Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биогеохимия и агрохимия йода в Забайкалье

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Биогеохимия и агрохимия йода в Забайкалье"

Pf 6 Oft РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ \ 7 ЛАЙ ШГЙТУТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

На правах рукописи

КАШИН Владимир Капсимович

УДК 577.140.49:631.82

БИОГЕОХИМИЯ И АГРОХИМИЯ ЙОДА В ЗАБАЙКАЛЬЕ

06.01.04 — агрохимия

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада

НОВОСИБИРСК 1993

Работа выполнена в Бурятском институте биологик Сибирского отделения РАН.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Н. Е. Абашеева доктор сельскохозяйственных наук, профессор 10. И. Ермохин доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. М. Майборода

-Ведущее учреждение: Институт водных и экологически проблем СО РАН

Защита состоится « » ^Ь-^'^ЧЭЭЗ г. на заседании специг лизированного совета Д-002.15.01 при Институте почвовед{ ния и агрохимии СО РАН (630099, Новосибирск, 99, ул. Сс ветская, 18, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Инсп тута почвоведения и агрохимии СО РАН.

Автореферат разослан « ^ » ¿И-^*-^_1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор биологических наук

М. Й. Дергг

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Основополошик биогеохимии академик В.И.Вернадский установил общие закономерности миграции химических элементов в биосфере и пришел к очень важному выводу о взаимосвязи живых организмов с геохимической средой. Это послужило мощним стимулом для развития учения о микроэлементах в различных областях знания. Фундаментальные представления .В.И.Вернадского получили дальнейшее теоретическое развитие и практическое использование в работах в области биогеохимии, почвоведения, агрохимии, биохимии, физиологии, медицины, животноводства, а также биогеохимических поисков рудных месторождений (Авцын и др., 1991; Виноградов, 1957; Добровольский, I983i Эы-рин, 1973; Ильин, 19^3; 1985, 1991; Ковалевский, 1984, 1991; Ковальский, 1974; Ковда, 1935; Макеев, 1973; Тихомиров, 1983; Торшин, Удельнова, Ягодин, 1990; Школьник, 1974; Ягодин, 1970; Applied..., 1980; Bowen, 1966; Kabata-iendias, Peadias, 1986; Mills, 1989; Sillanpaa, 1990; Underwood, 1971; Wendell I98S)-В этих областях знания накоплены обширные данные о содержании микроэлементов в различных природных объектах и их роли в организмах.

Настоящая работа посвящена комплексному изучению проблемы иода - уникального жизненно важного микроэлемента для человека а яивотных..

Актуальность темы определяется весьма широким распространением иодпефицитных биогеохимических провинций. Недостаток иода имеет место нз 2/3 территории России (Кашин, 1997). Крупным достижением последних лет являются сведения о том, что недостаток аода служит причиной возникновения более 30 болезней и болезненных симптомов помимо хорошо известного зоба. Это значительно тшижает уровень, здоровья населения в иоддефи-цитных районах. До недавнего же времени всю проблему патологии йодной неростатгсгетости связывали только с выраженными формами эндемического зоба. Длительная планомерная профилактика его в СССР и в других странах привела к снижению заболевания населения. Однако проблему нельзя светать окончательно решенной. При ликвидации тяжелых форм зоба остается еысо-кий процент гиперплазии щитовидной железы 2-П степени и уз-лоеьвс форм зоба (Назаров, Герасимов, 1992; Семэтав,, 1986; Тв-

лантов, 1935). Это говорит о том, что профилактика минеральными препаратами иода несовершенна и нуждается в новых подходах. Все зто требует значительного расширения и углубления исследований по проблеме йодной недостаточности, внимание к которой ослабло после некоторых успехов, связанных с широкомасштабной профилактикой зоба с помощью иодированной соли и таблеток антиструшна. Дефицит иода в рационах и в настоящее время наносит огромный ущерб кивотноводству за счет снижения продуктивности, воспроизводительной способности и поголовья животных, так как йодная профилактика их во многих регионах ке организована или плохо организована.

Без теоретического обоснования закономерностей накопления живыми организмами, картирования биогеохимических провинций и изучения биогеохимического цикла иода в окружающей среде, ,а также разработки на этой основе рекомендаций по оптимизации питания растений, кивотных и человека этим элементом невозможно кардинальное решение практических вопросов в области сельского хозяйства и медицины, связанных с йодной недостаточностью.

Район исследований - Забайкалье является одной из слабо изученных биогеохимических провинций, весьма напряженной по зобной и другим связанным с недостатком иода заболеваниям. Поэтому он представляет собой показательный полигон для изучения биогеохимии, физиологии и агрохимии иода в условиях его значительного дефицита.

Цель и задачи исследования. Основная цель исследований -выяснение закономерностей накопления и распределения иода в почвообразуюпшх породах, почвах, водах и растениях, изучение физиологической роли и агрохимического действия иода на растения. Конкретные задачи исследований следующие: I. Выявление закономерностей пространственного варьирования содержания и форм иода в почвах. 2. Определение видовой и экологической специфики накопления иода в растениях и уровня обеспеченности растительных кормов этим элементом. 3. Изучение влияния иода на физиологические процессы и его роли в растениях. 4. Изучение действия йодных мийроудобрений на продуктивность растений и особенности накопления иода в них, разработка рекомендаций по повышению урожая и обогащению им

кормовых растений при недостатке этого элемента в окружающей среде.

Исходные материалы. В основу работы положено обобщение результатов исследований соискателя, выполненных в 1963-1992 гг., а такке публикаций других авторов по проблеме иода в области агрохимии, почвоведения. физиологии и биохимии растений, медицины и животноводства. Наши работы включают в себя отбор проб почвы, растений и воды в географическом аспекте и лабораторно-химнческий анализ их, а также полеЕые, вегетационные и лабораторные опыты. Объектами обследования слуяили различные типы почв, природные воды, растения естественных и агрономических ценозов. Темы исследований входили в координационные планы Научного совета АН СССР по проблемам микроэлементов в биологии и Комиссии по изучению микроэлементов СО АН СССР. Для защиты в качестве диссертации представляются монография (в списке публикаций пор основные научные статьи (Ж£2-32) и рекомендации ('""-33-34).

Научная нозкзна. Впервые изучены особенности накопления и распределения иода в разнообразных по генезису почвах Забайкалья. Показана тесная зависимость содержания иода в почвах от гумуса. Определены формы иода в почвах и его биологическая доступность для растений. Установлено, что преобладающее количество иода в почвах находится в прочносвязашой форме и слабо доступно для. растений. ■

Выявлены особенности накопления иода различным^ видами растений в сопоставимых экологических условиях и одного вида в разных экологических условиях. В условиях пониженного содержания иода в объектах биосферы и прежде всего в самих растениях установлено полифункциональное действие этого элемента на метаболизм растений и обосновано-заключение о его высокой физиологической активности и необходимости для растений.

Выявлена специфика влияния йодных микроудобрений при разных способах применения на урожай и накопление иода астениями. Установлено существенное влияние предпосевнсл обработки семян на про дуктивность растений и возмог .ость обогащения урокая иодом путем некорневой обработки посевов.

Основные защищаемые.положения. I. Особенности накопле-

ния и распределения иода в почвах обусловлена епжрфйкой их генетических свойств, а в растениях - как экологическими факторами, так и биологическими свойствами саиих растений. .

2. Иод - физиологически активный и необходимый микроэлемент для жизнедеятельности растений, а не гшгьго рля человека и животных,как это было известно ранее.

3. Использование йодных микроудобрени® в иоддефицитных биогеохимических провинциях - эффективное средство повышения продуктивности растений и обогащения продукции растениеводства наиболее ценными для человека и животных биологическими формами иода.

Практическая значимость. Разработаны следующие практические рекомендации: I) по предпосевной обработке семян растворами иода с целью повышения урожая биомассы, 2) по некорневой обработке посевов растворами иоаистых соединений для обогащения кормовых культур иодом с целью лечения и профилактики заболеваний, связанных с недостатком этого элемента. Материалы работы использованы Научным советом АН СССР по проблемам микроэлементов в биологии при подготовке справочной книги "Микроэлементный состав природных объектов СССР с учетом биогеохкмического районирования".

Апробация работы. Материалы исследований апробированы в виде научных докладов на научных и научно-практических всесоюзных и региональных конференциях, совещаниях к симпозиумах . •

Публикации. По теме исследования опубликовано 53 научные работы общим объемом около 40 печатных листов, в том числе I монография и I практическая рекомендация.

ЧАСТЬ I. ЕИ01£0ХИМИЯ ИОДА

Иод является уникальным жизненно необходимым микроэлементом для человека и животных. Его уникальность определяется тем, что: а) иод играет специфическую роль в тиреоидных гормонах, являющихся ключевым звеном физиологического контроля жизнедеятельности организма, б) эндемический зоб, вызываемый недостатком иода - широко распространенное на Земле заболевание, характерное для центральных континентальных и горных-регионоб. Это вызвано своеобразие:-.: глобального геохимического цикла иода: большая часть микроэлемента поступает

в окружающую среду из Мирового океана, -в) дефицит иода, помимо эндемического зоба, по последним данным вызывает еще более 30 болезней и болезненных состояний человека и животных. Поэтому, несмотря на незначительное во всех объектах биосферы содеряание элемента, его роль в жизни человека я животных очень велика. Наиболее важное народнохозяйственное значение имеет проблема широко распространенной недостаточности иода для человека и животных. Устранение ее в иоддефицитннх районах возможно путем широкого применения йодных микроудобрений в растениеводстве и кивотнозодстве с -целью обогащения этим элементом пищевых и кормовых растений и продуктов животноводства.

Существенный вклад в -изучение отдельных аспектов биогеохимии и агрохимии иода внесла (Аникина, 1975, 1985; Ефимов, 1961, 1988; Зырин, Зборгпцук,' 1975; Коробова, 1990,- Мальгин, 1980-1988; Мохнач, 1974; Покатилов, 1983; Потатуева, 1976; Русина, 1985; Селезнев, 1971; Тихомиров, 1983; Fellenberg, 1924; Fleming, I980j Tv.ge, 1987; Pauwels, I9SIj Shacklette, 1981; WhitеЬеай, 1973). Нами проведено обобщение результатов собственных многолетних исследований и публикаций других авторов по биогеохдаии м биологии иода (Кашин, 1987).

