Статья "ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЙОДИДА КАЛИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАСУХЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ"

УДК 631.91.095.337                                                                   EDN: KZPKZO                               DOI: 10.24412/1994-8603-2024-3138-52-56

 

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЙОДИДА КАЛИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ К ЗАСУХЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

 

И.И. Серегина, д.б.н., 

Д.М. Ахметжанов, 

РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

 

Исследование выполнено за счет средств Программы развития университета в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

 

В  модельном опыте в почвенной культуре изучали урожайность и устойчивость к засухе двух сортов яровой пшеницы в зависимости от способов применения йодида калия при разных условиях водообеспечения растений. Установлена разная отзывчивость изучаемых сортов на применение йодида калия. Наиболее отзывчивым на при-менение йодида калия оказался сорт Эстер, как при оптимальных условиях водообеспечения, так и при засухе. Вы-явлено, что самым эффективным способом применения йодида калия для повышения урожайности зерна является фолиарная обработка вегетирующих растений.

Ключевые слова: яровая пшеница, йодид калия, обработка семян перед посевом, фолиарная обработка вегетиру-ющих растений, урожайность, площадь ассимиляционной поверхности.

 

Для цитирования: Серегина И.И., Ахметжанов Д.М. Оценка влияния йодида калия на урожайность и устойчи-вость к засухе яровой пшеницы// Плодородие. – 2024. - №3. – С. 52-56. DOI: 10.24412/1994-8603-2024-3138-52-56. EDN: KZPKZO.

 

Одним из наиболее интересующих учёных вопросов вобласти питания растений сегодня является влияние из-бытка, недостатка или неправильного соотношения мик-роэлементов в почве. Недостаток микроэлементов впочве может послужить причиной развития существен-ного количества заболеваний. В то же время от болезней при недостатке микроэлементов в растениях страдаетчеловек, который не получает должного их количества с пищей.

Дефицит, избыток или дисбаланс микроэлементов –одна из наиболее актуальных и малоизученных проблем[1]. В мире на данный момент имеется огромное количе-ство заболеваний, связанных с патологическим содержа-нием различных микроэлементов в окружающей среде.

Растущий дефицит микроэлементов в пище человека -главная причина нескольких десятков заболеваний, что наиболее выражено в районах с неудовлетворительной экологической обстановкой. Наряду с этими процессами  очень важным остается употребление в ежедневном рационе продуктов растительного происхождения, богатых различными микроэлементами. Острая проблема дефицита йода признана такими международными организациями, как ООН, ВОЗ. Поступающее ежедневно количество йода в организм человека оказывает влияние на успешную работу органов эндокринной системы человека, которая отвечает за внешние признаки, самочувствие,    настрой,    интеллект,     темперамент,    половое созревание человека. Недостаток йода способствует нарушению в общем обмене веществ, слабеет сердечная деятельность, падает артериальное давление, наблюда-ется общая слабость. Ученые ВОЗ пришли к выводу, что содержание йода в организме напрямую влияет на коэф-фициент интеллекта IQ [2-5]. Одним из источников йода для человека является растительная пища. Однако боль-шинство почв характеризуются недостатком йода, уменьшаются темпы поступления его в растениеводче-скую продукцию [6-8]. При этом возникает проблема статуса этой продукции у населения и в животноводче-ской отрасли [9, 10]. Одним из наиболее рациональных и экологически безопасных путей оптимизации йодного статуса населения является применение йодных микро-удобрений при выращивании сельскохозяйственной про-дукции. Агрохимический метод исследований - один из наиболее перспективных для изучения особенностей применения йодсодержащих соединений при выращива-нии сельскохозяйственных культур, которые составляют рацион питания животных и человека. В результате при-менения йодсодержащих удобрений происходит транс-формация неорганического йода в безопасную и доступ-ную для человека и животных органическую форму. Кроме того, при использовании йодсодержащих соеди-нений могут улучшаться синтетические процессы расте-ний, что улучшает урожайность и качество получаемой продукции [11-13]. В то же время следует отметить, что

на уровень урожайности влияют биотические факторы окружающей среды, которые вызывают окислительные реакции в клетках растений.

