كيف تتفاعل الكبريتات والثيوكبريتات في التربة وتؤثر على توفر الكبريت

يمكن تسمية سمادين بأنهما كبريت قابل للذوبان ومع ذلك يتصرفان بشكل مختلف تمامًا في الحقل. الكبريتات، أيون الكبريتات، هي بالفعل في الشكل الذي تمتصه النباتات من خلال جذورها. أما الثيوكبريتات، أيون الثيوكبريتات، فليست كذلك: يجب أن تتأكسد أولاً، بواسطة الكائنات الدقيقة، قبل أن تصبح كبريتات. هذا الاختلاف الكيميائي الوحيد يتحول إلى اختلاف عملي - متى يصل الكبريت، وكم يدوم، وكم منه متوفر عندما يطلبه المحصول.

رؤية كروبنتا

تتواجد الكبريتات بشكل يمكن للجذور امتصاصه منذ البداية، ولكنها تُحتفظ بها بشكل ضعيف من قبل الطين والمواد العضوية، لذا يمكن أن تتحرك مع الماء المتسرب. تعتمد الثيوكبريتات على الأكسدة الميكروبية إلى كبريتات، وهي عملية تتأثر بدرجة حرارة التربة والتهوية والمواد العضوية. في التربة الباردة أو المشبعة بالمياه، قد يكون هذا التحويل بطيئًا، وقد تُختزل الثيوكبريتات بدلاً من ذلك إلى كبريتيد. لذلك، فإن توقيت الأكسدة مهم عند مطابقة إمداد الكبريت بطلب المحصول في موسم معين.

ما تفعله الكبريتات في التربة

تكون الكبريتات مستقرة في الظروف المؤكسدة ولا تحتاج إلى تحويل. بمجرد أن تصبح في المحلول، تكون متاحة فورًا لجهاز الجذر، وهذا هو السبب في أن الكبريتات هي المعيار الذي تُقاس به مصادر الكبريت الأخرى في عمل توفر المغذيات.^[1] الجانب الفسيولوجي للنبات مباشر: تُمتص الكبريتات بواسطة الجذور وتُختزل داخل النبات إلى كبريتيد، والذي يُدمج بعد ذلك في الأحماض الأمينية السيستين والميثيونين، ومن ثم في البروتينات. ولأن الكبريتات هي الركيزة المباشرة، فإن تطبيق الكبريتات يزيد من إمداد أنسجة الكبريت في نفس الموسم الذي تُجرى فيه.

إن قيد الكبريتات هو الحركة، وليس التفاعلية. تحمل الكبريتات شحنة سالبة مضاعفة وتُطرد من الأسطح السالبة الشحنة للطين والمواد العضوية، لذا تتحرك بسهولة مع الماء بدلاً من الاحتفاظ بها للإطلاق لاحقًا. في ظروف الأمطار الغزيرة على التربة الرملية، قد يعني ذلك أن نسبة كبيرة من الكبريتات المطبقة تغادر منطقة الجذر قبل أن يمتصها المحصول. تشير مراجعات الكبريت في إنتاج المحاصيل إلى أن ممارسات الحراثة تؤثر على كمية الكبريت المحتفظ بها بمرور الوقت، لأن أكسدة كبريت التربة وتمعدن البقايا يحولان التوازن بين الأشكال المتراكمة والمتاحة للنبات.^[2]

ما يجب أن تمر به الثيوكبريتات

الثيوكبريتات، التي تُقدم غالبًا على شكل ثيوكبريتات الكالسيوم، قابلة للذوبان بالفعل، ولكن النبات لا يستطيع استخدامها مباشرة. إنها وسيط في استقلاب الكبريت الميكروبي، وتتحول إلى كبريتات بواسطة الكائنات الحية المؤكسدة للثيوكبريتات، مع الكبريتات كمنتج نهائي. هذه خطوة بيولوجية، لذا تعتمد سرعة تفاعلها على ظروف التربة: درجات الحرارة الأكثر دفئًا، والتهوية، والكربون القابل للأكسدة تفضل عمومًا التحويل الأسرع، بينما الظروف الباردة، أو المشبعة بالمياه، أو الحمضية تبطئها.

