Совершенствование технологии возделывания амаранта на зерно и зеленую массу в условиях юга Нечерноземной зоны
В мировом земледелии амарант (Amaranthus L. sp.) является одной из древнейших культур. История начала его культивирования связана с племенами ацтеков и майя, возделывавших его в тропических и субтропических районах Южной Америки более 8000 лет назад.
Распространение амаранта в России связано с именем Н.И. Вавилова после его экспедиции по странам Латинской Америки в 1930 г., который из-за высокой продуктивности и устойчивости к неблагоприятным воздействиям предложил включить амарант в число растений, подлежащих незамедлительному широкому внедрению в культуру в СССР. Внимание к этому псевдозлаку обусловлено рядом его неоспоримых преимуществ. Зерно амаранта богато протеином (до 20%), а его качество приравнивается к идеальному белку. В амаранте содержатся до 10% полезных жиров, из которых около 8% занимают производные тритерпенового ряда (сквалены), ценность которых как иммуномодуляторов и антиоксидантов признана во всем мире.
Амарант обладает исключительной экологической пластичностью и может произрастать в различных климатических условиях. При сложившейся зерновой специализации севооборотов его возделывание будет способствовать увеличению биоразнообразия агрофитоценозов и их фитосанитарной стабилизации.
При универсальности использования и высоком спросе на продукцию площади, занятые этой культурой в Российской Федерации, составляют не более 60 тыс. га и сосредоточены в основном в Ростовской и Челябинской областях, Алтайском и Краснодарском краях. Одно из препятствий расширения посевных площадей под амарант — недостаточная изученность элементов технологии возделывания, в особенности вопросов, связанных с защитой культуры от сорняков. В начальный период развития амарант в связи с низкой конкурентоспособностью испытывает негативное воздействие со стороны сегеталов. На сегодняшний день в России нет ни одного гербицида, зарегистрированного на культуре, что значительно осложняет процесс ее возделывания.
Поиску гербицидов на посевах амаранта в условиях юга Нечерноземья посвящен ряд исследований. В работах М.О. Наумова с соавт. изучался вопрос применения граминицида Миура, КЭ (хизалофоп-П-этил 125 г/л) как отдельно, так и в комплексе с Торнадо 500, ВР (глифосат (изопропиламинная соль) 500 г/л). Установлена высокая эффективность от применения в фазу 3–4 настоящих листьев баковой смеси препаратов клопиралида, галоксифоп-Р-метила и клетодима.
В то же время продуктивность культуры может быть увеличена при использовании других элементов технологии. Так, многими исследователями отмечен положительное влияние листовых обработок бором на урожайность и качество растениеводческой продукции. На амаранте подобных исследований не проводили.
Цели исследования — оценка возможности комплексного применения гербицидов и борного удобрения, определение их биологической и хозяйственной эффективности на посевах амаранта в условиях юга Нечерноземной зоны.
Материалы и методы исследования
Полевой опыт по оценке биологической и хозяйственной эффективности комплексного применения гербицидов и борного удобрения был проведен в 2023–2024 гг. на территории ООО «Медаевское» (Чамзинский р-н, Республика Мордовия).
Двухфакторный опыт был заложен методом расщепленных делянок в 4-кратной повторности.
Фактор А: 1) без гербицидов (контроль); 2) Трейсер, КЭ (кломазон, 480 г/л) 0,3 л/га; 3) Деметра, КЭ (флуроксипир, 350 г/л) 0,5 л/га + Квикстеп, МКЭ (галоксифоп-Р-метил 80 г/л, клетодим 130 г/л) 0,5 л/га.
Фактор Б: 1) без борного удобрения (контроль); 2–4) борное удобрение (150 г/л) в норме 1 л/га, 2 л/га и 3 л/га.
Гербициды, используемые в опыте российского производства (АО «Август”). Борное удобрение в хелатной форме (борэтаноламин) синтезировано в ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва» (г. Саранск). За три дня до посева семена обрабатывали 0,2%-ным раствором хелата меди (150 г/л). Фоновые средства защиты и удобрения в опыте не использовали.
Площадь опытной делянки 1-го порядка — 1200 м2, 2-го порядка — 300 м2 (25 × 12 м), учетной делянки — 80 м2 (уборка на зеленую массу) + 80 м2 (уборка на семена).
Почва опытного участка — чернозем выщелоченный среднесуглинистый, содержание гумуса (по Тюрину) — 5,7–5,9%, P2O5 и K2O (по Кирсанову) — 119–126 мг/кг и 134–142 мг/кг соответственно, рН водной вытяжки — 5,6–5,8.
