Akademia Żywienia Roślin. Siarka - część I

17 Stycznia 2021

     Znaczenie siarki dla prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin jest wszechstronne. Niezbędność tego składnika pokarmowego wynika z jego specyficznej roli w metabolizmie roślin. Siarka stanowi istotny element strukturalny, wchodząc w skład aminokwasów, białek, enzymów i witamin oraz utrzymuje w normie parametry fizjologiczne bezpośrednio wpływające na wzrost i rozwój roślin. Związki siarki biorą udział w procesie fotosyntezy, oddychania, wiązania wolnego azotu oraz utrzymaniu odporności roślin w stosunku do chorób i patogenów. Ilościowe zapotrzebowanie na siarkę na ogół jest zbliżone do wymagań pokarmowych roślin względem fosforu, przy czym trawy i zboża pobierają nieco mniejsze ilości siarki niż fosforu, rośliny bobowate pobierają podobne ilości tych składników pokarmowych, podczas gdy krzyżowe i liliowate pobierają więcej siarki niż fosforu.

Rzepak to roślina, która ze średniej wielkości plonem pobiera około 40 kg siarki z hektara

 

Ile siarki potrzebują rośliny?

Optymalna zawartość siarki w roślinach uprawnych zawiera się w granicach od 0,05 do 1,5% suchej masy, ale najczęściej mieści się w przedziale od 0,2 do 0,5%. Niekiedy może dochodzić do 2%. Rośliny uprawne pod względem wymagań pokarmowych w stosunku do siarki dzielą się na trzy grupy:

  • Pierwszą grupę stanowią rośliny o bardzo dużym zapotrzebowaniu na siarkę, do których należą głównie rośliny krzyżowe – rzepak, kapusta, gorczyca, rzodkiew i rzepa oraz liliowate – cebula, czosnek. Rośliny te ze średniej wielkości plonem pobierają około 40 kg siarki z hektara, przy czym wielkość pobrania może dochodzić nawet do 80 kg siarki z hektara. Rośliny te produkują specyficzne związki siarki, od których zależy ich przydatność użytkowa, takie jak kwasy tłuszczowe czy olejki gorczyczne. 
  • Do grupy roślin o dużym zapotrzebowaniu na siarkę, pobierających od 20 do 40 kg siarki z hektara należą rośliny bobowate, zwłaszcza lucerna, koniczyna i strączkowe oraz burak cukrowy i pastewny. Wysokie wymagania pokarmowe roślin bobowatych w stosunku do siarki związane są z ich symbiozą z bakteriami wiążącymi wolny azot oraz z produkcją przez nie dużych ilości białka. W przypadku buraków wynikają one z wysokiej produkcji biomasy. 
  • Do trzeciej grupy roślin o relatywnie niewielkim zapotrzebowaniu na siarkę należą różne gatunki traw łąkowych i pastwiskowych, zboża oraz ziemniaki. Rośliny te pobierają od 12 do 25 kg siarki z hektara i reagują na nawożenie siarką przy wyższym poziomie nawożenia innymi składnikami pokarmowymi, szczególnie azotem. 

     Zapotrzebowanie roślin na siarkę uzależnione jest również od fazy wzrostu i rozwoju rośliny. Rośliny najintensywniej pobierają ten pierwiastek do okresu kwitnienia, zaś w późniejszych fazach rozwojowych tempo pobierania siarki maleje. Zawartość siarki w roślinie zależy od jej organu. Niższe zawartości tego pierwiastka znajdują się w korzeniach niż w liściach, które są organami gromadzącymi większe ilości białka.

Za co siarka odpowiada w roślinie?

     W roślinie siarka spełnia dwie zasadnicze funkcje: strukturalną, stanowiąc składnik aminokwasów, białek i tłuszczów oraz funkcję metaboliczną. Najważniejsza rola siarki wynika z jej obecności w większości białek. Wchodzi ona w skład aminokwasów niezbędnych do ich syntezy, a mianowicie cystyny, cysteiny i metioniny. Szacuje się, że ponad 90% całkowitej puli siarki zgromadzonej w roślinach występuje w postaci aminokwasów. Cysteina jest prekursorem innych związków siarkowych, w tym metioniny i biotyny. Z kolei metionina kontroluje procesy biosyntezy chlorofilu, pektyn, ligniny i flawonoidów. Aminokwasy siarkowe stanowią prekursory innych związków niezbędnych w metabolizmie, takich jak kwas liponowy (w brokułach i szpinaku), tioredoksyna czy sulfolipidy wchodzących w skład błon komórkowych.

     Istotną funkcją siarki w roślinach jest tworzenie grup dwusiarczkowych, które występują zarówno w białkach, jak i innych związkach pełniących ważne funkcje w metabolizmie, takich jak koenzym A czy ferredoksyna. Koenzym A kontroluje procesy oksydoredukcyjne i proces fotosyntezy, pełni rolę specyficznego nośnika, uczestniczy w syntezie kwasów tłuszczowych i metabolizmie tłuszczów. Z kolei ferredoksyna jest składnikiem grup prostetycznych enzymów, kontroluje reakcje oksydoredukcyjne i transport elektronów, jest elementem aparatu fotosyntetycznego roślin, uczestnicząc w redukcji CO2. Bierze udział (decyduje o aktywności nitrogenazy) w redukcji azotu cząsteczkowego przez bakterie brodawkowe żyjące w symbiozie z roślinami bobowatymi, jak również przez wolno żyjące bakterie, na przykład Clostridium pasteurianum i Azotobacter. Uczestniczy  w syntezie cysteiny i redukcji azotanów do amoniaku.

      Siarka jest składnikiem witamin i wielu związków, nadających specyficzny smak i zapach roślinom, o czym będzie można przeczytać w kolejnym artykule.

 

dr hab. Marzena S. Brodowska

Najnowsze artykuły

Białko pod ochroną w odchwaszczanych użytkach zielonych

Użytki zielone wymagają zabiegów pielęgnacyjnych, aby stanowiły cenną paszę,. Kompensacji chwastów lepiej zapobiegać metodami agrotechnicznymi. Gdy te nie przynoszą oczekiwanych rezultatów, trzeba wspomóc się zabiegiem herbicydowym.

28 Lutego 2024

Nawożenie użytków zielonych

Trawy do prawidłowego wzrostu i rozwoju potrzebują określonej ilości niezbędnych składników pokarmowych. Nawożenie mineralne jest czynnikiem, który w największym stopniu modyfikuje skład chemiczny runi łąkowej. Ważnym zabiegiem w uprawie traw jest prawidłowe dokarmianie dolistne.

27 Lutego 2024

Choroby w młodych zbożach

Choroby, które atakują w fazie pełni i końca krzewienia, mogą zniszczyć potencjał plonotwórczy uprawianej odmiany. Tylko wczesny monitoring plantacji oraz znajomość odporności kreacji pozwala na określenie występującego zagrożenia, a wykonane we właściwym czasie zwalczanie grzybów obecnych na liściach i innych organach roślin na dłuższy czas poprawia zdrowie zbóż.

21 Lutego 2024