roya 90
02-20-2012, 04:58 PM
متخصصین تغذیه گیاه سه عنصر ازت (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) را که غلظت آنها در برگهای گیاهان در حدود 50/2، 15/0 و 00/2 درصد است، جزء عناصر اصلی (Macronutrients) و گوگرد (S) را جزو عناصر غذایی ثانویه ((Secondary nutrients طبقه بندی کرده‌اند. ولی بنا به دلایل متعدد، از جمله زیادی غلظت گوگرد در اندامهای گیاهی (25/0درصد)، در مقایسه با فسفر (15/0 درصد) و نقش بسیار مثبت این عنصر در مواردی مانند افزایش قابلیت جذب عناصر غذایی و بهبود کمّی و کیفی محصولات کشاورزی، اصلاح خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاکهای آهکی و سدیمی و همچنین افزایش نفوذپذیری و کاهش pH و حذف بی‌کربنات از آب آبیاری و نقش بسیار مؤثر و مثبت آن در کاهش تنشهای شوری و سدیمی، باید جایگاه فعلی این عنصر تغییر یابد و در ردیف عناصر اصلی قرار گیرد و مصرف سالانه آن از مصرف کودهای فسفاتی (700 هزار تن در سال) فراتر رود. البته نظر به اینکه شکل قابل جذب گوگرد توسط گیاهان به صورت یون سولفات (SO4=) است، بنابراین لازم است گوگرد با کمک ریز جانداران اکسید کننده گوگرد به صورت یون سولفات درآید.
گوگرد، عنصری حیاتی برای تغذیه گیاهان است و نقش آن برتر از فسفر می‌باشد. نقش گوگرد در گیاهان، به طور عمده ساخت پروتئین، روغن و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی است. مقدار گوگرد مورد نیاز برای برداشت هر تن دانه‌های روغنی 12 کیلوگرم، برای بقولات 8 کیلوگرم و برای غلات 4 کیلوگرم است. در ذکر اهمیت گوگرد از دید تغذیه گیاه، همین کافی است که در اکثر محصولات کشاورزی نسبت ازت به گوگرد (N/S) لازم است در محدوده 15-10، و در دانه‌های روغنی این نسبت برای دستیابی به افزایش عملکرد و بهبود کیفیت، باید کمتر از 10 باشد.
نتایج آزمایشها نشان داده‌است که اگر گوگرد به همراه مواد آلی و باکتریهای تیوباسیلوس با روش صحیحی جایگذاری شود و رطوبت نیز در حد مطلوب باشد، می‌تواند تا حد 60 درصد عملکرد محصولات کشاورزی را افزایش دهد. شکل قابل استفاده گوگرد توسط گیاهان، به صورت یون سولفات است. ازاین رو برای تبدیل گوگرد به سولفات باید شرایط اکسیداسیون در خاک مهیا باشد.
برای قابل استفاده شدن گوگرد، از راه تبدیل آن به سولفات، مهیا کردن چهار شرط (رطوبت، مواد آلی، جایگذاری عمقی و میکروارگانیسمهای اکسیده‌کننده گوگرد) الزامی است. از سوی دیگر چون خاکهای کشاورزی کشور آهکی و شور هستند و آب آبیاری نیز محتوی بی‌کربنات فراوان است، بنابراین در اولویت قرار دادن ساخت انواع کودهای سولفاتی مخصوصاً اوره با پوشش گوگردی، سولفات آمونیوم، فسفات سولفات آمونیوم و سولفات پتاسیم که دارای خاصیت اسیدزایی نیز هستند، توسط شرکت ملی صنایع پتروشیمی و نیز بخش خصوصی الزامی است.
امروزه، بیش از هر زمان دیگر، تأمین نیاز گیاهان به عناصر غذایی کافی به منظور تضمین تولید محصول و در نتیجه تأمین امنیت غذایی جامعه بشری، اهمیت دارد. کشاورزان به طور مداوم در تلاشند تا با رفع کمبودهای این عناصر و استفاده بهینه از مصرف کود، تولید محصول را به حد پتانسیل (ژنتیکی) نزدیک کنند
گوگرد یکی از عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه و تولید محصولات به شمار می‌رود. نیاز گیاهان به این عنصر، مشابه فسفر و حتی بیشتر نیز است. در سالهای گذشته، به دلیل آلودگی زیاد هوا، مقدار بیشتری گوگرد از طریق اتمسفر و همچنین قارچ‌کشهای حاوی گوگرد، وارد خاک می‌شد و کمبود آن کمتر مشاهده می‌شد، ولی در سالهای اخیر با کاهش بارانهای اسیدزا، حذف این منابع گوگردی، استفاده از محصولات پر نیاز به عناصر غذایی و کشاورزی متمرکز، کمبود این عنصر در مناطقی از جهان تشدید شده است. گوگرد برای ساختن پروتئین و آنزیم از طریق شرکت در ساختمان اسیدهای آمینه متیونین و سیستئین الزامی است. بنابراین در عملکرد و کیفیت محصولات بسیار تأثیرگذار است.
گوگرد به شکلهای مختلف در خاک و هوا یافت میشود. تجزیه مواد آلی و احیاء سولفات توسط موجودات زنده نیز یکی از راههایی است که باعث ورود گوگرد به اتمسفر میشود. قسمت اعظم گوگرد در اثر سوزاندن سوختهای فسیلی به صورت SO2 وارد هوا میشود. بنابراین مقدار گوگرد موجود در اتمسفر مناطق مختلف، به دوری و نزدیکی آنها به مراکز صنعتی بستگی دارد (بختیاری و همکاران، 1380). پوستة زمین دارای 06/0 درصد گوگرد است و گوگرد از نظر مقدار در طبیعت، در ردیف ششم و از لحاظ میزان نیاز گیاه، پس از سه عنصر اصلی قرار دارد.
مقدار گوگرد در خاک از 002/0 درصد تا 5 درصد متغییر بوده و به طور متوسط بین 5/0 تا 01/0 درصد است. گوگرد در خاک به دو شکل معدنی و آلی یافت میشود، تقریباً تمام گوگرد موجود در نواحی خشک و درصد کمی از گوگرد موجود در مناطق مرطوب به‌صورت معدنی است. نسبت مقدار گوگرد آلی و معدنی بسیار متفاوت است و به طبیعت خاک pH)، وضعیت زه‌کشی، مقدار مواد آلی، ترکیبات کانی‌ها) و عمق پروفیل بستگی دارد. گوگرد معدنی در خاک به طور عمده به صورت سولفات است. اگر چه ترکیبات در وضعیت اکسایش مانند سولفیدها (سولفید آهن)، سولفیت، تیوسولفات کمتر یافت میشود، اما در شرایط غرقابی، گوگرد معدنی در شکلهای احیاء شده مانند H2S و Fe S2 تشکیل میشود.
پیریت (FeS2) شکل عمده گوگرد در خاکهای غرقابی و مردابی است و در برخی شرایط نیز گوگرد عنصری می‌تواند تشکیل شود. اما بخش عمدة گوگرد در خاکهای آهکی و شور به شکل گچ (CaSO4.2H2O) وجود دارد. نظر به تأثیر بی‌کربنات در کاهش جذب مقدار عناصر غذایی گیاه به ویژه ریزمغذیها، عملکرد محصولات تحت تأثیر گوگرد قرار می‌گیرد. مطالعات نشان می‌دهد که احیاء ریبونوکلوتید به دی‌اکسی ریبونوکلوتید به وسیله احیاء کننده‌ای که آهن جزء ساختمانی آن است، انجام می‌پذیرد. بنابراین در شرایط بی‌کربنات بالا، سنتز DNA که برای رشد سلول و تقسیم آن ضروری است، کاهش یافته و در نتیجه رشد سلولها و عملکرد نیز کاهش می‌یابد.
مطالعات محققین فراوان از جمله شهابی و ملکوتی (1380) نشان داد که بی‌کربنات آب آبیاری باعث کاهش عملکرد میشود. گوگرد عنصری که به خاک اضافه شود، به وسیله باکتریهای اکسید کننده گوگرد اکسیده شده و به سولفات تبدیل میشود. این فرآیند اسیدزاست و در نهایت تولید اسیدسولفوریک می‌کند و پروتون اسیدسولفوریک باعث اسیدی شدن خاک می‌گردد. میزان اثر گوگرد و سرعت تبدیل آن به اسید سولفوریک به مقدار رطوبت، جمعیت و قدرت اکسیدکنندگی میکروارگانیسمهای موجود در خاک و دما بستگی دارد. سرعت این واکنش کُند است. گوگرد عنصری حداقل دو سال زمان لازم دارد تا کاملاً به اسید سولفوریک تبدیل شود. در این واکنش، در نهایت حلاّلیت آهن، روی و منگنز افزایش می‌یابد و زردبرگی کاهش می‌یابد.
