کاربردهای گوگرد در کشاورزی :

گوگرد قسمتی از هر سلول زنده است و در سنتز آمینو اسیدهایی مثل سیستئین و متیونین و بطور کلی پروتئین ها و همچنین ویتامین ها شرکت دارد. اهمیت گوگرد در فرآیند فتوسنتز و افزایش مقاومت گیاه در فصل سرما شناخته شده است. حضور گوگرد در حبوبات برای جذب نیتروژن به مقدار کافی، ضروری است. حضور گوگرد در فرآیند nitrate-reductase  که در آن نیتروژن نیتراته به آمینو اسید تبدیل می شود، از اهمیت خاصی برخودار است.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.

تفاوت جذب گوگرد توسط عنصر گوگرد و سولفات

 1. سولفات سولفور

اگرچه S به اشکال مختلف شیمیایی در طبیعت وجود دارد، گیاهان می توانند S را فقط از طریق سیستم ریشه خود به شکل SO42- جذب کنند. مقادیر کمی از گاز دی اکسید گوگرد را می توان از طریق برگ ها جذب کرد، اما این امر در تغذیه کلی گیاهان تاثیر چندانی ندارد. این بدیهی است که به این معنی است که تمام خاک S باید به SO42- تبدیل شود تا توسط گیاهان مورد استفاده قرار گیرد.

آنیون SO42- حامل دو بار منفی است، بنابراین به هیچ وجه توسط کلوئیدهای خاک جذب نمی شود. با افزایش اسیدیته خاک، برخی مکان‌های بار مثبت روی ذرات رس و مواد آلی ایجاد می‌شوند که امکان جذب مقدار محدودی SO42- را فراهم می‌کند. اما در بیشتر موارد، SO42- آزادانه با رطوبت خاک حرکت می کند، به خصوص در سطوح بالایی مشخصات خاک. بنابراین بسیار شبیه نیتروژن نیترات (N) در خاک واکنش نشان می دهد. در نتیجه، سطوح SO42- اغلب با افزایش رطوبت مقدار اسیدیته افزایش می یابد.

 2. گوگرد عنصری

عنصر S برای گیاهان کاملاً در دسترس نیست. گیاهان به سادگی نمی توانند S⁰ را از طریق سیستم ریشه جذب کنند. عنصر S بی اثر و نامحلول در آب است. از نظر تجاری، شرکت‌ها می‌توانند آن را در فضای باز ذخیره کنند، جایی که می‌تواند سال‌ها بدون تأثیر رطوبت یا دما در جای خود باقی بماند. با این حال، وقتی کشاورزان S⁰ را به خاک اضافه می کنند، موضوع کاملاً متفاوت است. عنصر گوگرد (اکسید می شود) به شکل SO42- در دسترس گیاه، و سرعتی که در آن این تبدیل صورت می گیرد، عامل تعیین کننده در مورد اثربخشی S⁰ به عنوان منبع کود S است.

کارشناسان موارد زیر را به عنوان مهمترین ملاحظات در مورد استفاده از این دو شکل شیمیایی S در برنامه های باروری توصیه می کنند:

· وقتی برای نیاز کل محصول خود به S⁰ تکیه می کنید، استفاده از آن قبل از کاشت بهترین نتایج را به همراه دارد. پخش و به دنبال آن ادغام به قرار دادن باند ارجحیت دارد. کاربردهای سطحی S⁰ توصیه نمی شود.

در کشت بهاری : اگر در زمان کاشت محصولات بهاره از کود استفاده می کنید، کودهای SO42- معمولا بهترین نتیجه را دارند. این امر به ویژه در صورتی صادق است که شرایط به گونه ای باشد که سرعت اکسیداسیون کاهش یابد – به عبارت دیگر، در دماهای سرد یا رطوبت بیش از حد. در کودهای استارتر یا ردیفی، اشکال SO42- S معمولاً نتایج بهتری را ارائه می دهند.

درکشت پاییزی: اگر در پاییز برای محصولات بهاره کود استفاده کنید، احتمال تفاوت بین منابع S⁰ و SO42- کمتر می شود. منابع گوگرد عنصری معمولاً اثرات باقیمانده بهتری دارند.

منابع گوگرد عنصری بسیار اسیدی هستند. این می تواند به محصولات شما در شرایط قلیایی خاک کمک کند، اما در شرایط اسیدی به آنها آسیب می رساند. منابع سولفات می توانند در واکنش اسیدی یا خنثی باشند. سولفات آمونیوم یک ماده اسیدی است. K-Mag، سولفات پتاسیم و سولفات کلسیم مواد خنثی هستند و بر pH خاک تأثیری ندارند .

 علایم کبود گوگرد در گیاهان :

هرگاه میزان گوگرد در گیاهان در حال رشد به زیر سطح بحرانی مورد نیاز کاهش یابد‌، علائم ظاهری 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. دراثر کمبود گوگرد رشد به‌ طور‌کلی کاهش می‌یابد. در غلات، پنجه‌زنی کاهش می‌یابد در کلزا، گلها رنگ‌پریده و برگها بد شکل و دِفرمه می‌شوند در گیاهان لگوم تشکیل گره و تثبیت نیتروژن کاهش پیدا می‌کند.

چرا باید از کودهای گوگرد در کشاورزی 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 . باتوجه به موارد گفته شده مصرف کودهای گوگردی می‌تواند برای کشاورزی مفید باشد.

گوگرد موجود در خاک به صورت ترکیبات آلی و معدنی وجود دارد. همانطور که قبلا نیز ذکر شد بیشتر گوگرد موجود در خاک به صورت ترکیبات آلی است که نمی تواند توسط گیاه جذب شود. گوگرد موجود تنها در صورتی می تواند جذب گیاه شود که این ترکیبات طی فرآیند معدنی شدن به فرم سولفات تبدیل شود.

گوگرد در ساختار پروتئین ها و عملکرد آنزیم ها بسیار مهم است و نقش مهمی در دفاع از گیاهان در برابر تنش ها و آفات دارد. عواملی همچون ترکیبات ثانویه گوگرد (به عنوان مثال گلوکوزینولات ها، پپتیدها، گلوتامیل و آلیین ها)، فیتوآلکسین ها، پروتئین های غنی از گوگرد (تیونین ها)، رسوبات موضعی گوگرد (در اطراف ریشه) و آزاد شدن ترکیبات گوگرد فرار به صورت گاز، می‌توانند مقاومت گیاه را در برابر عوامل بیماری زا و آفات گیاهخوار افزایش دهند. از آنجا که جذب گوگرد و نیتروژن به شدت با هم در ارتباط هستند، کمبود گوگرد در گیاهان را می‌توان با نسبت نیتروژن به گوگرد موجود در بافت گیاه تشخیص داد.

استفاده از گوگرد در خاکهای رسی

سولفات در خاک متحرک بوده و مانند نیترات به راحتی توسط آب شسته شده و با آبیاری و یا بارش سنگین باران از منطقه فعال ریشه خارج می شود. با تبخیر آب، سولفات می تواند مجددا به سطح خاک منتقل شود. تحرک پذیری سولفات در خاک تعیین نیاز خاک به  کودهای گوگردی را مشکل می نماید. ذرات رس  موجود در خاک  سولفات را بیشتر از نیترات جذب می نمایند. با بارش بهاره، سولفات موجود در بخش ماسه ای خاک شسته می شود ولی در  بخش رسی خاک که در قسمت های پایین تر خاک قرار دارد نگه داشته می شود.بنابر این در این مناطق در رشد اولیه گیاه ممکن است علائم کمبود گوگرد مشاهده شود که با رشد بیشتر ریشه گیاه و نفوذ آن به مناطق رسی این علائم بر طرف می شوند. در مناطقی که بخش ماسه ای خاک عمیق است و یا فاقد بخش رسی هستند، گیاهان نسبت کمبود گوگرد عکس العمل نشان می دهند.

جلوگیری از شوری خاک با گوگرد

جهت حفظ و بهبود عملکرد محصول از طریق آبیاری به تکنیک های مدیریتی آب و خاک بستگی دارد. گوگرد، بر اساس خواص خاک و کیفیت و کمیت آب آبیاری موجود، تا حد زیادی سطح سدیم و نمک را پایین نگه می‌دارد. از گوگرد و تعدادی از ترکیبات حاوی سولفور و یا همان گوگرد معمولا برای نگهداری و بهبود خاک در کشاورزی و آبیاری با آب های شور استفاده می کنند.