 

В  настоящее время возрастает проблема, которая обу-словлена увеличением аридности климата во многих странах, когда преимущественно преобладают такие ли-митирующие факторы развития растений, как дефицит влаги [11-13]. В центральном районе России высокая температура и недостаток влаги в почве в критический период роста растений пшеницы часто служат неблаго-приятными факторами, которые существенно нарушают нормальное протекание физиолого-биохимических про-цессов в растениях и приводят к сокращению их продук-тивности [14-16].

 

Цель исследований - изучить роль йода в формиро-вании урожайности яровой пшеницы и его влияние на устойчивость растений к стрессовым условиям, вызван-ным дефицитом влаги в почве.

 

Методика. Для решения поставленных вопросов про-водили вегетационный опыт в вегетационном домике ка-федры агрономической, биологической химии и радио-логии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

 

Объектами исследований являлись два сорта яровой пшеницы - Злата и Эстер. Опыты проводили по обще-принятым методикам [17]. Растения яровой пшеницы выращивали в сосудах Митчерлиха вместимостью 5,5 кг почвы. Для исследований использовали почву урбанозем типичный среднесуглинистый со следующей агрохими-ческой характеристикой: содержание гумуса по Тюрину

 

– 1,8 % (ГОСТ 26213-2021), рНКСl 5,8 (ГОСТ 26483-85);

Нг – 1,2 мг-экв/100 г почвы (ГОСТ 26212-2021); S – 13

мг-экв/100 г почвы (ГОСТ 27821-2020); V – 88,8 %, N – 92,5 мг/кг почвы [18]. Обеспеченность почвы подвиж-ными формами фосфора и калия по Кирсанову состав-ляла 70 (3-й класс) и 27 (1-й класс) мг/кг почвы соответ-ственно (ГОСТ 54650-2011). Агрохимический анализ почвы проводили по общепринятым методикам [19].

 

Условия минерального питания создавали путем вне-сения удобрений азофоски (содержание действующего вещества 15:15:15) и аммиачной селитры (NH4NО3), со-держание действующего вещества 35 %, из расчета

 

N150P100K100.

В   исследованиях изучали два способа внесения йодида калия (KI с массовой долей 76 % в составе соли): путем обработки семян перед посевом и фолиарной об-работки растений 0,01 %-ным раствором соли. Фолиар-ную обработку вегетирующих растений проводили рас-твором йодида калия при достижении растениями V этапа органогенеза.

Посев проводили сухими семенами по 30 штук в каж-дый сосуд с последующим прореживанием в фазе куще-ния до 20 растений.

 

В    исследованиях моделировали условия оптималь-ного (60 % ПВ) и недостаточного водообеспечения (за-суха «северного типа) путем прекращения полива расте-ний пшеницы в фазе выхода в трубку. Длительность за-сухи - 5 суток, после чего полив возобновляли.

 

Повторность в опытах - 4-кратная.

Для оценки влияния йодида калия на формирование ассимиляционной поверхности проводили отбор проб растений в фазе выхода в трубку. Определяли площадь ассимиляционной поверхности растений по общеприня-тым методикам [20].

Уборку урожая проводили при полной спелости зерна.

Статистическую обработку результатов исследований осуществляли с использованием метода дисперсионного анализа [19].

 

Результаты и их обсуждение. Анализ полученных дан-ных (рис. 1) показал, что яровая пшеница сорта Злата по-ложительно отзывается на применение йодида калия, в особенности, в виде фолиарной обработки вегетирую-щих растений. В условиях оптимального полива предпо-севная обработка семян способствовала получению при-бавки урожайности зерна 16 % по сравнению с контро-лем. Однако в варианте с применением фолиарной обра-ботки растений получена прибавка массы зерна 41,7 % по сравнению с контролем, что свидетельствует о наибольшей эффективности варианта в условиях опти-мального влагообеспечения.