در مطالعه‌ای که توسط محققین انجام شد، تأثیر 300 گرم سکوسترین آهن و 10 و 20 کیلوگرم گوگرد به ازاء هر درخت در رفع کلروز هلو مؤثر بود. بعد از یکسال مصرف 10 و 20 گیلوگرم گوگرد، به ترتیب باعث کاهش اسیدیته از 2/8 به 6/6 و 4/6 گردید و بدین‌ترتیب زردبرگی ناشی از کمبود آهن بهبود یافت.
بسیاری از صاحبان گلخانه‌ها اسیدسولفوریک را در آب گلخانه‌ها تزریق می‌کنند تا قلیائیت بالای آن پایین بیابد. در واقع اگر در گلخانه کمبود آهن و ریزمغذیها مشخص شود یا pH بستر کشت بالا باشد و یا گیاهان حساس به قلیائیت زیاد، دچار زردبرگی شوند، حتماً بی‌کربنات آب آبیاری بالاست و باید از اسید سولفوریک برای پایین آوردن آن استفاده شود. اسیدی کردن آب آبیاری باعث کاهش تصاعد آمونیاک (NH3)، افزایش نفوذپذیری خاک و کاهش خطر زیادی بُر (B) خاک می‌گردد. برای این کار می‌توان حتی از اسیدسولفوریک سه درصد همراه با آب آبیاری استفاده کرد. استفاده از اسیدسولفوریک و دیگر مواد اسیدزا در خاکهای آهکی می‌تواند حلاّلیت ریزمغذیها را از طریق حذف بی‌کربنات خاک و کاهش اسیدیته افزایش دهد.
در خاکهای آهکی، اسید اضافه شده به وسیله ترکیبات بازی خنثی شده و pH خاک پایین می‌آید. بدین‌ترتیب حلاّلیت عناصری مثل فسفر، آهن، منگنز، روی و مس افزایش می‌یابد. از سوی دیگر اسیدی کردن باعث افزایش فسفر قابل تبادل خاک میشود. در واقع تری‌فسفات کلسیم در اثر اسید سولفوریک، تبدیل به دی‌کلسیم فسفات و مونو کلسیم فسفات میشود که محلولتر هستند. محققین نشان دادند که در سویا با دو آزمایش گلخانهای و مزرعه‌ای، با مصرف 250 میلی‌گرم بر کیلوگرم اسیدسولفوریک، در شرایط گلخانهای و 560 کیلوگرم بر هکتار اسیدسولفوریک، عملکرد محصول از 434 به 2164 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت. یک آزمایش گلخانهای دیگر نشان داد که تزریق اسید سولفوریک به خاکهای با کمبود فسفر، حلاّلیت فسفر را در ناحیه تیمار شده بهبود بخشیده و جذب فسفر را نیز افزایش داد.
در آزمایش دیگری مقادیر مختلف اسیدسولفوریک به سه خاک دارای کمبود فسفر اضافه شده و نتایج نشان داد که جذب فسفر توسط گیاه گوجه فرنگی با افزایش‌مصرف اسید سولفوریک افزایش یافت. در این آزمایش، عملکرد گیاه از 5/0 گرم برای هر بوته در تیمار شاهد به 5/3 گرم افزایش یافت و جذب فسفر از 5/0 میلی گرم برای هر بوته در شاهد به 4/7 میلی‌گرم در بوته رسید.
در آزمایش دیگری، سویای حساس به کمبود آهن را در گلدانهای 500 گرمی مورد مطالعه قرار دادند و مقدار ناچیزی از ضایعات معادن مس حاوی آهن و اسیدسولفوریک را که در مجموع 16 درصد آهن داشت، در زیر ریشه قرار دادند. مطالعات نشان داد که مقدار یک گرم و دو گرم اسیدسولفوریک برای هر گلدان بهترین تیمار بود. البته در تیمار یک گرمی، جذب آهن و عملکرد افزایش یافت و زردبرگی بر طرف شد ولی در تیمار دوگرمی، اندکی قهوه‌ای شدن ریشه‌ها مشاهده گردید. میلانی و همکاران (1378) برای افزایش قابلیت بهره‌برداری اراضی شور و قلیایی از اسیدسولفوریک در سطح مزرعه استفاده کردند . نتایج نشان داد که پس از مصرف اسیدسولفوریک و یک نوبت آبیاری سنگین، میزان شوری(ECe) و قلیائیت (SAR) در عمق 30-0 سانتیمتر، به ترتیب 6/51 و 9/28 درصد کاهش یافت.
نتایج مشاهدات اولیه مزرعه نشان داد که بوته‌های گندم کرتهایی که با اسید سولفوریک (به میزان 4/6 تن اسید غلیظ 95 درصد در هکتار) تیمار شده بودند، دارای گیاهانی به رنگ سبز و بدون علایم کمبود عناصر غذایی و شاداب بودند، در صورتی که بوته‌های گندم کاشته شده در کرت شاهد، از رشد و شادابی کمتری برخوردار بودند. همین اثر اصلاحی در باغهای سیب نیز از طریق کاهش غلظت بی‌کربنات آب آبیاری حادث گردید .
یکی دیگر از نقشهای گوگرد، استفاده از آن برای اصلاح خاکهای شور و قلیا است. ذکر این نکته ضروری است که کار با اسید سولفوریک بسیار خطرناک بوده و باید احتیاطهای لازم به هنگام حمل، نگهداری و مصرف آن رعایت شود. امروزه، برای جلوگیری از خطرات احتمالی اسید سولفوریک، استفاده از گوگرد به همراه مواد آلی و باکتریهای تیوباسیلوس بیشتر توصیه میشود. راههای ورود گوگرد به خاک عبارتند از مصرف کودهای مختلف حاوی گوگرد، هوادیدگی کانیهای گوگرد دار، استفاده از مواد اصلاح کننده حاوی گوگرد، افزودن بقایای آلی به خاک و ورود گوگرد از طریق اتمسفر، آفت کشها و آب آبیاری. راههای خارج شدن گوگرد از خاک، عبارتند از جذب گوگرد توسط گیاهان و میکروارگانیسمها، آبشویی، فرسایش خاک، سوزاندن بقایای گیاهی و تصعید گوگرد از خاک.
از ویژگیهای مهم گوگرد، دارا بــودن درجات مختلف اکسیداسیون (2-تا 6+) است که این امر به گردش آن در طبیعت کمک می‌کند. چرخة گوگرد شامل چهار مرحلة معدنی شدن، آلی شدن، احیاء شدن و اکسیدشدن می‌باشد. شکلهای مختلف گوگرد به طور دایم در حال تغییر و تبدیل به یکدیگر بوده و در داخل این چرخه در گردش هستند. گوگرد به طور عمده به صورت سولفات توسط گیاهان و میکروارگانیسمها جذب میشود. یونهای سولفات در اثر هوادیدگی کانیهای حاوی گوگرد و یا در اثر معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار، آزاد شده و وارد محلول خاک می‌شوند. با توجه به اینکه حدود 90 درصد گوگرد موجود در اغلب خاکها به‌صورت آلی بوده و نمی‌تواند به طور مستقیم به وسیلة گیاهان و میکروارگانیسمها جذب شود، اهمیت معدنی شدن گوگرد مشخص میشود.
معدنی شدن مواد آلی گوگرد دار فرایندی است که طی آن، این مواد توسط میکروارگانیسمها، به منظور کسب انرژی تجزیه شده و گوگرد موجود در آنها به صورت سولفات آزاد میشود. معدنی شدن فرایندی کاملاً میکروبی است و افزودن بازدارنده‌های میکروبی باعث توقف آن میشود. معدنی شدن مواد آلی، یک فرایند غیراختصاصی بوده و توسط طیف وسیعی از میکروارگانیسمها (باکتریها، قارچها و اکتینومیستها) انجام میشود. معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار به دو طریق انجام می‌گیرد.
الف) بیولوژیک: گوگرد متصل به کربن در اثر اکسیداسیون کربن به وسیلة میکروارگانیسمهای هتروتروف به منظور کسب انرژی، اکسید شده و به صورت سولفات آزاد میشود.
ب) بیوشیمیایی: گوگردی که متصل به کربن نیست، به وسیلة آنزیمهای برون سلولی معدنی میشود. مانند استرسولفاتها توسط آنزیمهای سولفاتاز مختلف که نمونه بارزی از فرایند معدنی شدن بیوشیمیایی است. هر عاملی که بتواند رشد، نمو و فعالیت میکروارگانیسمهای خاک را تحت تأثیر قرار دهد، روی معدنی شدن گوگرد نیز اثر خواهد داشت، بنابراین عوامل مؤثر بر معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار عبارتند از تناوب خشکی و رطوبت، دما، رطوبت، pH خاک، حضور یا عدم حضور گیاه، تهویه خاک، مقدار گوگرد موجود در مواد آلی و نوع مواد آلی گوگرد دار.