آشنایی با عنصر گوگرد

عنصر گوگرد از عناصر شیمیایی جدول تناوبی بوده و با نماد شیمیایی S شناخته می شود. عدد اتمی عنصر گوگرد ۱۶ و عدد جرمی آن تقریبا ۳۲ است. عنصر گوگرد نافلز بوده و در گروه ۱۶ و تناوب سوم جدول مندلیف قرار گرفته است. خواص عنصر گوگرد از نافلز بودن این عنصر به دست می آید. از کاربرد عنصر گوگرد می‌توان به مصرف در کشاورزی اشاره نمود. ویژگی انواع گوگرد منجر به استفاده های گسترده از این ماده در مصارف صنعتی مختلف شده است. ایزوتوپ عنصر گوگرد نیز شناخته شده و در ادامه مقاله بررسی می‌گردد. انواع عنصر گوگرد با بیش از ۳۰ آلوتروپ شناسایی شده اند. منابع عنصر گوگرد در طبیعت به وفور یافت شده و کانسارهای بسیاری از این ماده کشف شده است. عنصر گوگرد نافلزی چند ظرفیتی بوده و بیشتر به شکل بلور هایی زرد رنگ یافت می شود.

ویژگی عنصر گوگرد عنصر شماره ۱۶ جدول تناوبی

عنصر گوگرد نافلزی به رنگ زرد کمرنگ است. این ماده بسیار سبک و نرم است و هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی شبیه بوی تخم ‌مرغ فاسد شده دارد. شعله عنصر گوگرد به شکل آبی رنگ سوخته و بوی عجیبی هم از خود ساطع می‌کند. جالب است بدانید که عنصر گوگرد در آب حل نمی ‌شود. اما در دی‌ سولفید کربن حل می ‌شود. مدل اتمی بور برای عنصر گوگرد نیز تعریف شده است.

حالت ‌های اکسیداسیون این عنصر ۲- و۲ + و ۴+ و۶ + است. ۲- و ۴+ کاهنده ‌بوده و تمایل دارند به ۶+ که پایدار تر است برسند. حالت ‌های ۴+ و ۶+ از قاعده هشت‌ تایی پیروی نمی‌کنند. گوگرد در تمامی حالت‌ های مایع، جامد و گاز اشکال چندگانه دارد که ارتباط بین آن ها به طور کامل شناخته نشده است. عنصر گوگرد کریستالی هم به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده می‌ شود.

نیترید گوگرد پلیمری شبه فلز است و بنابراین مقداری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در این ماده وجود ندارد. داشتن خواص نوری و الکتریکی غیر معمول از ویژگی این ماده است. گوگرد غیر متبلور با سرد کردن سریع کریستال گوگرد به دست می آید. اشعه ایکس مشخص نموده است که گونه غیر متبلور و بی ‌نظم ممکن است در هر ساختار پیچشی ستاره مانند ۸ اتم داشته باشد.

عنصر گوگرد  به دو حالت کریستالی بدست می آید: گوگرد هشت وجهی یا بلور مونو کلینیک که در دماهای معمولی نوع هشت وجهی پایداری بیشتری دارد.

انواع اشکال عنصر گوگرد

• پودر گوگرد میکرونیزه
• انواع گوگرد معدنی
• عنصر گوگرد به شکل کلوخه
• گوگرد گرانوله
• کود گوگرد آلی گرانوله
• پایه گوگرد نوع نفتی و گازی
• انواع گوگرد دانه بندی

