硫——農(nóng)藝多面手（上）

                                                                                 硫——農(nóng)藝多面手（上)

硫在作物營養(yǎng)和防御機(jī)能方面扮演著重要角色。構(gòu)成功能蛋白（酶類）的三種氨基酸均含有硫。油料和蛋白質(zhì)作物對硫的需求較其他作物更高，這也解釋了為何硫在美國和加拿大的油菜籽、大豆、草料和玉米產(chǎn)地被視為是僅次于氮和磷的第三大作物營養(yǎng)元素。此外，越來越多的新證據(jù)表明硫?qū)ψ魑锏姆烙鶛C(jī)制較為重要，可幫助作物抵御生物及非生物脅迫。土壤有機(jī)質(zhì)是作物可用硫酸鹽的主要來源，而是硫酸鹽是作物的首要硫來源。土施硫元素要在被土壤微生物氧化后才可被作物吸收利用，這需要漫長的等待時(shí)間。很多作物還會從污染的空氣中吸收硫（例如SO_x形態(tài)）作為礦物養(yǎng)分。目前，每年的硫需求量約為1400萬公噸，主要為硫酸銨(40%)和過磷酸鈣（21%）。Oded Achilea博士為大家全方位深入解讀硫元素。

一種必不可少的營養(yǎng)元素

硫酸鹽——土施硫源

幾乎所有植物物種都以無機(jī)硫酸根陰離子SO42-作為最常用硫源。植物根系通過根細(xì)胞內(nèi)的硫酸根離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的主動攝取機(jī)制來捕獲這些陰離子。在擬南芥中，這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白共有14種基因編碼。硫酸根陰離子被運(yùn)送至根系的木質(zhì)部導(dǎo)管內(nèi)，并通過蒸騰流運(yùn)送到芽部，隨后通過亞硫酸鹽還原為硫化物并被用于生成半胱氨酸和蛋氨酸。土壤有機(jī)質(zhì)是作物可用硫酸鹽的主要來源。沙質(zhì)土壤的有機(jī)質(zhì)含量較低，如果地形呈中等或較大坡度，此類田地會因硫含量不足以及淋溶問題，尤其易于缺硫。

土施硫元素

硫的惰性較高，土施硫元素(S0)無法被作物直接利用。因此，在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，人們會把硫精細(xì)研磨再施用到土壤中，以便在大量土壤微生物的作用下將其氧化成硫酸鹽(S-6)。主要優(yōu)點(diǎn)在于這種調(diào)節(jié)過程全部天然，所需人力和能源較少。此過程的速度取決于顆粒大小—越細(xì)小，表面積越大，轉(zhuǎn)變成硫酸鹽的速度就越快。此外，較高的土壤溫度、濕度和pH值，松散的土質(zhì)以及有機(jī)質(zhì)等也會加快氧化過程。作為副產(chǎn)物，該過程會產(chǎn)生氫陽離子，意味著會降低土壤的pH值。

含硫氣體

在火山活動頻繁或工業(yè)化程度高的地區(qū)（由于燃燒含硫礦物燃料），空氣中有大量的含硫氣體。目前，二氧化硫(SO2)是這些地區(qū)最主要的含硫空氣污染物?？諝庵械钠渌驓怏w還包括硫化氫(H2S)、硫化羰(COS)、甲硫醇(CH3SH)、二硫化碳(CS2)以及乙硫醇(C2H6S)。有證據(jù)顯示，植物會吸收這些氣體并將其中的硫用作礦物營養(yǎng)物質(zhì)。作物主要通過氣孔吸收含硫氣體。

幾十年前發(fā)生的一系列事件最能證明植物能夠通過葉片吸收和利用含硫氣體。在20世紀(jì)下半葉，歐盟和北美地區(qū)的二氧化硫空氣污染程度達(dá)到令人擔(dān)憂的程度。從圖1可以看出，各種污染治理措施的推行已經(jīng)使得大氣中的SO2濃度有所降低。二氧化碳排放已被認(rèn)定直接導(dǎo)致酸沉積，極大改變了歐洲和北美地區(qū)的土質(zhì)和水質(zhì)，對包括水生系統(tǒng)、森林、野生植物和作物以及人類健康造成危害。為了解決這一全球問題，1979年《赫爾辛基協(xié)定》簽訂并強(qiáng)制要求各國政府實(shí)施嚴(yán)厲的硫氧化物減排措施。大多數(shù)西歐和東歐國家出臺《清潔空氣法》，使得硫排放物急劇下降。出人意料的是，北歐大多數(shù)油菜田和其他需硫作物在此后不久開始出現(xiàn)嚴(yán)重缺硫癥狀。這種現(xiàn)象表明，盡管含硫氣體會對環(huán)境和人類健康造成重大威脅，但它們卻深受需硫作物的歡迎。

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關(guān)于硫元素

• 雞蛋的含硫量很高，以促進(jìn)雛雞羽毛發(fā)育。雞蛋、毛發(fā)和羽毛中都含有很多的硫鍵，所以腐爛或燃燒時(shí)會散發(fā)出刺鼻的異味。

• 當(dāng)前具有重要地位的磷硫復(fù)合肥過磷酸鈣最早出現(xiàn)于19世紀(jì)40年代，由磷礦石與硫酸反應(yīng)生成，從此開創(chuàng)了現(xiàn)代化肥工業(yè)。

• 硫包衣尿素是最早的緩釋氮肥之一，它于20世紀(jì)60年代末由田納西流域管理局開發(fā)。

• 由于氮的釋放速率主要取決消耗硫包衣的土壤菌群，因此存在氮供應(yīng)量與作物需氮量不同步的問題。