Nhu cầu S của cây trồng tương đối cao, nhưng thấp hơn N và K, tương đương với P, Ca, Mg. Các amino acids tối cần thiết
Có chứa S như Cystine, cysteine và methionine. Khoảng 90% S trong cây nằm trong các proteins này. S hình thành nối Disulfide (- S - S - ). Thành phần cấu trúc Protein và họat hóa enzyme; tổng hợp diệp lục tố, Ferredoxin, các Fe-S protein. S có vào quan trọng trong các phản ứng Redox, quang hợp, cố định sinh học N, khử nitrate và sulfate, là thành phần của các Coenzymes như Coenzyme A và vitamins
Biotin, thiamine, B1, và là các hợp chất bay hơi trong các cây trồng họ hành tỏi, họ cải.
S ít di chuyển trong cây, nên không di chuyển từ lá già đến điểm sinh trưởng non. Do đó triệu chứng thiếu luôn xuất hiện trước ở các lá non bên trên.
Các triệu chứng thiếuS: sinh trưởng còi cọc, khẳng khiu, thường toàn cây vàng đồng nhất. Như cây Họ cải có lá màu đỏ tía, lượng protein thấp, tích lũy N không protein.
Khi thừa S mặc dù không trực tiếp gây độc cho cây và các sinh vật khác, nhưng có thể làm tăng tính độc của muối hòa tan cao. Là anion chính trong đất mặn. Đất có nồng độ SO4 2- cao, khi rửa trôi làm mất các cation
Thông thường các tác động của S đến môi trường không liên quan đến nông nghiệp.
- Phân giải chất hữu cơ, 90% S trong đất dạng hữu cơ. Phân chuồng, phân ủ, chất thải rắn sinh học. SO4 2- hấp phụ, trao đổi Anion, Fe- và Al-oxides. Từ các khóang chứa S, S kết tủa trong vùng khí hậu khô hạn, Sulfides trong điều kiện khử, S lắng tụ trong không khí, họat động công nghiệp và từ các lọai phân bón chứa S.
SO2 được hấp thu trực tiếp qua lá, nhưng với hàm lượng rất nhỏ. Nếu nồng độ quá cao, gây độc. Phần lớn S được rễ hấp thu dưới dạng SO4 2- (sulfate), <10% tổng S trong đất dạng SO4 2- , ngọai trừ vùng khí hậu khô hạn
SO4 2- có thể di chuyển đến rễ bởi dòng chảy khối lượng và khuếch tán, nhưng chủ yếu bằng dòng chảy khối lượng. khuếch tán quan trọng trong đất co hàm lượng S thấp.
Nồng độ S trong dung dịch đất: 5 -20 ppm, thường nồng độ S: 3 -5 ppm có thể thỏa mãn nhu cầu S của cây.
Trên đất cát, S thấp, nồng độ S <5 ppm
- Khóang hóa-hấp thu sinh học. Chu kỳ S hữu cơ tương tự chu kỳ của N hữu cơ.
1.1. Khóang hóa . Giải phóng S từ dạng hữu cơ thành dạng vô cơ, dạng hữu dụng đối với cây trồng, SO4 –S.
1.2. Hấp thu sinh học (đồng hóa). Là sự dự trử cho sự khóang hóa.
Hấp thu dạng S vô cơ từ và hình thành các dạng hữu cơ trong cơ thể vi sinh vật
Sự cân bằng giữa khóang hóa và hấp thu sinh chịu ảnh hưởng bởi tỉ lệ C:S vàN:S của chất hữu cơ. Tỉ lệ C:N:S trong chất hữu cơ trung bình 120:10:1.4.
Chất hữu cơ trong đất chứa khỏang 1% S chủ yếu là dạng Sulfate esters và ethers, chiếm 30 - 60% S hữu cơ. S trong thành phần các nối hóa học C - O – S trong các
Amino acids.
Các hợp chất C- S khác chiếm 10 - 20% S hữu cơ
Các hợp chất chưa nhận diện chiếm 30 - 40% S hữu cơ
Khoáng hóa-hấp thu sinh học S.
Tiến trình phân giải chất hữu cơ chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố tương tự như quá trình phân giải N, P, và chất hữu cơ, như họat động của vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, nhiệt độ, ẩm độ, độ thóang khí, pH, hàm lượng dinh dưỡng, dư thửa thực vật.
S trong chất hữu cơ được phân giải do enzyme Sulfatase, tương tự phosphatase enzymes trong phân giải P. Sulfate giải phóng từ sulfate esters.
Tỉ lệ C:S trong chất hữu cơ: khi C:S >400 khóang hóa S; C:S = 200 -400 hấp thu sinh học S= khóang hóa S và khi C:S <200 khóang hóa S> hấp thu sinh học S
Khoáng hóa và hấp thu sinh học tương tự với P.
- Hấp phụ S. SO4 2- hấp phụ là dạng hữu dụng, dễ bổ sung SO4 2- vào dung dịch đất.