ХЛ. Иод в почвообразующих породах

Территория Забайкалья представляет собой горный регион с межгорннми котловинами и широкими речными долинами. Она находится почти в центре Азии в значительном удалении от океанов. Большая часть площади, (около 90%) сложена кристаллическими породами« преебяадаипез место в которых принадлежит кислым гранитам и гранитоидам, обедненным рядом паяных биологически активных микроэлементов, в том числе и иодом. Зто обусловлено тем, ито в кислой среде создаются благоприятные -условия для выщелачивания иода. Бо нашим данным содеряание иода -в горных породах региона колеблется от следовых количеств дш 0,5 мг/кг. . о

Почвообразующими породами служат разнородные по составу рыхлые отложения - остаточные и аккумулятивные корн выветривания, наполняющие мекгорнне депресии, склоны гор и долины рек. Делювиальные и элювиально-делювиальные отложения являются главными почвообразующими породами. Характерная особен-

ность большинства почвсшбразущкх пород - легкий гранулометрический состав и практически отсутствие глинистых частиц, что не способствует ни накоплению, ни удержанию в них иода. Содержание в них средне- и крупнозернистого песка достигает 70%. Между количеством иода и наличием частиц с размерами <0,05 мм в породах установлена тесная корреляционная зависимость -ъ=0,93 ССанько и др., 1973).

Среднее содержание иода в почвообразующих породах Забайкалья равно 0,49*0,05 мг/кг при коэффициенте вариации 62%. Колебания его концентрации составляют 0,27-1,80 мг/кг. По увеличению количества иода почвоэбразующие породы располагаются в следующем порядке (мг/кг): аллювиаль:ме отложения (0,32*0,05) - эоловые и боровые пески (0,34*0,04) -древне-озерные отложения (0,45*0,06) - элювиально-делювиальные отложения (0,62*0,08) - иловатые суглинки (1,60*0,23). Наибольшая концентрация иода наблюдается в иловатом суглинке, характеризующимся повышенным количеством илистых частиц. На них формируются торфянистые болотные почвы, расположенные в пониженных элементах рельефа. Наименьшее содержание иода выявлено в постоянно дренируемых влагой песчано-галечниковых аллювиальных образованиях. В сравнении с кларком литосферы -0,4 мг/кг, можно заключить, что условия геохимической дифференциации иловатых суглинков способствует накоплению иода, а аллювиальных отложений и эоловых и боровых песков - его рассеянию. Содержание иода в доминирующих в Забайкалье почвообразующих породах в среднем в 4,5 раза ниже, чем в почвообразующих породах, благополучных в отношении зобной эндемии регионов, где его среднее количество равно 2,15 мг/кг.

1.2. Иод в природных водах

Важнейшим фактором, определяющим содержание иода в природных водах, является степень их минерализации. Это обусловлено тем, что наличие положительно заряженных ионов КГ, Са"1^ и др, способствует удержанию отрицательно заряженных ионов I", Юд, в зипе которых иод находится в воде»

Гидросфера Забайкалья представлена разными типами прк-рг.гных вод: поверхностными (реками и озера\;и) и подземными* различающихся по минерализации, уровень которой в целом не-

высок, что ограничивает накопление иода э водах региона. В речных водах содержание отда колеблется от 0,20 до 2,4 шг/я. Коэффициент его вариации равен 57%. Особенно низко количество пода в воде небольших горных рек и ручьев - 0,20 мкг/л, характеризующихся наголеньшей минерализацией (10-20 мг/л). Р элее высокая концентрация иода отмечается в воде самой крупной в Забайкалье реки Селенги (2,40 мкг/л - основного притока оз.Байтгад, минерализация воды в которой достигает 130-145 мкг/л- Однако и она в 4 раза ниже необходимой для человека и кивотнах нормы, равной 10 мкг/л (Кондра-хин, 1989). В среднем содержание иода в речных водах Забайкалья равно 1,0 мкг/л, т.е. на порядок-меньше его нормы.

Количество иода в водэ пресных озер Забайкалья колеблется в пределах 0,32-3,9 ж:г/л при коэффициенте вариации 71%. Низкие концентрации иода отмечаются в воде оз.Байкал -0,32-1,9 мкг/л, что обусловлено ее слабой минерализацией (в среднем 97 мг/л) и высоким уровнем происходящих в ней окислительных процессов, способствующих улетучивании элемента из поверхностных слоев. Более высокое содержание иода-Т,6-3,9 мкг/л отмечено в воде пресных озер, расположенных э зоне сухих.степей и характеризующихся несколько повышенной минерализацией. Среднее количество иода в воде пресных озер Забайкалья, являющихся источниками водоснабжения многих населенных пунктов, равно 1,6 мкг/л - в 6,3 раза меньше его физиологической нормы.

Содержание иода в воде горько-соленых бессточных озер с минерализацией воды в пределах 34-90 г/л достигает значительных величин - 41-120 мкг/л, что на 2-3 математических порядка выше, чек. в пресных водах. Это свидетельствует о там, что в соленых водах внутриконтинентальных районов иод концентрируется в таких не повышенных количествах, как и е морских водах. В основе сходства этого концентрирования, очевидно, лэзсит тесная корреляция между накоплением иода в водах и уровнем их общей минерализации.

В связи с более высокой минерализацией (до 0,5 г/л) содержание иода в подземных водах скважин и колодцев, являющихся одним из важных источников питьевого водоснабжения населения и животных Забайкалья, как правило, выше, чем в'

поверхностных пресных водах. Его концентрации в водах скважин достигали 1,2-5,9 «кг/л при коэффициенте вариации 62%. Среднее содержание иода в этом типе вод Забайкалья равно икг/л. '

Сезонная динамика количества иода в водопроводной воде г«Кявй-Удэ представляет собой синусоидную кривую при его среднем содержании 2,7 мкг/л и колебаниях от 1,6 до 3,9 мкг/л. Более высокие концентрации иода в воде отмечались в зимнее время года, когда не происходит разбавления ее атмосферными осадками, обедненными этим элементом.

Таким образом, распределение иода в природных водах Забайкалья в зависимости от их минерализации представляется следующим образом (мкг/л): озерные соленые (41) - подземные (2,8) - озерные пресные (1,6) - речные (1,0). Пресные воды Забайкалья характеризуются весьма низкими концентрациями иода. В связи с удаленностью от океанов и горным рельефом формирование йодного состава природных вод осуществляется в основном за счет местных источников - горных пород и атмосферных осадков, обедненных этим элементом. Обеспеченность питьевых вод Забайкалья иодом в сравнении с оптимальным содержанием составляет в среднем 13%, что в 8 раз ниже его нормы для человека и животных,

1.3. Иод в почвах Сложность геоморфологического строение территории обусловливает разнообразие почвенного покрова Забайкалья. Основу почвенного покрова агроландшафтов здесь составляют каштановые, черноземные, серые лесные неоподзоленные, серые лесные олодэоленные и пойменные почвы. Незначительное распространение имеют дернево-карбона^ные и дерново-подзолистые почвы. По гранулометрическому составу эти почвы представляют собой преимущественно супеси (на 77%) и легкие суглинки. На пониженных заболоченных элементах рельефа довольно большие площади занимают торфянистые почвы - торфянистые глеевые, мало-, среднемощные и мощные.

1.3.1. Особенности накопления иода в почвах Накопление и распределение иода в почвах контролируется комплексом их генетических свойств: наличиш органического

вещества, гранулометрическим составом, рН и др. Одним из ведущих факторов, определяющих уровень микроэлемента в почвах, является количество органического вещества. Данными наших исследований установлена четкая зависимость: чем больше в почве гумуса, тем выше содержание иода и тем теснее корреляционная связь между ними (табл.1). Наибольшая концентрация иода отмечается в торфянистых - 6,1 мг/кг, а из минеральных почв в пойменных дерново-луговых - 2,9 мг/кг, наименьшая -в малогумусных дерново-подзолистых почвах - 0,5 мг/кг. В связи с убыванием в почве гумуса снижается и теснота зависимости, определяемая коэффициентом корреляции, в системе гумус - иод. По величине коэффициента корреляции (ъ ) между гумусом и иодом изученные почвы располагаются в следующем порядке: пойменные дерново-луговые (0,83) - чернозем мучнисто-карбонатный (0,74) - каштановые (0,52) - серые лесные (0,46)-пойменные дерновые остепняющиеся (0,37). Таким образом, можно заключить, чго концентрация иода в почвах находится в прямой связи-с количеством органического вещества. Это обусловлено тем, что в гумусовых горизонтах большая часть иода •прочно связана с органическим веществом. Как показали эксперименты со-стабильны;.! и радиоактивным изотопами иода, различными фракциями гумусовых соединений может быть связано до 80% и более микроэлемента (Тихомиров и др., 1980).

Количество иода в почвах находится также в прямой связи с гранулометрическим составом. В зависимости от этого показателя иокзи по накоплению иода образуют следующий ряд: глинистые > тяжелосуглинистые суглинистые > легкосуглинистые> супесчаные > песчаные (Кашин, 1987). С увеличением содержания в почве илистой фракции концентрация иода в ней существенно повышается. По нашим данным, при наличии в каштановых песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почвах илистой фракции в среднем 4, 7 и JD% концентрация иода в них составляла соответственно 0,8, 1,5 и 2,2 мг/кг. Илистая фракция обогащена многими микроэлементами в сравнении с почвой в целом. На нее приходится от 40 до 80% валового содержания микроэлементов (Зырин, 1973). Это обусловлено тем, что в состав илистой фракции входят в основном глинистые минералы, обладающие хорошо развитой поверхностью и большой сорбционной'

Таблица I

Содержание иода в почвах Забайкалья

Тип почвы % распро- Гумус, рН Иод, мг/кг V ,

страненности^ п % ч М±ш lin

Каштановые 31,0 75 1,8 7,1 1,5±0,23 1,1-2,2 34

Черноземные П,4 20 3,1 6,9 2,8^0,20 2,1-3,1 17

Серые лесные неоподзоленные 9,9 30 2,5 7,2 2,1±0,18 1,6-2,7 19

Серые лесные оподзоленные 10,9 13 2,2 6,3 0,8-0,11 0,4-1,1 38

П о йм енные дерн о по- лу г о вые 6,3 41 3,5 2,9±0,27 2,2-3,6 26

Пойменные дерновые остепня'ощиеся 6,3 25 1.5 7.3 ' 1,7*0,22 1,1-2,3 28

Дерново-кпрбонатные 1,8 4 2,5 7,1 1,8±0,14 1,6-2,2 20

Дерново-подзолистые 2,7 4 1,7 6,2 0,5±0,04 0,3-0,8 38

Торфянистые - "17 - 6,1 6,1*0,65 4,3-10,2 -

Примечание. Здесь и далее в таблицах приведены следующие статистические показатели:

п- число проб, М - средняя арифметическая, и- отклонение от средней арифметической, lira -• пределы колебаний,V - коэффициент вариации. * - для территории БурпФИИ (Западное Забайкалье)

способностью. Кроме того, в илистой фракции отмечается и наибольшее количество гумуса в сравнении с другими фракциями почв. Поэтому не исключено, что связь между содержанием иода я илистой фракцией является не причинной, а лишь опосредованной - через гумус.

