نقش گوگرد در کشاورزی و شناخت انواع آن

در این پست آموزشی به طور کامل در مورد نقش گوگرد در کشاورزی، انواع کودهای گوگردی ، مزایای و معایب آنها ، زمان مصرف گوگرد و … پرداخته خواهد شد.

نقش گوگرد در گیاهان

گوگرد یک ماده غذایی مهم و پراهمیت برای گیاهان است که توجه چندانی به اهمیت آن در کشاورزی نشده است. گوگرد یا سولفور با نماد شیمیایی (S)، یکی از 17 عنصر غذایی ضروری برای رشد و نمو گیاهان است، به‌طوریکه این عنصر چهارمین ماده غذایی مهم بعد از نیتروژن، فسفر و پتاسیم در نظر گرفته می‌شود. گوگرد نقش‌های کلیدی در متابولیسم گیاهان دارد که در ادامه به برخی از آنها می‌پردازیم:

• تشکیل کلروفیل: کلروفیل باعث فتوسنتز می‌شود. از طریق فتوسنتز، نشاسته، قندها، روغن‌ها، ویتامین‌ها و بسیاری از ترکیبات داخل گیاهان تولید می‌شود.
• تولید پروتئین : گوگرد (سولفور) در ساختار اسید آمینه‌های ( سیستئین، متیونین، هموسیستئین و ترئونین) شرکت می‌کند که تنها دو مورد اول (سیستئین و متیونین) در پروتئین‌سازی نقش دارند. در حدود 90 درصد از گوگرد گیاهان در ساختار این اسیدآمینه‌ها حضور دارد.
• سنتز روغن‌ها: وجود این عنصر برای گیاهان دانه‌روغنی مانند کلزا از اهمیت بالایی برخوردار است.
• فعال‌سازی آنزیم‌ها: گوگرد با فعال‌سازی آنزیم‌ها به واکنش‌های بیوشیمیایی داخل گیاهان کمک می‌کند.
• افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصول: عملکرد و کیفیت جزو پارامترهای تعیین کننده قیمت و سوددهی در تولیدات کشاورزی بوده و بسیاری از کشاورزان به دنبال افزایش آنها در تولیدات باغی و زراعی هستند. براساس تحقیقات، گوگرد باعث افزایش درصد پروتئین و روغن در بذور، افزایش کیفیت نانوایی غلات، افزایش کیفیت تنباکو، افزایش پروتئین در گیاهان علوفه‌ای مانند یونجه و… می‌شود.
• افزایش تحمل گیاه به سرما، خشکی و فلزات سنگین
• فعال‌سازی متابولیسم نیتروژن در گیاهان

نقش گوگرد در حاصلخیزی خاک

براساس تحقیقات، گوگرد نقش اساسی در حاصلخیزی خاک و کشاورزی دارد. استفاده از گوگرد باعث بهبود خواص فیزیکی و بیولوژیکی و حاصلخیزی خاک می‌شود. برخی از نقش‌های گوگرد در حاصلخیزی خاک به‌شرح‌ زیر است:

• کاهش pH خاک که در نتیجه این اتفاق، فعالیت میکروارگانیسم‌های مفید خاک زیاد شده و حلالیت عناصر غذایی در خاک زیاد می‌شود.
• افزایش کارایی مصرف کودها
• کاهش احتمال سمیت برخی عناصر سنگین مانند مس در بعضی از گیاهان
• افزایش دسترسی گیاهان به فسفر و ریزمغذی‌هایی مانند آهن، روی و منگنز

جذب و انتقال گوگرد

فرم قابل جذب گوگرد برای گیاهان از خاک به فرم یون سولفات است. همچنین براساس تحقیقات گزارش شده است که گیاهان می‌توانند بصورت محدود فرم دی‌اکسید گوگرد را نیز از طریق برگ‌ها جذب کنند.

دلایل و علائم کمبود گوگرد

تا دهه 1990، تامین و دسترسی به گوگرد موضوع نگران‌کننده‌ای نبود، چرا که انتشار دی‌اکسید‌گوگرد حاصل از فعالیت‌های صنعتی، عرضه این عنصر را بصورت اتوماتیک فراهم و تضمین می‌کرد، در آن سال‌ها دی‌اکسید گوگرد (SO₂) حاصل از فعالیت‌های صنعتی در مقادیر زیاد وارد چرخه گوگرد می‌شده و از این طریق گوگرد مورد نیاز گیاه تامین می‌شد. ولی در دهه‌های اخیر، وضع مقررات زیست‌محیطی و بویژه کاهش مصرف سوخت‌های گوگردی، باعث کاهش شدید انتشار گوگرد در هوا شده است. این موضوع اگرچه باعث کنترل آلودگی‌های هوا می‌شود ولی از طرف دیگر میزان گوگرد موجود در جو برای گیاهان را کاهش می‌دهد. از طرفی تولیدات کشاورزی با کمیت و کیفیت بالا، باعث افزایش برداشت گوگرد از خاک توسط گیاهان می‌شود. اگر 20 سال پیش کمبود گوگرد به ندرت اتفاق می‌افتاد، در شرایط امروزی این کمبودها معمولا مشاهده می‌شوند.