گوگرد 2/0 تا 5/0 درصد وزن خشک گیاهان را تشکیل می‌دهد. حدطبیعی نسبت N/S در بافتهای گیاهی، 15 گزارش شده است. اکسیداسیون گوگرد مهمترین مرحله چرخة گوگرد است. زیرا در بسیاری از خاکها منبع اصلی گوگرد، کانیهای گوگرد دار هستند که گوگرد موجود در آنها به شکل احیاء بوده و همچنین گوگرد موجود در بعضی از مواد اصلاح کننده و کودهای گوگردی به شکل احیاء است. گوگرد قابل جذب گیاهان و میکروارگانیسمها، شکل اکسید شده (سولفات) است و به‌علاوه اکسیداسیون ترکیبات گوگردی در خاک، منبع کسب انرژی برای گروهی از میکروارگانیسمهای موجود در خاک است که اثرات مفید آنها در اصلاح و بهبود تغذیه گیاه حائز اهمیت است. ترکیبات احیاء گوگرد موجود در خاک (سولفید، تیوسولفات، تتراتیونات، گوگرد عنصری و سولفیت) می‌توانند طی دو فرایند اکسیداسیون شیمیایی یا بیولوژیک اکسیده شوند. اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات احیاء شده گوگرد در خاک طی فرایندهای پیچیده‌ای انجام می‌گیرد. اکسیداسیون بیولوژیک گوگرد یک فرایند غیر اختصاصی است، زیرا طیف وسیعی از میکروارگانیسمهای مختلف (باکتریها، قارچها، اکتینومیستها) قادر به انجام آن هستند. میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد عبارتند از میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد هتروتروف: باکتریهای فتولیتوتروف (Photolithotroph)؛ باکتریهای شیمیولیتوتروف (Chemiolithotroph)؛ تیوباسیلوس تیواکسیدانس Thiobacillus thiooxidans) (؛ تیو باسیلوس فرواکسیدانس (Thiobacillus ferrooxidans)؛ تیوباسیلوس تیوپاروس thioparus) (Thiobacillus؛ تیوباسیلوس نوولـوس(Thiobacillus novelus)؛ تیوباسیلوس دنیتروفیکانس (Thiobacillus denitrificans) و سولفولوبوس (Sulfolobus).
افزودن گوگرد به خاک به منظور تأمین نیاز گیاه به این عنصر، یا اصلاح و بهبود وضعیت تغذیه گیاه (از طریق اکسیداسیون گوگرد و آزاد شدن عناصر غذایی مثل فسفر، آهن و روی) وقتی مؤثر خواهد بود که میزان اکسیداسیون گوگرد در خاک قابل توجه باشد. از آنجا که اکسیداسیون شیمیایی گوگرد بسیار کُند بوده و قسمت اعظم گوگرد موجود در خاک توسط میکروارگانیسمها اکسید میشود، ازاین رو هر عاملی که بتواند رشد و نموّ و فعالیت میکروارگانیسمهای اکسید کنندة گوگرد را تحت تأثیر قرار دهد، بر میزان اکسیداسیون گوگرد در خاک نیز اثر خواهد گذاشت.
میزان اکسیداسیون بیولوژیک گوگرد به اثرات متقابل سه عامل اصلی (جمعیت میکروارگانیسمهای اکسید کننده، مشخصات ترکیب گوگردی و شرایط محیطی موجود در خاک بستگی دارد. مهمترین عوامل مؤثر عبارتند از: درجه حرارت، تهویه و رطوبت خاک، بافت خاک، pH خاک، مواد آلی، اتصال باکتری به سطح گوگرد، اندازه ذرات گوگرد، اثر نوع نمک، اثر آنزیم ردانز و آفت‌کشها. از آنجا که باکتریهای جنس تیوباسیلوس مهمترین اکسید کنندگان گوگرد در خاک به شمار می‌روند، تلقیح خاک با این باکتریها، باعث افزایش سرعت اکسیداسیون گوگرد میشود. نتایج تلقیح وقتی قابل توجه خواهد بود که به خاکهای قلیا، گوگرد و باکتری به طور توأم اضافه شود. چرا که بعضی از خاکهای سدیک (سدیمی) دارای جمعیت ناکافی از این باکتریها هستند. تقریباً تمام خاکها، دارای باکتریهای اکسید کنندة گوگرد هستند ولی تعداد این باکتریها به علت فقدان ترکیبات گوگردی ناچیز است.
افزودن شکلهای احیاء گوگرد به خاک (چه از طریق اتمسفر یا در کودها) موجب افزایش تعداد اکسید کننده‌ها و بالا رفتن توان اکسایش در خاک میشود، بنابراین اختلاف تیمارهای تلقیح شده با شاهد تلقیح نشده چندان چشمگیر نیست و این دلیلی است که در شرایط مزرعه تلقیح کمتر مؤثر واقع میشود (بختیاری و همکاران، 1380؛ کوچک‌زاده و همکاران، 1380).
• میزان برداشت گوگرد در مقایسه با فسفر توسط گیاهان: میزان غلظت گوگرد در برگ گیاهان، اغلب بیش از دو برابر فسفر است و این امر اهمیت نسبی گوگرد را در مقایسه با فسفر به وضوح نشان می‌دهد. غلظت گوگرد نیز باید در خاکهای زراعی بالاتر از 15 میلی‌گرم در کیلوگرم باشد.
جدول شماره1- مقایسه میزان جذب گوگرد در مقایسه با فسفر در تولید تعدادی
از محصولات کشاورزی
گیاه محصول
(تن در هکتار) فسفر (P)
(کیلوگرم) گوگرد (S)
(کیلوگرم)
یونجه 18 40 45
ذرت (دانه‌ای) 23 34 16
ذرت سیلویی 72 48 33
بادام زمینی (دانه) 6 10 11
سیب‌زمینی(غده) 63 40 13
برنج(دانه) 8 23 6
سویا (دانه) 8 24 13
گوجه‌فرنگی(میوه) 90 23 28
گندم (دانه) 11 5 6
جو (دانه) 11 8 11
چغندرقند (آیش) 67 2 11
نیشکر (ساقه) 36 43 60
در راستای ترویج تولید و مصرف انواع کودهای محتوی گوگرد، ساخت و مصرف کودهای ذیل در مقیاس صنعتی شروع شده است تا نقش آنها در افزایش عملکرد هکتاری و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی مشخص‌تر گردد.
• ساری کود (گوگرد کشاورزی گرانوله): این کود یکی از تولیدات کودی داخل است که در کیسه‌های 50 کیلوگرمی عرضه میشود و حداقل محتوی 85 درصد گوگرد است. در حالی که نیاز تعدادی از گیاهان به گوگرد (غلظت گوگرد در داخل گیاه بیش از فسفر است) به مراتب بیشتر از فسفر است و علی رغم تولید سالیانه بیش از یک میلیون تن گوگرد در داخل کشور، متأسفانه تاکنون حتی در خاکهای آهکی و قلیایی نیز از گوگرد به عنوان کود استفاده نشده است. با توجه به آثار مثبت گوگرد در کاهش pH موضعی خاکهای آهکی، تأمین سولفات مورد نیاز گیاهان، افزایش حلالیت عناصر کم مصرف و پرمصرف به ویژه فسفر، آهن و روی، و کنترل برخی از عوامل بیماریزای قارچی نظیر سفیدک و همچنین نقش آن در اصلاح خاکهای شور و قلیا و خاصیت اصلاح کنندگی آبها، لازم است نسبت به تأمین کودهای گوگرددار از جمله ساری‌کود (گوگرد کشاورزی) مورد نیاز مزارع اقدام شود.
مقدار مصرف ساری کود در مزارع با توجه به نقش بسیار مثبت آن،حداقل 300 کیلوگرم در هکتار است. برای این که این کود مؤثر واقع شود، ساری کود را باید همراه با مواد آلی مصرف کرده. همچنین رطوبت خاک نیز کافی باشد. زمان مصرف این کود، قبل از کاشت محصولات زراعی بوده و برای تضمین اثر بخشی آن، باید همراه باموادآلی،زیرخاک شود.مصرف ساری‌کود در شرایط غرقابی و زراعت برنج و همچنین در خاکهای گچی، توصیه نمی‌شود. در شکل شماره 4 نمونه‌ای از ساری کود نشان داده شده است.
•گوگرد آلی گرانوله: این کود یکی از تولیدات داخل کشور بوده و در راستای نیل به افزایش مواد آلی خاکها، اصلاح pH خاک و نیل به کشاورزی پایدار، تولید میشود. این کود محتوی حدود 45 درصد گوگرد، 45 درصد مواد آلی و 10 درصد بنتونیت است که 90 درصد اندازه ذرات آن 4-2 میلیمتر بوده و در کیسه‌های 25 کیلوگرمی عرضه میشود. در شکل شماره 5، نمونه گوگرد آلی گرانوله نشان داده شده است.
با توجه به آثار بسیار مثبت گوگرد (سولفات) در تأمین نیاز غذایی گیاهان، کاهش موضعی pH منطقه ریشه، اصلاح خاکهای قلیایی، کاهش بی کربنات آب آبیاری و افزایش حلاّلیت و قابل استفاده بودن عناصر غذایی پرمصرف (فسفر) و کم مصرف (ریزمغذیها) به ویژه آهن، روی، … و کنترل برخی از بیماریها نظیر سفیدک، لازم است این کود در عمق خاک (با شخم زیر خاک شود) جایگذاری و رطوبت نیز به مقدار کافی باشد تا امکان تبدیل گوگرد به سولفات (فرم قابل استفاده گیاهان) به وجود آید. مقدار مصرف گوگرد آلی گرانوله حداقل 500 کیلوگرم در هکتار است.