Реа/ция среды почвенного раствора является одним из важных факторов, определяющих степень подвижности, а шесте с этим и уровень накопления иода в почвах. В кислых почвах (минеральных) создаются благоприятные условия для окисления ионов I" и 1С>2 и улетучивания иода в газообразной форме или миграции с влагой в нижележащие слои. Поэтому в дерново-подзолистых и серых лесных оподзоленных почвах с рН около б отмечались самые низкие количества иода - 0,5-0,8 мг/кг (табл. I), что в 2-3 раза меньше, чем в каштановых почвах с рН=7,1. В щелочной среде, напротив, происходит связывание ионов I" и Юд карбонатами и накопление иода в значительных концентрациях (Аникина, 1975), вплоть до образования в некоторых специфических условиях минералов иодистых солей.

Распределение иода по профилю почв определяется содержанием гумуса, карбонатов и уровнем грунтовых вод. Исходя из роли каждого из этих факторов, можно Еыделить три максимума накопления иода в отдельных горизонтах почвы.

Первый, наиболее типичный максимум отмечается в гумусовом горизонте и обусловлен тем, что поступающий из атмосферы на поверхность почвы и мигрирующие снизу вверх газообразные формы года прочно сорбируются гумусом. Коэффициент накопления иода в гумусовом горизонте по сравнению с почвообрэ-зующей породой достигал 2,3 для чернозема мучнисто-карбонат-ного и 3,0 для темно-каштановой почвы. В самом гумусовом горизонте иод такке распределяется неравномерно. Содержание иода в каштановой супесчаной почве в слое 0-5 см составляло 0,60±0,01, а в слое 5-20 см - 0,92±0,09 мг/кг. Обеднение верхнего слоя почвы иодом происходит за счет деструкции и снижения в ней количества гумуса и, весьма вероятно, улетучивания этого элемента. Таким образом, первый максимум содержания иода характерен для нижней части гумусового горизонта .

Второй максимум концентрирования иода наблюдается в кар-

бокатном горизонте, в котором происходит снижение подвижности элемента под влиянием повышения рН среды и образованием труднорастворимых соединений иода с карбонатами. Коэффициент корреляции в системе карбонаты - иод довольно высокий -0,46-0,84. Карбонатный горизонт является более сильны!.! по сравнению с гумусовым барьером на пути миграции иода вниз по профилю почвы. Коэффициент накопления иода в карбонатном горизонте достигал 4,6 в темно-каштановой и 5,1 в чернозше мучнисто-карбонагном.

Третий максимум накопления иода в почвах по опубликованным материалам возможен при близком залегании грунтовых вад с повышенным содержанием элемента (Судов, Миллер» 1986). При наличии испарительного режима происходит перемещение иода вверх и накопление его совместно с гипсом и другими солями в гипсоносном горизонте почвы.

По особенностям распределения иода в профиле можно ицде-лить три группы почв. I. Почвы с двумя максимумами содержания иода: первый в верхнем гумусовом горизонте, второй - в карбонатном. Группа включает наиболее распространенные в регионе почвы - каштановые, черноземные, пойменные дерново-луговые. 2. Почвы с одним - биогенным - максю.!у1.50м содержания иода в профиле, приуроченным к верхнему горизонту. К ним относятся серые лесные неоподзоленные почвы. 3. Почвы с равномерным распределением иода по профилю. Группа представлена типом серых лесных проградированнах супесчаных почв. Почвы характеризуются слабокислой реакцией почвенного раствора, равномерным содержанием карбонатов по всему профилю и отсутствием промывного режима.

Скорость выноса иода из пахотного слоя почв в нижние горизонты существенно зависит от режима влажности. Об этом свидетельстгуют данные наших наблюдений, проведенных на длительно орошаемых почвах я неорошаемых их аналогах. При орошении изменяется характер накопления иода в почвенном профиле и происходит значительное обеднение почвы иодом.

При длительном орошении в результате выноса в почве ис- ' чеаает максимум содержания микроэлемента в гумусовом горизонте и происходит смещение нижнего максимума с глубины 40— 80 см (неорошаемая почва) на глубину 60-130 см. Смещение ни—

жнего максимума именно на эту глубину обусловлено выщелачиванием туда карбонатов, а также присутствием на этой глубине повышенного количества илистой фракции.

Под влиянием длительного орошения происходит существенное обеднение иодом всего почвенного профиля: в корнеобитаемом слое (0-50 см) содержание микроэлемента снижается в 2 раза по сравнению с неорошаемой почвой. Резкое снижение содержания иода - в 2,8-4,6 раза - наблюдается также в почвообразующей породе, где нет гумуса и мало количество илистой фракции, способствующих удержанию элемента.

Значительное разнообразие генетических свойств почв обусловливает большую контрастность распределения иода как внутри одного типа, так и между разными типами почв. Результаты анализа всей совокупности почв отражают высокое варьирование в них иода (см. табл.1). При'этом отмечается, что пределы колебаний микроэлемента внутри одного типа иногда превышают их средние значения для разных типов почв. Одна из задач наших исследований заключалась в оценке обеспеченности почв региона иодом в сравнении с эталонным черноземом ЦентральноЧерноземного заповедника, где его концентрация равна 5,4 мг/кг.

Каштановые почвы характеризуются низким содержанием гумуса - 1,3-2,8% и легким гранулометрическим составом: в слое 0-25 см преобладают фракции 0,05-1,0-мм (до 77%). Это не способствует накоплению и удержанию в них иода. Среднее количество и^дэ б каштановых почвах равно 1,5 мг/кг, а колебания составляет 1,1-2,2 мг/кг. Коэффициент варьирования иода в среднем равен 34% и изменяется в пределах от 18 до 50%, Каштановые почвы обеспечены валовым иодом на 28% по сравнению с эталоном.

Черноземы мучнисто-карбонатные более благоприятны по содержанию гумуса - 2,2-3,7% и гранулометрическому составу -средне- и легкосуглинистые к супесчаные разновидности, чем каштановые почвы. Поэтому количество иода в них выше: в среднем 2,8 мг/кг с диапазоном от 2,1 до 3,1 мг/кг при коэффициенте вариации 17%. Обеспеченность черноземов валовым иодом составляет 50% от эталона.

Сравнительно высокое содержание гумуса - 3,5% и слабо-

щелочная реакция почвенного раствора определяют самое высокое из минеральных почв количество иода в пойменных дерново-луговых почвах: в среднем 2,9 мг/кг, а обеспеченность 54% от эталона.

Самой слабой обеспеченностью иодом характеризуются серые лесные оподзоленные и дерново-подзолистые почвы - 10-1335 от эталона. Это объясняется слабокислой реакцией среды и низким содержанием гумуса,

Торфянистые почвы отличаются самой высокой концентрацией иода. Своеобразие факторов их формирования - пониженный к относительно ровный рельеф, отсутствие промывного режима вследствие подстилания водоупорных глин и суглинков и близкого, залегания вечной мерзлоты, преобладание органического вещества (от 82 до 94%) - способствует аккумуляции в них иода в повышенных.количествах по сравнению с другими изученными типами почв. Содержание иода в торфянистых почвах колеблется от 4,3 до 10,2 мг/кг, что в 2,2-12 раз выше, чем в минеральных почвах.

Таким образом, почвы Забайкалья характеризуются значительной неравномерностью содержания иода. Возрастающий ряд насыщенности местных почв микроэлементом в относительных единицах (содержание иода е дерново-подзолистой почве принято за 1,0) выглядит следующим образом: дерново-подзолистые' (1,0) - серые лесные оподзоленные (1,4) - каштановые и пойменные дерновые остепнялциеся (3,4) - дерновые карбонатные (3,6) - серые лесные неоподзоленные (4,2) - черноземы (5,6) - пойменные дерново-луговые (5,8) - торфянистые (12,2). Такая гетерогенность в содержании иода в почвах обусловлена существенным разнообразием как генетических факторов - количеством гумуса, отношением менее подвижных гу-миновьгх кислот к более подвижным фульвокислотам, реакцией среды почвенного раствора, концентрацией поглощенных оснований, илистой фракцией, так и рельефом и высотой местности, экспозицией склона и условиями увлажнения.

На основании анализа полученного материала можно выявить следующую закономерность вертикально-поясной дифференциации иода: в почвах, формирующихся на повышенных элементах рельефа - дерново-подзолистых, серых лесных я каштановых

(элювиальные и трансэлювиальные ландшафты) - концентрация микроэлемента значительно меньше, чем на пониженных - торфянистых и пойменных дерново-луговых (супераквальные ландшафты).

1.3.2. Формы иода в почвах

Водорастворимый иод - одна из наиболее важных форм миграции элемента в природе, в том числе и в почвах. Содержание водорастворимого иода в почвах Забайкалья очень низкое - от 1,7 до 6,5% от валового (табл.2). Наиболее вероятной причиной этого может быть обедненность иодом атмосферы, которая служит важным источником самой доступной формы микроэлемента в верхнем слое почвы. Водорастворимый иод весьма интенсивно поглощается растениями, отчего растительно-водный коэффициент иода равен 3000 и превышьит средние величины растительно-почвенного коэффициента в 2500 раз,(Кашин, 1987). Самое высокое количество водорастворимого иодз в относительных единицах (в % от валового) отмечается в серых лесных оподзоленных почвах (6,5$), наименьшее - в торфянистых (1,7%), а в абсолютных значениях, наоборот, в торфянистых почвах эта форма элемента в 2,6 раза превышает его содержание з серых лесных оподзолен-ных почвах.

Количество кислоторастворимого иода в различных типах почв в относительных единицах колебалось незначительно: от 14,2% в торфянистых до 18,1% в каштановых. В абсолютных же величинах различия достигали 9 раз: 912 мкг/кг в торфянистых и 108 мкг/кг в серых лесных оподзоленных почвах. В связи с тем, что корневая система растений способна выделять в почву в процессе жизнедеятельности разнообразные органические и неорганические соединения, в числе которых имеются и кислоты, способные растворить некоторую часть почвенного иода, его кислоторзстворимая форма может играть определенную роль в питании растений. Особенно это касается условий, когда его водорастворимая форма присутствует в минимальных количествах.

