31 Окт

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ ЙОДА В АГРОЦЕНОЗЕ НА КАШТАНОВОЙ ПОЧВЕ.

Йод активно участвует в биогеохимическом кругообороте веществ, в природе. В круговороте йода в ландшафте большую роль играет растительность. От нее зависит направленность почвообразования, передвижение йода в почвенной толще. Сами растения в зависимости от их систематической принадлежности и условий произрастаний в неодинаковой мере поглощают и накапливают в своих тканях йод, тем самым принимают разное участие в круговороте  элемента в ландшафте.

Растения обладают способностью абсорбировать йод непосредственно из атмосферы, как через кутикулы, так и путем адгезии частиц на ворсистой поверхности листьев. При повышенной влажности почвы подвижность соединений йода увеличивает интенсивность поступления микроэлемента в растения. Накопление йода, как правило, отмечается в надземной части растения, а не в корневой. Этот факт можно объяснить тем, что ворсистая поверхность листьев растения как бы собирает на себе йод. Причем именно атмосферный йод можно рассматривать, как один из важнейших источников поступления йода в растение [4,с.968]. Чем грубее материал почвообразующей породы, тем лучше через него фильтруется влага, а вместе с нею выносится за пределы почвенного профиля и ландшафта йод. Почва. в основном наследует уровень содержания йода в почвообразующей породе. Вместе с тем, этот уровень во многом зависит от свойств самой почвы: ее гумусированности, карбонатности, гранулометрического состава, реакции среды и т.д.

Биогеохимический  круговорот  веществ или процессы обмена веществ между растениями и почвой, служат основой управления биологической продуктивностью природных и агрокультурных биогеоценозов, сохранения здоровья населения, повышения плодородия почв и продуктивности животных, контроля качества окружающей среды.

 Объектом исследований послужил: агроценоз озимой пшеницы сорт « юбилейная» (участок Присулакской низменности в окрестностях Махачкалы, учебно-опытное хозяйство ДСХА.) Тип почвы каштановый.

 Составлен баланс йода агроценоза, на основе балансового метода Титляновой А.А. Весь научный эксперимент построен на  региональном материале.

Целью и задачей исследования являются:

 — описание структуры и функционирования в агроценозе пшеницы, на основе вычисления значения и знака баланса микроэлемента йода в любой период вегетации;

 — сравнительный анализ структуры и функционирования агроценоза на основе сопоставления динамики запасов и характера потоков органического вещества и йода в системе «почва- растение».

                                    Методы исследования.

При отборе проб почвы и растений пользовались общепринятой методикой (Гаркуша,1952;Аринушкина,1970).[1,с.475] Йод в растительных объектах определяли радонитно-нитритным методом в модификации Проскуряковой [6,с.140]

Время исследования 2010-2012 г.г. — сбор полевого материала, его камеральная обработка, анализ образцов фракций растительного вещества, вычисление динамики запасов йода в агроценозе, значения и знака баланса (участок Присулакской низменности в окрестностях Махачкалы, учебно-опытное хозяйство ДСХА.)  Изучение круговорота питательных элементов в агроэкосистеме, является теоретической предпосылкой научно обоснованной системы землепользования. Проведенные исследования необходимы для прогнозирования факторов отрицательного воздействия на ценозы, возможности держать под контролем проблемы, связанные с антропо- и техногенным вмешательством и для выработки стратегии экологически грамотного землепользования в регионе. [2,с.1488]

                                           Обсуждение результатов

Круговороты химических элементов в природных экосистемах близки к скомпенсированности: приход вещества в цикл за определенный период в среднем приблизительно равен выходу вещества из цикла. Для построения  баланса элементов минерального питания необходимы данные о чистой первичной продукции, интенсивности разложения и концентрации химических элементов в различных фракциях растений. Нами были рассмотрены методики по сбору полевого материала Титляновой. А.А. [9,с.58]

Сбор материала проводился ежемесячно в течение  вегетационного периода с апреля по сентябрь.  Пробы надземной и подземной фитомассы отбирали  в следующие фазы развития: 1) кущение, 2) трубкование, 3) цветение (колошение), 4) плодообразование, 5) молочно-восковая спелость, 6) полная спелость.[7,с.143]

 Надземную фитомассу собирали укосным методом;  размер площадок- 1 кв.м2, повторность 5-кратная. Выделяли следующие фракции фитомассы: надземная (стебли, листья, цветы, зерно, живые корни, ветошь). Отмершие, но ещё не опавшие части растений, мелочь и мортмасса, измельченная надземная биомасса, неразложившаяся или полуразложившаяся  солома, подстилка, семена. Подстилка отдельно не учитывалась, так как она обнаруживалась на почве практически лишь к моменту сбора урожая. Растения срезали в уровень с почвой, все укосы производили в начале дня. Подземную биомассу определяли методом  монолитов . [10,с.87]

В агроценозе изучалась сезонная динамика запасов йода в растительном веществе. Методологической основой исследования круговорота биогеценозов, проведенного в выбранной нами экосистеме, является системный подход и оценка интенсивностей биогеоценотических процессов. Круговорот  химических  элементов  можно схематично представить в виде системы, состоящей из «блоков» и «потоков». Под структурой  биологического круговорота (или структурой обменных процессов) мы понимаем совокупность всех блоков и соединяющих эти блоки потоков, связей, отношений. [3,с.121]

Табл. 2  Динамика растительного вещества в агроценозе  озимой пшеницы (участок  учебно-опытного хозяйства ДСХА) тип почвы–каштановая мг/м2

 

Дата Надземная биомасса Из них:

Стебли

Из них:

Листья

Из них:

Колосья

Корни Ветошь Мортмасса
Апрель 579,6 238,5  178,4 127,8 1,095 144,2 260,8
Май 830,0 333,4 214,4 282,7 0,965  149,8
Июнь 896,7 380,7 224.3 516,0 0,905 152,0
Июль 556,9 290,7 148.5   1,135 258,7 14,86
Август       1,115 320,2 232,6

   мг/м2

Рис.1 Сезонная динамика растительного вещества в агроценозе озимой пшеницы.(участок учебно-опытного хозяйства ДСХА) тип почвы–каштановая мг/м2

 

Каштановые почвы являются основным типом почв сухостепной зоны. С содержанием гумуса 2,17%. Содержание общего азота 0,15-0,20%, гидролизуемого азота 3,0-:6,0 мг/100г почвы; валового фосфора 0,12-0,18мг, подвижного фосфора 2,0-2,5мг; валового калия 1,2-2.мг, обменного калия 30-70 мг/100г почвы.

Для большинства типов почв отмечается положительная корреляционная  зависимость между содержанием йода и гумуса в почве, причем, чем больше в почве содержания органического, тем выше коэффициент корреляции. Среднее содержание валого йода в каштановых почвах 4.81 мг/кг. Величина йода в горизонтах А+В+С колеблется от 1,19 — 7,64мг/кг.[5,с.71,8,с.185]

Таблица 2. Запасы йода в агроценозе  озимой пшеницы.

(участок учебно-опытного хозяйства ДСХА) тип почвы–каштановая мг/м2

Месяц Надземная масса Стебли Листья Колосья Корни Ветошь Мортмасса Помет
Апрель 0,48     0,132 0,228
Май 0,813 0,2 0,176 0,314  
Июнь 0,825 0,118 0,513   0,106
Июль 0,512     0,203 0,00942 0,0037
Август       0,200 0,0493
Сентя

брь

              0,008

Рис .2  Сезонная динамика накопления запасов  йода в структуре

             фитомассы   агроценоза  озимой  пшеницы  мг/м2

                                 

                                            Выводы, заключения.

     На основании результатов исследования можно сделать следующие выводы.

 Каштановые почвы прикаспийской низменности бедны йодом.  Анализы показали, что каштановые почвы, используемые в сельском хозяйстве, характеризуются низким содержанием водорастворимой фракции элемента, несмотря на иногда высокие его валовые запасы. Колеблется от 0.005-0,022 мг/кг. При  среднем значении валового йода 4.81 мг/кг.

Наибольшая величина растительного вещества определяется в июне,  надземная биомасса -896.7 г/м2, стебли- 333.4, колосья-516.0 мг/м2  и  в августе. Максимум определяется в корнях-1.115мг/м, в ветоше 320.2 мг/м2 и мортмассе 232.6  в г/м2.

Максимум содержания йода в  пшенице  в надземной массе-0,825 г/м2  и колосьях-0,513  г/м2 приходится на июнь. Ветошь  в июле- 0,203 г/м2, а мортмасса -0,228 г/м2  в апреле накапливает наибольшее количество  йода. В августе  не определяется содержание йода в надземной массе. Полученные величины интенсивностей потоков позволили построить  баланс обмена между почвой и растениями. Йод составил  отрицательный баланс -0,38мг/м2.

Данные исследования показали недостаток йода в почве и агроценозе пшеницы.  В связи с наличием почв, содержащих невысокое количество валового йода и бедностью почв его подвижными, водорастворимыми фракциями, на изученной территории может создаваться  неблагоприятная биогеохимическая ситуация по йодному уровню в среде.   Проведенные исследования необходимы для прогнозирования факторов отрицательного воздействия на  ценозы  возможности держать под контролем, связанные  с антропогенным  и техногенным  вмешательством, и для выработки стратегии грамотного  землепользования  в регионе.

                                        Список литературы

  1. Аринушкина Е.В.1970. Руководство по химическому анализу почв. М: Издательство МГУ. 475с.
  2. Гаджимусиева Н.Т. Баланс основных микроэлементов в агроэкосистемах и естественных экосистемах западного Прикаспия .Вестник ТГУ, т.19,вып.5,2014,С1488-1491
  3. Гордеева Т.К..Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах.// JL: Наука. 1971. С.121 — 126
  4. Дибирова А.П., Ахмедова З.Н., Рамазанова Н.И., Хизроева П.Р.Содержанием молибдена, цинка, бора, йода в почвах равнинной территории Дагестана// Почвоведение, 2005, №8, С. 968-973
  5. Магомедова Л.Л., Тагирбекова Н.С. Йод в почвообразующих породах и почвах Терско-Сулакской низменности Дагестана //Микроэлементы в почвах Терско-Сулакской низменности Дагестана Махачкала: Дагкнигоздат,1981.С.71-82.
  6. Проскурякова Г.Ф. Никитина О.Н. Ускоренный вариант кинетического родонидно-нитритного метода определения микроколичеств йода в биологических объектах // Аг­рохимия. 1976 № 7.С. 140-143.
  7. Родин Л.Е., Ремезов Н.П.. Базилевич Н.И.//Методологические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах.// — Л.: Наука. — 1968. с 143.
  8. Салманов А.Б. 1981. Микроэлементы в почвах Терско- Сулакской низменности//Сб научных трудов. Махачкала,.С.185
  9. Титлянова А.А. Системное описание круговорота веществ. Основные понятия в количественные параметры // Экология. 1984 № 1. С. 58 — 59.
  10. Шалыт.С.Методика изучения морфологии и экологии подземной части отдельных растительных сообществ. Полевая геобатаника. М-Л: Наука. С. 87.
    » author=»Гаджимусиева Наида Тагировна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-26″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_31.10.15_10(19)» ebook=»yes» ]