• بیوفسفات طلایی محتوی روی: این کود یکی از تولیدات داخل کشور است که به شکل پودری و در کیسه‌های 25 کیلوگرمی عرضه میشود. درصد فسفر کل در این کود 20 درصد است که با کمک باکتریهای تیوباسیلوس به شکل قابل استفاده گیاه در می‌آید. هر کیسه حاوی 15کیلوگرم خاک فسفات غلیظ شده، 5 کیلوگرم گوگرد، 4 کیلوگرم کود آلی و یک کیلوگرم سولفات روی به همراه یک بسته مایه تلقیح تیوباسیلوس است. این کود برای باغهای میوه، آن هم در داخل چاله‌ها و یا کانال به همراه کودهای دیگر و نیز در محصولات زراعی قبل از کاشت، قابل استفاده است. از این به بعد این کود در باغها و مزارع کشور، جایگزین قسمتی از کودهای فسفاته وارداتی خواهد شد. در شکلهای شماره 6 و 7 نمونه‌ای از کود بیوفسفات طلایی و نحوه جایگذاری عمقی آنها نشان داده شده است.
این کود فاقد کادمیم بوده و علاوه بر تأمین فسفربه دلیل کاهش موضعی pH خاک، به تأمین غذایی محصولات به روی، آهن و …، کمک می‌کند. علاوه بر این، با افزایش فعالیتهای حیاتی و اصلاح خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، حاصلخیزی خاک را نیز افزایش می‌دهد. برای اینکه این کود مؤثر واقع شود باید به صورت چالکود یا کانال کود جایگذاری شده و رطوبت نیز به مقدار کافی باشد تا امکان تبدیل گوگرد به سولفات با کمک باکتریهای تیوباسیلوس فراهم شود.
در زمان مصرف، ابتدا در سایه (نور غیر مستقیم) یک بسته مایه تلقیح تیوباسیلوس را با محتویات کیسه کود بیوفسفات طلایی 25 کیلوگرمی مخلوط می‌کنند. آنگاه مقدار یک کیلوگرم (برای هر درخت) را در کانال یا چند چاله (به قطر 35 سانتیمتر و عمق 50 سانتیمتر) که در قسمت انتهایی سایه‌انداز درخت حفر شده است، می‌ریزند. در صورت موجود بودن برگهای کاملاً پوسیده یا کود حیوانی و یا کمپوست، می‌توان آنها را نیز به مخلوط نهایی همراه با کودهای دیگر چاله اضافه کرد. برای هر درخت جوان (دهساله) مصرف یک کیلوگرم بیوفسفات طلایی حداقل برای هر دو سال یکبار کافی خواهد بود. در شکل شماره 7، تصویری از چالکود و یا کانال کود نشان داده شده است.
علاوه بر تولید انبوه سه کود فوق، تولید و مصرف کودهای سولفاتی دیگر نظیر تولید و مصرف سولفات آمونیوم، فسفات سولفات آمونیوم، سولفات پتاسیم، سولفات منیزیم، سولفات روی، اوره با پوشش گوگرد (SCU)، سولفات مضاعف آمونیوم و روی پیگیری میشود. در جدول شماره 2 نیاز کودی کشور به انواع کودها از جمله کودهای محتوی گوگرد در سال 1382 ارائه شده است.
جدول شماره 2 ـ نیاز کودی سالانه و مقادیر آنها برای سال زراعی 82-1381 در کشور
نام کود مقدار (هزارتن) نام کود مقدار (هزارتن)
اوره
نیترات آمونیوم
سولفات آمونیوم
اوره با پوشش گوگردی
فسفات سولفات آمونیوم
سوپرفسفات تریپل
فسفات آمونیوم
سوپرفسفات ساده
بیوفسفات طلایی
کودمیکروبی فسفاته
کود کامل ماکرو (زراعی) 600،1
175
50
20
200
240
100
70
45
10
450 کودکامل ماکرو (باغی و اراضی شور)
کود کامل ماکرو (آبیاری تحت فشار)
بیوکامل ماکرو
سولفات پتاسیم
کلرور پتاسیم
ساری کود (گوگرد کشاورزی گرانوله)
گوگرد گرانوله آلی
کودهای منیزیمی و کلسیمی
سولفات روی
بقیه کودهای میکرو 80
10
10
115
115
30
50
20
50
10
جمع کود موردنیاز کشور (هزار تن) 450،3
پیشنهادها (چه باید کرد؟)
از آنچه که گفته شد جمع‌بندی زیر ارائه میشود:
• تحقیقات متعدد اثرات مثبت مصرف گوگرد در افزایش کمّی و کیفی محصولات مختلف در خاکهای آهکی را نشان داده است. توصیه میشود برای بهبود مشکل تغذیه گیاه، گوگرد همراه با سایر کودها در خاکهای آهکی مصرف شود.
• از آن جا که قسمت اعظم اکسایش گوگرد در خاک توسط میکروارگانیسمها صورت می‌گیرد برای تسریع اکسایش، لازم است مواد آلی همراه با گوگرد به خاک اضافه شود تا اکسایش آن با افزایش فعالیت میکروارگانیسمها تشدید گردد.
•برای فعالیت میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد لازم است رطوبت در حد کافی در محیط وجود داشته باشد. به نظر می‌رسد چنین شرایطی را از لحاظ مواد آلی و رطوبت بهتر بتوان در داخل چالکود در کنار درختان فراهم نمود. در ابتدا باکتریهای تیوباسیلوس گوگرد را به سولفات تبدیل کرده و با تشکیل و تجمع آنیون سولفات در محیط ریشه درخت، اسیدیته موضعی در اطراف ریشه درختان پایین آمده و حلالیت املاح غذایی مختلف افزایش می‌یابد.
•مصرف کودهای محتوی گوگرد در حال حاضر رقمی کمتر از 10درصد کودهای ازتی است که باید با کمک ترویج و اطلاع‌رسانی افزایش داده شود. در حال حاضر نسبت ازت، فسفر (P2O5)، پتاسیم (K2O)، گوگرد و ریزمغذیهای مصرفی در کشور تقریباً 100، 45، 21، 9 و یک درصد بوده و در ده سال آینده لازم است این نسبت به صورت 100، 40، 30، 40 و 4 درصد اصلاح شود.
• با مصرف گوگرد، علاوه بر افزایش عملکرد و ارتقاء کیفی محصولات کشاورزی، pH خاک در ریزوسفر (ناحیه فعالیت ریشه) کاهش داده شده و با استفاده از ترکیبات گوگردی و استفاده از دستگاه گوگردسوز، باکتریهای اکسید کننده گوگرد نظیر تیوباسیلوس، حلاّلیت عناصر ریزمغذی افزایش یافته و نفوذپذیری خاک افزایش می‌یابد. چرا که مصرف گوگرد و ترکیبات گوگردی سبب اصلاح pH خاکهای شور و آهکی و کاهش تنش شوری میشود.
• لازم است تحقیقاتی در زمینه کاربرد مقادیر مختلف گوگرد و تیوباسیلوس در خاکهایی با مقادیر متفاوت آهک در محصولات باغی متفاوت انجام شود تا بهترین مقدار مصرف آنها مشخص شود.
منابع مورد استفاده
1ـ بختیاری، ع. ا، م. ج. ملکوتی، ک. خاوازی و ا. بای‌بوردی. 1380. جایگزینی بیوفسفات طلایی (خاک فسفات همراه با گوگرد، کود حیوانی تیوباسیلوس) با سوپر فسفات تریپل در باغهای سیب کشور. مجله علمی پژوهشـی خاک و آب (ویـژه نامـه مصرف بهینه کود)، جلد 12، شماره 14، صفحات 235-242، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
2ـ پسندیده، م. 1381. شناخت ناهنجاریهای تغذیه‌ای و بررسی جایگزینی بیوفسفات طلایی با کودهای وارداتی در درختان سیب. پایان نامه
کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
3ـ خاوازی، ک. و م. ج. ملکوتی. 1380. ضرورت تولید صنعتی کودهای بیولوژیک در کشور (مجموعه مقالات). نشر آموزش کشاورزی، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران.
4ـ سمر، سیدمحمود و مهرداد شهابیان. 1382. اثر غنی سازی کود آلی با گوگرد و سولفات آهن بر افزایش قابلیت جذب آهن در یک خاک آهکی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد، شرکت ملی گاز ایران. مشهد، ایران.
5ـ کوچک‌زاده، ی، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. بررسی نقش گوگرد، تیوباسیلوس، حل کننده‌های فسفات و مواد آلی در تأمین فسفر مورد نیاز ذرت از خاک فسفات. مجله خاک و آب، جلد 12، شماره 14، ویژه نامه مصرف بهینه کود، ص 250-243. مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
6ـ مهاجرمیلانی، پ.، م. س. درودی، ر. وکیل و م. ج. ملکوتی. 1378. کاربری اسیدسولفوریک برای قابل بهره‌برداری کردن اراضی شور و قلیایی. نشریه فنی 61، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران.