Прочносвязанный иод не извлекается из почв водой и растворами кислот, солей и щелочей. Он находится в почве в проч-нофиксированнсм состоянии, в основном в связи с нерастворимыми гуминами. По данным наших определений, в почвах Забайкалья преобладающая доля иода представлена прочносЕязанной. формой. Ее количество колебалось (в % от валового содержа-

Таблица 2

Валовое количество и содержание различных форм иода в верхнем (0-20 см) горизонте основных типов почв Забайкалья п.=6 (над чертой - мкг/кг, под чертой - %)

Почва, № разреза

Валовое количество (Е)

Каштановая. Р 39 К 87

Темно-каштановая. Р 31 В 87

Чернозем мучнисто-карбонаткда. Р 58 Д 88

Серая лесная не-опопзоленная. Р 22 Т 87

Серая лесная опод-золенная. Р 101 КБ 89

Пойменная дернево-луговйя. Р 48 К 87

Торфянисто-болотная. Р 100 КБ 89

1520*210 100 2210*180 100 3230*310 100

2300*150 100

640*53 100

2710*240 100 6423*850 100

водорастворимая (В)

Формы иода

кислоторас-творимая (К)

подвижная п^очносв^:

55*7 3,6 64*13 2,9 74*6

2.3

101*12

4.4

42*5

6.5

95*7 3,5 109*9 1,7

275*25 18,1 ' 382*32 17,3 480*41 14,9

збз*:4'

15.7

108*13

16.8

423*55 15.6 912*105 14,2

330*32 21,7 446*43 20,2 554*47

17.2

464*46 20,1

150*18

23.3

518*62

19,1 1021*114 15,9

прочносвязанная

1190*178 78,3 1764*137

79.8

2676*263 82,8

1836*104

79.9

490*31 76,7

2192*178

80,9 5399*736 84,1

ния) от 77 в серых лесных оподзоленных почвах до 84 в торфянисто-болотных .

В качестве одного из критериев для оценки подвижности иода в почвах и его биологической доступности используют коэффициент накопления (1^) - отношение содержания элемента в растениях к его содержанию в почвах. Как показывают наши расчеты, почвы Забайкалья характеризуются следующими величинами Кн: серые лесные опопзоленные - 0,14, каштановые - 0,08, пойменные дерновые остепияюшиеся - 0,07, пойменные дерново-луговые и черноземы - 0,05, торфянистые - 0,03. Различие по биологической доступности иода растениям в серых лесных опо-дэоленных и торфянистых почвах составляло 4,7 раза при различии между средними валовыми его содержаниями в 12,2 раза. Таким образом, данные о формах иода в почвах в определенной степени отражают доступность иода растениям и являются наряду с валовым количеством важной характеристикой почв в отношении их обеспеченности этил 'элементом.

1.4 Иод в растениях 1.4.1. Содержание и распределение иода в растениях

Различные виды растений обладают селективной способностью в накоплении иода даже хтри произрастании в одинаковых условиях. В качестве видового признака растений весьма эффективно рассматривать не абсолютное, а относительное содержание изучаемого хдаического элемента в видах растений в одинаковых условиях - ОСВР (Ковалевский, 1969).

Использование этого параметра для классификации 13 видов растений, произрастающих в сравнимых условиях, на пойменно-луговых почвах с содержанием иода 2,5 мг/кг, позволило нам шявить группы повышенного (клевер луговой, пальчатокоренник садюнце-ватьтй и др.), среднего (подмаренник настоящий, кле-•вср люпиношй и др.) и пониженного (ячмень короткоостый, осока дернистая и др.) накопления иода. Максимальное различие в содержании иода в наиболее контрастных видьк растений -клевере луговом (0,27) и осоке дернистой (0,06 мг/кг) - достигало 4,5 раза (Кашин, 1992). Видовая специфика накопления иода растениями при равном количестве его в почвах обусловлена всецело их биологическими особенностями - избирательностью поглощения корневыми системами к метаболическими прсцес-

сами в тканях. Такая избирательность регулируется как обладающими различной" проницаемость« при пассивном транспорте ионов мембранами, окружающими протопласт, вакуоль и клеточные орга-неллы, так и локализованными в них электрогенными протонными и неэлектрогенными насосами, действующими за счет энергии обмена веществ (Люттге, Хигинботам, 1984).

Один к тот же вид растения в разных экологических условиях накапливает разные количества иода. Однако эти различия по результатам проведенных нами определений с тремя наиболее распространенными видами растений были ниже в 2,0-2,3 раза, чем видовые различия на одном местообитании. Зависимость накопления иода в двух видах растений (люцерне серповидной и пырее бескорневищном) от содержания его в почвах выражается типичной насыщающей кривой с максимумом в области 2,6-3,0 мг/кг и двумя диапазонами пропорциональной зависимости: прямо пропорциональной в области низких и обратно пропорциональной в области относительно повышенных концентраций. Для астрагала приподнимающегося в диапазоне изученных содержаний иода в почвах отмечается прямо пропорциональная зависимость накопления этого элемента (рис.1).

¿1 О.ЗОг

£ •ч

■ 3

3 0.20 ■ а; а; £ о с*

а. 0.40 •

о ОЭ

о

* о. ______

г.О З.с Д.о

Цо<| б почаах, мг/кг

Рис.1. Зависимость накопления иодэ ппреем бескоркевиш-ным (I), л-оцерной серповидной г: асттэагалом приподнимаошдасг (3- от его содержания е почеэх

Различия в накоплении иода одними и теми же видами на разных местообитаниях объясняются как биологичзекими особенностями растений, так и экологическими условиями - разным содержанием микроэлемента и различной биологической доступностью его. При этом влияние биологических особенностей у некоторых видов оказывается сильнее, чем экологических: даж'з при фоновых концентрациях иода в почвах отмечается снижение его содержания в растениях.

Неоднородность распределения иода наблюдается и в самом растении. Разные органы, части органов и клеточные органеллы значительно различаются по содержанию иода. В основе этих различий лежат как структурные образования, характеризующиеся избирательной проницаемостью для ионов, так и физиолого-биохимические механизмы - исключение ионов из обмена веществ путем перевода их в вакуоли или межклетники, превращение з нерастворимую форму, выработка метаболитов, ингибирующих активность элементов и др. (Ильин, 1991). Наши данные свидетельствуют, что различия в насыщенности органов иодом более резко выражены в конце вегетации по сравнению с начальными этапами роста. Так, если в начале вегетации различия в содержании иода в органах кукурузы и овса, определяемые по коэффициенту ОСОР - относительному содержанию элемента в органах, составляли от 1,2 до 2,8, то в период ЦЕетения от 1,6 до 5,4. Такие отличия можно объяснить возрастными изменениями структурных и метаболических систем (Хавкин, 1977), конт-релируюшет содержание элементов в тканях органов. Наибольшее количество иода отмечается в корнях, а из надземных органов -в листьях. Так, в период цветения содержание иода в органах овса составляло в иг/кг: в корнях - 0,49, в листьях - 0,17, в стеблях - 0,09, что соотносится как 5,4:1,9:1,0. Аналогичное распределение иода по органам выявлено в растениях кукурузы, лапчатки рябинолистной и щирицы метельчатой.

Сезонные изменения в содержании иода в растениях достигали 3 раз. Так, содержание иода в чине волосистой и девясиле британском колебалось от 0,04 до 0,12 мг/кг. Наиболее высокая концентрация иода отмечалась в фазу цветения, т.е. в период наивысшей физиологической активности, максимального развития листовой и корневой адсорбирующих и синтезирующих ор~

ганов. В конце вегетации происходит резкое снижение количества иода в результате старения цитоплазмы клеток и уменыде-— ния ее поглотительной и удерживающей способности. У растений естественных ценозов наблюдались более существенные различия в онтогенетической динамике содержания иода (до 3 раз) по сравнению с культурными растениями (до 1,7 раза). Это обусловлено более константными условиями жизнедеятельности растений в монопосевах сельскохозяйственных культур по сравнению с многокомпонентными естественными фитоценозами.

1.4.2. Накопление иода фитомассой arpoландшафтов

Содержание иода в растениях различных агроботанических групп уменьшается в ряду (мг/кг): бобовые (0,22) - разнотравье (0,20) - злаки (0,13) - осоки (0,07) при коэффициенте вариации от 25 до 43%. Бобовые и разнотравье при прочих равных условиях более активно поглощают иод и накапливают его в 2-3 раза больше, чем злаки и осоки. Причиной этого является биохимическое различие в метаболизме ассимилятов. Преимущественно белковый характер обмена веществ у бобовых и разнотравья способствует аккумуляции в них иода, так как белковые соединения имеют значительное число активных функциональных групп, способных присоединять и удерживать как иод, так и-другие микроэлементы. Преобладание у злаков и осок малоашэр-вных углеводных соединений обусловливает пассивное проникновение иода и препятствует его накоплению в тканях.

По интенсивности биологического поглощения иода из одной и той же почвы, определяемой коэффициентом накопления, эти группы располагаются в следующем порядке: бобовые (0,24) -разнотравье (0,21) - злаки (0,08). Следовательно, биологическая доступность иода в почве зависит не только от формы на-, хождения в ней элемента, но и от поглотительной деятельности корневых систем разных групп растений.

Основу растительного покрова агроландшафтов западного Забайкалья составляют степной и луговый типы растительности, а также посевы культурных растений, выращиваемых в пищевых и кормовых целях.

Степи Забайкалья, как правило, расположены в межгорных котловинах и занимают повышенные элементы рельефа на высотах от 500 до 800 м над у.м. Водный режим в значительной степени

определяется атмосферными осадками вегетационного периода, которые составляют 200-250 мм. В связи с низким увлажнением в степях произрастают растения группы ксерофитов. Основную площадь Бурятии занимают горные степи. В растительном покрове преобладают злаки - 60-70% и разнотравье - 30-4055. Относительное распространение бобовых незначительно и обычно не превышает 1%.

Низкое содержание иода в каштановых почвах, на которых формируются степи, преобладание злаковых растений, высокий уровень инфракрасной и ультрафиолетовой солнечной радиации и испаряемости не способствуют накоплению иода в растительности степных сообществ. Содержание иода в фитомассе степных ландшафтов в среднем равно 0,14 мг/кг, диапазон колебаний достигает 0,06-0,25 мг/кг при коэффициенте вариации 22% (табл.3). Минимальное содержание иода (0,09 мг/кг) обнаружено в растительности злаково-осоковой степи, а максимальное (0,19 мг/кг) - карагано-холоднополынной. Интенсивность поглощения иода растительностью степных ландшафтов, определяемая коэффициентом накопления, в 2 раза выше, чем на луговых ландшафтах и в 6,5 раза выше, чем на торфянистых почвах.

