А.В. Синдирева, О.В. Степанова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина»

В статье рассматривается решение проблемы йододефицита методом обогащения йодом яровой мягкой пшеницы сорта Памяти Азиева. Используется два способа обработки зерновой культуры – корневое и некорневое внесение различных доз йода в виде иодида калия. Опыты проводились в 2013-2015 годах. Приводятся данные по урожайности зерна пшеницы, а также по содержанию йода, тяжелых металлов и макроэлементов в зерне. Применение йодсодержащих удобрений положительно влияет на урожайность, а также увеличивает содержание йода в зерне по сравнению с фоном. Наилучшие результаты получены при некорневой подкормке

Ключевые слова: йододефицит, микроэлемент йод, обогащение йодом, яровая пшеница, урожайность

A.V. Sindireva, O. V.Stepanova

Environmental assessment of iodine influence on productivity and the accumulation of macro and micronutrients in the grain of spring wheat in the conditions of southern forest-steppe of Western Siberia

The article deals with the iodine enrichment of spring soft wheat cultivar «Memory of Aziev» as a method of solving the problem of iodine deficiency. Two corn treatment methods are used: soil and foliar enrichmentwith iodine in the form of potassium iodide in various concentrations. The tests were conducted in 2013-2014. The work includes data on crop productivity, content of wheat straw and iodine concentrations. Iodine utilization as a fertilizer has a positive impact on crop productivity and increases the iodine content in the crop compared to untreated plants. The best results were achieved using foliar application of iodine.

Keywords: iodine deficiency, spring wheat, iodine, biofortification, productivity

Особый интерес в агрохимии йода представляет вопрос о возможности обогащения им пищевых и кормовых растений в связи с широким распространением йододефицитных болезней среди населения на земном шаре, которые являются следствием недостатка элемента главным образом в растительной пище и кормах. Исследованиями выявлено, что путем применения иодистых микроудобрений можно регулировать содержание йода в необходимых количествах [1]. Пределы содержания микроэлементов в живых организмах имеют узкую грань между токсичностью и необходимостью[2]. При этом с целью оптимизации питания растений микроэлементами возникает необходимость определения оптимальных и критических концентраций в условиях южной лесостепи Западной Сибири [3].

Полевые опыты проводили на опытном поле ФГБОУ ВО Омский ГАУ. Почвенный покров опытного участка, на котором заложен полевой опыт, представлен лугово-черноземной маломощной тяжелосуглинистой почвой. В качестве зерновой культуры была выбрана яровая мягкая пшеница сорта Памяти Азиева. Опыты были заложены в 2013-2015 гг. по следующей схеме:

1. Контроль

2.Фон N₃₀Р₃₀.

3. Фон + опрыскивание растений перед фазой колошения растворами KJ с концентрацией йода 0,005%, 0,01%, 0,02%.

4. Фон + основное внесение йода в виде иодида калия в почву в дозах 9, 12, 15 кг/га.

5. Фон + основное внесение йода в виде иодида калия совместно с селенитом натрия в почву в дозе 12 кг/га

Расчет доз по методике Ермохина Ю.И. [4]. Опрыскивание проводили перед фазой колошения. В период уборки проводили учёт урожайности зерна прямым поделяночным методом. Содержание йода в зерне пшеницы определяли в Испытательном центре Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур вольтамперометрическим методом [5]. Математическая обработка результатов осуществлялась стандартными статистическими методами с использованием компьютерного пакета программы EXCEL.

В процессе исследования нами установлено, что влияние йода на рост, развитие и урожайность яровой мягкой пшеницы зависело от дозы и способа применения микроэлемента, метеорологических условий года.

Вегетационный период 2013 года характеризовался относительно жаркой погодой с неравномерным распределением осадков по декадам. Обильные дожди проходили в мае, июле и августе, июнь же был засушливым, количество осадков резко снижено по сравнению с нормой. Посев был 17 мая. Во второй декаде июня зарегистрировано прохождение 3-х фаз: массовое образование узловых корней, выход в трубку, появление нижнего узла соломины над поверхностью почвы. Опережение в развитии составляло 4 дня. Урожайность в этот год была наилучшей по сравнению с последующими годами (рис. 1).

Вегетационный период 2014 года характеризовался достаточно большим количеством влаги, неравномерно распределенным во времени и на территории. Июнь был жаркий и засушливый. Это отрицательно сказывается на урожайности зерновых культур. При низких запасах продуктивной влаги и высоком температурном фоне число колосков в колосе закладывается меньше, кущение было слабым, чем обычно, что снизило урожай на 30-40%. В июле и августе количество осадков превышало норму практически в два раза.

Особенностью вегетационного периода 2015 года были обильные дожди (110-140% от среднемноголетнего количества). Посев был 29 мая. Температура воздуха начала июня превышала норму на 7-8^оС. Верхние слои почвы прогревались до 22-25^оС, такие температурные условия неблагоприятны для укоренения, что сказалось на всхожести семян, а значит, на урожайности. Также отмечается неравномерное распределение осадков по декадам. Конец июня и середина июля были засушливые.

