Сера – важнейший элемент, постоянно участвующий в природных циклах и претерпевающий разнообразные превращения в почве. Она поступает в почвенную среду различными путями: с атмосферными осадками (дождем и снегом), в результате разложения растительных остатков, при внесении удобрений, а также при выветривании и разрушении горных пород.
В почве сера существует в четырех основных формах: органической, сульфатной, сульфидной и элементарной. Наиболее легкоусвояемой для растений является сульфатная форма (SO₄²⁻). Она хорошо растворяется в воде и без труда поглощается корневой системой. Однако именно сульфаты наиболее подвержены вымыванию из почвы, особенно на легких песчаных и супесчаных почвах с низкой влагоемкостью.
Значительная часть почвенной серы связана в органическом веществе и становится доступной для растений только после процесса минерализации. Этот биохимический процесс, осуществляемый почвенными микроорганизмами, превращает органическую серу в усвояемые формы. Скорость минерализации зависит от таких факторов, как температура, уровень влажности и гранулометрический состав почвы. Противоположным процессом является иммобилизация, когда микроорганизмы потребляют доступные сульфаты для собственных нужд, временно выводя их из доступного для растений пула.
На доступность серы также влияют окислительно-восстановительные процессы. В хорошо аэрированных почвах, богатых кислородом, органическая сера разлагается, а сульфиды окисляются до сульфатов, тем самым повышая обеспеченность растений этим элементом. В анаэробных условиях (например, на переувлажненных и заболоченных участках) происходит обратный процесс: сульфаты восстанавливаются до сульфидов, что снижает их доступность. В таких условиях может накапливаться сероводород (H₂S), который токсичен для корневой системы растений.
Потери серы из почвы происходят главным образом по трем направлениям: вымывание, газообразование и связывание в труднорастворимые соединения. Наиболее значительные потери связаны с вымыванием сульфатов водой, что особенно характерно для регионов с обильными осадками. Газообразные потери наблюдаются при дефиците кислорода, когда образуются летучие серосодержащие соединения. В щелочной среде сульфаты могут образовывать слаборастворимые соединения с кальцием, алюминием или железом, что также снижает их доступность для растений.
Эффективность усвоения серы растениями во многом определяется типом и структурой почвы, ее кислотностью и активностью почвенной биоты. Легкие почвы быстро теряют серу вместе с влагой, тогда как глинистые почвы и горизонты, богатые органическим веществом, способны удерживать этот элемент дольше, постепенно высвобождая его в процессе минерализации. Оптимальный уровень pH играет ключевую роль: чрезмерная кислотность ускоряет потери серы, а избыточная щелочность, напротив, ограничивает ее доступность для растений.