• منابع عنصر گوگرد

•  
• زندگی بر روی زمین به دلیل وجود عناصر مختلف امکان پذیر بوده است. در دریاهای اولیه شرایط به گونه ای بود که واکنش های شیمیایی ساده توانستند اسیدهای آمینه را ایجاد کنند. اسید آمینه ای که اجزای سازنده زندگی است. به طور طبیعی این ماده را می توان در نزدیکی آتشفشان ها یافت. بسیاری از مواد معدنی سولفید شناخته شده است. پیریت و مارکایست سولفید آهن هستند. استیبین، سولفید آنتیموان است. گالن، سولفید سرب است. سینابار، سولفید جیوه و اسفالریت، سولفید روی است. دیگر سنگ معدن های سولفیدی، کالکوپیریت، بورنیت، پنلاندیت، میلریت و مولیبدنیت،گچ و نمک های اپسوم هستند.
• اما منابع اصلی گوگرد برای مصارف صنعتی سولفید هیدروژن گاز طبیعی است. کشور کانادا تولید کننده اصلی این ترکیب است. تولید عنصر گوگرد مدرن به طور کامل از فرآیند های مختلف تصفیه ای صورت می گیرد. این تصفیه برای حذف گوگرد از گاز های طبیعی، نفت و ماسه های قیری استفاده می شود.
• موجودات زنده همگی دارای گوگرد هستند. هنگام فسیل شدن گوگرد به محیط باز می گردد. در صورت سوختن سوخت های فسیلی تصفیه نشده، دی اکسید گوگرد می تواند وارد جو شود و باران اسیدی ایجاد کند. بنابراین فرآیند گوگرد زدایی از سوخت فرایند بسیار مهمی در بهبود محیط زیست است.

كانسارهاي سولفاتي :

اين كانسارها شامل مواد معدني نظير گچ و انيدريت بوده و از بزرگترين منابع گوگرد بشمار مي روند. از اين كانسارها مقدار محدودي گوگرد به صورت اسيد سولفوريك توليد مي شود. تكنولوژي موجود براي جداسازي گوگرد از اين منابع هنوز صرفه اقتصادي ندارد. گچ به عنوان باطله در توليد اسيدفسفريك از سنگ فسفات به مقدار زياد توليد مي شود و مي تواند دوباره تبديل به اسيدسولفوريك گردد.

•گازهاي طبيعي :

ئيدروژن سولفوره گازي در كانسارهاي گاز طبيعي نيز وجود دارد. از اين منابع گاز طبيعي تجاري استخراج مي گردد و گوگرد آزاد به عنوان محصول همراه بازيابي مي شود. اين نوع كانسارها از منابع بزرگ و در حال گسترش گوگرد محسوب مي شود. عمده اين كانسارها در كانادا، خاورميانه و به صورت كانسارهاي بزرگ در آمريكا، آلمان، ونزوئلا و روسيه وجود دارد.

•ماسه هاي قيري و نفتي :

گوگرد به صورت تركيب در كمپلكسهاي آلي موجود در ماسه هاي نفتي و قيري وجود دارد و جريان پالايش اين مواد، به صورت محصول جانبي يا همراه و به شكل گوگرد آزاد بازيابي مي شود. ذخاير بزرگ از اين ماسه ها در خاورميانه و كانادا وجود دارد و پتانسيل خوبي براي بازيابي گوگرد محسوب مي شود.

•زغال سنگ و شيل نفتي :

همراه كانسارهاي زغال سنگ و شيلهاي نفتي سولفورهاي آهني (پيريت) و تركيبات آلي گوگردي با غلظتهاي مختلف وجود دارد. مقادير كمي گوگرد از اين منابع امروزه در اروپا بازيابي مي شود. ايالات متحده و بعضي ديگر از مناطق دنيا داراي پتانسيل براي توليد گوگرد از اين نوع مي باشند.

•اقيانوس ها :

اقيانوسها يكي از بزرگترين منابع مطرح نشده گوگرد مي باشند. گوگرد در آب اقيانوسها به صورت سولفاتهاي محلول كلسيم، منيزيم و پتاسيم وجود دارد. مقدار آنها به 880 گرم در تن مي رسد. بدين ترتيب هر كيلومتر مكعب آب دريا داراي 860000 تن گوگرد به شكل سولفات است. ژيپس و انيدريت موجود در آب را نيز مي توان به اين رقم افزود. سولفاتهاي محلول از نظر كمي نسبت به مواد محلول در رديف دوم قرار دارند.

کاربرد عنصر گوگرد

گوگرد به صورت آزاد و به صورت ترکیبی موارد مصرف بسیاری دارد ولی بیشترین کاربرد آن برای ساخت ترکیبات شیمیایی و فراورده‌های میانی در چرخه صنعت را داراست.

