AMARANTH CULTIVATION EXPERIENCE AND PERSPECTIVES UNDER UTILIZATION OF THE NEW SEEDING UNIT

Abstract

The research purpose – improving the method of sowing fine seeds of amaranthus paniculata. Planting material – amaranthus paniculata varieties Kinelsky 254. Sowing seed drill CO – 4,2 and experimental precision seeder. Quality of seeding has been evaluated by a number of indicators that combined characterize its compliance to agro-technical requirements. Key indicators of seeding quality have been even distribution of seeds in a row and the uniformity of seed placement depth. It has been found that the use of the new seeding device can significantly improve the quality of the crop through the optimal placement of the seeds in a row, and to reduce the non-uniform distribution of plants by 2,9 times and the number of seeds embedded in a definite horizon can increase seeding quality 1,6 times in comparison to the control seeding. All mentioned has been resulted in the weakening of the association stress in phytocenosis, makes more efficient the use of vital resources and as a consequence a higher crop yield of protein and grains per area unit are obtained. The average yield within the five years through the green amaranth mass – was 56,4 t/ha, grain – 2,3 t/ha, of dry matter yield – 13,4 t/ha, protein – 1,5 t/ha, which is 24-35% higher than in the control embodiment.

Full Text

В настоящее время возрос интерес к использованию в сельскохозяйственном производстве нетрадиционных культур. Одной из таких культур многоцелевого назначения является амарант. Экспертами ЮНЕСКО амарант признан одной из основных продовольственных культур человечества в ХХI веке. Амарант отличается сбалансированностью белка при большом содержании лизина, высокой урожайностью зеленой массы и семян, интенсивным ростом, неприхотливостью к почвам, устойчивостью к болезням, вредителям, засухо- и солеустойчивостью, что немаловажно в засушливых условиях Среднего Поволжья [1]. В ГНУ Поволжский НИИСС им. П.Н. Константинова с 1992 г. были начаты комплексные исследования различных видов амаранта с целью выявления форм с ценными хозяйственно-биологическими признаками. Первый этап работы был направлен на выявление перспективных экотипов и форм с высокой урожайностью, оптимальным вегетационным периодом, обеспечивающим полное вызревание семян. В процессе оценки исходного материала амаранта предпочтение отдавалось скороспелым формам с непоникающей метелкой, устойчивым к осыпанию, что позволяло бы вести механизированную уборку зерна. На втором этапе работы с селекционным материалом наряду с продуктивностью и скороспелостью большое внимание уделяется сортообразцам с повышенным содержанием белка и жира в зерне. Ведутся также изучение и отборы экотипов, сочетающих в себе мощное вегетативное развитие со стабильно высокой зерновой продуктивностью [2]. С 2004 г. включен в Государственный реестр селекционных достижений сорт амаранта Кинельский 254, селекции ГНУ Поволжский НИИСС им. П.Н. Константинова. Сорт раннеспелый, вегетационный период 100-110 суток. Отличается высоким потенциалом продуктивности растительной массы: от 30 до 69 т/га в неорошаемых условиях, при орошении 80-95 т/га. Урожай зерна от 0,8 до 5,5 т/га, содержание белка в зерне 17-20%, масла – 8-10%. Зерно светло-желтого цвета, может использоваться для получения высококачественного масла для пищевых и лечебных целей, для приготовления муки, крупы и т.д. Амарант – мелкосемянная культура, масса 1000 семян – от 0,35 до 0,90 г, размер семени – от 0,8 до 1,2 мм в диаметре. Норма высева в зависимости от цели посева – от 0,5 до 1,5 кг/га, глубина заделки семян – 1,5-3 см. Все это во многом определяет повышенные требования к качеству посева. Высев семян амаранта осуществляется, в основном, овощными сеялками СКОН-4,2; СОН-2,8; СО-4,2 при широкорядном посеве и зернотравяными СЗТ-3,6 при рядовом посеве. Небольшой размер и высокая сыпучесть семян, а также малые нормы высева осложняют посев амаранта в чистом виде. Поэтому семена амаранта предварительно смешивают с наполнителем – песком, минеральными удобрениями и т.п. Используемые при этом на сеялках катушечные высевающие аппараты не позволяют получить равномерного распределения семян в рядке. Причиной этому является порционность высева семян желобками катушки, а также сепарация семян и наполнителя в результате вибрации посевного агрегата, вследствие чего посевы получаются неравномерными – с загущением или разрежением растений в рядке, что, в конечном итоге, приводит к снижению урожайности [3]. Цель исследований – совершенствование способа посева мелкосемянной культуры амаранта метельчатого. Задача исследований – изучить влияние способа посева на качественные показатели высева и продуктивность культуры. Материалы и методы исследований. Объектом исследований служил сорт амаранта метельчатого Кинельский 254. Опыты закладывались в селекционно-семеноводческом севообороте лаборатории кормовых культур в 2008-2012 гг. Повторность – четырехкратная, площадью делянок – 100 м². Почва опытного участка представлена типичным среднегумусным черноземом тяжелосуглинистого механического состава. Содержание легкогидролизуемого азота в пахотном слое 11,6-13,2 мг; подвижного фосфора – 15,8-19,5 и калия – 14,5-20,1 мг на 100 г почвы. Полевые опыты сопровождались необходимыми наблюдениями, учетами и анализами, которые выполняли с соблюдением требований Методики государственного сортоиспытания (1989 г.) и методологических разработок Поволжского НИИСС [4]. Качество посева оценивалось в соответствии с Международным стандартом ГОС 31345-2007 [5]. Погодные условия в годы исследований резко различались, что позволило провести более полную оценку изучаемых вариантов как в благоприятных по увлажнению (2008 г., 2011 г.), так и засушливых (2009 г., 2012 г.) и острозасушливых условиях (2010 г.). Результаты исследований. В ГНУ Поволжский НИИ селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова на протяжении последних пяти лет закладка опытных и семеноводческих посевов амаранта выполнялась экспериментальной сеялкой с высевающим устройством специальной конструкции, разработанным на инженерном факультете Самарской сельскохозяйственной академии (рис. 1). Рис. 1. Опытный посев амаранта на полях ГНУ Поволжский НИИСС имени П. Н.