7ـ نورقلی‌پور، ف.، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. روشهای کاربری مستقیم خاک فسفات در مزارع و باغهای کشور. نشریه فنی شماره 191، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران.
8ـ نورقلی‌پور، ف.، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. روشهای کاربری مستقیم خاک فسفات در مزارع و باغهای کشور. نشریه فنی 191، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران
گوگرد، عنصری حیاتی برای تغذیه گیاهان است و نقش آن برتر از فسفر می‌باشد. نقش گوگرد در گیاهان، به طور عمده ساخت پروتئین، روغن و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی است. مقدار گوگرد مورد نیاز برای برداشت هر تن دانه‌های روغنی 12 کیلوگرم، برای بقولات 8 کیلوگرم و برای غلات 4 کیلوگرم است. در ذکر اهمیت گوگرد از دید تغذیه گیاه، همین کافی است که در اکثر محصولات کشاورزی نسبت ازت به گوگرد (N/S) لازم است در محدوده 15-10، و در دانه‌های روغنی این نسبت برای دستیابی به افزایش عملکرد و بهبود کیفیت، باید کمتر از 10 باشد.
نتایج آزمایشها نشان داده‌است که اگر گوگرد به همراه مواد آلی و باکتریهای تیوباسیلوس با روش صحیحی جایگذاری شود و رطوبت نیز در حد مطلوب باشد، می‌تواند تا حد 60 درصد عملکرد محصولات کشاورزی را افزایش دهد. شکل قابل استفاده گوگرد توسط گیاهان، به صورت یون سولفات است. ازاین رو برای تبدیل گوگرد به سولفات باید شرایط اکسیداسیون در خاک مهیا باشد.
برای قابل استفاده شدن گوگرد، از راه تبدیل آن به سولفات، مهیا کردن چهار شرط (رطوبت، مواد آلی، جایگذاری عمقی و میکروارگانیسمهای اکسیده‌کننده گوگرد) الزامی است. از سوی دیگر چون خاکهای کشاورزی کشور آهکی و شور هستند و آب آبیاری نیز محتوی بی‌کربنات فراوان است، بنابراین در اولویت قرار دادن ساخت انواع کودهای سولفاتی مخصوصاً اوره با پوشش گوگردی، سولفات آمونیوم، فسفات سولفات آمونیوم و سولفات پتاسیم که دارای خاصیت اسیدزایی نیز هستند، توسط شرکت ملی صنایع پتروشیمی و نیز بخش خصوصی الزامی است.
امروزه، بیش از هر زمان دیگر، تأمین نیاز گیاهان به عناصر غذایی کافی به منظور تضمین تولید محصول و در نتیجه تأمین امنیت غذایی جامعه بشری، اهمیت دارد. کشاورزان به طور مداوم در تلاشند تا با رفع کمبودهای این عناصر و استفاده بهینه از مصرف کود، تولید محصول را به حد پتانسیل (ژنتیکی) نزدیک کنند
گوگرد یکی از عناصر غذایی ضروری برای رشد گیاه و تولید محصولات به شمار می‌رود. نیاز گیاهان به این عنصر، مشابه فسفر و حتی بیشتر نیز است. در سالهای گذشته، به دلیل آلودگی زیاد هوا، مقدار بیشتری گوگرد از طریق اتمسفر و همچنین قارچ‌کشهای حاوی گوگرد، وارد خاک می‌شد و کمبود آن کمتر مشاهده می‌شد، ولی در سالهای اخیر با کاهش بارانهای اسیدزا، حذف این منابع گوگردی، استفاده از محصولات پر نیاز به عناصر غذایی و کشاورزی متمرکز، کمبود این عنصر در مناطقی از جهان تشدید شده است. گوگرد برای ساختن پروتئین و آنزیم از طریق شرکت در ساختمان اسیدهای آمینه متیونین و سیستئین الزامی است. بنابراین در عملکرد و کیفیت محصولات بسیار تأثیرگذار است.
گوگرد به شکلهای مختلف در خاک و هوا یافت میشود. تجزیه مواد آلی و احیاء سولفات توسط موجودات زنده نیز یکی از راههایی است که باعث ورود گوگرد به اتمسفر میشود. قسمت اعظم گوگرد در اثر سوزاندن سوختهای فسیلی به صورت SO2 وارد هوا میشود. بنابراین مقدار گوگرد موجود در اتمسفر مناطق مختلف، به دوری و نزدیکی آنها به مراکز صنعتی بستگی دارد (بختیاری و همکاران، 1380). پوستة زمین دارای 06/0 درصد گوگرد است و گوگرد از نظر مقدار در طبیعت، در ردیف ششم و از لحاظ میزان نیاز گیاه، پس از سه عنصر اصلی قرار دارد.
مقدار گوگرد در خاک از 002/0 درصد تا 5 درصد متغییر بوده و به طور متوسط بین 5/0 تا 01/0 درصد است. گوگرد در خاک به دو شکل معدنی و آلی یافت میشود، تقریباً تمام گوگرد موجود در نواحی خشک و درصد کمی از گوگرد موجود در مناطق مرطوب به‌صورت معدنی است. نسبت مقدار گوگرد آلی و معدنی بسیار متفاوت است و به طبیعت خاک pH)، وضعیت زه‌کشی، مقدار مواد آلی، ترکیبات کانی‌ها) و عمق پروفیل بستگی دارد. گوگرد معدنی در خاک به طور عمده به صورت سولفات است. اگر چه ترکیبات در وضعیت اکسایش مانند سولفیدها (سولفید آهن)، سولفیت، تیوسولفات کمتر یافت میشود، اما در شرایط غرقابی، گوگرد معدنی در شکلهای احیاء شده مانند H2S و Fe S2 تشکیل میشود.
پیریت (FeS2) شکل عمده گوگرد در خاکهای غرقابی و مردابی است و در برخی شرایط نیز گوگرد عنصری می‌تواند تشکیل شود. اما بخش عمدة گوگرد در خاکهای آهکی و شور به شکل گچ (CaSO4.2H2O) وجود دارد. نظر به تأثیر بی‌کربنات در کاهش جذب مقدار عناصر غذایی گیاه به ویژه ریزمغذیها، عملکرد محصولات تحت تأثیر گوگرد قرار می‌گیرد. مطالعات نشان می‌دهد که احیاء ریبونوکلوتید به دی‌اکسی ریبونوکلوتید به وسیله احیاء کننده‌ای که آهن جزء ساختمانی آن است، انجام می‌پذیرد. بنابراین در شرایط بی‌کربنات بالا، سنتز DNA که برای رشد سلول و تقسیم آن ضروری است، کاهش یافته و در نتیجه رشد سلولها و عملکرد نیز کاهش می‌یابد.
مطالعات محققین فراوان از جمله شهابی و ملکوتی (1380) نشان داد که بی‌کربنات آب آبیاری باعث کاهش عملکرد میشود. گوگرد عنصری که به خاک اضافه شود، به وسیله باکتریهای اکسید کننده گوگرد اکسیده شده و به سولفات تبدیل میشود. این فرآیند اسیدزاست و در نهایت تولید اسیدسولفوریک می‌کند و پروتون اسیدسولفوریک باعث اسیدی شدن خاک می‌گردد. میزان اثر گوگرد و سرعت تبدیل آن به اسید سولفوریک به مقدار رطوبت، جمعیت و قدرت اکسیدکنندگی میکروارگانیسمهای موجود در خاک و دما بستگی دارد. سرعت این واکنش کُند است. گوگرد عنصری حداقل دو سال زمان لازم دارد تا کاملاً به اسید سولفوریک تبدیل شود. در این واکنش، در نهایت حلاّلیت آهن، روی و منگنز افزایش می‌یابد و زردبرگی کاهش می‌یابد.
در مطالعه‌ای که توسط محققین انجام شد، تأثیر 300 گرم سکوسترین آهن و 10 و 20 کیلوگرم گوگرد به ازاء هر درخت در رفع کلروز هلو مؤثر بود. بعد از یکسال مصرف 10 و 20 گیلوگرم گوگرد، به ترتیب باعث کاهش اسیدیته از 2/8 به 6/6 و 4/6 گردید و بدین‌ترتیب زردبرگی ناشی از کمبود آهن بهبود یافت.
بسیاری از صاحبان گلخانه‌ها اسیدسولفوریک را در آب گلخانه‌ها تزریق می‌کنند تا قلیائیت بالای آن پایین بیابد. در واقع اگر در گلخانه کمبود آهن و ریزمغذیها مشخص شود یا pH بستر کشت بالا باشد و یا گیاهان حساس به قلیائیت زیاد، دچار زردبرگی شوند، حتماً بی‌کربنات آب آبیاری بالاست و باید از اسید سولفوریک برای پایین آوردن آن استفاده شود. اسیدی کردن آب آبیاری باعث کاهش تصاعد آمونیاک (NH3)، افزایش نفوذپذیری خاک و کاهش خطر زیادی بُر (B) خاک می‌گردد. برای این کار می‌توان حتی از اسیدسولفوریک سه درصد همراه با آب آبیاری استفاده کرد. استفاده از اسیدسولفوریک و دیگر مواد اسیدزا در خاکهای آهکی می‌تواند حلاّلیت ریزمغذیها را از طریق حذف بی‌کربنات خاک و کاهش اسیدیته افزایش دهد.
