Сера играет существенную роль в продукционном процессе пшеницы с самых ранних фаз развития. Ее метаболизм в растительной клетке тесно взаимосвязан с метаболизмом азота, так как оба элемента являются обязательными составляющими белков.
При недостатке одного из них синтез протеина задерживается, он может вовсе прекратиться в отсутствие доступных растениям источников, как азота, так и серы. Сера входит в состав ферредоксинов белков — переносчиков электронов, участвующих в процессе восстановления нитратов в растениях. В условиях дефицита серы их пул сокращается, что тормозит восстановление и ассимиляцию азота и приводит к накоплению нитратов в растениях. В литературе имеется достаточно много примеров аккумуляции нитратов в тканях дефицитных по сере растений [1].
Нашими 12-летними исследованиями в вегетационных опытах с яровой пшеницей, проведенными на почвах Присалаирской дренированной равнины (Тальменского района Алтайского края) — черноземе оподзоленном и серой лесной с низким содержанием валовой (0,06 %) и подвижной (3–4 мг/кг почвы) серы, — показано, что внесение серы на фоне азотных удобрений повышало урожай зерна в разные годы в 2–5 раз. На недостаток серы в питании пшеница реагировала с ранних фаз развития. Уже в возрасте трех недель, когда различия по биомассе удобренных и неудобренных серой растений были незначительны, содержание белкового азота в листьях S-обеспеченных растений было существенно выше. По мере роста растений доля белкового азота от общего накопления элемента в биомассе у S-дефицитных растений снижалась, достигая к фазе цветения 30 %, тогда как у S-обеспеченных она сохранялась на уровне 77–70 %. С ослаблением синтеза белка в S-дефицитных растениях отставал прирост их массы.
Урожай зерна повышался в вариантах со сбалансированным питанием за счет всех элементов структуры урожая, что подтверждает положительное влияние серы на весь ход продукционного процесса. К периоду созревания растения пшеницы в удобренных серой вариантах накапливали в 1,5–2 раза больше азота по сравнению с неудобренными серой (см. таблицу). Коэффициент использования азота из удобрений повышался с 27 % в вариантах с дефицитным серным питанием до 46–60 % при сбалансированном азотно-серным питанием. Распределение элементов питания по органам пшеницы в период спелости характеризует их усвоение растениями, аттрагирующую способность репродуктивных органов. В наших опытах сера оказывала существенное влияние на перераспределение азота внутри растений. В вариантах со сбалансированным азотно-серным питанием на долю зерна приходилось 70–80 % общего количества усвоенного азота, на долю стеблей — 15–20 и листьев — 10–13 %. В корнях содержалось от 2 до 10 % количества элемента, накопленного в целом растении.