Константинова сеялкой с модернизированными секциями Конструкция высевающего устройства и авторские права защищены патентами Российской Федерации [6, 7]. За прототип рабочей секции была принята секция свекловичной сеялки ССТ-12Б. При разработке конструкции высевающего устройства, исследования равномерности высева в лабораторных условиях проводились на специально разработанном стенде с имитацией посева амаранта на липкую ленту. Исследования позволили определить следующие рациональные параметры высевающего устройства для точного высева: длину хода ячейки семенного диска под слоем семян, угол отражателя, форму поверхности выталкивателя и скорость вращения высевающего диска, а также форму и расположение ячеек на семенном диске [8]. Это позволило создать конструкцию, способную выполнить посев амаранта с вариацией по неравномерности распределения семян в рядке не более 30% и до 8-10% при оптимальных параметрах, обеспечив наилучшие условия для развития данной культуры. Оценка других высевающих устройств показала, что размер семени и его физико-механические характеристики не позволяют как в лабораторных, так и в полевых условиях получить равномерность распределения семян в рядке соответствующую агротехническим требованиям культуры. Оптимальное количество растений на период уборки при широкорядном посеве с междурядьями 0,7 м должно составлять 16-18 шт. на погонный метр рядка. Для того чтобы обеспечить требуемую густоту растений, с учетом их сохранности к периоду уборки, которая составляет от 70 до 90%, в рядке на погонном метре нужно разместить около 20 семян, что составляет 45-55 мм межсеменного интервала. Исследования показали, что разработанная конструкция позволяет высевать амарант с нормой от 300 до 500 г/га без наполнителя с заданным межсеменным интервалом. Это позволяет снизить экономические затраты при посеве амаранта за счет экономии семенного материала и обеспечивает его высокую продуктивность (табл. 1). При посевах амаранта экспериментальной сеялкой неравномерность распределения семян в рядке снижается в 3,0 раза, неравномерность распределения растений в рядке – в 2,9 раза, количество семян заделанных в заданном горизонте возрастает в 1,6 раза по сравнению с контрольными посевами. Таблица 1 Качественные показатели применения экспериментальной сеялки точного высева амаранта метельчатого в сравнении с контрольными посевами (2010-2012 гг.) Показатели Базовый вариант (сеялка СО-4,2) Опытный вариант (экспериментальная сеялка) Неравномерность распределения семян в рядке, % 65 22 Неравномерность распределения растений в рядке, % 72,1 24,6 Количество семян, заделанных в заданном горизонте глубины, % 48 78 В результате, благодаря равномерному распределению семян, общее развитие растений оказалось лучше, чем на контроле. Это обеспечило увеличение урожайности в среднем за 3 года по зерну в 1,6 раза; по зеленной массе – в 2,6 раза по сравнению с посевами, выполненными сеялкой СО-4,2. Наименьшая урожайность наблюдалась в остро засушливом 2010 г. (рис. 2). Эти основные преимущества позволили применять разработанную конструкцию для посева амаранта на достаточно больших площадях. Всего в 2012 г. экспериментальной сеялкой было посеяно 24 га семеноводческих посевов в Поволжском НИИСС и более 100 га производственных посевов в хозяйствах области. Во всех случаях получены положительные результаты. а) б) Рис. 2. Урожайность зеленой массы (а) и зерна (б) при посеве экспериментальной сеялкой и контрольной СО-4,2: 1 – экспериментальная; 2 – контрольная На участках, засеянных экспериментальной сеялкой, урожайность амаранта на зеленую массу и семена превосходила урожайность с контрольных участков (рис. 2). В среднем за пять лет урожайность амаранта по зеленой массе и зерну составила 56,4 и 2,3 т/га соответственно (табл. 2). Таблица 2 Продуктивность амаранта сорта Кинельский 254 при посеве экспериментальной сеялкой (ГНУ Поволжский НИИСС имени П. Н. Константинова) Сбор, т/га 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. Среднее Зеленой массы 35,7 77,0 30,0 55,0 84,4 56,4 Сухого вещества 8,6 18,5 7,2 13,2 19,4 13,4 Протеина 1,0 1,9 0,8 1,5 2,2 1,5 Зерна 1,4 5,5 0,9 1,2 2,7 2,3 За счет повышения урожайности и снижения эксплуатационных затрат на сопоставимые объёмы работ годовой экономический эффект от возделывания амаранта с применением экспериментальной сеялки в условиях Поволжского НИИСС составил 104500 руб. (в ценах октября 2012 г.). Заключение. Таким образом, научный и производственный опыт возделывания амаранта в Самарской области характеризует данную культуру как пластичную, засухо- и жароустойчивую, способную формировать высокие урожаи кормовой массы и зерна в почвенно-климатических условиях региона. Результаты полевых исследований экспериментальной сеялки по определению устойчивости высева, равномерности распределения семян и растений вдоль рядка, динамике появления всходов показали, что перспективой успешного внедрения в сельскохозяйственное производство амаранта является применение точного посева.
×