در خاکهای آهکی، اسید اضافه شده به وسیله ترکیبات بازی خنثی شده و pH خاک پایین می‌آید. بدین‌ترتیب حلاّلیت عناصری مثل فسفر، آهن، منگنز، روی و مس افزایش می‌یابد. از سوی دیگر اسیدی کردن باعث افزایش فسفر قابل تبادل خاک میشود. در واقع تری‌فسفات کلسیم در اثر اسید سولفوریک، تبدیل به دی‌کلسیم فسفات و مونو کلسیم فسفات میشود که محلولتر هستند. محققین نشان دادند که در سویا با دو آزمایش گلخانهای و مزرعه‌ای، با مصرف 250 میلی‌گرم بر کیلوگرم اسیدسولفوریک، در شرایط گلخانهای و 560 کیلوگرم بر هکتار اسیدسولفوریک، عملکرد محصول از 434 به 2164 کیلوگرم در هکتار افزایش یافت. یک آزمایش گلخانهای دیگر نشان داد که تزریق اسید سولفوریک به خاکهای با کمبود فسفر، حلاّلیت فسفر را در ناحیه تیمار شده بهبود بخشیده و جذب فسفر را نیز افزایش داد.
در آزمایش دیگری مقادیر مختلف اسیدسولفوریک به سه خاک دارای کمبود فسفر اضافه شده و نتایج نشان داد که جذب فسفر توسط گیاه گوجه فرنگی با افزایش‌مصرف اسید سولفوریک افزایش یافت. در این آزمایش، عملکرد گیاه از 5/0 گرم برای هر بوته در تیمار شاهد به 5/3 گرم افزایش یافت و جذب فسفر از 5/0 میلی گرم برای هر بوته در شاهد به 4/7 میلی‌گرم در بوته رسید.
در آزمایش دیگری، سویای حساس به کمبود آهن را در گلدانهای 500 گرمی مورد مطالعه قرار دادند و مقدار ناچیزی از ضایعات معادن مس حاوی آهن و اسیدسولفوریک را که در مجموع 16 درصد آهن داشت، در زیر ریشه قرار دادند. مطالعات نشان داد که مقدار یک گرم و دو گرم اسیدسولفوریک برای هر گلدان بهترین تیمار بود. البته در تیمار یک گرمی، جذب آهن و عملکرد افزایش یافت و زردبرگی بر طرف شد ولی در تیمار دوگرمی، اندکی قهوه‌ای شدن ریشه‌ها مشاهده گردید. میلانی و همکاران (1378) برای افزایش قابلیت بهره‌برداری اراضی شور و قلیایی از اسیدسولفوریک در سطح مزرعه استفاده کردند . نتایج نشان داد که پس از مصرف اسیدسولفوریک و یک نوبت آبیاری سنگین، میزان شوری(ECe) و قلیائیت (SAR) در عمق 30-0 سانتیمتر، به ترتیب 6/51 و 9/28 درصد کاهش یافت.
نتایج مشاهدات اولیه مزرعه نشان داد که بوته‌های گندم کرتهایی که با اسید سولفوریک (به میزان 4/6 تن اسید غلیظ 95 درصد در هکتار) تیمار شده بودند، دارای گیاهانی به رنگ سبز و بدون علایم کمبود عناصر غذایی و شاداب بودند، در صورتی که بوته‌های گندم کاشته شده در کرت شاهد، از رشد و شادابی کمتری برخوردار بودند. همین اثر اصلاحی در باغهای سیب نیز از طریق کاهش غلظت بی‌کربنات آب آبیاری حادث گردید .
یکی دیگر از نقشهای گوگرد، استفاده از آن برای اصلاح خاکهای شور و قلیا است. ذکر این نکته ضروری است که کار با اسید سولفوریک بسیار خطرناک بوده و باید احتیاطهای لازم به هنگام حمل، نگهداری و مصرف آن رعایت شود. امروزه، برای جلوگیری از خطرات احتمالی اسید سولفوریک، استفاده از گوگرد به همراه مواد آلی و باکتریهای تیوباسیلوس بیشتر توصیه میشود. راههای ورود گوگرد به خاک عبارتند از مصرف کودهای مختلف حاوی گوگرد، هوادیدگی کانیهای گوگرد دار، استفاده از مواد اصلاح کننده حاوی گوگرد، افزودن بقایای آلی به خاک و ورود گوگرد از طریق اتمسفر، آفت کشها و آب آبیاری. راههای خارج شدن گوگرد از خاک، عبارتند از جذب گوگرد توسط گیاهان و میکروارگانیسمها، آبشویی، فرسایش خاک، سوزاندن بقایای گیاهی و تصعید گوگرد از خاک.
از ویژگیهای مهم گوگرد، دارا بــودن درجات مختلف اکسیداسیون (2-تا 6+) است که این امر به گردش آن در طبیعت کمک می‌کند. چرخة گوگرد شامل چهار مرحلة معدنی شدن، آلی شدن، احیاء شدن و اکسیدشدن می‌باشد. شکلهای مختلف گوگرد به طور دایم در حال تغییر و تبدیل به یکدیگر بوده و در داخل این چرخه در گردش هستند. گوگرد به طور عمده به صورت سولفات توسط گیاهان و میکروارگانیسمها جذب میشود. یونهای سولفات در اثر هوادیدگی کانیهای حاوی گوگرد و یا در اثر معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار، آزاد شده و وارد محلول خاک می‌شوند. با توجه به اینکه حدود 90 درصد گوگرد موجود در اغلب خاکها به‌صورت آلی بوده و نمی‌تواند به طور مستقیم به وسیلة گیاهان و میکروارگانیسمها جذب شود، اهمیت معدنی شدن گوگرد مشخص میشود.
معدنی شدن مواد آلی گوگرد دار فرایندی است که طی آن، این مواد توسط میکروارگانیسمها، به منظور کسب انرژی تجزیه شده و گوگرد موجود در آنها به صورت سولفات آزاد میشود. معدنی شدن فرایندی کاملاً میکروبی است و افزودن بازدارنده‌های میکروبی باعث توقف آن میشود. معدنی شدن مواد آلی، یک فرایند غیراختصاصی بوده و توسط طیف وسیعی از میکروارگانیسمها (باکتریها، قارچها و اکتینومیستها) انجام میشود. معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار به دو طریق انجام می‌گیرد.
الف) بیولوژیک: گوگرد متصل به کربن در اثر اکسیداسیون کربن به وسیلة میکروارگانیسمهای هتروتروف به منظور کسب انرژی، اکسید شده و به صورت سولفات آزاد میشود.
ب) بیوشیمیایی: گوگردی که متصل به کربن نیست، به وسیلة آنزیمهای برون سلولی معدنی میشود. مانند استرسولفاتها توسط آنزیمهای سولفاتاز مختلف که نمونه بارزی از فرایند معدنی شدن بیوشیمیایی است. هر عاملی که بتواند رشد، نمو و فعالیت میکروارگانیسمهای خاک را تحت تأثیر قرار دهد، روی معدنی شدن گوگرد نیز اثر خواهد داشت، بنابراین عوامل مؤثر بر معدنی شدن ترکیبات آلی گوگرد دار عبارتند از تناوب خشکی و رطوبت، دما، رطوبت، pH خاک، حضور یا عدم حضور گیاه، تهویه خاک، مقدار گوگرد موجود در مواد آلی و نوع مواد آلی گوگرد دار.
گوگرد 2/0 تا 5/0 درصد وزن خشک گیاهان را تشکیل می‌دهد. حدطبیعی نسبت N/S در بافتهای گیاهی، 15 گزارش شده است. اکسیداسیون گوگرد مهمترین مرحله چرخة گوگرد است. زیرا در بسیاری از خاکها منبع اصلی گوگرد، کانیهای گوگرد دار هستند که گوگرد موجود در آنها به شکل احیاء بوده و همچنین گوگرد موجود در بعضی از مواد اصلاح کننده و کودهای گوگردی به شکل احیاء است. گوگرد قابل جذب گیاهان و میکروارگانیسمها، شکل اکسید شده (سولفات) است و به‌علاوه اکسیداسیون ترکیبات گوگردی در خاک، منبع کسب انرژی برای گروهی از میکروارگانیسمهای موجود در خاک است که اثرات مفید آنها در اصلاح و بهبود تغذیه گیاه حائز اهمیت است. ترکیبات احیاء گوگرد موجود در خاک (سولفید، تیوسولفات، تتراتیونات، گوگرد عنصری و سولفیت) می‌توانند طی دو فرایند اکسیداسیون شیمیایی یا بیولوژیک اکسیده شوند. اکسیداسیون شیمیایی ترکیبات احیاء شده گوگرد در خاک طی فرایندهای پیچیده‌ای انجام می‌گیرد. اکسیداسیون بیولوژیک گوگرد یک فرایند غیر اختصاصی است، زیرا طیف وسیعی از میکروارگانیسمهای مختلف (باکتریها، قارچها، اکتینومیستها) قادر به انجام آن هستند. میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد عبارتند از میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد هتروتروف: باکتریهای فتولیتوتروف (Photolithotroph)؛ باکتریهای شیمیولیتوتروف (Chemiolithotroph)؛ تیوباسیلوس تیواکسیدانس Thiobacillus thiooxidans) (؛ تیو باسیلوس فرواکسیدانس (Thiobacillus ferrooxidans)؛ تیوباسیلوس تیوپاروس thioparus) (Thiobacillus؛ تیوباسیلوس نوولـوس(Thiobacillus novelus)؛ تیوباسیلوس دنیتروفیکانس (Thiobacillus denitrificans) و سولفولوبوس (Sulfolobus).