У  того же сорта пшеницы в условиях засухи отмечено увеличение массы зерна в вариантах с применением йо-дида калия. В данных условиях наблюдается возраста-ние урожайности растений пшеницы при применении обоих способов внесения йодида калия по сравнению с контрольным вариантом. Наиболее эффективным в усло-виях засухи оказался вариант с применением йодсодер-жащего соединения путем фолиарной обработки вегети-рующих растений. Урожайность зерна в этом варианте увеличилась на 30,5% по сравнению с контролем (без об-работки растений). Следует отметить, что аналогичный вариант применения йодида калия в условиях оптималь-ного полива также заметно эффективнее повлиял на уро-жайность по сравнению с вариантом, где йодид калия вносили путем обработки семян перед посевом. Это сви-детельствует об эффективном действии йодида калия при использовании в низких дозах в условиях кратко-срочной почвенной засухи.

 

При выращивании пшеницы сорта Эстер в условиях оптимального водообеспечения наблюдается высокая эффективность применения йодида калия, как путем об-работки семян перед посевом, так и при фолиарной об-работке растений пшеницы. Прибавка зерновой продук-тивности составила 39,8 и 46,6 % соответственно по сравнению с контролем.

 

Применение йодида калия в условиях краткосрочной почвенной засухи оказало существенное влияние на рас-тения пшеницы сорта Эстер. Обработка семян перед по-севом способствовала значительной прибавке урожайно-сти, которая составила около 41,8 % по сравнению с кон-тролем (без обработки). Однако, в варианте с примене-нием фолиарной обработки вегетирующих растений уда-лось увеличить урожайность в 1,65 раз (16,2 г/сосуд про-тив 9,8 г/сосуд в контрольном варианте). Это доказывает наибольшую эффективность применения фолиарной об-работки растений пшеницы сорта Эстер в данных усло-виях выращивания.

 

Таким образом, сделаны выводы, что применение йо-дида калия положительно действует на формирование урожайности зерна в оптимальных условиях как полива растений пшеницы, так и краткосрочной почвенной за-сухи. Наиболее отзывчивыми на применение йодида ка-лия были растения пшеницы сорта Эстер. При примене-нии обработки семян пшеницы сорта Эстер получена наибольшая прибавка урожайности при оптимальном водообеспечении растений. В условиях краткосрочной почвенной засухи наблюдалось наибольшее снижение депрессии урожайности пшеницы. В данных условиях выращивания получена максимально возможная масса зерна пшеницы сорта Эстер.

Анализ полученных данных по формиро-ванию площади ассимиляционной поверхности (см. рис. 2) показал, что растения пшеницы сорта Злата оказались более чувствительными к засухе чем сорта Эстер. В этих условиях применение йодида калия способствовало сни-жению отрицательного действия краткосрочной засухи на развитие фотосинтетического аппарата растений. В данном случае так же во всех вариантах наблюдается за-метное преимущество влияния йодсодержащего соеди-нения на растения сорта Эстер, по сравнению с сортом Злата. Показано, что при использовании йодида калия для растений пшеницы сорта Злата получено возраста-ние урожайности пшеницы по сравнению с контролем без его использования. Однако эффективность йодида калия не зависела от способа его применения. Возраста-ние площади ассимиляционной поверхности у растений сорта Злата при обработке семян составило 11 %, при фолиарной обработке растений - только 7 % по сравне-нию с контролем. В тех же условиях площадь ассимиля-ционной поверхности растений сорта Эстер увеличилась на 47 и 38% соответственно по сравнению с контролем.

 

Таким образом применение йодида калия активизиро-вало механизмы реализации адаптивного потенциала растений пшеницы, что способствовало увеличению устойчивости растений. Это и определило величину уро-жайности растений пшеницы в вариантах применения йодида калия. В результате проведенных исследований установлено, что в условиях воздействия краткосрочной почвенной засухи урожайность пшеницы была выше именно в вариантах с фолиарной обработкой растений пшеницы обоих сортов, что свидетельствует о более ак-тивном оттоке ассимилятов из вегетативной массы рас-тений в формирующее зерно.

 

Выводы. 1. Установлено, что применение йодида ка-лия оказывает положительное действие на формирова-ние урожайности зерна как в оптимальных условиях вы-ращивания, так и в условиях воздействия краткосрочной почвенной засухи.