Экстремальные экологические условия в отношении влагоо-беспеченности являются причиной низкой биологической продуктивности степных фитоценоэов Забайкалья. Урожай биомассы колеблется от 3 до 7 ц/га, а вынос им иода достигает всего 0,03-0,10 г/га. Вследствие этого в степных сообществах отмечаются наименее благоприятные условия для биогенной миграции как иода, так и многих других микроэлементов. Учитывая рекомендации по минеральному питанию животных, а также содержание иода (0,75 мг/кг) в растениях Японии, где отсутствует зобная эндемия, можно отметить, что растительность степных ландшафтов Забайкалья обеспечена этим элементом на 13-27%, в среднем да 20%. Поэтому у 30% овец и ягнят, пасущихся на степных пастбищах, наблюдается значительное увеличение щитовидной железы, вызванное дефицитом иода (Балдаев, Кириллов, 1986).

Луговые ландшафты занимают значительные площади по долинам рек Забайкалья. Луговая растительность относится к группе мезофитов. Она более требовательна к экологическим условиям по сравнению со степной. Поэтому продуктивность лугов

Таблица 3

Содержание иода в растительности агроландшафтов Забайкалья

Растительность п Иод, мг/кг V,/o Урожай био- Вынос

М±т 11т массы,ц/га иода, г/га

Степная злаково-осоковая 4 0,09±0,02 0,06-0,13 22 3 0,03

Степная разнотравная 5 0,17-0,04 0,12-0,25 . 24 6 0,10

Степная (среднее) 33 0,14±0,03 0,06-0,25 22 5 0,07

Луговая злаковая 5 0,09±0,03 0,05-0,12 3?. 38 0,34

Луговая злаково-разно-травная 10 0,20±0,02 0,10-0,28 30 54 1,08

Лугоаад (среднее) 112 0J6±0,03 0,08-0,22 32 44 0,70

Луговая болотистая (среднее) 41 0,П±0,03 0,03-0,18 37 39 0,46

Культурная злаковая 5 0,08±0,0.1 0,07-0,12 22 38 0,34

Культурная злаково- бЬбОБЙЯ 5 0,20±0,03 0,15-0,25 26 35 0,70

Культурная (среднее) 127 0,13±0,03 0,08-0,18 27 44 0,50

существенно выше и оьи используются главным образом как сенокосы.

Содержание иода в фитомассе низинных настоящих лугов в среднем равно 0,16 мг/кг при колебаниях от 0,08 до 0,22 мг/кг (табл.3). Коэффициент варьирования количества элемента в среднем равен 32% и изменяется в пределах 21-50%. Более высокое 'содержание иода отмечается б разнотравной и бобовой растительности (0,19 мг/кг) и значительно меньше в злаковой (0,06 мг/кг). Интенсивность поглощения иода растениями низинных настоящих лугов низкая: Кн в среднем равен 0,09. В связи с высокой продуктивностью (25-54 ц/га) фитомассой настоящих лугов выносится наибольшее количество микроэлемента, в среднем 0,73 г/га. Обеспеченность растительности настоящих лугов иодом составляет в среднем 20% от необходимой для отвотных нормы и колеблется от 9. до 30%.

Растительность низинных влажных и болотистых лугов, доминирующее положение в которой составляют осоки и злаки, содержит иода в среднем 0,11 мг/кг при колебаниях от 0,07 до 0,16 мг/кг. Коэффициент вариации количества иода изменяется от 30 до 51%. Б связи с высоким содержанием иода в богатых органическим вешестЕом торфянисмьк почвах и низким уровнем его накопления в растениях здесь наблюдаются самые малые значения коэффициента накопления (0,02-0,03). Однако следует отметить, что культурные бобовые растения и на мелиорируемой торфянистой почве накапливали иода в 2 раза больше> чем осоксвая растительность, т.е. Еидозые особенности поглощения иода являются его стабильными характеристиками независимо от типа почв. Фитомасса низинных и болотистых лугов обеспечена иодом в среднем на 15% от зоотехнической нормы, что меньше, чем степных ценозов из-за преобладания в травостое осок.

Содержание иода в надземной биомассе культурных растсний в различных, районах Бурятии в среднем равно 0,13 мг/кг (табл. 3). Диапазон количества элс-^ента - от 0,04 до 0,28 мг/кг при когффициенте Еариации от 9 до 50%. Самое низкое содержание иода харрктерно для биомассы злаковых растений - 0,08-0,15 мг/кг, значительно выше для бобовых и крестоцветных - 0.150,20 мг/кг. Интенсивность поглощения ::опз из почв культурными растениями колеблется от 0.03 до 0,14 при средней величи-

не ^ 0,08. Урожай биомассы агроценозов в период конца цветения достигал 32-54 .ц/га, а вынос им иода 0,34-0,70 г/га. Обеспеченность иодом кормовых растений составляет 10-30% от физиологической нормы для животных, т.е. приблизительно соответствует относительной обеспеченности растительности сенокосов и пастбищ.

Количество иода в отдельных видах растительных кормов западного Забайкалья колеблется от 0,04 до 0,28 мг/кг. Наиболее высокое содержание иода отмечается в растениях семейства крестоцветных рапсе и редьке масличной - 0,14-0,28 мг/кг и бобовых горохе и доннике - 0,15-0,21 мг/кг; из злаковых более высокое содержание иода в биомассе овса в период выметывания - молочной спелости - 0,13-0,17 мг/кг. Низкое количество иода (0,06 мг/кг) отмечается в комбикорме, который готовится из некондиционного зерна, & также в соломе злаковых растений, особенно ржи и ячменя - 0,04-0,06 мг/кг. В ней обеспеченность животных иодом находится на уровне 6-9% от норш.

Содержание иода в зерне злаковых культур западного Забайкалья колеблется в следующих пределах: овес - 0,08-0,19, хивэ-ница - 0,06-04?. рожь - 0,08-0,14„ ячмень - 0,06-0,11 мг/зсг. На черноземной почве количество иода в зерне злаков ©ало вольте* чем не серой лесной и каштановой почвах.

Таким образов* содержание иода в надземной биомассе растительности степных, луговых и культурных агроландшафт®а Забайкалья колеблется от 0406 до 0,21 мг/кг при средней значении 0,13 мг/кг и коэффициенте вариации 29%. Малоконтрасзгшй ряд накопления этого элемента в растительности разных ®г$ю-ландшафтов можно представить в следующем виде: фитомасса настоящих лугов (0,16 мг/кг).- степей (0,14) - культурных растений (0,13) - низинных и болотистых лугов (0,11). Отношение максимума к минимуму в нем равно всего 1,45.

Наиболее благоприятные условия-для биогенной миграции иода наблюдаются в пойменных супераквальных ландшафтах, от-, личающихся высокой продуктивностью луговой растительности. Вынос микроэлемента фитомассой здесь самый значительный -в среднем 0,73 г/га. Биогенная миграция иода протекает наиболее слабо в малопродуктивных ландшафтах сухих степей, где вынос его фитомассой составляет в среднем всего 0,05 г/га,

или в 15 раз ниже, чем в луговых.

Таким образом, все изученные нами объекты Забайкалья -почвообразувдие породы, природные воды, почвы, растения, а также щитовидная железа овец и крупного рогатого скота (данные Жярникова И.И., 1973) характеризуются очень низким содержанием иода: в 3-8 раз меньше нормы. Обеспеченность питьевых вод и растений этим элементом находится на уровне 10-30% от физиологических потребностей человека и животных. Основными причинами йодного дефицита являются широкое распространение обедненных элементом почвообразующих пород, огромная удаленность региона от океанов (2000-2500 км) и горный рельеф местности (500-3000 м над уровнем моря). Это послужило теоретической предпосылкой для изучения физиологии и агрохимии иода в условиях его значительного недостатка с целью выяснения его физиологической роли и возможности обогащения им кормовых растений.

Первоочередной задачей дальнейших исследований распределения иода во внешней среде является биогеохимическое картирование территории Бурятии и других иоддефицитных территорий и разработка на этой основе мер профилактики заболеваний и повышения уровня здоровья человека и животных в зависимости от обеспеченности конкретных районов иодом. Установленное нами, а такие другими авторами в ряде регионов России и других стран сочетание дефицита иода с недостатком селена, кобальта, мед» и цинка требует проведения комплексного картирования.

ЧАСТЬ 2. АГРОХИМИЯ ИОДА

Иод является жизненно важным микроэлементом для организма человека и животных и, как обосновано нашими исследованиями в иоддефицитной биогеохимической провинции, он необходим и для растений (Кашин, 1987). Недостаточное содержание иода в окружающей среде широко распространенных на земном шаре иоддефицитных биогеохимических провинций является главным этиологическим фактором эндемического зоба и других многочисленных заболеваний человека и животных. Основным практическим применением иода до недавнего времени было использование его неорганических соединений в медицине и животноводстве для иодирования пищевой соли с целью лечения и профилактики зоба. В последние годы показано, что наиболее эффективным

способом корекции йодной недостаточности является потребление

дяшегося в продуктах питания и кормах. В связи с этим большой практический интерес представляет широкое применение иода в растениеводстве как для повышения продуктивности растений, так и, главным образом, для обогащения пишевых и кормовых растений этим жизненно необходимым микроэлементом.

2.1. Физиологическое действие иода на растения

Вопрос о физиологической роли иода у растений длительное Бремя считался дискуссионным. Это объясняется тем, что большинство исследований проводилось в обеспеченных иодом районах или при незначительном его дефиците. Полученные данные были противоречивые (Каталымов, 1972). В связи с этим необходимость элемента для растений и его эффективность в агрохимии не могли быть установлены. В настоящее время получен значительный экспериментальный материал, свидетельствующий об участии иода в самых разнообразных, в том числе в важнейших процессах жизнедеятельности растительных организмов. Наши многолетние исследования физиологического действия на растения в условиях острого дефицита иода в Забайкалье и анализ имеющихся литературных данных говорят о полифункциональном влиянии его на метаболизм растений и позволяет сделать следующие научные выводы и обобщения (Кашин, 1987).

1. Иод оказывает влияние на азотный, углеводный, энергетический и водный обмены, на ферментативную активность и окислительно-восстановительные процессы, биосинтез пигментов и фотосинтетическую деятельность, ростовые и продукционные процессы растений (табл.4, 5; рис.2, 3).