Гидротермический коэффициент (ГТК) по месяцам вегетации в 2023 г. изменялся от 1,01 до 2,05, в 2024-м — от 0,49 до 1,02. Изучаемый в опыте сорт амаранта Воронежский 36 внесен в реестр селекционных достижений с допуском к возделыванию в 7-м (Средневолжском) регионе, является перспективным для возделывания на территории юга Нечерноземной зоны.
Видовой состав и количество сорняков определяли на учетных площадках 0,25 м2 в 10-кратной повторности перед обработкой посевов гербицидами, через 15, 30, 45 дней после обработки и перед уборкой культуры на зерно. Массу сорняков определяли перед уборкой количественно-весовым способом.
Гербицидную обработку проводили в фазу 3–4 настоящих листьев амаранта, борное удобрение применяли в фазу бутонизации — начала цветения. Уборку зеленой массы проводили в фазу молочно-восковой спелости зерна. Зерно убирали при наступлении влажности 14%. Структуру урожая определяли согласно Методике государственного сортоиспытания.
Статистическая обработка данных проведена при помощи пакетов AgroR и ExpDes языка программирования R методом фиксированных эффектов рендомизированного блочного плана (randomized block design). Анализ средней урожайности выполнен методом обобщенной линейной модели с равными весами факторов (GLM). Обобщенная линейная модель (GLM) для двухфакторного опыта представлена в следующем виде:
где Хij — значение отдельного признака в опыте, μ — общее среднее (базовое) значение признака, ai — воздействие уровня i фактораA, bj — воздействие уровня j фактораB, abij — дополнительное воздействие комбинации уровней i и j взаимодействия факторов АВ.
Результаты и обсуждение
Одним из факторов, снижающих продуктивность культуры, выступает засоренность посевов, особенно в гербокритический период — в начале его роста и развития.
Анализ спектра сорных растений опытного участка в посевах амаранта перед обработкой гербицидами выявил, что в структуре фитоценоза из монокарпиков преобладали как однодольные мятликовые (Setaria pumila (Poir.) Roem. &Schult, Setaria viridis (L.) P. Beauv., Echinochloa crus—galli (L.) P. Beauv, Avena fatua L.), так и двудольные (Chenopodium album L., Galium aparine L., Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip., Amaranthus retroflexus L.). Из поликарпиков значительное распространение имел Convolvulus arvensis L. Реже встречались Cirsium setosum (Willd.) Besser и Sonchus arvensis L. Многообразие отмеченных видов говорит о сложном типе засоренности посевов амаранта, формирующемся в условиях юга Нечерноземной зоны.
К моменту применения гербицидов численность малолетних однодольных сорняков в среднем составляла 27 шт/м2, малолетних двудольных — 34 шт/м2, многолетних двудольных — 9 шт/м2. К 15-му дню наблюдений численность малолетних однодольных при использовании гербицида Трейсер, КЭ снижалась на 58% (28 шт/м2), двудольных — на 56% (табл. 1).
Биологический эффект в отношении однодольных от применения баковой смеси Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ был выражен сильнее и составлял 73% (35 шт/м2), плотность малолетних двудольных снижалась на 45% (28 шт/м2).
Технологический эффект в снижении численности многолетних сорных видов к этому периоду наблюдений был выражен слабо. К 30-му дню наблюдений на варианте с Трейсер, КЭ обилие мятликовых снижалось на 79% (44 шт/м2), двудольных малолетников — на 82% (56 шт/м2), на варианте с баковой смесью Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ — на 91% и 75% соответственно. Количество многолетних сорных растений при обработке амаранта гербицидом Трейсер, КЭ было меньше на 46% (6 шт/м2), баковой смесью Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ — на 62% (8 шт/м2).
На 45-й день после применения гербицидов закономерность действия сохранялась, а эффект от их применения был максимальным. В среднем на Трейсер, КЭ плотность популяции малолетних сорняков снижалась на 91% (127 шт/м2), многолетних — на 77% (10 шт/м2), на Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ малолетних — на 84% (117 шт/м2), многолетних — на 85% (11 шт/м2). Перед уборкой закономерность сохранялась. Влияние внесения возрастающих доз хелатного борного удобрения на численность сорняков во все периоды учета было статистически незначимым.