• بیشترین مصرف گوگرد در سال‌های اخیر در صنایع کشاورزی و تهیه کود های فسفاتیک بوده است.
• پودر گوگرد از اجزای باروت است.
• گوگرد میکرونیزه برای جوشکاری لاستیک نیز به کار می‌رود.
• از گوگرد به عنوان ماده از بین برنده قارچ و همچنین ضدعفونی‌کننده و کود به کار می‌رود.
• عنصر گوگرد برای تهیه اسید سولفوریک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• از گاز گوگرد برای ساختن چندین نوع کاغذ، ماده سفیدکننده و به عنوان عایق الکتریکی مورد استفاده‌ قرار می گیرد.
• فراورده های گوگردی در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل می‌کند.
• سولفات ها در کاغذ های شستشو و خشک ‌بار نیز کاربرد دارند.
• در ساخت کبریت و در آتش ‌بازی نیز از پودر گوگرد به کار گرفته می‌شود.
• تیوسولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت‌کننده در عکاسی کاربرد دارد.

کاربرد عنصر گوگرد در کشاورزی

کاربرد این ماده در تولید کود های کشاورزی بسیار مورد استفاده است. مهم‌ترین شکل مصرف آن به صورت ترکیب معدنی کلسیم سولفات است. شکل عنصری این گوگرد، آب‌گریز است. بنابراین به طور مستقیم توسط گیاهان نمی تواند مصرف و جذب شود. باکتری‌ های خاک با گذشت زمان قادرند تا این ماده را به مشتقات محلول در آب تبدیل ‌کنند. تا قابل جذب توسط باشد. این عنصر عملکرد سایر مواد مغذی مورد نیاز گیاه از جمله نیتروژن و فسفر را افزایش می‌دهد.

لازم به ذکر است که تولید مواد گوگردی از طریق فرآیندهای بیولوژیکی، به صورت آب‌دوست طراحی می شود. این مواد قابلیت جذب بالایی توسط گیاه دارند.

کاربرد بیولوژیکی گوگرد

استفاده از خواص عنصر گوگرد برای تمام موجودات زنده ضروری است. این ماده به عنوان سولفات از خاک (یا آب دریا) توسط گیاهان و جلبک ها گرفته می شود. از این ماده جهت ساخت دو اسید آمینه ضروری مورد نیاز برای ساخت پروتئین استفاده می گردد. در برخی از آنزیم ها نیز از این عنصر استفاده می گردد. گوگرد و سولفات غیر سمی هستند. اما دی سولفید کربن، سولفید هیدروژن و دی اکسید گوگرد سمی هستند. سولفید هیدروژن بسیار خطرناک بوده و می تواند فلج تنفسی ایجاد کرده و منجر به مرگ شود.

هنگام سوختن زغال سنگ و روغن تصفیه نشده دی اکسید گوگرد تولید می شود. دی اکسید گوگرد در جو باعث باران اسیدی می شود. باران اسیدی می تواند باعث مرگ دریاچه ها شود.

در ايران در سه بندر پتروشيمي ماه شهر، بندر خدماتي پارس و بندر عباس عمليات تخليه و بارگيري گوگرد به انجام مي رسد. در بندر عباس ، بارگيري گوگرد به كشتي بدون استفاده ازسيستم برج پركن صورت مي پذيرد.در بندر خدماتي پارس واقع در عسلويه نيز در حال حاضر تخليه گوگرد بدون استفاده از برج پركن صورت مي پذيرد. متاسفانه يك دستگاه برج پركن كه بدين منظور در اين بندر خريداري شده بود بدليل رعايت نكردن مسايل ايمني در هنگام نصب دچار مشكل شد و سقوط نمود. در حال حاضر عمليات تخليه و بارگيري در اين بندر توسط يك مجموعه انتقال موقت مشتمل بر نوار نقاله ، مخازن گوگرد و دريچه هاي بارگيري كاميونها بوده كه در سال جاري نصب و به بهره برداري رسيده است تنها در بندر پتروشيمي ماه شهر عمليات تخليه گوگرد توسط برج پركن متحرك به انجام مي رسد كه آن هم بدليل رعايت نكردن موارد ايمني توضيح داده شده در بخش 2 ، بحث آلودگي آن مطرح مي باشد.