2. Существенное влияние иода на такие процессы метаболизма как водный обмен, повышение содержания связанной воды, снижение водного дефицита листьев, улучшение энергообеспеченности клеток способствует формированию повышенной устойчивости растений к характерной для Забайкалья засухе, что ведет

к увеличению конечной продуктивности растений.

3. Оптимальные дозы исда, вносимые в почву или вводимые в семена перед посевом, проявляют "секундерный" тип стимуляции физиологических процессов: физиологическая активность у

Рис. 2. Влияние предпосевной обработки севдн. галогенами на активность а-лъдолаэы (ось ординат/корней- проростков пшеницы

I - контроль, 2 - KI, 3 - КВг, 4 - KCl

в

1

6

k

Рис. 3. Влияние предпосевной обработки семян О,02^-ннм раствором К1 на сезонную динамику интенсивности поглощения С0? кукурузы(ось ординат^ Г - контроль, 2 - К1

опытных растений повышается на поздних фаэях вегетации и сдерживается на ранних.

4. Реализация физиологического действия кода в растениях осуществляется, во-перЕых, путем непосредственного участии* г азотном обмене, где сн вклпчавтся в состав аминокислот и белков и, вс-зтор^, неспецифическим влиянием ионов иода, обладающих большими возможностями Ечлентаых превращений и сильными физическими характеристиками, на активность ферментов и связанные с их деятельностью г-идролитичееггие у. биосиктети-ческие реакции метаболизма и на состояние воды в тканях.

О Л

\

^ 0.2 ч

гЬ

rf

¡254

I

•—1-1-1-<-1-1-

Sr-KP/SA Jf /7 А /t Л Г УС Г

Таблица 4

Влиянии® предпосевной обработки семян 0,02%-ным раствором К1 на динамику содержания белкового и небелкового азота в листьях кукурузы ( п =<8)

фаза вегетации Вариант опыта Азот, ? на сухую массу Белковый

белковый небелковый небелковый

5 листьев Контроль 2.9120,09 К1 3,20±0,15 Трубкование Контроль 2,4320.08 К1 2,92±0,П Цветение Контроль 1,8920,06 К1 2,30±0,13 Начало моло-Контроль 2,0220,07 чной спело- К1 2,57±0,12 1,0920,05 0,8820,03 I,56^0,06 1,10^0,04 1,б6±0,07 I,59^0,09 1,4520,05 0,96±0,08 2,66 3,63 1,55 2,65 1,13 1,44 1,39 2,67

Таблица 5

Влияние предпосевной обработки семян 0,02%-ньгм раствором К1 на чистую продуктивность фотосинтеза кукурузы (Фч л1<)

Вариант опыта Фч п , г сухой массы/м2.сутки

5 листьев Трубкование выметывание цветение среднее за вегетацию

Фон 3,8*0,1 11,120,4 2,920,1 5,420,2 5,8^0,2

Фон+К1 3,920,2 12,4*0,6. 3,4*0,3 6,6±0,4 6,620,4

Участие иода в синтезе и превращении азотистых соединений ведет к существенному увеличению энергетического и пластического потенциала цитоплазменных структур опытных растений, а вместе с тем к усилению активности и других сторон жизнедеятельности растительного организма, в частности биосинтеза пигментов, фотосинтетичзских и ростовых процессов.

' Исключительно широкие возможности валентных превоещений иода обусловливают сильные электроноакцепторные и электроно-донорные свойства атомов этого элемента и свидетельствуют о благоприятных с точки зрения квантозо-мехенических представ-

лений возможностях участия его в окислительно-восстакоЕите-льных процессах обмена веществ.

Вся совокупность имеющихся в настоящее время донных позволяет сделать вполне обоснованный общий вывод о том, что иод является физиологически активным и необходимым микроэлементом для растений. Это является одним из основных защищаемых положений диссертации. Оно представляет собой теоретическую основу для применения иода в практике растениеводства иоддефицитных провинций.

2.2. Влияние иода на урожай сельскохозяйственных растений

2.2.1. Влияние иода на урожай растений при пре^дпосевной обработке сшян

Предпосевная обработка семян - один из наиболее экономичных способов применения микроэлементов. Главное еэ достоинство - малый расход микроудобрений и то, что микроэлемент, поступая непосредственно в семя, воздействует на формирование метаболических систем с самого начала его прорастания. Кроме того, при этом способе практически исключается загрязнение окружа'-тпей среды. Эффект предпосевной обработки семян реализуется за счет активирования з прорастающем семени ферментных систем и других биологически активных соединений .

Наши вегетационные и полевые мелгсоделяночные и научно-производственные опыты, проведенные на каштановых почвах, показывают Еысокую эффективность действия поедпосевной обработки семчн иодом на урожай надземной массы кукурузы и овса, выращиваемых для кормового назначения. Оптимальная доза раствора К1 - 0,02% достоверно повышала урожай биомассы овса на 17-20л, кукурузы на 15-29% в мелкоделяночных опытах ь соответственно на 8-32 и 13-56 ц/га в производственных опытах. Результаты наших многолетних наблюдений позволяют сделать вывод о том, что положительное действие иода сильнее проявляется в более жестких по водоснабжению условиях и менее плодородных почвах. Это согласуется с положе-

нием Н.Ф.Батыгина (1980) о наличии отрицательной корреляции между величиной урожайности в контроле и величиной ее относительной прибавки ог микроэлементов, т.е. чем выше урожай в контроле, тел меньше относительная прибавка урожая от микроэлементов. Причина этого состоит в том, что в более плодородных почвах содержится больше иода и дополнительное применение его дает меньший эффект, чем на бедных почвах. Кроме того, иод оказывает благоприятное действие на состояние водного режима растений в условиях недостаточного водоснабжения, интенсифицируя процессы, ответственные за продукционную деятельность. При проведении предпосевной обработки семян для производственных посевов испытано действие смачивания их растворами в количестве 1,5-2,0 л на I ц вместо 10 л/ц, как того требует методика мелкоделяночных опытов, при сохранении такого же количества соли микроэлемента. Снижение количества раствора для обработки семян не изменяло физиологического действия иода на растения и его влияния на продуктивность по сравнению с обычным объемом раствора. Обработка семян 1,5-2 л/ц раствора вызывает лишь незначительное повышение их влажности и не требует подсушивания, что позволяет обрабатывать их непосредственно перед посевом у транспортера при погрузке на автомашины. Такой способ применения микроэлементов легко осуществим в производственных условиях. Дополнительные затраты на обработку семян, включая стоимость йодистого калия, составляли Ю-15 коп. на га (здесь и далее цены 1970-х годов). Для полной механизации предпосевной обработки семян и снижения затрат труда в практике растениеводства можно совмещать применение микроэлементов с обработкой семян протравителями и пленкообразующими веществами.

Обобщение опубликованных данных за последние 20 лет, полученных в разных почвенно-климатических условиях бывшего СССР, также свидетельствует о высокой эффективности предпосевных обработок семян различных растений иодистыми микроудобрениями в иоддефицитных провинциях и очагах. Анализ опубликованных данных об эффективности опытов с предпосевной обработкой семян растворами иодистых соединений показывает, что в 86% опытов ог общего их количества отмечалось положительное действие иода, в 8% опытов эффекта нет. Только в 6% опы-

тов выявлено его отрицательное действие (Кашин, 1987).

Высокой отзывчивостью на предпосевную обработку семян иодом отличаются томаты; гречиха, горох, свекла, лук, кукуруза, огурцы, пшеница. Прибавка урожая этих культур от применения иода достигала 17-46$. Оптимальные концентрации растворов иодистых соединений в зависимости от условий проведения опытов и биологических особенностей растений колеблются от 0,01 до 0,06$. Применение более высоких концентраций иода, как правило, приводило к отрицательному действию на урожай растений.

2.2.2. Влияние иода на урожай растений при внесении

в почву

Нами проводилось изучение влияния разных форм и доз иодистых соединений в расчете на действующее вещество при внесении их в каштановую почву на урожай надземной массы овса (Кашин, 1984, 1987). Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы: внесение в почву самой низкой из испытаньых доз - I кг/га 1<>, К1 и КЮ3 оказывает положительное действие на урожай, о кг/га дает неоднозначный эффект, 25 кг/га во всех случаях дает негативный эффект. Оценивая эти данные, следует отметить специфику действия соединений иода разной степени окисления на урожай овса во всем диапазоне изучаемых доз. При дозе I кг/га наибольшая прибавка урожая - 18,9$ наблюдалась в варианте с КЮд, К1 повышал урожай на 14,2$, а - на 11,4$. При дозе 5 кг/га иодистых соединений КЮд повышал урожай на 7,4%, хотя эта прибавка ста-тистичрски недостоверна, К1 снижал ег'с на 9,8$, 12 - ¡1а 15,6$. Доза 25 кг/га 1-р, К1 и КЮд вызывала статистически достоверное снижение урожая надземной массы о^са соответственно на 28,4, 19,6 и 10,1$ по сравнению с вариантом "фен'1.

Различия в действии элементного иода, иодида и иодата калия на урожай овса при внесении в почву разных доз обусловлены спецификой их физико-химических свойств, а также разной способностью проникать через клеточные мембраны (Борисова, Ермишкга, 1984) растений и накапливаться в них в разных количествах. Как показывают наги определения, ка-ксплениэ иода в растениях овса снижалось з ряду Х^КХ?

кю3.

Обобщение публикаций по действию иода на растения в ра— эных почвенно-климатических условиях показывает, что положительное действие его наблюдается при использовании доз в диапазоне 0,25-2,0 кг/га. Высокая отзывчивость растений на оптимальные количества иодистых солей отмечается на торфянистых почвах, хотя и отличающихся высоким содержанием валового иода, но Еследствие прочной связи его с органическим.веществом недостаточно обеспеченных физиологически доступной формой элемента. Положительное влияние иода на урожай выявлено на дернево-подзолистых и других почвах с низким содержанием его и не проявилось на обеспеченных этим элементом черноземных почвах. Исходя из этого, в первую очередь следует рекомендовать применение йодных микроудобрений на дерново-подзолистых, торфянистых и других почвах нечерноземной зоны и на почвах горных районов. Большие перспективы имеет применение йодных микроудобрений на обширных пространствах Сибири, большинство почв которой характеризуются дефицитом иода (Макеев, 1973; Абашеева, 1992). Для уточнения районов целесообразного внесения иода в почвы необходимо специальное биогеохишческое картирование территории страны.