В гербологических исследованиях для оценки эффективности гербицидов большое значение имеет эффект в отношение биомассы сорных растений. Применение гербицида Трейсер, КЭ снижало данный показатель в среднем по фону удобрения по малолетним сорным растениям на 93%, по многолетним — на 84%. При внесении Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ масса малолетних сорняков снижалась на 90%, многолетних — на 88%. Использование борного удобрения выступало в качестве фитоценотического метода угнетения сорных растений. Наибольший эффект в снижении массы отмечался при комплексном применении гербицидов и удобрения в дозе 3 л/га: на Трейсер, КЭ уменьшение составило 95%, на Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ — на 92% к контролю, в то время как на аналогичных вариантах без борного удобрения биологический эффект составлял 90% и 87% соответственно.
Интегральным показателем оценки действия гербицидов и удобрений является урожайность амаранта. Установлено, что наибольшей она была при использовании Трейсер, КЭ. Прибавка зерна по сравнению с контрольным вариантом составляла 0,35 т/га (34%), зеленой массы — 5,4 т/га (39%) (табл. 2).
Применение Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ снижало урожайность зерна на 0,06 т/га (6%), зеленой массы — на 2,45 т/га (18%), что связано со значительным гербитоксическим (угнетающим) действием в отношении культуры.
Применение хелатного борного удобрения достоверно увеличивало урожайность зерна и зеленой массы. На вариантах с Трейсер, КЭ в среднем за два года наибольший эффект был получен при внесении 2 л/га борного удобрения, прибавка урожайности зерна составила 0,42 т/га (31%). На фоне данного гербицида сбор зеленой массы был наибольшим, увеличение составляло до 11 т/га к абсолютному контролю. На фоне внесения баковой смеси Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ наибольшее увеличение урожайности зерна от применения хелатного борного удобрения было на варианте с нормой 2 л/га (0,26 т/га), зеленой массы — с нормой 3 л/га (2,8 т/га). Обобщенная линейная модель (GLM) влияния гербицидов и борного удобрения на продуктивность амаранта подтвердила ранее установленные тенденции.
В среднем прибавка урожайности зерна амаранта от применения гербицида Трейсер, КЭ составила 35%, от внесения баковой смеси Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ незначимо снижала продуктивность культуры. Формирование зеленой массы культурой при использовании Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ достоверно снижалось, а на вариантах с применением Трейсер, КЭ — увеличивалось (на 38%).
Достоверное увеличение урожайности зерна и зеленой массы установлено при использовании борного удобрения в норме 2 л/га и 3 л/га. Положительные эффекты взаимодействия выявлены при внесении удобрений на фоне применения гербицида Трейсер, КЭ, отрицательные — на фоне использования баковой смеси Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ.
Выводы
Исследованиями установлено, что в условиях юга Нечерноземной зоны России в посевах амаранта со сложным типом засоренности, включающим малолетние однодольные и двудольные сорные растения, а также многолетние корнеотпрысковые, наибольший биологический эффект при наименьшей герботоксичности установлен для гербицида Трейсер, КЭ (кломазон 480 л/га) в дозе 0,3 л/га. От его применения численность и масса сорняков снижались на 91% и 93% соответственно, а урожайность зерна увеличивалась по сравнению с контролем на 0,35 т/га, зеленой массы — на 5,4 т/га.
Использование баковой смеси гербицидов Деметра, КЭ + Квикстеп, МКЭ уменьшало засоренность посева, но оказывало угнетающее (герботоксическое) действие на растения амаранта и снижало их продуктивность.
Обработка посева амаранта хелатным борным удобрением в дополнение гербициду Трейсер, КЭ купировала его угнетающее действие и обеспечивала дополнительный сбор зерна и зеленой массы. Наибольшую урожайность зерна амаранта (1,80 т/га) обеспечила комбинация Трейсер, КЭ 0,3 л/га + хелатное борное удобрение 2 л/га, зеленой массы (30,2 т/га) — сочетание Крейсер, КЭ 0,3 л/га + хелатное борное удобрение 3 л/га.
Впервые на черноземе выщелоченном среднесуглинистом юга Нечерноземья экспериментально обосновано совместное применение гербицида Трейсер, КЭ и хелатного борного удобрения для создания высокопродуктивных посевов амаранта сорта Воронежский 36.
Об авторах
Владимир Дмитриевич Бочкарев, аспирант
aln1k1986@yandex.ru https://orcid.org/0009-0005-0893-4179
Виктор Владимирович Волгин, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
kafedra_paz@agro.mrsu.ru https://orcid.org/0000-0002-0552-3084
Александр Васильевич Ивойлов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ivoilov.av@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-5355-6251
Александр Сергеевич Пыресев, студент
alekpyresev@yandex.ru
Игорь Владимирович Шахин, аспирант
Igor.shahin@icloud.com
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва,
ул. Большевистская, 68, Саранск, 430005, Россия
УДК 632.954:631.8.022.3:582.661.21(470.0)
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-395-06-133-138