کمبود گوگرد در شرایط زیر اتفاق می‌افتد:

• خاک‌های سبک و شنی با مواد آلی کمتر (محتوای گوگرد کم)
• بارندگی‌های شدید در زمستان (شسته شدن گوگرد)
• تخلیه ذخایر گوگرد خاک در نتیجه کشت ارقام پرمحصول
• مصرف کمتر کودهای گوگردی
• کم‌آبی در بهار (تحرک کمتر سولفات‌ها)
• دماهای پایین، رطوبت کم خاک و … (سرعت کم معدنی شدن گوگرد)
• ورودی کم مواد آلی و گوگرد معدنی به خاک (ورودی کم گوگرد)
• کنترل انتشار گاز دی‌اکسید گوگرد ناشی از فعالیت‌های صنعتی به محیط (کاهش تولید گوگرد)

علائم کمبود گوگرد در گیاهان

برای شناسایی کمبود گوگرد می‌توان از مشاهدات بصری (تشخیص از روی علائم ظاهری) و آزمایش خاک استفاده کرد.

در این زمینه بخوانید: مزایا و معایب تشخیص کمبود عناصر غذایی در گیاهان از روی علائم ظاهری

هرگاه میزان گوگرد در گیاهان در حال رشد به زیر سطح بحرانی مورد نیاز کاهش یابد‌، علائم بصری کمبود گوگرد در گیاه ظاهر می‌شود. علائم کمبود گوگرد بیشتر شبیه علائم کمبود نیتروژن در گیاهان است بنابراین، تشخیص کمبود گوگرد از کمبود نیتروژن دشوار است. علائم کمبود گوگرد معمولا شامل زرد شدن برگ‌های جوانتر در نتیجه تولید کم کلروفیل است. تحرک گوگرد در گیاه کمتر از نیتروژن است و علائم کمبود از برگ‌های جوان بصورت رنگ‌پریدگی ظاهر می‌شود اما در نیتروژن برعکس است. در اثر کمبود گوگرد رشد به‌طور‌کلی کاهش می‌یابد. در غلات، پنجه‌زنی کاهش می‌یابد. در کلزا، گلها رنگ‌پریده و برگها بدشکل و دِفرمه می‌شوند. در گیاهان لگوم تشکیل گره و تثبیت نیتروژن کاهش پیدا می‌کند.

در بیشتر موارد ، علائم کمبود گوگرد خیلی دیر ظاهر شده و در این زمان، امکان اجرای برنامه موثر برای رفع آن وجود ندارد. کمبود پنهان گوگرد بسیار بیشتر از کمبود حاد اتفاق می‌افتد. در صورتی که کمبود گوگرد در خاک تایید شد، برای رفع آن می‌توان از کودهای گوگردی استفاده کرد.

چرا باید از کودهای گوگرد استفاده کرد؟

در خاک‌های ایران به دلایل مختلفی از جمله آهکی بودن خاک‌های زراعی، بی‌کربناته بودن آب‌های آبیاری، مواد آلی کم خاک، حاکمیت تنش خشکی، حلالیت برخی عناصر غذایی در محیط ریشه کاهش می‌یابد. در این شرایط کاربرد گوگرد به واسطه‌ی اثرات اصلاحی، در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک موثر است و می‌تواند pH خاک را به‌طور موضعی و محدود کاهش دهد. ضمن آنکه در تامین نیاز غدایی گیاه مفید است و باعث افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش‌های محیطی می‌شود (متشرع‌زاده و موسوی، 1397). باتوجه به موارد گفته شده مصرف کودهای گوگردی می‌تواند برای کشاورزی مفید باشد.