2.2.3. Влияние иода на урожай растений при некорневой

обработке

Результаты опытов, проведенных в различных почвенно-климатических условиях, позволяют сделать следующие обобщения. Оптимальное действие на урожай при некорневых обработках оказывают растворы 0,015-0,05%-ных концентраций иодистых соединений. Отрицательное действие некорневых обработок на урожай получено в опытах с применением фитотоксических концентраций растворов иода - 0,1-0,2%.

Эффективность некорневых подкормок растворами иодистых микроудобрений значительно колеблется в зависимости от.почвенно-климатических условий и биологических особенностей растений. Высоко отзывчивы на подкормку иодом томаты, о^р-цы, хлопчатник, пшеница, менее отзывчивы - картофель, сахарная свекла, кукуруза, плодовые и ягодные культуры. 3 связи с тем, что различные экологические условия характеризуются гетерогенностью содержания иода, одни и те же культуры по-

аз

разному реагируют на некорневые обработки в разных почвенно-климатических зонах.

Наиболее эффективно действие некорневых подкормок йодистыми микроудобрениями проявляется при опрыскивании двудольных растений в фазу бутонизации, а однодольных - в фазу начала выхода в трубку.

2.2.4. Сравнительная оценка эффективности действ®? разных способов применения иода на урожай-растений

Проведенное нами сравнительное изучение разных способов, применения оптимальных доз К1 - внесение в почву, предпосевная обработка семян, некорневая обработка посевов я сочетание этих приемов показало, что предпосевная обработка семян является наиболее эффективным способом применения йодистых микроудобрений для повышения урожая кукурузы' и овса. Затем по величине прибавки урожая следует комбинированный вариант и внесение в почву. Прибавки урожая надземной массы от предпосевной обработки составляли 17-22%, з комбинированном варианте - 14-16%, при внесении в почву - 10-12% (табл.6). Некорневые обработки посевов кукурузы и овса на поздних фазах, применяемые главным образом с целью повышения содержания в биомассе иода, не давали достоверных прибавок урожая. Однако они увеличивали содержание иода до оптимума и поэтому рекомендуются нами для получения биомассы, обогащенной этим элементом.

Предпосевная обработка семян является наиболее выгодным способом применения иода, так как затраты на ее осуществление, еключзя реактипы, составляют по нашим данным 10-15 коп. на га. При некорневой обработке посевов расход только К1 составляет 40-60 г на га. что в 20-40 раз больше, чем при предпосевной обработке семян. Кроме того, для проведения опрыскивания посевов необходима специальная техника. При внесении оптимальных доз К1 з почву затраты только на реактив составляют от 5 до 20 руб. на га.

Учитывая комплекс биологических, агротехнических и экономических условий, лежащих в основе положительных и отрицательных свойств каждого способа применения йодистых микроудобрений, маловероятно,, чтобы один из них мог заменить дру-

Таблица б

Влияние иода при разных способах его применения на урожай надземной массы кукурузы и овса в Забайкалье. Опыты 1974-1978 гг.

Варианты опыта Кукуруза Овес

г/20 м2 % достоверность прибавки, г/10 м2 % достоверность прибавки.

Без применения макроудобрений

Контроль 4920 100 - 960 100 -

К1, обработка семян 5780 118 3,7 1150 120 6,2

К1, в почву 5430 110 2,5 1070 III 3,2

К1, некорневая обработка 5140 104 1,1 1010 106 1,4

К1, в почву + К1, обработка семян + К1 некорневая обработка 5640 115 По фону 3,2 ^40Р60 ИЗО ' 118 4,5.

Фон 7200 100 — 1560 100 —

Фон + К1, обработка семян 8780 122 4,8 1840 П8 11,3

Фон + К1, в почву 8060 112 3,0 1800 115 10,6

Фон + К1, некорневая обработка 7640 106 1»4 1650 106 2,1

Фон + К1, в почву + К1,обработка семян + К1, некорневая обработка 8360 И6 4,2 1700 109 2,5

Примечание. Внесено в почву К1 1,6 кг/га, предпосевная обработка семян и некорневая обрабо!-тка посевов 0,02%-ныМ раствором НЬ

гие. Исходя кз целей применения йодных микроудобрений - повышение урожая и содержания иода в растениях, необходимы., дальнейшие исследования по выявлению оптимальных сочетаний этих приемов. В иоддефицитных биогеохимических провинциях, районах и очагах наиболее перспективным сочетанием, на наш взгляд, может быть предпосевная обработка семян и некорневая обработка посевов растворами оптимальных концентраций иоди-стых соединений на поздних фазах развития растений.

2.3. Эффективность обогащения растений иодом

Преобладающее количество иода в организм человека и животных поступает в составе рациона, в том числе с кормами и пищей растительного происхождения. Поэтому стратегический путь в решении проблемы йодной недостаточности в условиях йодных биогеохимических провинций - оптимизация содержания иода в пишезых и кормовых растениях. Это определяется и тем, что потребление организмом "биологического" иода, находящегося в продуктах питания, является более эффективным средством лечения и профилактики гипотиреоза з сравнении с использованием минеральных иодистых соединений, которое должно играть вспомогательную роль.

Весьма желательное для человека и животных обогащение иодом местных продуктов питания и кормов является сложной проблемой, так как из-за структурного и функционального ограничения- накопления иода надземными органами растений и особенно их съедобными частями, например, зернами злаков, Енесеняэ оптимальных доз иода б почву не прьнодит к физиологически необходимому увеличению его содешания в надземной часта урожая.

Эффективным способом обогащения иодом надземной биомассы является некорневые опрьгетаезния посевов 0,01-0,1%-нкми раствор?.?."/ подпетого калия. Путем некорневых подкормок .^ожно повысить количество иода в надземных вегетативных частях растений от 5 до ЮС раз. По даннчм наших опытов, некорневые обработки посевов на поздних фазах вегетации растворами оптимальных концентраций подпетого калия увеличивали содержание пола в надземной биомассе яормозых растений кукурузы и озса с 0,11-0,13 мг/хг ь контроле до 0,8-1,4 мг/кг ^табл.7),

Таблице 7

Влияние разных способов применения К1 на содержание и вынос иода надземной массой кукурузы и овса. Опыты 1974-1975 гг.

Варианты опыта Кукуруза Овес

содержание, мг/кг вынос, г/га содержание, мг/кг вынос,г/1 •а

СО: <3,

Без внесения в почву макроудобрений

Контроль 0,12*0.004

И-, обработка семян • 0,14*0,006 К1, в почву 0,21*0,011

К1, некорневая обработка 1,41*0,096

Фон 0,13*0,006

Фон + К1, обработка семян 0,15*0,080

Фон + К1, в почву 0,23*0,014

Фон + К1, некорневая об- 1,20*0,072 работка

0,29*0,010 0,37*0,017 0,45*0,030 3,10*0,255

По фону Л/А0?т

0,46*0,022 0,60*0,035 0,76*0,056 4,00*0,281

0,11*0,002 0,15*0,004 0,22*0,008 0,79*0,053

0,12*0,007 0,16*0,009 0,26*0,012 0,83*0,054

0,11*0,002 0,14*0,005 0,19*0,009 0,75*0,055

0,19*0,011 0,24*0,017 0,41*0,022 1,30*0,090

т.е. до физиологической нормы для тавотных. Увеличение содержания иода в биомассе урожая от некорневой обработки достигало 7-12 раз, тогда как- от предпосевной обработки семян К1 оно составляло 1,2-1,4 раза,а прет внесештаг И в почву - 1,8-2,2 раза. Соответственно повышения содержание иода в опытных вариантах увеличивался и вынос его фитатессой урожая. Накопление иода в надземных частях растений при некорневых обработках посевов в отличие от внесения иодистьог соединений в почву происходит по безбарьерншу типу - прямо пропорционально его концентрации в питательном' растворе. Поэтому некорневые обработки являются наиболее, эффективными приемами регулирования количества иод» в- надземных: органах растений.

Для повышения содержания иода в подземных органах - корне- и клубнеплодах более целесообразно внесение его в почву, так как подземными съедобнши частями растений он активнее поглошается из почвы.. Внесение оптимальных доз иодистых соединений - 0,25-£т0 кг/га пошагало концентрацию иода в 1022 раза в подземннж органах — клубне- и корнеплодах, при этом содержание иода в надземных частях растений увеличивалось несущественно (Дарканбаев, Ниретина, 1970; Погатуева, Прокофьева, 1970).

Предпосевная обработка семян физиологически стимулирующими концентрациями растворов иодистых солей не эффективна для обогащения пищевых и кормовых растений иодом, но является наиболее экономичным способом увеличения урожая растений. Весьма вероятна,. наиболее рациональным яЕляется комплексное использование микродоз иода - намачивание семян для повышения урожая5 и: некорневая подкормка растений в фазу цветения для5 увеличения содержания иода в урожае. Это направление требует проведения специальных исследований.

ИкЗитталгеяыюсть накопления иода характерна и для органов л: тазявЯ животных. Поэтому при добавках иодистых соединений в рацион содержание элемента в различных органах и продукции животноводства изменяется неодинаково. В мышцах (мясе), являющихся важным продуктом питания, количество иода повышается незначительно. По прямо пропорциональному типу накопление иода происходит в щитовидной и молочной железах, а также в молоке коров и яйцах кур. Путем увеличения

конценгр^грп иода в рационе его содержание в яйцах можно по— высить до 100 раз, а в молоке до 10-15 раз (Кашин, 1990).

Обогащение продукции растениеводства и животноводства иодогл - современный наиболее естественный биологический способ решения важной народнохозяйственной проблемы йодного дефицита в сельском хозяйстве и медицине широко распространенных биогеохимических провинций с недостатком этого жизненно необходимого микроэлемента.

основные вывода

1. Иод - уникальный жизненно важный микроэлемент для человека и животных. Нами обосновано заключение, что он является физиологически активным и необходимым элементом для растений. В условиях иоддефицитнкх провинций добавление оптимальных количеств иода оказывало существенное воздействие на различные стороны метаболизма - азотный, водный и энергетический обмен, ферментативную активность, биосинтез пигментов и фотосинтетическую деятельность, ростовые и продукционные процессы. Ошибочный вывод некоторых авторов о ненужности иода для растений был сделан в связи с проведением исследований в районах, обеспеченных этим элементом.

2. Установлен значительный дефицит иода во всех звеньях пищевой цепи агроландиафтов Забайкалья - почвообразующих породах , почвах, природных водах, растениях и животных.. Это свидетельствует, что Забайкалье является частью обширной иоддефяцитной биогеохимической провинции, требующей специального картирования с целью выявления наиболее напряженных очагов и районов.

