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土建筑土壤改良

土壤硫:它是如何工作的


11分钟阅读

我们的眼睛可能看不见土壤中的硫,但在我们的头脑中,硫是一种黄色的粉状物质,我们通常把它与气味不好的东西联系在一起。例如,洋葱和大蒜都有一种可以归因于硫的特定气味。但是硫在土壤和植物健康方面很少得到应有的重视。就我个人而言,我发现它是我们作为园丁可以研究的最有趣的营养物质。

硫本身是一种重要的植物营养物质,在土壤科学领域,它被认为是有毒的,值得担忧。在过去的几十年里,不担心硫可能是没问题的,但现在情况变了。这要归功于美国和世界各地更有效的环境法。缺点是:再加上化肥的变化,导致了更广泛的硫缺乏。

这篇文章深入探讨了硫在植物和土壤中的重要性。诊断缺陷,修正硫,学习硫的循环和它在植物中的重要性也将被覆盖。

硫在植物中的作用

硫
单质硫。资料来源:国家农药信息中心

硫通过硫酸盐(SO)供应给工厂42 -)的形态,由根系通过土壤溶液吸收。有时是二氧化硫(SO2)通过叶片气孔从周围的空气中吸收。然而,它以气态形式被吸收的量是有限的。

硫在氨基酸的形成中起着关键作用。硫与氮结合形成许多氨基酸链,这是蛋白质的基本组成部分。硫在光合作用过程中也是至关重要的。由于光合作用是植物合成自身食物的一个重要过程,确保有足够的硫是至关重要的。

硫是人体必需的营养物质生物固氮细菌与植物和土壤的关系所进行的过程。这就是为什么豆科作物比其他作物需要更多的硫。最后,硫是大蒜等作物中辛辣油生产的重要组成部分。

土壤中的硫

与蛋白质在植物中的作用相似,蛋白质在土壤中发现的微观和宏观生物的硫中起着主导作用。因为硫酸盐不是带正电的离子,所以它不参与阳离子交换,而不同的离子会相互结合,形成一个向植物传递营养物质的有效系统。

相反,它参与了阴离子交换,在阴离子交换中,某些离子为了同样的目的去除自身。但是在这个过程中,一些硫仍然会从土壤中滤出。除了这些,硫的主要作用是降低土壤pH值

土壤pH值

含硫化合物通常用于农业,以降低土壤pH值,从而使其更酸。重要的是要注意和理解pH值测试测量的是溶液中游离氢离子的数量。每个pH值之间的差异是显著的,即使我们谈论的是从pH值5到6的跳跃。我们很多人都知道,土壤pH值可能是植物适宜和不适宜环境的区别。

pH值范围
日常用品及其pH值。资料来源:美国地质调查局

硫酸化土壤的原因是由于它在土壤中的反应。具体来说,单质硫会产生反应,产生硫酸盐和游离氢原子,从而增加土壤酸度。大多数含硫化合物都会影响土壤的pH值。元素硫是最常用的降低pH值的元素,园丁们会将其以堆肥或硫特定改进剂的形式添加到土壤中。

单质硫需要考虑的一个重要问题是,当它降低pH值时,对土壤微生物会产生显著的生物效应。这不是一种化学反应,不像石灰那样,碳酸盐会增加土壤的pH值。这意味着降低pH值可能需要比石灰更长的时间,但硫会完成这个工作。

因为这是一个生物反应,所以增加单质硫的用量并不是最好的办法。这样做可以降低pH值,使铝有可能中毒。我建议只根据你的土壤质地类型和气候使用单质硫。硫酸也被用来更快地降低土壤pH值。然而,我不建议这样做,因为这对非专业人士来说很糟糕。

最后,就像所有涉及到土壤和植物的事情一样,使用土壤测试可以确定地告诉你土壤的pH值。在正常情况下,pH值在pH刻度上不会是高酸性或碱性的。

在一些罕见的情况下,可以在土壤表面发现硫化铁。如果你在你的土壤中发现这种黑色物质,要知道这是非常值得关注的。大多数时候,你不会在你的花园里发现硫化铁。但如果你很少看到它,就把这种酸性物质盖起来。

硫的需求

因为它是一种宏量营养素,植物对硫的需求量要高于微量营养素。当我们想到硫在蛋白质和氨基酸中的作用时,我们就知道它对植物是多么重要。就像所有的营养一样,不同种类的植物需要不同的数量和组合。

干物质中硫的百分比可在0.2 - 0.5%之间。但是,根据植物组织中营养物质的百分比来确定植物需要什么,并不是衡量向土壤中添加多少硫的最好方法。最好的方法是测量氮与硫的比例。

叶片组织中通常存在12:1 (N:S)或更低的比例。当氮的比例过大时,植物就会开始积累糖分,从而吸引各种病虫害。因此,硫氮平衡对电厂安全至关重要。

发现缺硫

缺硫常被误诊为缺氮。这是因为两者都有助于植物保持绿色。在这两种缺陷中,主要症状是叶片变黄、褪绿。然而,在诊断植物发生的问题时,细节是关键。

与缺硫有关的发黄的叶子会出现在新叶子上。另一方面,缺氮植物在老叶片上表现出这一症状。这是因为氮很容易在植物中转移,可以从一个地方流动到另一个地方。另一方面,硫不容易通过植物组织。