کودهای رایج حاوی گوگرد در کشاورزی

یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی که کشاورزان با آن مواجه‌اند، انتخاب بهترین نوع گوگرد برای کشاورزی است. کودهای گوگرد کشاورزی رایج را می‌توان در 4 دسته طبقه‌بندی کرد:

1. کودهای سولفاته (SO4^–2) حاوی گوگرد
2. گوگرد پالایشگاهی: مانند گوگرد پودری، گرانول، عدسی و …
3. کودهای گوگرد مایع
4. گوگرد معدنی

کودهای حاوی سولفات (^2-SO₄)

کودهای سولفاته حاوی مقدار مشخصی سولفات هستند که می‌تواند منبع مناسبی برای تامین نیاز خاک به گوگرد باشند. کودهای سولفاته علاوه بر تامین گوگرد خاک، حاوی عناصر غذایی دیگری نیز هستند که می‌تواند برای خاک مفید باشد. گوگرد موجود در این کودها به فرم سولفات (SO₄^-2) است که می‌تواند بلافاصله جذب گیاهان شود.  از رایج‌ترین کودهای سولفاته می‌توان سولفات آمونیوم، سولفات پتاسیم، سولفات منیزیم، سولفات ریزمغذی‌هایی مانند سولفات آهن، سولفات روی و … را مثال زد.

از معایب کودهای سولفاته می‌توان به درصد پایین گوگرد موجود در آنها و از مزایای آنها جذب سریع کود توسط گیاه اشاره کرد.

در جدول زیر برخی کودهای سولفاته به همراه درصد گوگرد موجود در آنها ارائه شده است.

نام کود	درصد گوگرد (S)
سولفات آمونیوم	24 درصد
سولفات کلسیم (گچ)	18 تا 15 درصد
سولفات منیزیم	13 درصد
سولفات پتاسیم	17 درصد
سولفات ریزمغذی‌هایی مانند آهن، روی، منگنز	13 تا 21 درصد

گوگرد پالایشگاهی

این نوع کودها، حاوی درصد بالایی از گوگرد به صورت عنصر گوگرد (S) هستند (حدود 80 تا 99 درصد گوگرد) که در پالایشگاه‌ها تولید می‌شوند. این نوع از کودها می‌توانند بصورت مستقیم یا بصورت مواد افزودنی به کودهای دیگر مانند NPK مورد استفاده قرار گیرند. از رایج‌ترین این کودها، گوگرد پودری و گرانول است که به‌وفور در بازار عرضه می‌شود.

استفاده از گوگرد بصورت عنصری برای کاهش pH خاک و اصلاح خاک‌های سدیمی کاملا شناخته شده است. گوگرد پالایشگاهی به‌صورت جامد، زرد رنگ و غیرقابل حل در آب هستند. نگهداری آن در فضای باز جایی که رطوبت و نور وجود دارد مشکلی ایجاد نمی‌کند.

توجه مهم: گوگرد پودری و گرانول‌های موجود در بازار وقتی وارد خاک می‌شوند، در ابتدا به فرم نامحلول و غیرقابل جذب برای گیاه هستند. زیرا گوگرد موجود در این کودها بصورت عنصر S است که نمی‌تواند مستقیم جذب گیاه شود. و برای اینکه به فرم قابل جذب درآید، باید تحت تاثیر فعالیت‌های میکروبی خاک اکسید شده، به فرم سولفات تبدیل شود.

وقتی گوگرد وارد خاک می‌شود، توسط میکروارگانیسم‌های خاک اکسید شده و به فرم قابل جذب یعنی سولفات تبدیل می‌شود.

سرعت اکسیداسیون گوگرد به عوامل مختلفی از جمله اندازه ذرات ، مقدار ، روش مصرف، شرایط اکسیداسیونی خاک و عوامل محیطی بستگی دارد.

سرعت اکسیداسیون S با کاهش اندازه ذرات گوگرد افزایش می‌یابد. یعنی هرچه اندازه ذرات ریزتر باشد، سطح تماس آنها بیشتر و باسرعت بیشتری به سولفات تبدیل می‌شوند. افزایش سطح S منجر به دسترسی بیشتر گیاهان به SO₄^-2 می‌شود. در مورد کودهای گوگردی گرانوله باید توجه داشت که این کودها چون سطح تماس کمتری نسبت به کودهای گوگرد پودری دارند، باید زمان بیشتری در معرض نوسانات دمایی و رطوبتی خاک قرار گیرند تا متلاشی شده و با فعالیت میکروبی اکسید شوند. کودهای سولفاته (که حاوی گوگرد نیز هستند) وقتی وارد خاک می‌شوند نتیجه بهتری حاصل می‌کنند، چرا که سولفات حلال در آب بوده و می تواند به ناحیه ریشه حرکت کرده و بلافاصله جذب گیاه شود ولی گوگرد عنصری باید در ابتدا اکسید شده و به فرم سولفات تبدیل شود تا به صورت قابل جذب برای گیاهان در بیاید که این یک فرایند تبدیل زمان‌بر است خصوصاً وقتی که روی سطح خاک ریخته می‌شود.