هناك مسار ثانٍ، وهو السبب في أن الثيوكبريتات تتصرف بشكل مختلف في الممارسة العملية. يمكن أيضًا اختزال الثيوكبريتات، في الظروف اللاهوائية أو قليلة الأكسجين، إلى كبريتيد. في التربة الغارقة أو سيئة الصرف، يمكن أن يهيمن هذا المسار، ويرتبط تراكم الكبريتيد بانخفاض استقلاب الجذور وضعف امتصاص المغذيات. وبالتالي، يتم تحديد اتجاه التفاعل بواسطة بيئة التربة، وليس بواسطة المنتج وحده.

لماذا الحالة المختزلة مهمة للنبات

في العمل المخبري مع الثيوكبريتات كمصدر للكبريت، أُبلغ عن تحول في استقلاب الكبريت في النبات: أظهرت النباتات المعالجة بالثيوكبريتات مستويات أعلى من الكبريتيد وكبريتيد السيستين، مما يشير إلى حالة كبريت أكثر اختزالًا من النباتات التي زودت بأشكال أخرى.^[3] أجريت الدراسة المذكورة في ظروف متحكم بها بدلاً من الإنتاج الحقلي، لذا يبقى مدى انعكاس هذا النمط لتحول غذائي أو مدى انعكاسه للتعرض للكبريتيد المتولد حول الجذر مفتوحًا. إنه سبب لتقييم الثيوكبريتات بعناية في التربة الثقيلة أو سيئة الصرف، وليس حجة عامة ضدها.

التباين الذي يهم للنصيحة

عند مقارنتهما جنبًا إلى جنب، توفر الكبريتات الكبريت في شكل متاح للنبات على الفور وتحمل خطر الغسل؛ بينما تتبع الثيوكبريتات خطوة تحويل متحكم فيها ميكروبيًا، ويتأرجح سلوكها مع تهوية التربة. لا يعتبر أي منهما ناقلاً بطيء الإطلاق بالمعنى الحبيبي المغلف، ولا يحل أي منهما محل الآخر تلقائيًا. تناسب الكبريتات المواقف التي تتزامن فيها الحاجة والتطبيق. تناسب الثيوكبريتات المواقف التي تكون فيها حاجة المحصول لاحقًا في الموسم أو عندما يكون هناك خطر فقدان كبير لتطبيق كبريتات واحد، شريطة أن تكون التربة دافئة وجيدة التهوية بما يكفي لحدوث التحويل.

هناك حدودان يستحقان التوضيح بوضوح. أولاً، تتعلق الأدلة التي تمت مراجعتها بالخصائص الكيميائية وتوفر الكبريت للنباتات نفسها؛ وهي لا تثبت أن اختيار التركيبة في حد ذاته يحدد نتيجة زراعية في محصول معين. ثانيًا، تصف الاختلافات المذكورة أعلاه كيمياء أشكال الكبريت نفسها. وهي منفصلة عن مسألة ما يفعله الكبريت العنصري بدرجة حموضة التربة، والذي يعتمد على معدل الأكسدة، وظروف التربة، والقدرة العازلة، والذي في التربة الكلسية يمكن أن يكون محدودًا بالعازلة بدلاً من الكمية المطبقة.

ملخص تقني

لا تحتاج الكبريتات إلى تحويل قبل امتصاص الجذور وتتحرك بسهولة عبر خصائص التربة مع الماء. يجب أكسدة الثيوكبريتات بواسطة الكائنات الدقيقة في التربة، أو اختزالها إلى كبريتيد في ظروف نقص الأكسجين، لذا فإن إطلاقها أبطأ ويعتمد على درجة الحرارة والتهوية والصرف. اختيار أحدهما على الآخر هو مسألة توقيت وظروف التربة ومخاطر الفقد بدلاً من إجمالي الكبريت المطبق.

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير في كروبنتا. وهو معلومات عامة وليس استشارة مهنية.