افزودن گوگرد به خاک به منظور تأمین نیاز گیاه به این عنصر، یا اصلاح و بهبود وضعیت تغذیه گیاه (از طریق اکسیداسیون گوگرد و آزاد شدن عناصر غذایی مثل فسفر، آهن و روی) وقتی مؤثر خواهد بود که میزان اکسیداسیون گوگرد در خاک قابل توجه باشد. از آنجا که اکسیداسیون شیمیایی گوگرد بسیار کُند بوده و قسمت اعظم گوگرد موجود در خاک توسط میکروارگانیسمها اکسید میشود، ازاین رو هر عاملی که بتواند رشد و نموّ و فعالیت میکروارگانیسمهای اکسید کنندة گوگرد را تحت تأثیر قرار دهد، بر میزان اکسیداسیون گوگرد در خاک نیز اثر خواهد گذاشت.
میزان اکسیداسیون بیولوژیک گوگرد به اثرات متقابل سه عامل اصلی (جمعیت میکروارگانیسمهای اکسید کننده، مشخصات ترکیب گوگردی و شرایط محیطی موجود در خاک بستگی دارد. مهمترین عوامل مؤثر عبارتند از: درجه حرارت، تهویه و رطوبت خاک، بافت خاک، pH خاک، مواد آلی، اتصال باکتری به سطح گوگرد، اندازه ذرات گوگرد، اثر نوع نمک، اثر آنزیم ردانز و آفت‌کشها. از آنجا که باکتریهای جنس تیوباسیلوس مهمترین اکسید کنندگان گوگرد در خاک به شمار می‌روند، تلقیح خاک با این باکتریها، باعث افزایش سرعت اکسیداسیون گوگرد میشود. نتایج تلقیح وقتی قابل توجه خواهد بود که به خاکهای قلیا، گوگرد و باکتری به طور توأم اضافه شود. چرا که بعضی از خاکهای سدیک (سدیمی) دارای جمعیت ناکافی از این باکتریها هستند. تقریباً تمام خاکها، دارای باکتریهای اکسید کنندة گوگرد هستند ولی تعداد این باکتریها به علت فقدان ترکیبات گوگردی ناچیز است.
افزودن شکلهای احیاء گوگرد به خاک (چه از طریق اتمسفر یا در کودها) موجب افزایش تعداد اکسید کننده‌ها و بالا رفتن توان اکسایش در خاک میشود، بنابراین اختلاف تیمارهای تلقیح شده با شاهد تلقیح نشده چندان چشمگیر نیست و این دلیلی است که در شرایط مزرعه تلقیح کمتر مؤثر واقع میشود (بختیاری و همکاران، 1380؛ کوچک‌زاده و همکاران، 1380).
• میزان برداشت گوگرد در مقایسه با فسفر توسط گیاهان: میزان غلظت گوگرد در برگ گیاهان، اغلب بیش از دو برابر فسفر است و این امر اهمیت نسبی گوگرد را در مقایسه با فسفر به وضوح نشان می‌دهد. غلظت گوگرد نیز باید در خاکهای زراعی بالاتر از 15 میلی‌گرم در کیلوگرم باشد.
جدول شماره1- مقایسه میزان جذب گوگرد در مقایسه با فسفر در تولید تعدادی
از محصولات کشاورزی
گیاه محصول
(تن در هکتار) فسفر (P)
(کیلوگرم) گوگرد (S)
(کیلوگرم)
یونجه 18 40 45
ذرت (دانه‌ای) 23 34 16
ذرت سیلویی 72 48 33
بادام زمینی (دانه) 6 10 11
سیب‌زمینی(غده) 63 40 13
برنج(دانه) 8 23 6
سویا (دانه) 8 24 13
گوجه‌فرنگی(میوه) 90 23 28
گندم (دانه) 11 5 6
جو (دانه) 11 8 11
چغندرقند (آیش) 67 2 11
نیشکر (ساقه) 36 43 60
در راستای ترویج تولید و مصرف انواع کودهای محتوی گوگرد، ساخت و مصرف کودهای ذیل در مقیاس صنعتی شروع شده است تا نقش آنها در افزایش عملکرد هکتاری و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی مشخص‌تر گردد.
• ساری کود (گوگرد کشاورزی گرانوله): این کود یکی از تولیدات کودی داخل است که در کیسه‌های 50 کیلوگرمی عرضه میشود و حداقل محتوی 85 درصد گوگرد است. در حالی که نیاز تعدادی از گیاهان به گوگرد (غلظت گوگرد در داخل گیاه بیش از فسفر است) به مراتب بیشتر از فسفر است و علی رغم تولید سالیانه بیش از یک میلیون تن گوگرد در داخل کشور، متأسفانه تاکنون حتی در خاکهای آهکی و قلیایی نیز از گوگرد به عنوان کود استفاده نشده است. با توجه به آثار مثبت گوگرد در کاهش pH موضعی خاکهای آهکی، تأمین سولفات مورد نیاز گیاهان، افزایش حلالیت عناصر کم مصرف و پرمصرف به ویژه فسفر، آهن و روی، و کنترل برخی از عوامل بیماریزای قارچی نظیر سفیدک و همچنین نقش آن در اصلاح خاکهای شور و قلیا و خاصیت اصلاح کنندگی آبها، لازم است نسبت به تأمین کودهای گوگرددار از جمله ساری‌کود (گوگرد کشاورزی) مورد نیاز مزارع اقدام شود.
مقدار مصرف ساری کود در مزارع با توجه به نقش بسیار مثبت آن،حداقل 300 کیلوگرم در هکتار است. برای این که این کود مؤثر واقع شود، ساری کود را باید همراه با مواد آلی مصرف کرده. همچنین رطوبت خاک نیز کافی باشد. زمان مصرف این کود، قبل از کاشت محصولات زراعی بوده و برای تضمین اثر بخشی آن، باید همراه باموادآلی،زیرخاک شود.مصرف ساری‌کود در شرایط غرقابی و زراعت برنج و همچنین در خاکهای گچی، توصیه نمی‌شود. در شکل شماره 4 نمونه‌ای از ساری کود نشان داده شده است.
•گوگرد آلی گرانوله: این کود یکی از تولیدات داخل کشور بوده و در راستای نیل به افزایش مواد آلی خاکها، اصلاح pH خاک و نیل به کشاورزی پایدار، تولید میشود. این کود محتوی حدود 45 درصد گوگرد، 45 درصد مواد آلی و 10 درصد بنتونیت است که 90 درصد اندازه ذرات آن 4-2 میلیمتر بوده و در کیسه‌های 25 کیلوگرمی عرضه میشود. در شکل شماره 5، نمونه گوگرد آلی گرانوله نشان داده شده است.
با توجه به آثار بسیار مثبت گوگرد (سولفات) در تأمین نیاز غذایی گیاهان، کاهش موضعی pH منطقه ریشه، اصلاح خاکهای قلیایی، کاهش بی کربنات آب آبیاری و افزایش حلاّلیت و قابل استفاده بودن عناصر غذایی پرمصرف (فسفر) و کم مصرف (ریزمغذیها) به ویژه آهن، روی، … و کنترل برخی از بیماریها نظیر سفیدک، لازم است این کود در عمق خاک (با شخم زیر خاک شود) جایگذاری و رطوبت نیز به مقدار کافی باشد تا امکان تبدیل گوگرد به سولفات (فرم قابل استفاده گیاهان) به وجود آید. مقدار مصرف گوگرد آلی گرانوله حداقل 500 کیلوگرم در هکتار است.