2.   При обработке семян пшеницы сорта Эстер полу-чена наибольшая прибавка урожайности при оптималь-ном водообеспечении растений. Выявлено в условиях краткосрочной почвенной засухи наибольшее снижение депрессии урожайности пшеницы этого сорта. В данных условиях выращивания получена максимально возмож-ная масса зерна пшеницы сорта Эстер (16,2 г/сосуд по сравнению с 9,8 г/сосуд в контрольном варианте).

 

3.  В условиях засухи применение йодида калия стиму-лировало механизмы реализации адаптивного потенци-ала растений пшеницы, что определяло развитие асси-миляционного аппарата растений обоих сортов пше-ницы. При этом в вариантах, где применяли йодид калия получено достоверное увеличение урожайности расте-ний пшеницы сортов Злата и Эстер.

 

4.   Анализ полученных результатов исследований по-казал, что растения пшеницы сорта Эстер более воспри-имчивы к применению йодида калия по сравнению с сортом Злата. При использовании обработки семян и фо-лиарной обработки растений пшеницы сорта Эстер уро-жайность растений была максимальная в зависимости от условий выращивания по сравнению с пшеницей сорта Злата. Наибольшая урожайность этого сорта получена именно в варианте с фолиарной обработкой растений.

Литература

1.  Серегина И.И., Белопухов С.Л. Защитно-стимулирующая роль мик-роэлементов и регуляторов роста в растениеводстве. – М.: Проспект, 2021. - 184 с.

 

2.    Веретенников В.В. Об устойчивости растений к избыточному увлажнению почвы // Журн. общей биологии. - 1973. - Т.34. - № 6. - С.818-828.

 

3.  Lazarus J.H. The importanse of iodine in public health // Envirn. Geo-chem. Health. 2015. V. 37. P. 605–618.

4.  Астапенко В.Г., Барченко А.Т. Зобная болезнь. - Минск: Беларусь, 1978. – 64 с.

5.   Жучков А.А., Беликов Р.П. Маркетинговая оценка обеспеченности населения пищевыми продуктами, обогащенными йодом // Вестник ОрелГИЭТ. - 2013. - № 2(24) - С. 6-10.

 

6.  Аристархов А.Н. Оптимизация полиэлементного состава в агроэкоси-стемах России. Эколого-агрохимическая оценка состояния, дефицита, резервов, способов и средств управления. - М.: ВНИИА, 2019. - 832 с.

 

7.  Конарбаева Г.А. Галогены в почвах юга Западной Сибири. - Ново-сибирск: Изд-во СО РАН, 2004. - 200 с.

8.  Побилат А.Е., Волошин Е.И., Мониторинг йода в системе «почва-растение» (обзор) // Вестник КрасГАУ. - 2020. - № 10. - С. 101–108.

9.  Горбачев, А. Л. Йодный дефицит как медико-социальная проблема (обзор литературы) / А. Л. Горбачев // Северо-Восточный научный журнал. – 2013. – № 1. – С. 32-37.

 

10.  Потатуева Ю.А. Прокофьева Р.И. Поступление йода в растениях при внесении различных его доз на основных типах почвы // Мине-ральные удобрения и серная кислота. - М., 1970. Вып. 217. - С. 108-123.

 

11.   Авцын А. П. Микроэлементы человека/ А.П. Авцын // М.: Меди-цина, 1991. – 496 с.

12.  Степанова О. В. Сравнение влияния хлорида калия и иодида калия на начальные показатели роста семян яровой мягкой пшеницы // Элек-тронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2021. - № 3 (26).

 

13.  Бобренко, И. А. Эффективность обработки семян микроэлементами (Cu, Mn, Zn) при возделывании яровой пшеницы в условиях Нечерно-земной зоны. / И. А.Бобренко, Н. В.Гоман, В. И. Попова // Научный вестник. - 2014. - № 1 (128) - C. 107-111.

 

14.  Серегина И.И., Ниловская Я.Т., Обуховская Л.В., Верниченко И.В.