3. Выявлены фоновые и диапазоны варьирования содержаний иода, а также формы элемента в основных типах почв Забайкалья. Установлена прямая корреляционная связь между количеством иода и гумуса в почвах. Биологическая доступность иода в почвах зависит не только от формы нахождения в ней элемента, но и от поглотительной активности корневых систем разных групп растений. Выявлена закономерность вертикально-поясной дифференциации иода: в почвах на повышенных элементах рельефа (элювиальные, трансэлювиальные ландшафты) - дерново-подзолистых, серых лесных и каштановых - концентрация элемента существенно меньше, чем на пониженных (супераквальные

ландшафты) - торфянистых я пойменных дерново-лутонух.

4. Разные виды растений в сопоставимых условиях характеризуются избирательностью накопления иода, что позволило выделить группы видов повышенного, среднего га пожженного накопления микроэлемента. Один и тот яе вид растения в разных экологических условиях также различается по содержанию иода. При возраста'зщем фоновом количестве элемента в почвах установлены два типа зависимости накопления иода растениями:

а) прямо пропорциональный, б) наседающий. Различия в накоплении иода обусловлены как биологическими особенностями поглощения элемента разными видами, так и различиями биодоступности его в почвах.

Содержание иода в укосах растительности агрохандшафтов изменяется в зависимости от экологических условий и биологической специфики фитоценозов. Биогенная миграция иода определяется в основном продуктивностью растительных сообществ. Она наиболее активна в луговых ландшафтах, отличающихся наибольшей продуктивностью фитомассы и нашенее активна в малопродуктивных ландшафтах сухиж етепЕй..

5. Йодистые микроудобрежтя- з оптимальных дезах являются эффективным приемом повышения урояая биомассы растений. Экономически наиболее выгодный способом применения иода для повышения урожая является предпосевное намачивание селян 0,02-0,05%-ными раствора?«! иодистого калия. Этот прием дает наибольшую прибавку урожая по сравнению с внесение.« его в почву и некорневыми подкормками (опрыскивание растений).

6. Некорневые обработки посевов 0,02-0,05%-ными растворами иодистого калия являются эффективным приемом для обогащения надземных частей растения иодом, так как накопление его при этом происходит по прямо пропорциональной зависимости. Для повышения содержания иода в корне- и клубнеплодах более эффективно внесение элемента в почву. Это обусловлено тал, что подземными съедобными частями растений он поглощается из почва значительно активнее, чем надземными органами, в котодах его кониентрапия остается стабильной или увеличивается незначительно из-за физиолого-бисхимического и структурного ограничения передвижения элемента нэ границе раздела корень - стебель.

7. Биологический способ профилактики нарушений йодного— обмена у населения путем обогащения безбарьерных биообъектов пищевых и кормовых растений и продуктов животноводства наиболее ценными "биологическими" формами иода - основной современный путь решения проблемы йодного дефицита. Такими биообъектами являются корнеплоды, выращенные при внесении иода в почву, надземные части растений, обогащенные элементом некорневыми подкормками, яйца кур и молоко коров, которым давались йодные добавки. Использование минеральных иодистых соединений должно играть вспомогательную роль.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ Монография

1. Кашин В.К. Биогеохкмия, фитофизиология и агрохимия иода. - Л.:Наука. Ленингр. отд-ние, 1987.- 261 с.

Статьи и доклады

2. Ефимов М.В., Кашин В.К., Белоруссова М.Б. и др. Влияние иода и никеля на вынос азота с урожаем зеленой массы кукурузы и овса при предпосевной обработке семян //Микроэлементы в Сибири. - Улан-Удэ, 1967. - #5. - С.74-73.

3. Ефимов Ы.В., Кашин В.К., Баханова С.Г. Влияние иода и никеля на физиологические показатели кукурузы /Л'.икроэле-менты в биосфере и их применение в с.х. и медицине Сибири и Д.Востока. Докл. 2 Сибирск.конф. - Улан-Удэ, 1967. - С.289-295.

4. Ефимов М.В., Кашин В.К. Действие иода и никеля на фотосинтетическую деятельность растений кукурузы в условиях Забайкалья // Микроэлементы в с.х. и медицине. Докл. 5 Все-союзн.совещ. - Улан-Удэ, 1968. - С.468-473.

5. Ефимов М.В., Алексеев А.П., Кашин В.К. и др. Эффективность предпосевной обработки семян микроэлементами в условиях Бурятии //Гам же. - С.331-337.

6. Ефимов М.В., Кашин В.К. Суточная динамика интенсивности некоторых физиологических процессов сельскохозяйственных растений. // Физиология и продуктивность растений в Забайкалье. - Улан-Удэ, 1969,- С.2-26.

7. Ефимов 14.Б., Кашин В.К. Влияние иода и никеля на рост и продуктивность кукурузы к овса //Микроэлементы в Сибири. -

Улан-Удэ, 1975. - №10. -.С.45-90. .

8. Кашин В.К. Влияние иода на растения // Сельское хозяйство за рубежом. - 1977. - К*7. - С. 13-15.

9. Кашин В.К. Итоги и задачи изучения действий кода на' растения в Забайкалье // Физиология и продуктивность растений в Забайкалье. - Улан-Удэ, 1977. - С. 145-162.

10. Кашин В.К.Т Ефимов М.В., Шичкова М.Б. Влияние предпосевной обработки семян иодом на проростки растений /Дам же. - С.139-145.

11. Кашин В.К.. Осипона Э.И. Влияние иода на вынос элементов пита, .ия урожаем кукурузы и овса // Физиология и продуктивность растений в Забайкалье. - Улан-Удэ, 1978. -

С.58-68.

12. Кашин В.К., Ефимов М.В., Шичкова М.Б. Некоторые особенности действие иода на урожай и накопление его растениями кукурузы и овса при, разных способах йодной подкормки// Агрохимия. - 1978. - Ю. - С. 123-130.

13. Кашин В.К. Иод в растениях, особенности его накопления //Агрохимия. - 1979. - Ш. - С .135-147.

14. Кашин В.К., Осипова Э.И. Продуктивность и химический состав кормовых культур в зависимости от разной степени обеспеченности почвы иодом .// Растительные ресурсы Забайкалья, их охрана и рациональное использование. - Улан-Удэ, 1979. -С.21-30.

15. Кашин В.К., Осипов К.И., Устинова-Иванова Л.П. Иод в травостое кормовых угодий Муйской котловины Бурятской АССР// Агрохимия. - 1980. -Кб. - С.99-104.

15. Кашин З.К. Значение иода в метаболизме растений // Агрохимия. - 1981. - ',"9. - С. 139-151.

17. Кашин В.К., Ефимов М.В., Устинова-Иванова Л.П. Влияние некорневых обработок посевов йодистым калием на накопление иода кормовыми культураыи//Сиб.вестн.с.х.науки. - 1981. -¥5. - С.22-26.

18. Кашин В.К., Иванов Г..М. Содержание иода в почвах и растениях Гусиноозерской котловины //Генезис и плодородие почв Западного Забайкалья. - Улан-Удэ, 1983. - С.136-151.

19. Кашин В.К. Влияние форт и доз йодистых соединений на продуктивность и накопление кода растениями овса //Агрохимия. - 1984. - Е8. - С.Ю1-Ю7.

-20. гунов Д.Л., Кяшин В.К. Влияние длительного орошения на распределение иода в каштановых пгчвох Бурятии //Изв. СО АН СССР, сер.биол.н. - 1584. - Вып.?, - С.63-66.

21. Каиин В.К. Влияние иода на футэмассу овса и кукурузы в Забайкалье /Димия в с.х. - 1986. - Щ. - С.33-35.

22^ Кашин В.К., Иванов Г.М. Ио.\ в почвах Забайкалья // Почвоведение. - 1991. - Ш. - С."142-151.

23. Кашгн В.К. Иод в растительном покрове агроландшафтов Забайкалья //Агрохимия. - 1992. - - С.86-93.

Инсрошат;;;-'онные материалы

24. Кашин В.К., Шичкова М,Б., Ефимов М.В. Влияние иода на содержание макроэргическ*/ ' фосфатов в проростках кукурузы и овса /УЙнформ.материалы С ЕШБРа СО АН СССР. - Иркутск, 1975. С.16-17.

25. Кашин Б.К., Ефимов М.В., Устинова-Иванова Л.П. Локализация иода по органам кукурузы и овса //Оперативн.информ. материалы СИФИБРа. - Иркутск, 1979. - С.38-39.

26. Кашин К.В., Устиновп-ИЕанова Л.П., Ефимов М.В. Особенности действия иодистьс. соединений на продуктивность к накопление кода овсом //Оперативн.информ.материалы СИФИБРа СО АН СССР. ~ Иркутск, 1981. - С.58-61.

27. Кашин В.К. Биогеохнмия иода в Бурятии //Геохкмическо окружение и проблемы здоровья в зонах нового экономического освоения. - Чита, 1988. - С.52-54.

28. Кашин В.К. Проблема обогащения продуктов питания иодом а Забайкалье' //Вопросы ыэдицинской экологии и проблемы улучшения здоровья населения Забайкалья и КЦДР. - Чита, 1989. - С.35-36.

29. Кашин В.К. Эффективность применения иода в растениеводстве Забайкалья //Микроэлементы з биологии и их применение в с.х. и медицине. - Самарканд, 1990. - Т.1. - С.167-168.

30. Кашин В.К. Эффективность применения иода в животноводстве /Дам же. - С.367-368.

31. Кашин В.К. Геохимическая экология кормовь,- растений Забайкалья //Там же. - Т.2. - С.7-9.

■ 32. Иванов Г.М., Кашин В.К. Элементный состав поверхкесч

ньгс и грунтовых вод Западного Забайкалья //Природные условия и биологические ресурсы некоторых районов Центральной Азил.-Иркутск, 1992. - С.98-100.

Рекомендации

33. Ефимов М.В., Кашин В.К., Предпосевная обработка семян микроэлементами. - Улан-Удэ: Бурятское кн.изд-so, 1966.-II с.

34. Кашин В.К. Применение иода под кормовые и силосные культуры в Бурятии (подготовлены к печати).

^Работа, отмеченная звездочкой под номером 22, опубликована также на английском языке:

Kashin V.K., Ivaxiov G.M. Iodine in Soils of Transbaikalia //Eurasian Soil Sei. - 1992. - V.24. - K4-. - P.24-54.