• بیوفسفات طلایی محتوی روی: این کود یکی از تولیدات داخل کشور است که به شکل پودری و در کیسه‌های 25 کیلوگرمی عرضه میشود. درصد فسفر کل در این کود 20 درصد است که با کمک باکتریهای تیوباسیلوس به شکل قابل استفاده گیاه در می‌آید. هر کیسه حاوی 15کیلوگرم خاک فسفات غلیظ شده، 5 کیلوگرم گوگرد، 4 کیلوگرم کود آلی و یک کیلوگرم سولفات روی به همراه یک بسته مایه تلقیح تیوباسیلوس است. این کود برای باغهای میوه، آن هم در داخل چاله‌ها و یا کانال به همراه کودهای دیگر و نیز در محصولات زراعی قبل از کاشت، قابل استفاده است. از این به بعد این کود در باغها و مزارع کشور، جایگزین قسمتی از کودهای فسفاته وارداتی خواهد شد. در شکلهای شماره 6 و 7 نمونه‌ای از کود بیوفسفات طلایی و نحوه جایگذاری عمقی آنها نشان داده شده است.
این کود فاقد کادمیم بوده و علاوه بر تأمین فسفربه دلیل کاهش موضعی pH خاک، به تأمین غذایی محصولات به روی، آهن و …، کمک می‌کند. علاوه بر این، با افزایش فعالیتهای حیاتی و اصلاح خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، حاصلخیزی خاک را نیز افزایش می‌دهد. برای اینکه این کود مؤثر واقع شود باید به صورت چالکود یا کانال کود جایگذاری شده و رطوبت نیز به مقدار کافی باشد تا امکان تبدیل گوگرد به سولفات با کمک باکتریهای تیوباسیلوس فراهم شود.
در زمان مصرف، ابتدا در سایه (نور غیر مستقیم) یک بسته مایه تلقیح تیوباسیلوس را با محتویات کیسه کود بیوفسفات طلایی 25 کیلوگرمی مخلوط می‌کنند. آنگاه مقدار یک کیلوگرم (برای هر درخت) را در کانال یا چند چاله (به قطر 35 سانتیمتر و عمق 50 سانتیمتر) که در قسمت انتهایی سایه‌انداز درخت حفر شده است، می‌ریزند. در صورت موجود بودن برگهای کاملاً پوسیده یا کود حیوانی و یا کمپوست، می‌توان آنها را نیز به مخلوط نهایی همراه با کودهای دیگر چاله اضافه کرد. برای هر درخت جوان (دهساله) مصرف یک کیلوگرم بیوفسفات طلایی حداقل برای هر دو سال یکبار کافی خواهد بود. در شکل شماره 7، تصویری از چالکود و یا کانال کود نشان داده شده است.
علاوه بر تولید انبوه سه کود فوق، تولید و مصرف کودهای سولفاتی دیگر نظیر تولید و مصرف سولفات آمونیوم، فسفات سولفات آمونیوم، سولفات پتاسیم، سولفات منیزیم، سولفات روی، اوره با پوشش گوگرد (SCU)، سولفات مضاعف آمونیوم و روی پیگیری میشود. در جدول شماره 2 نیاز کودی کشور به انواع کودها از جمله کودهای محتوی گوگرد در سال 1382 ارائه شده است.
جدول شماره 2 ـ نیاز کودی سالانه و مقادیر آنها برای سال زراعی 82-1381 در کشور
نام کود مقدار (هزارتن) نام کود مقدار (هزارتن)
اوره
نیترات آمونیوم
سولفات آمونیوم
اوره با پوشش گوگردی
فسفات سولفات آمونیوم
سوپرفسفات تریپل
فسفات آمونیوم
سوپرفسفات ساده
بیوفسفات طلایی
کودمیکروبی فسفاته
کود کامل ماکرو (زراعی) 600،1
175
50
20
200
240
100
70
45
10
450 کودکامل ماکرو (باغی و اراضی شور)
کود کامل ماکرو (آبیاری تحت فشار)
بیوکامل ماکرو
سولفات پتاسیم
کلرور پتاسیم
ساری کود (گوگرد کشاورزی گرانوله)
گوگرد گرانوله آلی
کودهای منیزیمی و کلسیمی
سولفات روی
بقیه کودهای میکرو 80
10
10
115
115
30
50
20
50
10
جمع کود موردنیاز کشور (هزار تن) 450،3
پیشنهادها (چه باید کرد؟)
از آنچه که گفته شد جمع‌بندی زیر ارائه میشود:
• تحقیقات متعدد اثرات مثبت مصرف گوگرد در افزایش کمّی و کیفی محصولات مختلف در خاکهای آهکی را نشان داده است. توصیه میشود برای بهبود مشکل تغذیه گیاه، گوگرد همراه با سایر کودها در خاکهای آهکی مصرف شود.
• از آن جا که قسمت اعظم اکسایش گوگرد در خاک توسط میکروارگانیسمها صورت می‌گیرد برای تسریع اکسایش، لازم است مواد آلی همراه با گوگرد به خاک اضافه شود تا اکسایش آن با افزایش فعالیت میکروارگانیسمها تشدید گردد.
•برای فعالیت میکروارگانیسمهای اکسید کننده گوگرد لازم است رطوبت در حد کافی در محیط وجود داشته باشد. به نظر می‌رسد چنین شرایطی را از لحاظ مواد آلی و رطوبت بهتر بتوان در داخل چالکود در کنار درختان فراهم نمود. در ابتدا باکتریهای تیوباسیلوس گوگرد را به سولفات تبدیل کرده و با تشکیل و تجمع آنیون سولفات در محیط ریشه درخت، اسیدیته موضعی در اطراف ریشه درختان پایین آمده و حلالیت املاح غذایی مختلف افزایش می‌یابد.
•مصرف کودهای محتوی گوگرد در حال حاضر رقمی کمتر از 10درصد کودهای ازتی است که باید با کمک ترویج و اطلاع‌رسانی افزایش داده شود. در حال حاضر نسبت ازت، فسفر (P2O5)، پتاسیم (K2O)، گوگرد و ریزمغذیهای مصرفی در کشور تقریباً 100، 45، 21، 9 و یک درصد بوده و در ده سال آینده لازم است این نسبت به صورت 100، 40، 30، 40 و 4 درصد اصلاح شود.
• با مصرف گوگرد، علاوه بر افزایش عملکرد و ارتقاء کیفی محصولات کشاورزی، pH خاک در ریزوسفر (ناحیه فعالیت ریشه) کاهش داده شده و با استفاده از ترکیبات گوگردی و استفاده از دستگاه گوگردسوز، باکتریهای اکسید کننده گوگرد نظیر تیوباسیلوس، حلاّلیت عناصر ریزمغذی افزایش یافته و نفوذپذیری خاک افزایش می‌یابد. چرا که مصرف گوگرد و ترکیبات گوگردی سبب اصلاح pH خاکهای شور و آهکی و کاهش تنش شوری میشود.
• لازم است تحقیقاتی در زمینه کاربرد مقادیر مختلف گوگرد و تیوباسیلوس در خاکهایی با مقادیر متفاوت آهک در محصولات باغی متفاوت انجام شود تا بهترین مقدار مصرف آنها مشخص شود.
منابع مورد استفاده
1ـ بختیاری، ع. ا، م. ج. ملکوتی، ک. خاوازی و ا. بای‌بوردی. 1380. جایگزینی بیوفسفات طلایی (خاک فسفات همراه با گوگرد، کود حیوانی تیوباسیلوس) با سوپر فسفات تریپل در باغهای سیب کشور. مجله علمی پژوهشـی خاک و آب (ویـژه نامـه مصرف بهینه کود)، جلد 12، شماره 14، صفحات 235-242، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
2ـ پسندیده، م. 1381. شناخت ناهنجاریهای تغذیه‌ای و بررسی جایگزینی بیوفسفات طلایی با کودهای وارداتی در درختان سیب. پایان نامه
کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
3ـ خاوازی، ک. و م. ج. ملکوتی. 1380. ضرورت تولید صنعتی کودهای بیولوژیک در کشور (مجموعه مقالات). نشر آموزش کشاورزی، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران.
4ـ سمر، سیدمحمود و مهرداد شهابیان. 1382. اثر غنی سازی کود آلی با گوگرد و سولفات آهن بر افزایش قابلیت جذب آهن در یک خاک آهکی. سمینار ملی تولید و مصرف گوگرد، شرکت ملی گاز ایران. مشهد، ایران.
5ـ کوچک‌زاده، ی، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. بررسی نقش گوگرد، تیوباسیلوس، حل کننده‌های فسفات و مواد آلی در تأمین فسفر مورد نیاز ذرت از خاک فسفات. مجله خاک و آب، جلد 12، شماره 14، ویژه نامه مصرف بهینه کود، ص 250-243. مؤسسه تحقیقات خاک و آب، تهران، ایران.
6ـ مهاجرمیلانی، پ.، م. س. درودی، ر. وکیل و م. ج. ملکوتی. 1378. کاربری اسیدسولفوریک برای قابل بهره‌برداری کردن اراضی شور و قلیایی. نشریه فنی 61، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران.
7ـ نورقلی‌پور، ف.، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. روشهای کاربری مستقیم خاک فسفات در مزارع و باغهای کشور. نشریه فنی شماره 191، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران.
8ـ نورقلی‌پور، ف.، م. ج. ملکوتی و ک. خاوازی. 1380. روشهای کاربری مستقیم خاک فسفات در مزارع و باغهای کشور. نشریه فنی 191، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، نشر آموزش کشاورزی، کرج، ایران