معایب گوگرد پالایشگاهی

همانطور که گفته شد، این نوع از کودها برای اینکه به فرم قابل جذب گیاه درآیند، باید اکسید شده و به فرم سولفات تبدیل شوند که این فرآیند تبدیل، زمان‌بر بوده و در کشت‌های زراعی استفاده از چنین کودهایی می‌تواند کارایی کمتری داشته باشد. البته اخیرا برخی از شرکت‌های تولید‌کننده کود برای حل این مشکل اقدام به تولید کودهایی مخصوص برای اکسید کردن گوگرد کرده‌اند، این کودها حاوی میکروارگانیسم‌های مفید مانند باکتری‌های تیوباسیلوس هستند که می‌تواند گوگرد را در کوتاه مدت به فرم قابل جذب درآورده و کارایی جذب گوگرد را افزایش دهد.

مزایای گوگردی پالایشگاهی

از مزایای گوگرد پالایشگاهی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• این کودها خلوص بالایی داشته و حاوی درصد بالایی از گوگرد هستند.
• به‌خاطر اینکه غیرقابل‌حل در آب هستند، در زمان اعمال به خاک آبشویی کمتری نسبت به کودهای سولفاته دارند.
• فاقد عناصر همراه مضر هستند.

رایج‌ترین گوگردهای پالایشگاهی

رایج‌ترین کودهای گوگردی پالایشگاهی موجود در بازار که اکثر کشاورزان به دنبال خرید آنها هستند، در دو فرم گوگرد پودری و گرانوله عرضه می‌شود. گوگرد موجود در این کودها بصورت گوگرد عنصری (S) است.

• گوگرد پودری
• گوگرد گرانوله

همانطور که گفته شد، فرم قابل جذب گوگرد برای گیاهان فرم سولفات SO₄^-2 است و برای اینکه گوگرد موجود در کودهای ذکر شده (پودری و گرانوله) جذب گیاه شود، درابتدا توسط میکروارگانیسم‌های خاک باید اکسید شده و به فرم سولفات تبدیل شود. برای اینکه این فرایند شکل گیرد نیاز به فعالیت میکروبی خاک و صرف زمان است. بنابراین یکی از مهم‌ترین نکاتی که باید در مصرف گوگرد به آن توجه کرد، زمان مصرف است. یعنی باید زمانی گوگرد را مصرف کرد که فرصت کافی برای اکسید شدن و آزادسازی سولفات در خاک فراهم باشد. معمولا توصیه می‌شود در اوایل فصل یا کشت مورد نظر این کودها را مصرف کنید.

گوگرد بنتونیت‌دار چیست؟

بنتونیت یک رس آلومینوسیلیکاتی است که معمولا به گوگردهای گرانول و پاستیلی اضافه می‌شود، تولید‌کنندگان این ماده را با هدف افزایش جذب آب و متلاشی شدن سریع گوگرد به آن اضافه می‌کنند. با متلاشی شدن گوگرد گرانول، اندازه ذرات ریزتر شده و زودتر در معرض اکسیداسیون و تبدیل شدن به فرم سولفات (فرم قابل جذب گوگرد توسط گیاه) قرار می‌گیرد.

معمولا میزان بنتونیت در کودهای گوگردی بازار بصورت 10 درصد وزنی درنظر گرفته می‌شود.

گوگرد معدنی

گوگردهای معدنی همانطور که از نامشان معلوم است، از طبیعت و معادن استخراج می‌شوند، از آنجایی که تکنولوژی‌های پیشرفته و روز خالص‌سازی در کشورمان وجود ندارد، این نوع از گوگردها خلوص پایینی دارند. این گوگردها از معادن استخراج می‌شوند و می‌توانند حاوی عناصر مفید مانند آهن، پتاسیم وهمچنین عناصر مضر و سمی مانند کادمیم، آلومینیوم و … باشند. بنابراین در صورتی که گوگردی معدنی‌ای که تهیه کردید خلوص بالایی داشته و بصورت صحیح فرآوری شده باشد، استفاده از آن می‌تواند در کشاورزی مفید باشد.