Влияние доз азота и обработки семян цинком на продуктивность яро-вой пшеницы при различной водообеспеченности // Агрохимия. - 2005. - № 6. - С. 54-58.

15.  Trukhachev V.I., Seregina I.I., Belopukhov S.L., Dmitrevskaya I.I., Fom-ina T.N., Zharkikh O.A., Akhmetzhanov D.M. The effect of stressful ecolog-ical conditions on chlorophyll content in the leaves of spring wheat plants. Всборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk, 2022. С. 032093.

16.   Серегина И.И., Верниченко И.В., Ниловская Н.Т., Шумилин А.О.

Продуктивность и устойчивость яровой пшеницы в условиях окисли-тельного стресса при применении селена // Агрохимия. - 2015. - № 3. -

С. 56-63.

17.   Кобзаренко В.И., Волобуева В.Ф., Серегина И.И., Ромодина Л.В.

Агрохимические методы исследований: Учебник. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. - 309 с.

18.  Методические указания по определению щелочногидролизуемого азота в почве по методу Корнфилда. Центральный институт агрохими-ческого обслуживания сельокого хозяйства МСХ СССР (ЦИНАО), 1985. - 9 с.

 

19.  Кидин В.В., Дерюгин И.П., Кобзаренко В.И. и др. Практикум по аг-рохимии. Учебник. - М.: КолосС, 2008. - 599 с.

20.  Ниловская Н.Т. Характеристика и влияние засух, свойственных Не-черноземью на продуктивность и основные процессы жизнедеятельно-сти зерновых культур // Бюллетень ВИУА. - 1990. - № 94. - С. 3-9.

 

21.  Остапенко Н.В. Морфофизиологические особенности формирова-ния продуктивности озимой пшеницы сорта Мироновская 808, улуч-шенная в условиях интенсивной технологии выращивания в зависимо-сти от средств химизации // IV съезд физиол., 1999. – с. 274.

 

22.   Киселева И.С. Регуляция донорно-акцепторных отношений в си-стеме колос-лист у ячменя в онтогенезе // IV съезд физиологов, 1999.

– С. 126.

23.   Серегина И.И. Влияние условий азотного питания, водообеспе-ченнности и применения селена на фотосинтетическую активность растений яровой пшеницы разных сортов// Агрохимия. - 2011. - № 7. -

 

С. 17-26.

24.  Ниловская Н.Т. Характеристика и влияние засух свойственных Не-черноземью на продуктивность и основные процессы жизнедеятельно-сти зерновых культур // Бюллетень ВИУА. - 1990. - № 94. – С. 3-9.

 

25.  Ушакова С.А. Фотосинтез, дыхание и продуктивность ценозов рас-тений при действии повышенных температур // Тез. докл. 4-й съезд фи-зиол. раст. России, 1999. – С. 101.

 

26.  Никитишен В.И., Терехова Л.М., Личко В.И. Формирование асси-миляционного аппарата растений в различных условиях минерального питания // Агрохимия. - 2007. - № 8. - С. 35-43.

ASSESSMENT OF THE EFFECT OF POTASSIUM IODIDE ON THE YIELD AND DROUGHT RESISTANCE OF VARIOUS SPRING WHEAT VARIETIES

 

I.I. Seregina, D.B.N., D.M. Akhmetzhanov, RGAU-MSHA named after K.A. Timiryazev

 

In a model experiment in soil culture, the yield and resistance to drought of two varieties of spring wheat were studied depending on the methods of applying potassium iodide under different conditions of plant water supply. As a result of the research, different responsiveness of the studied varieties to the use of potassium iodide was established. The Ester variety turned out to be the most responsive to the use of potassium iodide, both under optimal water supply conditions and during drought. It has been revealed that the most effective way to use potassium iodide to increase grain yield is foliar treatment of vegetative plants. At the same time, the use of seed treatment before sowing contributed to an increase in the assimilation surface area of spring wheat plants.

 

Key words: spring wheat, potassium iodide, seed treatment before sowing, foliar treatment of vegetative plants, yield, assimilation surface area.