幼叶缺硫
幼叶缺硫。来源:宾夕法尼亚州立大学

硫循环

让我们深入研究一下硫磺进入和离开土壤的方式。重要的是要了解硫的循环,以及使我们受益的环境法规是如何影响土壤的。

大气

直到最近,硫沉积——空气中的硫沉积物在土壤表面沉降的过程——是硫进入土壤的主要方式。随着时间的推移,我们燃烧煤炭和化石燃料,它们向空气中释放二氧化硫。这种化合物与雨水结合,当下雨时,硫在土壤中变成硫酸盐。

随着世界各地的机构采取了更多的空气污染措施,排放到大气中的二氧化硫已经显著减少。这些规定最终使我们作为人类受益,但它们限制了硫以前进入土壤的方式。

矿物质

许多含硫酸盐的矿物经过各种自然过程的风化和分解。这些矿物包括石膏、玄武岩和其他几种矿物。风化过程需要时间来分解矿物,但当它完成时,硫被释放到大气中,与氧气相互作用后成为硫酸盐。

然后,在上一节我们讨论的硫沉积过程中,硫沉积在土壤上,通过灌溉水和雨水渗透到土壤中。

有机物质

硫最常通过有机质进入土壤。植物95%的硫吸收都发生在这里。土壤微生物分解有机物时,硫酸盐被释放到植物根部。只要土壤微生物活跃,这个持续而重要的释放硫酸盐的过程就会发生。

有机质含量因土壤类型而异。与沙质土壤相比,粘土含量较高的土壤具有更大的容纳有机质的能力。

其他来源

灌溉用水为植物提供了一部分硫。这是硫酸盐被添加到土壤中的另一种方式,植物可以通过这种方式接触到它。然而,这并不是添加到土壤中的重要方式。过去,氮肥和其他肥料中也含有硫酸盐。

不幸的是,由于大气中硫含量的下降,硫磺含量已经退居次要地位,商业化肥中的硫含量要低得多。现实中,由于硫对植物健康的影响和对硫需求的增加,NPK应向NPS转变。

去除硫的方法

考虑到硫是一种阴离子,或带负电荷的离子,它不会附着在土壤颗粒上,而且倾向于从土壤剖面中滤出。虽然它没有阴离子硝酸盐那样的浸出潜力,但它仍然以很高的速度浸出。但它在污染中的作用不像磷和氮那样大。

从土壤中去除硫最重要的方法是通过植物物质去除。除去植物和收割农作物会使土壤中的硫流失。园丁可以通过在田间保留尽可能多的有机物质来避免这种情况。对覆盖作物采用砍撒法是向土壤中添加硫的一种方法。还有一些含硫的土壤改良剂也能起到同样的作用。

土壤硫循环示意图。
硫循环。来源:Bantle

硫的修正案

改善土壤中硫含量的改良产品太多了,这篇文章就不多讲了。在这里,我只列出一些最重要和最常见的。这些产品中最简单和最容易获得的是堆肥。添加一个碳硫比良好的综合堆肥可以增加硫,同时让你的植物可以利用它。

石膏是另一种常见的土壤改良剂,有许多不同的产品。我非常喜欢石膏作为土壤改良剂,因为它对pH值没有太大的影响,但可以为植物的根部提供硫。唯一的缺点是,与其他同类产品相比,它需要一段时间才能分解。

单质硫,通常以硫酸的形式存在,是一个明显的选择。特别是在含硫土壤和pH值增加的沙质土壤中,含有改良剂的产品一举两得,降低土壤pH值,并为你的植物提供硫化合物。

泻盐你用于个人护理的东西,也可以作为硫磺肥料。它在化学上被称为硫酸镁,对它的研究肯定会收获颇丰。然而,记得在你填满泻盐之前测试你的土壤,因为添加更多的泻盐会破坏已经有足够镁存在的土壤。

常见问题

问:硫对土壤有什么影响?

答:通常用含硫化合物来降低土壤酸度。

问:土壤中的硫是如何获得的?

A:有几种方法可以增加土壤中的硫含量。增加SOM(土壤有机质)增加硫含量。提供有机物还能改善微生物组健康,增加土壤肥力和碳封存。也有大量的土壤改良剂为土壤提供硫。

问:如果土壤中含硫过多会发生什么?

答:过多的单质硫会导致酸性,这会使有毒金属渗入周围的空气和水中。当土壤pH值低于4.5时,就会发生铝毒性。提供石灰剂以提高pH值。要有耐心,因为调整土壤pH值会改变土壤的化学成分。

问:我应该在土壤中添加多少硫磺?

A:所需的硫磺量取决于几个方面。了解你的土壤类型和做土壤测试是关键,然后再进行修改。

问:我的土壤需要硫磺吗?

答:做一个土壤测试来确定是否应该添加硫磺。在一个容器花园中,对硫的需求可能比在一个凸起的床或大型农场更少。

问:硫磺是一种好的肥料吗?

A:这是一种很好的肥料。提供含有硫酸盐的肥料对花园有好处。石膏、泻盐和堆肥都会向土壤中添加硫和其他营养物质。

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