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
- Аринушкина Е.В.1970. Руководство по химическому анализу почв. М: Издательство МГУ. 475с.
- Гаджимусиева Н.Т. Баланс основных микроэлементов в агроэкосистемах и естественных экосистемах западного Прикаспия .Вестник ТГУ, т.19,вып.5,2014,С1488-1491
- Гордеева Т.К..Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах.// JL: Наука. 1971. С.121 — 126
- 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
- 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.
- Проскурякова Г.Ф. Никитина О.Н. Ускоренный вариант кинетического родонидно-нитритного метода определения микроколичеств йода в биологических объектах // Агрохимия. 1976 № 7.С. 140-143.
- Родин Л.Е., Ремезов Н.П.. Базилевич Н.И.//Методологические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах.// — Л.: Наука. — 1968. с 143.
- Салманов А.Б. 1981. Микроэлементы в почвах Терско- Сулакской низменности//Сб научных трудов. Махачкала,.С.185
- Титлянова А.А. Системное описание круговорота веществ. Основные понятия в количественные параметры // Экология. 1984 № 1. С. 58 — 59.
- Шалыт.С.Методика изучения морфологии и экологии подземной части отдельных растительных сообществ. Полевая геобатаника. М-Л: Наука. С. 87.[schema type=»book» name=» БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ И СОДЕРЖАНИЕ ЙОДА В АГРОЦЕНОЗЕ НА КАШТАНОВОЙ ПОЧВЕ.» description=»Исследованы структуры и функционирование в агроэкоситеме западного участка Прикаспийской низменности. Получены количественные характеристики биологического круговорота йода в системе «почва- растение» методом Титляновой А.А [9,с.58] » author=»Гаджимусиева Наида Тагировна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-26″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_31.10.15_10(19)» ebook=»yes» ]