Среди наиболее необходимых элементов, играющих жизненно важную роль в питании сельскохозяйственных культур, сера (S) занимает особое место. Хотя количество потребления ее растениями не столь велико по сравнению с азотом, фосфором и калием, все же ее значение для полноценного роста и развития культур трудно переоценить. В растительном организме сера присутствует в виде органических и минеральных соединений и составляет около 0,2−1% сухой массы растений, но по своему биохимическому воздействию приравнивается к макроэлементам. Заменить ее другими элементами минерального питания невозможно.
Дефицит серы — актуальная проблема для большого количества земель в России*. По данным агрохимической службы, лишь 10% пахотных угодий страны характеризуются высоким содержанием этого макроэлемента — более 12 мг/кг, а 75% испытывают его дефицит и нуждаются в применении серосодержащих удобрений.
Сера активно участвует в азотном и углеводном обмене веществ, в процессах дыхания и синтезе жиров. Она усиливает рост и развитие растений, стимулирует образование полезных бактерий на корнях растений, а также интенсифицирует поглощающую деятельность корневой системы, благодаря чему повышает эффективность применения NPK-удобрений, способствует мобилизации из почвы питательных элементов (кальций, магний, железо, микроэлементы) и снижает поступление в растения радионуклидов. Вместе с тем отмечается повышение устойчивости сельскохозяйственных культур к неблагоприятным климатическим условиям (повышенные или пониженные температуры, засуха). Сера в культурах является незаменимым компонентом белковых соединений (аминокислот — метионина, цистина, цистеина), витаминов В1 (тиамина) и Н (биотина), липоевой кислоты, глютатиона, коэнзима А, сульфолипидов, хлорофилла, поэтому ее дефицит вызывает нарушения в процессах синтеза белка, приводит к снижению (до 40%) интенсивности процесса фотосинтеза и накоплению растворимых азотистых соединений (нитритов и нитратов).
Достаточное обеспечение растений серным питанием — одно из условий получения высококачественных урожаев. Сера обеспечивает высокий уровень накопления в продуктах сахаров и крахмала, увеличивает содержание масла в семенах рапса, подсолнечника, сои, повышает долю клейковины в зерне пшеницы.
Сера, как и азот, играет важную роль в синтезе белка, поэтому между питанием растений азотом и серой существует тесная взаимосвязь. Известно, что при невысоком уровне азотного питания соединения серы способны восполнять недостаток азота в растении. В то же время, если в достаточном количестве кормить растения азотом, но им не хватает серы, то они не смогут усвоить и азот.
*Проблема дефицита серы появилась недавно. Дело в том, что ещё в прошлом веке в воздухе было много серы в виде сернистого газа. Это объяснялось интенсивным использованием в промышленности каменного угля, при сгорании которого в атмосферу выделялись газы, содержащие серу. Потом 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.
Бытует мнение, что алюминий является токсичным элементом для всех растений. Это в корне неверно! Алюминий активно участвует в физиологических процессах растений. Алюминий является необходимым элементом для образования белков, ферментов и гормонов, которые необходимы для нормального роста и развития растений. Благодаря наличию алюминия, удобрение «Биофора» способствует укреплению иммунной системы растений, повышает их сопротивляемость к болезням и вредителям, оказывает положительное действие на рост корневой системы растений. Также стимулирует образование новых корней, улучшает их качество и способствует усвоению важных питательных веществ. Алюминий помогает растениям эффективно поглощать влагу из почвы, что способствует укреплению их устойчивости к неблагоприятным условиям роста. Кроме того, алюминий имеет положительное влияние на физические свойства почвы, улучшая ее структуру и водопроницаемость.
Как известно, растения поглощают и усваивают азот из удобрений в двух формах: аммонийной и нитратной. Хорошо подвижная в почве нитратная форма усваивается легче — она перемещается с транспирационным током воды из почвы в растение. Поглощение аммонийного азота происходит лишь в непосредственной близости к корню. И при поглощении одной единицы аммонийного азота корень выделяет в почвенный раствор один протон (H+), чтобы предотвратить закисление цитоплазмы клетки.
Как работает ингибитор нитрификации: аммонийная форма азота с положительным зарядом (NH4+) легко преобразуется в нитрат (N03-) в результате процесса, называемого нитрификацией. Нитратная форма (N03-) быстрее всего потребляется растениями, но подвергается быстрому вымыванию из почвы и процессу денитрификации, с последующей потерей азота в виде газообразных соединений (NO, N2O, N2). Макромолекула ингибитора имеет сильный отрицательный заряд и притягивает катионы аммонийного азота (NH4+). Процесс нитрификации — перехода NH4 в NO3 останавливается. Растение постепенно поглощает NH4 растущей корневой системой. Потери в виде испарения NH3 (газ), вымывания и денитрификации NO3 не происходит. Использование ингибиторов нитрификации заставляет культуры поглощать аммонийный азот, после того, как нитраты будут исчерпаны в почве. Аммонийный азот положительно влияет на биосинтез белка, поскольку аммоний — это один из основных компонентов аминокислот и белков. При поглощении только нитратного азота культуре приходится тратить около 20 моль АТФ (единиц биологической энергии) на один моль нитратного азота, чтобы в процессе биосинтеза в клетке он превратился сначала в аммонийный азот и только после этого — в аминокислоты. При поглощении аммонийного азота требуемое для биосинтеза количество энергии снижается до 5 моль АТФ. Эта разница позволяет культуре давать более высокий урожай и повышать его качество. Кроме того, благодаря выделению протонов в ризосферу при поглощении аммония повышается доступность для растений некоторых питательных веществ, таких как фосфор и микроэлементы.
Замедление нитрификации с помощью ингибиторов даёт ряд преимуществ, способствующих повышению эффективности удобрений:
— сокращаются потери от вымывания нитратов. Они особенно велики при выпадении большого количества осадков в период вегетации.
— снижаются потери азота в виде газов (N2O, NO).
— аммонийная подкормка культур оказывает положительное физиологическое действие на рост урожая. Повышается степень усвоения азота, что позволяет культуре давать более высокий урожай и повышать его качество.
— позволяет вносить более высокие дозы азота без риска перехода его излишков в нитраты.
Ингибиторы нитрификации не только стимулируют повышение урожайности, но и спасают нашу экологию, так как одним из их назначений является снижение нормы внесения азотных удобрений В результате вымывания нитратов загрязняются водоёмы. Сведение практически к нулю выбросов азота в виде парникового газа N2O или разрушающего озон газа NO позволяет сделать применение удобрений экологически безопасным с точки зрения влияния на глобальные климатические изменения.
*Ингибиторы нитрификации вносят лишь в гранулированные удобрения, которые в свою очередь не могут называться комплексными, так как имеют в своем составе только макроэлементы. Жидкие удобрения — более подвижные, а значит и более питательные для растений, чем гранулированные, также их можно применять для внекорневой подкормки (по листу), что невозможно сделать удобрением в грануле.