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《化学元素知识》元素小常识之十六:硫元素

植物营养之硫元素

Magnesium

    众所周知,截至目前,国内外公认的高等植物必需的营养元素有17种。它们是碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl)和镍(Ni)。

  本期继续为大家带来中量元素的精彩内容

01

硫元素概述

       硫(S)元素在1839年由Sprengel等确定为植物的必须营养元素。植物含硫量为0.1%~0.5%。其变幅受植物种类、品种、器官和生育期的影响很大。十字花科植物需硫最多,豆科、百合科植物次之,禾本科植物较少。硫在植物开花前集中分布于叶片中,成熟时叶片中的硫逐渐减少并向其他器官转移。

    植物体内的硫有无机硫酸盐(SO42-)和有机硫化合物两种形态。前者主要储藏在液泡中,后者主要是以含硫氨基酸如光氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸,及其化合物如谷胱甘肽等存在于植物体各器官中。有机态的硫是组成蛋白质的必要成分。当对植物供硫适度时,植物体内含硫氨基酸中的硫约占植物全硫量的90%。

    由于各种植物的蛋白质组成是一定的,因此蛋白质中硫和氮的含量基本上是恒定的。但是缺硫时植物体的S/N会发生变化,因此可以通过S/N来诊断植物的硫营养状况。

      植物吸收的硫首先满足合成有机硫的需要,多余的才以硫酸根(SO42-)的形态储藏于液泡中。所以当供硫不足时,植物体内大部分为有机态硫 ;随着供硫量增加,体内有机硫也随之增加;而只有供硫十分丰富时,体内才有大量的硫酸根(SO42-)存在。

02

硫元素的作用

       植物体内的含硫量一般为2.0g~5.0g/kg。硫是多种氨基酸和酶的组成成分;硫是作物体内氧化还原过程不可缺少的元素;硫还是固氮酶和许多挥发性物质的组成成分,如葱蒜中的蒜油都含有硫,使其具有特殊的气味儿。

自然硫

03

植物对硫的需求与缺硫症状

一般认为,当植物的干物质硫含量低于0.2%时,植物便会出现缺硫症状,缺硫时蛋白质合成受阻导致失绿症,其外观症状与缺氮很相似,但发生部位有所不同。缺硫症状往往先出现于幼叶,而缺氮症状则先出现于老叶。缺硫时幼芽先变黄色,新液叶失绿黄化,茎细弱,根细长而不分枝,开花结实推迟,果实减少。此外,氮素供应也影响缺硫植物体内硫的分配。在供氮充分时,缺硫症状发生在新叶;而在供氮不足时,缺硫症状发生在老叶。这表明硫从老叶向新叶再转移的数量取决于叶片衰老的速率。缺氮加速了老叶的衰老,使硫得以再转移,造成老叶先出现缺硫症。

缺硫使植物体内蛋白质含量降低,其中含蛋氨酸和半胱氨酸等含硫蛋白质的数量明显下降,而其他氨基酸如精氨酸和天冬氨酸比例较高的蛋白质变化较小,有时甚至在体内出现累积现象。

/ 缺硫症状 /

    缺硫不仅造成植物营养体中蛋白质含量的下降,而且使子粒中蛋白质含量明显降低。此外,缺硫禾谷类植物子粒中半胱氨酸含量的下降,会明显影响面粉的烘烤质量。

然而,缺硫的特征因作物不同而有很大差异。比如:

(1)豆科作物特别是苜蓿需硫比其他作物多,对缺硫敏感。苜蓿缺硫时,叶呈淡黄绿色,小叶比正常叶更直立,茎变红,分枝少。大豆缺硫时,新叶呈淡黄绿色;缺硫严重时,整珠变黄化,植株矮小。

(2)十字花科作物对缺硫也十分敏感,如四季萝卜常作为鉴定土壤硫营养状况的指示植物。油菜缺硫时,叶片出现紫红色斑块,叶片向上卷曲,叶背面、叶脉和茎等变红或出现紫色,植株矮小,花而不实。

(3)小麦缺硫时,新叶脉间黄化,但老叶仍保持绿色。

(4)玉米早期缺硫时,新叶和上部叶片脉间黄化,后期继续缺硫时,叶缘变红,然后扩展到整个叶面,茎基部也变红。

(5)水稻秧苗缺硫时根系明显伸长,拔秧后容易凋萎,移栽后返青慢。如果继续缺硫,叶尖干枯,叶片上出现褐色斑点,分裂减少,抽穗不整齐,生育期推迟,空壳率增加,千粒重下降。

    还有在豆科植物缺硫初期,根瘤中固氮酶活性的幅度降低,因此豆科植物中后期的缺硫症状与缺氮症状很难区分。

04

常见的天然硫肥

    常用的含硫肥料有石膏、硫磺、硫酸镁、硫酸钾镁肥、过磷酸钙等。农业用的生石膏以过60目筛为宜,以利于植物吸收利用。熟石膏吸水后又变成生石膏,物理性质变差,施用不便。农用硫磺难溶于水,施入土壤经微生物氧化为硫酸盐后被植物吸收,肥效较慢但持久。农用硫磺必须100%通过16目筛,50%通过100目筛。

        土壤化学性质和化学过程是影响土壤肥力水平的重要因素之一。除土壤酸度和氧化还原性对植物生长产生直接影响外,土壤化学性质主要是通过对土壤结构状况和养分状况的干预间接影响植物生长。土壤矿物的组成、有机质的数量和组成、土壤交换性阳离子的数量和组成等都对土壤质地、土壤结构直至土壤水分状况和生物活性产生影响。    

        土壤里面的肥料养分多少,不是由肥料的量决定的,而是该田地里对应土壤的CEC相对量决定的。如果不确定CEC,仅是简单的土壤分析的数值数据实际上没有任何意义。只有确定了CEC后,才能决定这块田地肥料养分的多与少。

对症诊断施肥设计

基于土壤分析、借助IT大数据,科学判断土壤状态,设计投入品施加方案。按需施加,让作物有效吸收营养。

小祝老师BLOF课堂

Koiwai BLOF Class

。。。。。。含氮多的有机质材料中同时也含有大量硫,而硫和作物的香气和美味成分相关。沙丁鱼类是含有大量硫的原材料之一,与此相比的话大豆渣和玄米中包含着的硫是沙丁鱼类的二分之一,豆腐渣包含的硫是沙丁鱼类的四分之一。通过发酵沙丁鱼等来自鱼的原材料,使得增加香气和美味成为可能。。。。。。

-- 《有机栽培的肥料和堆肥》小祝政明

    土壤分析,是将作物生长发育的好坏与土壤肥料成分相比较的统计学。通过统计得出当时土壤中含有多少肥料量就是土壤分析,根据数据推荐在恰当的范围内施用肥料的数值就是施肥设计。   

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