doi: 10.15389/agrobiology.2022.3.486rus
УДК 633.2:631.81.095.337
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОТКЛИКА КОРМОВЫХ ТРАВ НА ПРИМЕНЕНИЕ ЙОДА НА АГРОДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ РАЗЛИЧНОЙ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ
А.И. ИВАНОВ1, 2 ✉, М.В. РАК3, Ж.А. ИВАНОВА1, П.С. ФИЛИППОВА2,
П.А. ФИЛИППОВ1
Северо-Западный регион Российской Федерации находится в условиях геохимической аномалии недостатка йода, что негативно сказывается на урожайности и качестве товарной продукции регионального земледелия и кормов, жизнеспособности и продуктивности сельскохозяйственных животных, здоровье населения. В настоящем исследовании впервые в условиях Ленинградской области мы установили оптимальные концентрации рабочего раствора КI для некорневой подкормки и срок ее проведения на доминирующих в структуре посевных площадей Нечерноземья однолетних и многолетних травах. Нашей целью было изучение биологических особенностей и оценка параметров отзывчивости кормовых трав на изменение концентрации рабочего раствора КI и сроков проведения йодной некорневой подкормки. Исследования проводили в 2018-2021 годах в Меньковском филиале ФГБНУ АФИ (Гатчинский р-н, Ленинградская обл.). Два микрополевых опыта были заложены в системе длительного фундаментального полевого эксперимента «агрофизический стационар» в звене полевого севооборота: картофель—однолетние травы + многолетние травы—многолетние травы 1-го года пользования—многолетние травы 2-го года пользования. Объектом изучения служили смесевые посевы: однолетние травы — овес посевной (Avena sativa L.) cорта Скакун и вика посевная (Vicia sativa L.) сорта Вера, многолетние травы — клевер луговой (Trifolium pratense L.) сорта Орфей и тимофеевка луговая (Phleum pratense L.) сорта Ленинградская 204. Оба опыта имели двухфакторную схему. Фактор А — степень окультуренности супесчаной агродерново-подзолистой почвы (среднеокультуренная, хорошо окультуренная и высокоокультуренная). Схема первого опыта по фактору Б включала девять вариантов концентрации рабочего раствора КI (CKI): 0; 0,005; 0,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0,16; 0,32 и 0,64 %. Некорневая подкормка однолетних трав проводилась в фазу выхода в трубку овса, многолетних трав — в фазу кущения. Во втором опыте по фактору Б изучали четыре варианта сроков проведения некорневой подкормки трав 0,02 % раствором KI: KI-0 — контроль без подкормки; KI-1 — ранняя подкормка в фазу кущения овса посевного, клевера лугового и тимофеевки луговой; KI-2 — поздняя подкормка в фазу выхода в трубку овса посевного и в фазу ветвления клевера лугового; KI-3 — двукратная подкормка в сроки, соответствующие вариантам KI-1 и KI-2. Урожайность надземной биомассы трав, используемой для приготовления кормов, учитывали сплошным весовым методом (делянка площадью 1 м2). Размещение делянок по повторениям и вариантам систематическое. Повторность в первом опыте 3-кратная, во втором — 6-кратная. Проводили химико-аналитическое исследование отобранных почвенных и растительных образцов. В результате краткосрочных полевых экспериментов было установлено, что отзывчивость кормовых трав на применение йодной некорневой подкормки в условиях геохимической аномалии недостатка йода определяется сочетанием погодно-климатических и почвенно-агрохимических условий с биологическими особенностями культур, зависит от сроков проведения опрыскивания и концентрации рабочего раствора. Для однолетних трав более действенным вариантном оказалось опрыскивание в фазу выхода в трубку (урожайность увеличивалась в среднем на 2,49 т/га, или на 29 %; р ≤ 0,05), тогда как для многолетних трав — в фазу кущения клевера лугового и тимофеевки луговой (прибавка на 3,39 т/га, или на 18 %; р ≤ 0,05).Оптимальная СКI для обработки однолетних трав составила 0,16 % независимо от степени окультуренности почвы, а на многолетних травах на почвах средней, хорошей и высокой окультуренности — соответственно 0,04; 0,08 и 0,16 %. При этом прибавка продуктивности (р ≤ 0,05) достигла 3,69-9,38 т/га, или 67-80 %, на однолетних травах и 3,91-8,03 т/га, или 22-30 %, — на многолетних. Положительное влияние йода возрастало по мере оптимизации почвенно-агрохимических условий до хорошей и высокой окультуренности на 68 и 128 %. На фоне высокой толерантности к концентрации рабочего раствора токсикоз был обнаружен только при СКI 0,32-0,64 %, когда потери урожая достигали 19 %. К избытку йода оказались более чувствительны бобовые виды трав. Снижению токсичности йода в опытах способствовало повышение окультуренности почвы и изменение ботанического состава посевов в пользу злаков. Многолетние травы аккумулировали на 9 % меньше йода, чем однолетние. В вариантах с оптимальной СКI содержание йода в надземной биомассе однолетних и многолетних трав удалось увеличить в среднем со 119 и 88 до 766 и 628 мкг/кг, то есть в 6,4 и 7,1 раза. Накопление нитратов, напротив, сократилось (р ≤ 0,05) на 13 % у однолетних и на 11 % — у многолетних трав. Максимальные параметры аккумуляции йода в зеленой массе однолетних трав составили на среднеокультуренной почве около 600, на хорошо окультуренной — 900, на высокоокультуренной — 1500 мкг/кг. У менее чувствительных к окультуриванию почвы многолетних трав эта величина практически не зависела от почвенно-агрохимических условий и составляла 900 мкг/кг. Одним из проявлений йодной токсичности стало увеличение содержания нитратов в продукции на 23-33 % (р ≤0,05).