Phân tích S trong đất thường xác định cả 2 dạng: S hòa tan và hấp phụ
Ví dụ trích bằng dung dịch Ca-phosphate. Rất quan trọng trên đất phong hóa mạnh, có tiềm năng hấp phụ cao.S hấp phụ cũng có thể là nguồn S quan trọng trong tầng đất sâu trên 1 số lọai đất
Lực hấp phụ của sulfate SO4 2- > NO3- , và SO4 2- < H2PO4-
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ SO4 2- bao gồm
- Lọai keo đất: các oxides ngậm nước như Fe-, Al-oxides là khóang hấp phụ S chủ yếu trên phần lớn các lọai đất.
- Hàm lượng sét, kiểu sét. Sét 1:1 hấp phụ SO4 2- cao hơn sét 2:1.
- pH đất. Khả năng hấp phụ lớn nhất trên đất chua, do điện tích phụ thuộc pH, có khả năng trao đổi anion. SO4 2- hấp phụ rất thấp ở pH >6.5.
- thành phần dung dịch đất ảnh hưởng đến hàm lượng S hấp phụ.
- Nồng độ SO4 2- và các anions và cations khác, như SO4 2- có thể thay thế bởi phosphate, và các cations anh hưởng đến rửa trôi
- Kết tủa-hòa tan S. Gypsum (Ca SO4) trong vùng khô hạn, kết tủa với Ca-carbonates trong đất đá vôi. Sulfides trong đất ngập nước, yếm khí H2S kết tủa dưới dạng FeS (và các khóang sulfide kim lọai khác)
Hòa tan yêu cầu sự oxi hóa S.
- Oxi hóa-khử. S hiện diện dưới nhiều trạng thái oxi hóa từ -2 đến +6. Sulfides, polysulfides, S nguyên tố, thiosulfate, sulfites, sulfates. SO4 2- là dạng oxi hóa cao nhất. Khi hấp thu vào trong cây trồng phải khử SO4 2- để hình thành các hợp chất hữu cơ.
Oxi hóa và khử S là 2 tiến trình do sinh vật
Các hợp chất S vô cơ dạng khử trong đất xảy ra trong điều kiện đất ngập nước, khử, đất ngập nước, đầm lầy ngọt, mặn.
Sulfides S nguyên tố dễ dàng bị oxi hóa thành sulfate trong điều kiện háo khí. Oxi hóa S do các vi sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng như Thiobacillus sp. Oxi hóa hóa học cũng xảy ra nhưng rất chậm. Oxi hóa S là tiến trình làm chua đất. Ví dụ
H2S + 2O2 ↔ H2SO4 ↔ 2H+ + SO4 2-
Có thể gây chua môi trường, tương tự tiến trình Oxi hóa sulfides như pyrite (FeS) trên đất phèn.
FeS2 + 3O2 + 3H2O ↔ 2H2SO4 + Fe(OH) 2
Oxi hóa S nguyên tố
2S + 3O2 + 2H2O ↔ 2H2SO4 ↔ 4H+ + 2SO4 2-
- Vận chuyển S. S có thể bị mất do xói mòn. Do mất chất hữu cơ làm kiệt quệ S trong đất. Do rửa trôi, vì SO4 2- có tính di động cao là anion chính trong nước rửa trôi, thấm lậu. Hàm lượng mất do rửa trôi chịu ảnh hưởng của các cation trong dung dịch. Rửa trôi mạnh nhất khi các cation hóa trị (K+, Na+) có nồng độ cao trong dung dịch. Ngoài ra S cũng có thể mất do bay hơi, là sản phẩm của các qua trình chuyển hóa do vi sinh vật trong đất Sản phẩm chính mất do bay hơi là dimethyl sulfide (CH3SCH3), carbon disulfide, methyl mercaptan, và dimethyl disulfide. Thường có tác động không có ý nghĩa đối với độ phì nhiêu của đất. S
bay hơi trực tiếp từ lá cây trồng cũng có thể xảy ra.
SO2 trong khí quyển do nhiên liệu hóa thạch, và các hoạt động công nghiệp khác, lắng đọng trong mưa, góp phần tạo mưa acid. Là nguồn cung cấp S có ý nghĩa trong 1 số vùng.
1.S nguyên tố : 85 - 100% S
2.Ammonium Sulfate: 24% S
3.Ammonium Thiosulfate: 26% S
4.Sul-Po-Mag: 22% S
5.Potassium sulfate : 18% S
6.Thạch cao (Gypsum): 19 % S
7.super lân đơn-OSP: 14%S
- NPK 16-16-8-13S
- Phân chuồng trung bình chứa: 1kg S/tấn
Triệu chứng thiếu thường xảy ra trên đất cát, hàm lượng chất hữu cơ thấp, do
SO4 2- rửa trôi mạnh. Trên các loại cây có nhu cầu S cao. Nhu cầu S của cây trồng rất khác nhau, như cỏ 3 lá (alfalfa, clovers), bắp cải, cây họ thập tự, hành, tỏi.
Cây họ hòa bản hấp thu S nhanh hơn cây họ đậu, nên đất có S thấp, cây họ đậu thường bị thiếu S hơn so với cây họ hòa bản. Ngoài ra cần chú ý đến nguồn cung cấp S, ví dụ S nguyên tố thường hữu dụng chậm, S phải được oxi hóa thành SO4 2-
Trong 1 số loại phân bón đa lượng có hàm lượng S cao, nên khi sử dụng nhiều nên giảm lượng phân bón S như phân superphosphate đơn chứa 14% S, triple superphosphate 1.5% S.