About the authors

V F Kazarin

SSRI «Povolzshje Science Research Institute of selection and seeds production named after P.N. Konstantinov»

Email: gnu-pniiss@mail.ru
doctor agricultural sciences and forage crops and seed breeding laboratory head 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, 76 Shosseynaya str

I Yu Galenko

FSBEI HVE «Samara State Agricultural Academy»

Email: galen_iu976@mail.ru
candidate technical sciences, assitaut professor, department «Reliability and machinery repair» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, 8a Sportivnaya str

E I Artamonov

FSBEI HVE «Samara State Agricultural Academy»

Email: artamonov.evgenij.ivanovich@mail.ru
senior teacher of «Reliability and machinery repair» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelskiy, 8a Sportivnaya str

References

  1. Казарин, В. Ф. Возделывание амаранта метельчатого на Самарских пашнях / В. Ф. Казарин, В. П. Гниломедов, М. И. Гуцалюк // Агро-информ. – 2000. – №20. – С. 20-23.
  2. Казарин, В. Ф. Интродукция амаранта на юге лесостепи Среднего Поволжья // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования : сб. мат. V Международного симпозиума. – М. : Изд-во Российского университета дружбы народов, 2003. – Т. 1. – С. 36-38.
  3. Бурлака, Н. В. Анализ высевающих аппаратов для посева мелкосемянных культур и их классификация // Современные технологии, средства механизации и техническое обслуживание АПК : сб. науч. тр. Поволжской межвузовской конференции. – Самара, 2011. – С. 30-31.
  4. Глуховцев, В. В. Практикум по основам научных исследований в агрономии / В. В. Глуховцев, В. Г. Кириченко, С. Н. Зудилин. – М. : Колос, 2006. – 248 с.
  5. ГОСТ 31345-2007. Сеялки тракторные. Методы испытания. – М. : Стандартинформ, 2007. – 54 с.
  6. Пат. 61981 Российская Федерация, МПК А01С 7/04. Высевающее устройство / Артамонов Е. И. – № 2006139918/22; заявл. 10.11.2006 ; опубл. 27.03.2007, Бюл. №9. – 2 с.
  7. Пат. 2347349 Российская Федерация, МПК А01С 7/04. Высевающее устройство / Артамонов Е. И., Гниломё- дов В. П. – № 2006139884/12 ; заявл. 10.11.2006 ; опубл. 27.02.2009, Бюл. №6. – 4 с.
  8. Артамонов, Е. И. Амарант на полях Самарской области и проблемы его возделывания / Е. И. Артамонов, И. Ю. Галенко // Проблемы эксплуатации и ремонта автотракторной техники : мат. Международной науч.-практ. конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Геннадия Прокофьевича Шаронова. – Саратов, 2012. – С. 21-27.

Statistics

Views

Abstract: 109

PDF (Russian): 31

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2013 Kazarin V.F., Galenko I.Y., Artamonov E.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies