и калий. Но исследования ведущих мировых экспертов в области агрохимии показали, что в этот ряд нужно обязательно включить и серу. Штайнер не зря ее сравнивал со стартером, который запускает весь механизм микробиологии.
Микроэлементы тесным образом связаны друг с другом. Не будет одного, не заработает и другой. Серу в почву надо вносить самой первой, чтобы она активизировала все остальные элементы. Лучше всего это делать весной — достаточно 10 — 20 кг на 1 га (или 100 — 200 г на 1 сотку). Эта небольшая доза кислотность почвы не изменит, а процесс доступности других микро-элементов запустит.
Сера — уникальный элемент. Растение напрямую не может его усвоить своими корнями. Только с помощью грибов и бактерий, которые ею питаются. Так создается ризосфера — связь корней с серомобилизующими бактериями.
В растениях серы немного — около 0,2 — 1 процента сухой массы. Но по своему биохимическому воздействию она приравнивается к макроэлементам. И заменить ее чем-то другим просто невозможно. Согласно последней классификации сера отнесена к первоэлементам наряду с водородом, углеродом, кислородом, азотом и фосфором, входящими в состав белковых молекул ДНК и РНК.
Дефицит серы приводит к тому, что растение плохо усваивает азот. И даже на подкормленных азотными удобрениями полях при серном голодании он просто вымывается в почву, засаливая ее. От этого страдает и окружающая среда.
Немецкие исследователи подсчитали: из-за недостатка серы в почве ежегодно теряется до 300 млн кг азота, или около 10 процентов используемых азотных удобрений.
Если мы нарушаем биологический цикл и вносим, например, очень много активного азота или какого-то другого легкорастворимого элемента, то получаем обратный эффект. Микроэлементы становятся недоступны — растения их просто не усваивают. Сера же восстанавливает биологические циклы. Поэтому она всегда должна быть в почве и всегда должна быть активна. Сера улучшает использование растениями азота и фосфора, участвует в образовании хлорофилла, в азотном и углеводном обмене веществ, в процессах дыхания и синтезе жиров, повышает устойчивость к засухе и болезням. Она усиливает рост и развитие растений, стимулирует образование клубеньковых бактерий на корнях у бобовых культур. Дефицит же серы на 40 процентов снижает не только фотосинтез, но и урожайность.
Сера — основной элемент растительных масел (горчичное, чесночное и др.) и витаминов. Именно от нее зависят вкус и аромат многих культур, в частности, лука, хрена и чеснока. Серу содержат огурец, томат, перец, баклажан, тыква, картофель, морковь, свекла, капуста, фасоль, салат, шпинат.
Да и для человека сера очень важна. Она отвечает за свертываемость крови, помогает организму бороться с вредными бактериями, предохраняет от воздействия радиации и замедляет старение.
Ольга: Чтобы растение хорошо росло и развивалось, необходимо обеспечить оптимальное соотношение микроэлементов. Азот — сера должны соотноситься в пропорции 10:1, то есть на 10 кг азота мы обязательно должны дать 1 кг серы. Соотношение углерода и серы — 60:1, фосфора (в пересчете на Р) и серы — 1:1.
— Почему вдруг возрос интерес к сере? Мы что, ее раньше не использовали?
Ольга: Использовали. Но сейчас сельское хозяйство более интенсивное, уменьшились площади под многолетними травами, под парами, увеличились объемы выращивания высокоурожайных сортов прибыльных культур. Соответственно, увеличился и вынос элементов урожаями. Сократились также объемы внесения органических удобрений.
В прошлом в атмосфере было много серы в виде сернистого газа. Это объяснялось интенсивным использованием в промышленности каменного угля, при сгорании которого в атмосферу выделялись газы, содержащие серу. Впоследствии они, смешиваясь с водой, выпадали на землю так называемыми кислотными дождями. А поскольку такие осадки были признаны одной из глобальных экологических проблем, то мировая промышленность переориентировалась на другие источники энергии.
Да и сами минеральные удобрения лет 30 — 40 назад при изготовлении не подвергались такой высокой степени очистки, как сейчас. А ведь во многих ископаемых материалах, используемых для изготовления удобрений, были разного рода примеси, в том числе соединения серы.
В прошлом веке активнее использовались фунгициды («Сульфат меди», «Бордосская смесь») и инсектициды (серная пыль, коллоидная сера) на основе серы. Сейчас же в сельском хозяйстве все больше не природных, а химических пестицидов. Соответственно, уменьшается и поступление серы в агроценозы.
— Как же определить, что растению не хватает серы?
Известно, что максимальное количество серы сосредоточено в семенах и листьях, а минимальное — в стеблях и корнях. Поэтому, чтобы в кратчайшие сроки (за 4 — 5 дней) ликвидировать последствия серного голодания, лучше всего провести внекорневую подкормку растений.
Ольга: Рапс, репа, редис, чеснок, лук, кочанная капуста, брокколи, горчица. Менее зависимы от серосодержащих веществ свекла, кукуруза, лен, хлопчатник, табак и бобовые (соя, горох, люцерна, клевер), картофель, зерновые (пшеница, рожь, ячмень, тритикале), подсолнечник и многие травы.
Также потребление серы меняется в зависимости от фазы развития растения. К примеру, рапсу больше всего ее надо в период цветения и формирования стручков. Для пшеницы дефицит наиболее ощутим во время кущения и в момент молочной спелости зерна. Кукурузе сера нужна в течение всего вегетационного периода. Причем более 50 процентов ее аккумулируется в зерне.
Как правило, с урожаем выносится от 10 до 30 кг серы с 1 га. Это зависит от возделываемой культуры, а также от уровня урожайности (таблица № 2). Но есть и рекордсмены: культуры семейства крестоцветных могут поглощать до 70 кг/гa.
Таблица № 2 
— Но сера используется не только как удобрение.
Николай: В первую очередь она известна как фунгицид. 2000 лет до н. э. древние греки сжигали ее, используя для дезинфекции. Об этом писал даже Гомер. И сегодня серной шашкой мы обеззараживаем парники и теплицы. Можно использовать и саму серу. Для этого ее надо завернуть в хлопчатобумажную ткань и поджечь. Едкий дым убивает вредителей. Но в алюминиевых теплицах это делать не стоит: может пострадать каркас. Если же он из древесины, то польза будет двойной — погибнет и грибок, что есть в дереве, и клещи. А также тли, щитовки и червецы. Здесь сера уже выступает как акарицид, инсектицид. Попав на листовую поверхность, она начинает испаряться, выделяя серную кислоту. Она-то и убивает (правильнее даже сказать, выжигает) споры грибов, патогены и вредителей.
— Богаты ли серой наши почвы?
Ольга: Почва — основной источник поступления соединений серы к культурным растениям. Обычно их содержится в пределах 0,005 до 0,04 процента. В среднем на каждые 77 кг органического вещества почвы приходится чуть меньше 0,5 кг серы. Важно не только ее количество, но и форма, в которой находится это вещество. Известно, что сера становится доступной для растений только в процессе ее минерализации микроорганизмами.
В земле сера находится в форме сульфат-анионов — ионов с отрицательным зарядом. Почвы же в основном притягивают и удерживают в поверхностном корнеобитаемом слое положительно заряженные катионы — кальций, магний, калий, натрий. Все, что заряжено отрицательно, будет вымываться в нижние слои. Удержать серу и другие микроэлементы в поверхностном слое почвы может кальций. Но и он не всесилен, особенно если вносить большие дозы азотных удобрений. Надо понимать, что урожайность один азот вряд ли повысит. Какая-то его доля будет усвоена растениями, но большая часть окажется невостребованной и, превратившись в кислоты, начнет подкислять почву, переводя в более подвижное состояние и кальций. После этого уже и он начнет вымываться в нижние слои. Уйдет кальций, вместе с ним опустится и сера. Вымоются другие элементы, скажем, бор и азот.
Важен вот еще какой нюанс: сера, попадая в почву, превращается в ион сульфата, который подкисляет ее. Поэтому необходимо контролировать уровень рН. И если определено, что почва кислая, то в первую очередь ее надо произвестковать материалами, содержащими кальций (известь, мел) и магний (доломит). Если же параллельно определен дефицит в почве и фосфора, то хорошим помощником может быть фосфоритная мука.
Необходимо помнить, что большинство культур предпочитают близкую к нейтральной среде почву. В кислой (и некомфортной для себя) они растут очень медленно, плохо развивается корневая система, слабо работают и почвенные бактерии.
Николай: Доказано, что применение серосодержащих удобрений на почвах с низким содержанием серы увеличивает коэффициент использования соединений фосфора, кальция, марганца, повышает урожайность. Заметный дефицит серы наблюдается на почвах с низким содержанием гумуса. На богатых же органикой грунтах соотношение между азотом и серой держится примерно на одном уровне — от 8:1 до 12:1.
С одной стороны, сера, растворяясь в воде, вымывается в нижние слои почвы за пределы активной корневой зоны культур. С другой — при недостатке воды высокие дозы серосодержащих удобрений накапливаются в верхних слоях почвы, образуя сульфатное засоление и вызывая сульфатную токсичность культур.