زمان مصرف گوگرد در کشاورزی

زمان مصرف کود گوگرد در کشاورزی بسته به نوع کشت و کار و هدف از این‌کار متفاوت است. برای مثال به چند مورد از آنها در زیر اشاره می‌شود.

اما به‌طور کلی در کشت‌های یک ساله و زراعی بهتر است قبل از کشت به همراه سایر کودهای پایه در خاک مصرف شود. در کشت‌های باغی و درختان میوه نیز توصیه می‌شود گوگرد را در انتهای فصل در پائیز و زمستان بصورت خاک مصرف در قسمت سایه‌انداز درختان مصرف شود.

اگر با هدف کنترل آفات و بیماری‌ها اقدام به مصرف گوگرد می‌کنید، می‌توان در طول فصل رشد بصورت گردپاشی و یا از کودهای گوگرد مایع استفاده کرد.

سوالات متداول گوگرد در کشاورزی

• گوگرد پودری یا گرانول، کدام برای کشاورزی مناسب است؟
  • انتخاب گوگرد پودری یا گرانول، بستگی به هدف مصرف شما دارد. اگر بصورت خاکی استفاده می‌کنید، از آنجایی که گوگردهای گرانوله بهتر از پودری در سطح خاک پخش می‌شوند، بنابراین توصیه به استفاده از گوگرد گرانول است، ولی باید توجه داشت که گوگرد پودری ذرات ریزتری نسبت به گرانول داشته و زودتر اکسید شده و در دسترس گیاه قرار می‌گیرد. همچنین اگر گوگرد را با هدف کنترل آفات مصرف می‌کنید، می‌توان گوگرد پودری را بصورت گردپاشی مصرف کرد. توجه شود که هر سه نوع گوگردی که تهیه می‌کنید، با خلوص بالا باشند. (80 درصد به بالا)
• برای کشاورزی از گوگردهای چند درصد استفاده کنیم؟
  • برای اینکار توصیه می‌شود از گوگردهای خالص و بالای 80 درصد استفاده کنید.
• بهترین زمان مصرف گوگرد در کشاورزی چه زمانی است؟
  • زمان مصرف گوگرد بستگی به نوع محصول و شرایط کشت دارد. به عنوان مثال در کشت‌های زراعی، قبل از کشت و بصورت کود پایه به همراه سایر کودها با خاک مخلوط شود. در باغات نیز اگر با هدف تغذیه مصرف می‌شود، بهتر است این کودها را قبل از شروع فصل رشد (در پاییز و زمستان) بصورت خاکی مصرف کرد. همچنین برای کنترل آفات و بیماری‌ها می‌توان در طول فصل رشد، گوگرد را بصورت گردپاشی مصرف کرد.
• گوگرد مایع بهتر است یا پودری؟
  • گوگردهای مایع را می‌توان برای کنترل آفات و بیماری‌های در کشاورزی استفاده کرد، ولی اگر هدف، مصرف تغذیه‌ای برای گیاه باشد، با توجه به درصد پایین گوگرد در این کودها، توجیه اقتصادی ندارند.
• آیا گوگرد در آب حل می‌شود؟
  • گوگرد (s) قابل حل در آب نیست و برای اینکه داخل آب حل و جذب گیاه شود، باید باید طی فرایند معدنی شدن، به فرم یون سولفات (SO₄^-2) تبدیل شود که اینکار در داخل خاک و توسط فعالیت‌های میکروبی صورت می‌گیرد.
• تفاوت گوگرد معدنی و پالایشگاهی چیست؟
  • گوگرد معدنی را از معادن استخراج می‌کنند، اما گوگردهای پالایشگاهی در پالایشگاه‌ها بصورت صنعتی تولید می‌شوند. توجه شود که میزان خلوص گوگرد پالایشگاهی بالاتراست.
• آیا گوگردهای معدنی برای کشاورزی مناسب‌اند؟
  • این گوگردها حاوی درصد پایینی از گوگرد بوده و باید حجم زیادی از آنها را مصرف کنید تا گوگرد مورد نیاز خاک تامین شود و از لحاظ اقتصادی به صرفه نخواهد بود. بنابراین توصیه می‌شود از گوگردهای خالص (بالای 80 درصد) استفاده شود.
• آیا می‌توان از گوگرد بنتونیت‌دار استفاد کرد؟
  • همانطور که گفته شد، بنتونیت باهدف افزایش جذب آب و تسریع در متلاشی شدن و اکسیداسیون گوگرد به آن اضافه می‌شود. درصورتی که میزان بنتونیت گوگرد پایین بود، استفاده از این نوع گوگردها مانعی ندارد.