Ключевые слова: кормовые травы, однолетние травы, многолетние травы, йод, нитраты, йодные удобрения, агродерново-подзолистая почва, окультуренность, продуктивность.
A.I. Ivanov1, 2 ✉, M.V. Rak3, Zh.A. Ivanova1, P.S. Filippova2,
P.A. Filippov1
A geochemical anomaly of iodine deficiency the North-Western region of the Russian Federation negatively affects the yield and quality of marketable products of regional agriculture and feed, the viability and productivity of farm animals, and the health of the population. In this study, for the first time in the conditions of the region, the optimal concentration levels of the KI solution for foliar fertilization and the time period of treatment on the annual and perennial grasses dominating in the structure of the acreage of the Non-Chernozem region were established. Our goal was to study the biological characteristics and evaluate the parameters of responsiveness of forage grasses to changes in the concentration of the KI solution and the period of time of iodine foliar treatments. The research was carried out in 2019-2021 in the Menkovo branch of the Agrophysical Institute (Gatchinsky District, the Leningrad Province). Two micro-field experiments were laid down in the system of a long-term fundamental field agrophysical experiment in the field crop rotation link: potatoes—annual grasses + perennial grasses—perennial grasses of the 1st year of use—perennial grasses of the 2nd year of use. The object of the study was mixed crops. Annual grasses were presented by the oat (Avena sativa L.) variety Skakun and the garden vetch (Vicia sativa L.) variety Vera, perennial grasses were presented by the red clover (Trifolium pratense L.) variety Orpheus and the timothy (Phleum pratense L.) variety Leningradskaya 204. Both experiments had a two-factor scheme. Factor A is the degree of cultivation of sandy loam agrosod-podzolic soil (medium-cultivated, well-cultivated and highly cultivated). The scheme of the first experiment on factor B included nine variants of the concentration of the KI solution: 0, 0.005, 0.01, 0.02, 0.04, 0.08, 0.16, 0.32, and 0.64 %. Foliar treatments of annual grasses were carried out in the booting stage of oat, perennial grasses were in the tillering stage. In the second experiment, four variants of the time period of foliar treatment with 0.02 % KI solution were studied by factor B: KI-0 — control without treatment; KI-1 — early treatment in the tillering stage of oats, red clover and timothy; KI-2 — late treatment in the booting stage of oat and in the stage of branching of red clover; KI-3 — two-fold treatments in terms corresponding to variants KI-1 and KI-2. The yield of the aboveground biomass of grasses used for the preparation of feed was counted by a continuous weight method from a 1 m2 plot. The placement of plots by repetitions and variants was systematic. The repetition in the first experiment was threefold, in the second — sixfold. A chemical-analytical analysis of selected soil and plant samples was carried out. As a result of short-term field experiments, it was found that the responsiveness of forage grasses to the iodine foliar treatment under a geochemical anomaly of iodine deficiency is determined by a combination of weather-climatic and agrochemical soil conditions with biological characteristics of crops and depends on the period of time of treatment and the concentration of the KI solution. For annual grasses, the treatment was more effective in the booting stage of oat (yield increased by an average of 2.49 t/ha, or 29 %; р ≤ 0.05), whereas for perennial grasses in the tillering stage of red clover and timothy (an increase of 3.39 t/ha, or 18 %; р ≤ 0.05). The optimal CKI for the treatment of annual grasses was 0.16 %, regardless of the degree of cultivation of the soil, and of perennial grasses on soils of medium, good and high cultivation was 0.04, 0.08 and 0.16 %, respectively. The increase (р ≤ 0.05) in productivity reached 3.69-9.38 t/ha, or 67-80 %, for annual grasses and 3.91-8.03 t/ha, or 22-30%, for perennial grasses. The positive effect of iodine increased with the optimization of soil and agrochemical conditions to good and high cultivation by 68 and 128 %. Due to high tolerance to the concentration of the KI solution, toxic effect was detected only at CKI 0.32-0.64 %, when crop losses reached 19 %. Legume types of herbs were more sensitive to the excess of iodine. The reduction of iodine toxicity in the experiments was facilitated by an increase in soil cultivation and a change in the botanical composition of crops with an increase in the proportion of cereals. Perennial grasses accumulated 9 % less iodine than annual ones. In the variants with optimal CKI, the iodine content in the aboveground biomass of annual and perennial grasses increased on average from 119 and 88 to 766 and 628 µg/kg, that is, 6.4-fold and 7.1-fold. The accumulation of nitrates, on the contrary, decreased (р ≤ 0.05) by 13 % in annual and 11 % in perennial grasses. The maximum level of iodine accumulation in the green mass of annual grasses were about 600 on medium cultivated soil, 900 on well-cultivated soil, and 1500 mg/kg on highly cultivated soil. In perennial grasses less sensitive to soil cultivation, this value practically did not depend on soil and agrochemical conditions and amounted to 900 mg/kg. One of the signs of iodine toxicity was a 23-33 % (р ≤ 0.05) increase in the content of nitrates in products.
Keywords: fodder grasses, annual grasses, perennial grasses, iodine, nitrates, iodine fertilizers, agrosod-podzolic soil, cultivation, productivity.
1ФГБНУ Агрофизический научно-исследовательский |
Поступила в редакцию |