— Какой-то же процент серы есть и в навозе?
Николай: Сера, находясь вместе с другими элементами в кормах для животных, попадает и в навоз, точно так же, как и азот, фосфор, калий и микроэлементы. Обычно в навозе и компосте ее не более 0,3 — 1 процента. Реальный же процент зависит не только от сельскохозяйственных животных, но и от того, чем их кормят и в каких условиях они содержатся. Сера в навозе будет, если питание животных было сбалансированным.
— Многие культуры отдают предпочтение кислым грунтам.
— Отдельная тема — выбор серного удобрения.
Сегодня наиболее распространен «Сульфат аммония». В нем 24 процента серы и 21 процент азота. Но он сильно подкисляет почву. Да, дефицит серы мы устраним, но одновременно в нижние слои вымоется и кальций. Нужно следить за кислотностью почвы, регулируя рН. Если надо, то до «Сульфата аммония» лучше внести доломит, мел или известь.
Наиболее нуждаются в сере горох, соя, рапс и культуры семейства крестоцветных. Также много ее необходимо пшенице, просу и кукурузе. Меньшие объемы серы нужны люцерне, многолетним травам, картофелю и сахарной свекле. Под рапс и пшеницу ее лучше вносить с осени, а под кукурузу и картофель весной.
— Но ведь и сама сера может быть разного вида.
Николай: Да, гранулированной или коллоидной. Свойства у них одинаковые. Но все же ряд отличий есть. Гранулированная не слеживается и долго хранится, не пылит. Что касается самого эффекта от внесения, то в случае с гранулами его придется ждать дольше. Они будут работать долгие месяцы, а то и годы, но зато их легко вносить. Порошковая же сера сработает куда быстрее, но внести ее очень сложно: уж очень пылит. Да и меры предосторожности надо соблюдать усиленные и не использовать ее в засушливый и жаркий период из-за ее возможного возгорания. Чтобы получить двойной и ускоренный эффект, можно по осени внести гранулированную серу, а ранней весной — измельченную, коллоидную.
Конечно, лучше всего распылить коллоидную серу, опудрив растения. Но сделать это очень непросто: разлетится, как пыль. Можно смешать ее 1:1 с влажным песком или с мылом или просто развести в воде и затем обработать посадки опрыскивателем. Можно поливать и из лейки, но так сложнее выдержать дозу. Чтобы приготовить водный раствор, необходимое количество порошка высыпьте в емкость и залейте небольшим количеством (50 — 70 мл) чистой теплой воды. Тщательно разотрите и хорошо вымешайте. Затем добавьте еще 0,5 — 1 л воды. Еще раз хорошенечко вымешайте и вылейте в ведро, где 8 — 9 л воды.
И еще хочется предостеречь. Если у вас гранулированная сера, не вздумайте ее сами молоть — отравления не избежите!
— А что можете сказать про «Бордоскую смесь»? Ведь в ее составе, помимо кальция и меди, есть еще и сера.
Николай: Это отличный фунгицид! И использовать его можно (и нужно!) не только в саду, но и на огороде. Я всегда рекомендую обрабатывать «Бордоской смесью» будущие грядки (если нет серы) ранней весной по почве. Сера выступит как активатор почвенной биоты.
Ранней весной для обработки сада мы берем 3-процентный раствор «Бордоской смеси» — 300 г «Медного купороса» и 400 г извести на 10 л воды. Для грядок же подойдет 1-процентный раствор — 100 г «Медного купороса» и 100 — 150 г извести на 10 л воды. Лучше всего «Бордоскую смесь» вносить опрыскивателем, чтобы густым туманом накрыть землю. Так будет и безопаснее, и качественнее. Главное — правильно приготовить состав. Обработки можно проводить, как только температура днем поднимется до плюс 5 градусов, не больше.
— Когда и как правильнее вносить серу?
Николай: Действие серы напрямую зависит от температуры окружающей среды. Для стопроцентного результата необходимо, чтобы температура воздуха была выше плюс 20 градусов. При более низкой температуре препарат подействует, но не в полную силу. Лучше всего обработку проводить утром, когда нет жары. Но можно использовать препарат и вечером. Опрыскивать растения нужно со всех сторон, чтобы вещество распределилось равномерно.
Внимание: серу не используют во время активного цветения. И еще: раствор нужно пускать в работу сразу после его разведения. Сера, если не использовать ее сразу, теряет свои свойства.
Обязательно соблюдайте правила дозировки и не забывайте о собственной безопасности. Работайте только в защитной одежде, маске и перчатках.