Siarka (S)

Siarka poprawia wydajność azotu i jest niezbędna do syntezy białek. Ponadto siarka umożliwia produkcji własnych substancji obronnych roślin. Znaczny wzrost plonów można osiągnąć w przypadku roślin oleistych i strączkowych. Cebula, pory i czosnek wymagają siarki do tworzenia składników tworzących smak. Siarka jest pobierana z gleby przez roślinę wyłącznie w postaci jonu siarczanowego.

Związki siarki występujące w glebie są przekształcane na wiele różnych sposobów, podobnie jak w cyklu azotowym. Na przykład substancje organiczne są poddawane mineralizacji i hydrolizie mikrobiologicznej, a produktem końcowym jest zawsze jon siarczanowy. W warunkach beztlenowych jon siarczanowy może zostać zredukowany przez bakterie do siarkowodoru, który jest niedostępny dla roślin.

Siarka elementarna przekształca się w siarkę siarczanowo-siarkową w wyniku procesu transformacji przeprowadzanego przez bakterie glebowe (np. bakterie tiotroficzne). Bakterie te utleniają siarkę elementarną do siarczanu uwalniając wodór (H⁺). W związku z tym siarka elementarna powoduje zakwaszenie gleby. Natomiast w przypadku gleb wapiennych (wartość pH > 7), powstający w tym procesie kwas siarkowy neutralizowany jest przez wapno, co prowadzi do powstania trudno rozpuszczalnego gipsu.

Siarczan magnezu i siarczan potasu są solami obojętnymi. Zawarte w nich składniki pokarmowe rozpuszczają się w roztworze glebowym bez uprzedniej konwersji i nie mają wpływu na wartości pH gleby.

Siarczan, jako jon ujemny, podobnie jak jon azotanowy, nie ulega znaczącej adsorpcji na koloidach glebowych i dlatego jest narażony na wymywanie, szczególnie w półroczu zimowym. Ryzyko wystąpienia niedoboru siarki jest duże na glebach lżejszych, zwłaszcza po obfitych deszczach, na glebach o słabej strukturze oraz w warunkach powodujących ograniczenie systemu korzeniowego (np. zagęszczenie, tworzenie się niecek itp.). Z drugiej strony, gdy parowanie przewyższa opady, zwłaszcza w miesiącach letnich, zastosowanie wiosną siarczanu w zależności od potrzeb zapewnia wystarczające zaopatrzenie w siarkę przez cały okres wegetacji.

Do pomiaru zasobności gleb w S stosuje się różne metody. Test Smin mierzy potencjalnie dostępną S z bardzo głębokich rdzeni glebowych lub wartość tę można oszacować na podstawie szeregu cech gleby, agronomicznych i pogodowych. Alternatywną, coraz ważniejszą metodą jest obliczanie zawartości S w roślinie za pomocą stosunku N/S lub testu stosunku jabłczan/siarczan, które pokazują, czy roślina jest odpowiednio zaopatrzona w S.

Tylko jon siarczanowy jest pobierany przez roślinę z gleby. Rośliny są jednak w stanie pobierać niewielkie ilości siarki atmosferycznej (siarkowodór i dwutlenek siarki).

Funkcja siarki w roślinie

• Zwiększona efektywność wykorzystania azotu
• Niezbędny do syntezy aminokwasów zawierających siarkę i dlatego jest niezbędny do syntezy białek.
• Aktywuje ważne enzymy niezbędne do metabolizmu energii i kwasów tłuszczowych.
• Składnik białek chloroplastów.
• Ważny dla syntezy zawierających siarkę, wtórnych substancji roślinnych, takich jak olejki aromatyczne i związki, które wpływają na smak i zapach, a tym samym na wartość jakościową wielu roślin użytkowych.
• Składnik witaminy B1 (szczególnie w przypadku zbóż i roślin strączkowych).
• Ważny dla produkcji wrodzonych substancji obronnych roślin (fitoaleksyny, glutation).

• Objawy niedoboru często pojawiają się najpierw na młodych liściach (por. niedobór N, który ma tendencję do pojawiania się najpierw na starszych liściach)
• Na liściach pojawiają się duże obszary uogólnionej chlorozy.
• Cała roślina wydaje się sztywna i krucha.
• Typowe objawy u rzepaku to zahamowanie wzrostu, łukowate liście przypominające łyżkę, bladożółte lub białe płatki, a strąki mogą wydawać się pęcherzykowate i rozdęte.
• Do lat 80-tych emisje SO₂ pochodzenia przemysłowego były na ogół wystarczające do pokrycia pełnego zapotrzebowania na S większości upraw.
• Szereg działań mających na celu obniżenie emisji przemysłowych dla czystszego powietrza doprowadziło do znacznego zmniejszenia emisji siarki do atmosfery. To z kolei spowodowało zmniejszenie depozycji S, która obecnie spadła do poziomu sprzed epoki przemysłowej.
• Przewiduje się ogromny deficyt siarki, zwłaszcza w Azji, ale także w innych regionach świata.

• Na terenach wiejskich oddalonych od uprzemysłowienia dawka siarki wynosi średnio tylko 5-10 kg S ha^-1. Nie pokrywa to zapotrzebowania, które w zależności od rodzaju uprawy i poziomu plonowania waha się w granicach 5-80 kg S ha^-1.
• W wielu rejonach świata niedobór siarki stał się obecnie największym czynnikiem ograniczającym produktywność roślin.
• Wiele roślin uprawnych, takich jak rośliny oleiste, strączkowe, cebula, por i czosnek, potrzebuje S do produkcji aromatycznych związków smakowych. Szczególnie w przypadku tych upraw nawożenie siarką często powoduje ogromny wzrost plonów i ich jakości.
• Ponadto, dostarczanie siarki poprzez obornik i inne odpady z gospodarstw rolnych jest często niewystarczające.
• W pierwszym roku tylko 5-10 % siarki kompleksowej jest dostępne dla roślin. W przypadku roślin o wczesnym zapotrzebowaniu na siarkę, takich jak rzepak i zboża, stosowanie takich nawozów naturalnych przez kilka lat jest nadal niewystarczające i dlatego zaleca się nawożenie mineralne.