Рис 1. Влияние йода на урожайность зерна яровой мягкой пшеницы

Внесение йодсодержащих удобрений повышает урожайность зерна яровой мягкой пшеницы сорта Памяти Азиева. Опрыскивание раствором иодида калия с концентрацией микроэлемента 0,01 и 0,02% обеспечивает прибавку урожайности зерна на 27,3% и на 22,7% соответственно. Положительное действие йода на урожайность при корневом внесении можно объяснить увеличением микробиологической активности почвы [6]. Это улучшает углекислотное питание растений и создает благоприятные условия для фотосинтеза [1]. Повышение урожайности при некорневых подкормках может объясняться двумя причинами: 1) стимуляцией процесса обмена веществ (азотном обмене, окислительно-восстановительных реакциях), 2) повышения иммунитета растений к болезням и вредителям [1].

Внесение йодсодержащих удобрений способствует накоплению йода в зерне. Наибольшие значения отмечены на варианте при внесении 15 кг/га (+547% по сравнению с фоном), и при опрыскивании с концентрацией микроэлемента 0,02% (+219% по сравнению с фоном) (табл.1).

Таблица1

Содержание йода в зерне пшеницы (данные за 2013-2014 гг.)

В связи с тем, что в наших исследованиях наблюдается стимулирующее действие йода на урожайность и содержание в зерне, возникает необходимость выявить взаимодействие ионов йода с отдельными элементами минерального питания – тяжелым металлам и макроэлементам. Между ионами йода и ионами кадмия, свинца и цинка наблюдается явления синергизма, особенно на вариантах с опрыскиванием (рис. 2). С медью же проявляется антагонизм - снижение показателей до 56% (на варианте с внесением 12 кг/га). Взаимоотношения между ионами йода и другими микроэлементами до конца не изучено. Очевидно, процесс взаимодействия между ионами определяется их химическими свойствами, видовой и сортовой спецификой растения и агроэкологическими условиями.

Рис.2. Влияние йода на накопление тяжелых металлов в зерне пшеницы

Согласно данным рисунка 3 можно сделать вывод, что на накопление макроэлементов йод оказывает незначительное влияние.

Рис.3. Влияние йода на накопление макроэлементов в зерне пшеницы

Применение йодсодержащих удобрений положительно влияет на урожайность, а также увеличивает содержание йода в зерне по сравнению с фоном. Наилучшие результаты получены при некорневой подкормке с концентрациями иодида калия 0,01% и 0,02%. Явление синергизма проявляются между ионами йода и ионами тяжелых металлов, таких как кадмий, свинец и цинк. Содержание макроэлементов в зерне на всех вариантах опыта практически остается на уровне контроля.

Библиографический список

1. Кашин В. К. Биогеохимия, фитофизиология, агрохимия йода / В. К. Кашин. – Л.: Наука, 1987. – 260 с.

2. Кашин, В. К. О необходимости йода для растений / В. К. Кашин // Агрохимия. – 1995. – № 3. – 25–31.

3. Синдирева А. В. Категориально-системный подход при решении проблемы йододефицита / Синдирева А. В., Степанова О. В. // Вестник Омского университета. – 2015. – № 2. – С.112–114.

4. Ермохин Ю. И. Экономическая и биоэнергетическая оценка применения удобрений: метод. реком. / Ю. И. Ермохин, А. Ф. Неклюдов. – Омск: ОмСХИ, 1994. – 44 с.

5. ММУ 31-07/04 «Томьаналит» Методика выполнения измерений массовых концентраций общего йода, йодид-ионов и йодат-ионов в пищевых продуктах, продовольственном сырье, пищевых и биологически активных добавках.

6. Синдирева А. В. Влияние йода на микробиологическую активность и фитотоксичность лугово-черноземной почвы. / Синдирева А. В., Степанова О. В., Хамова О. Ф. // Омский научный вестник. – 2015. – № 2 (144). – С. 252–256.

Сведения об авторах:

Синдирева Анна Владимировна, доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, биологии и природопользования Омского аграрного государственного университета имени П.А. Столыпина, г. Омск, 644008, Институтская площадь, 2, тел. 8 (3812) 65-46-27; sindireva72@mail.ru

Sindireva Anna Vladimirovna, Dr. Biol. Sci., Assoc. Prof., OSAU named after P.A. Stolypin, ph. (3812) 65-46-27, e-mail: sindireva72@mail.ru

Степанова Ольга Владимировна, аспирант кафедры экологии, биологии и природопользования Омского аграрного государственного университета имени П.А. Столыпина, г. Омск, 644008, Институтская площадь, 2, тел. 8 (3812) 65-46-27; тел. 8-923-698-67-56, 888.olga@mail.ru

Stepanova Olga Vladimirovna, Postgraduate, OSAU named after P.A. Stolypin., ph. 8 (3812) 65-46-27, 8-923-698-67-56, e-mail: 888.olga@mail.ru

УДК 502.55

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: