Амарант: когда придет признание?

Размещено на http://www.allbest.ru/

Амарант: когда придет признание?

Недостаток белка в рационе сельскохозяйственных животных требует постоянного поиска способов увеличения его производства за счет растительных источников. Поэтому наряду с возделыванием традиционных бобовых и других высокобелковых культур, немаловажное значение в решении этой проблемы будет иметь внедрение новых кормовых растений, богатых белком. Одним из них может стать амарант, на широкое распространение которого ученые возлагали большие надежды в начале века. Однако за прошедшие полтора десятка лет культура не внесла весомый вклад в решение белковой проблемы. Когда же к ней придет признание?

Полудикий, но полезный

Во многих странах амарант используют как пищевое, кормовое и лекарственное растение. Он входит в ежедневный рацион жителей Северной и Южной Америки, Африки, Юго-Восточной Азии, Карибского бассейна, Индии и Китая. Его нежные листья и побеги не только богаты витаминами, макро- и микроэлементами, но также содержат (в зависимости от сорта) от 18 до 30 % высококачественного белка, удачно сбалансированного по аминокислотам. Этот диетический продукт применяется при производстве десятков наименований кондитерских и хлебных изделий. Салаты, паста, печенье, хлебцы, мука, масло, крахмал, биомасса для производства фуража, силоса, витаминно-травяной муки или гранул -- вот далеко не полный перечень продукции, получаемой сегодня из этого растения. В мире амарант исследуется в основном как зерновая культура, его продуктивность достигает 60 ц/га.

Тем не менее нельзя забывать, что амарант -- полуокультуренное растение. Поэтому ему свойственны все недостатки дикорастущих: медленный рост всходов, невыровненность по основным морфобиологическим признакам, осыпаемость семян и т. д.

К агротехнике -- через познание биологии

Амарант принадлежит к семейству амарантовых (Amaranthaceae L.), роду амарант, или щирица (Amaranthus). Этот род включает 60 видов, из которых на территории СНГ встречается 20. На Украине наиболее широкое распространение получили такие виды, как амарант багряный, амарант пониклый и амарант метельчатый, в Беларуси -- амарант метельчатый.

Это однолетнее растение высотой 1,7-2,3 м. Стебель прямой, ветвистый, толщиной 1,6-3 см. Листья с длинными черешками, продолговато-эллиптические, на верхушке острые, у основания клиновидные. Соцветия -- крупные метелки разной формы до 40-60 см длины. Цветки мелкие, однополые, собранные в клубки (ветвистые соцветия). Каждый клубок имеет разное число мужских и женских цветков. Растение ветроопыляемое. Система опыления смешанная, с разным уровнем само- и перекрестного опыления. Завязь с одной семяпочкой. Масса 1 000 семян -- 0,5-0,9 г. На одном растении формируется до 100-200 тыс. семян, что определяет высокий коэффициент размножения.

Корневая система амаранта отнесена к стержне-мочковатой. Около 50 % приходится на долю стержневого корня, 18-20 % корней первого порядка, 30-32 % -- второго порядка. Масса корней достигает 15 % от массы надземных органов и располагается преимущественно в пахотном горизонте. Интенсивное поглощение воды и питательных веществ, необходимых для создания большой фитомассы, возможно при достаточной аэрации корневой системы.

В вегетационных и полевых опытах обнаружено сильное стимулирующее действие амаранта на процесс азотфиксации в прикорневой зоне. В ризосфере растений рода Amaranthus создаются благоприятные условия для развития различных физиологических групп микроорганизмов и, что особенно важно, азотфиксирующих бактерий родов Azotobacter, Azospirillum и др. Максимум азотфиксирующей активности приходится на фазу плодоношения амаранта. По-видимому, высокие значения потенциальной азотфиксирующей активности объясняются, с одной стороны, тем, что амарант относится к группе растений типа С4, а с другой -- тем, что в его ризосфере интенсивно размножаются азотфиксирующие микроорганизмы.

Стебель амаранта (40-50 % растения) накапливает влагу. Это позволяет поддерживать оптимальный водный запас в ассимилирующих органах даже в период длительной засухи. Кроме водопроводящей системы, в стебле имеются паренхимные клетки, способные накапливать воду. Такие физиологические особенности определяют засухоустойчивость амаранта и низкий транспирационный коэффициент.

Биология амарантовых такова, что растения интенсивно цветут и в фазе плодоношения. Общая продолжительность цветения достигает 45 дней и более. Вегетационный период в зависимости от вида составляет 100-150 дней. При средней продолжительности вегетационного периода 119 дней на период «посев -- всходы» приходится 14 дней, «всходы -- начало цветения» -- 55, «начало цветения -- полное созревание семян» -- 50 дней. Оптимальная сумма положительных температур для полного созревания семян составляет 2 200-3 000 °С. Семена прорастают при температуре около 10 °С. Один из наиболее важных этапов развития амаранта -- период от полных всходов до появления первой пары настоящих листочков. В это время для растений характерна низкая интенсивность ростовых процессов, которая приводит к снижению их конкурентоспособности по отношению к сорнякам.

Амарант плохо растет на кислых почвах. Оптимальной реакцией является рН 5,8-6,5.

В начальный период роста амарант поглощает незначительное количество азота, однако потребление продолжается до фазы молочно-восковой спелости семян, причем максимум приходится на фазу цветения. Фосфор усваивается растениями в течение всей вегетации, вплоть до созревания. Калий интенсивно поглощается в первый период вегетации.

Отличительная особенность этой культуры -- экономное использование влаги. Если расход воды на образование 1 г сухого вещества у люцерны составляет 840 г, у подсолнечника -- 600 г, у пшеницы -- 550 г, у кукурузы -- 370 г, то у амаранта -- только 260 г. По засухоустойчивости амарант относится к группе растений субтропического и тропического происхождения. Низкий транспирационный коэффициент и высокая биологическая продуктивность амаранта связаны с высоким КПД фотосинтеза, присущим растениям класса С4. Средняя величина КПД усвоения энергии света за вегетацию составляет около 6 %, а на оптимальном агрофоне в отдельные периоды достигает 21-24 %.

В отличие от многих культур, у амаранта отсутствует так называемая полуденная депрессия фотосинтеза, т. е. интенсивность его не снижается в середине дня.

Благодаря мощной корневой системе и способности к регенерации после скашивания на высоте 18-20 см от земли, эта культура может отращивать стебли и листья в течение трех-четырех недель. На Украине она дает два укоса. При этом второй укос приходится на сентябрь, как раз когда в хозяйствах ощущается недостаток зеленой массы.

По мере старения растений изменяется их структурный состав. Если на листья в фазу выбрасывания метелки приходится 42,8 %, то в начале образования семян -- лишь 21,5 %. Некоторые сорта амаранта имеют площадь листовой поверхности 4-6 тыс. см2 на растении.

Первые три недели рост растений замедлен вследствие малых размеров семени и незначительных запасов в нем питательных веществ. Через месяц после появления всходов амарант за сутки прибавляет уже 4-5 см. В Новгородской области наибольший суточный прирост в высоту наблюдался в фазах стеблевания и выбрасывания метелки -- 3-5 см.

Важная биологическая особенность амаранта -- его экологическая пластичность, которая проявляется в хорошей приспособленности к различным почвенно-климатическим условиям.

Следует отметить, что к существенным достоинствам амаранта относятся высокая засухоустойчивость, хорошая отзывчивость на агротехнику и удобрения, высокий коэффициент размножения и низкая норма высева семян, устойчивость к вредителям.

В чем же ценность?

Зерно амаранта по содержанию белка, аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов, биологически активных веществ, масла превосходит основные традиционные пищевые культуры. В нем содержится 13-16 % белка.

Зеленая масса амаранта в расчете на сухое вещество содержит 16-20 % протеина. Ее химический состав существенно изменяется в зависимости от фазы вегетации. По мере старения уровень сырого протеина в сухом веществе снижается с 18,1 до 12,3 %, а доля клетчатки увеличивается. В фазе цветения зеленая масса содержит до 3,5-4 % протеина, или 220-230 г в 1 корм. ед. Аминокислот, в частности лизина, в амаранте в три раза больше, чем в кукурузе. В фазе начала выбрасывания метелки содержание протеина в листьях составляет 21-28 %, жира -- 3,2-3,4 %, аскорбиновой кислоты -- 173-197 мг%, бета-каротина -- 5,4-6,0 %.

Исследования американских ученых показали, что в листьях амаранта много белка и кальция (3,5 г и 267 мг на 100 г сырого вещества соответственно). По содержанию аскорбиновой кислоты амарант превосходит шпинат и листовую свеклу, но уступает капусте.

Если принять ценность идеального белка за 100 условных единиц, то белок коровьего молока можно оценить в 72, сои -- в 68, пшеницы -- в 57, семян амаранта -- в 87 единиц. Белок амаранта является одним из самых полноценных и по питательной ценности приравнивается к белку яиц. Сумма незаменимых аминокислот в нем достигает 42 %. При этом вегетативные органы амаранта (стебель и листья) имеют более качественный белково-аминокислотный состав, чем семена.

По мере созревания растений в них увеличивается содержание сухого вещества. Так, если в фазе бутонизации доля сухого вещества составляет 11,2 %, то в начале образования семян -- 17,4 %.

В 100 кг зеленой массы в зависимости от фазы развития содержится 13-22 корм. ед., на каждую из которых приходится 140-200 г протеина. Обеспеченность кормовой единицы переваримым протеином в зависимости от норм удобрений составляет при уборке в фазе образования соцветий 167-182 г, цветения -- 105-155 г.

Несмотря на высокую питательную ценность зеленой массы амаранта, она практически непригодна для приготовления силоса из-за низкого содержания сахаров. При закладке силоса из амаранта рекомендуется добавлять до 50 % зеленой массы кукурузы. Лучшие сроки уборки амаранта на силос -- фазы цветения и молочно-восковой спелости зерна.

Измельченная масса амаранта и его смесей с другими культурами хорошо поедается всеми видами сельскохозяйственных животных. При этом свиньи могут давать прирост до 450 г, бычки -- 1 000 г в сутки.

Зеленая масса амаранта по химическому составу приближается к люцерновой.

Наибольший коэффициент переваримости питательных веществ амаранта и его лучшая поедаемость отмечаются в фазе выбрасывания метелки, самая низкая переваримость -- в фазах цветения и образования семян.

Азы возделывания

Лучшие предшественники для амаранта -- те, которые рано освобождают поле. После них удается качественнее очистить почву от сорняков.

Амарант хорошо отзывается на внесение минеральных удобрений, увеличивая урожайность. Полное минеральное удобрение (NРК) на почвах с невысоким содержанием калия нужно вносить в соотношении 1:1:2. В опытах, проведенных в 1990-е годы в РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию», наибольшая урожайность амаранта получена при использовании удобрений в дозе N90-120Р60К90; она составила 281-295 ц/га зеленой массы. При внесении только азотных удобрений (N90) урожайность уменьшилась на 15 % по сравнению с такой же дозой на фоне Р60К90.

Сеять амарант нужно, когда установится стабильно теплая погода и почва прогреется до 8-10 °С. В то же время хорошие результаты дает и поукосный (летний) сев в июне, но обязательно во влажную почву. В трехлетних исследованиях, проведенных РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию», не установлено определенной зависимости между сроками сева амаранта и его урожайностью. Анализ структуры урожая показал, что от ранних к более поздним срокам сева доля листьев увеличивалась с 27 до 34 %, а содержание протеина в растениях возросло с 16,0 % при севе 26 апреля до 19,9 % при севе 24 мая. При ранних сроках сева всходы амаранта появляются через 19-20 дней, при более поздних -- через 8-10.

Для получения семян предпочтителен ранний сев, на силос амарант можно высевать и в первой декаде июня. Глубина заделки семян в почву должна быть 0,5-1,5 см. Отклонение от этих показателей приводит к растягиванию срока массового появления всходов из-за неравномерного прорастания, к их ослаблению и изреживанию.

Нормы высева амаранта зависят от ширины междурядий и колеблются в пределах от 0,8 до 3 кг/га. В опытах, проведенных НПЦ по земледелию, установлено, что при ширине междурядий 60 см это 0,8-1 кг семян на гектар, при 45 см -- 1,2-1,4 кг/га, при 15 см -- 2,5-3 кг/га семян. В широкорядном посеве (60 см) при увеличении нормы высева с 0,5 до 1,5 млн семян на 1 га урожайность зеленой массы амаранта возросла с 237 до 286 ц/га. Дальнейшее увеличение норм высева не приводило к существенному изменению урожайности. При определении нормы высева необходимо учитывать, что, несмотря на высокую лабораторную всхожесть (95 %), семена амаранта обеспечивают довольно низкую полевую всхожесть (примерно 35 %) даже при относительно благоприятных условиях.

Его можно высевать как широкорядным, так и сплошным рядовым способом. Оптимальным считается посев с междурядьями 45 см. При такой ширине междурядий для посева можно использовать 12-рядные свекловичные сеялки, а затем для борьбы с сорняками -- междурядные обработки.

Из-за малой массы запасных веществ в семени стартовый рост амаранта сильно замедлен, так что в первые четыре недели он может угнетаться сорными растениями и другими быстрорастущими культурами в смешанных посевах. Поэтому защита от сорняков -- одно из важных условий его продуктивности. Ряд авторов в систему ухода за посевами включают одно послепосевное боронование и две-три междурядные культивации при широкорядном способе посева. Рыхление междурядий и окучивание растений способствует некоторому увеличению общей массы корней, что повышает урожайность амаранта на 15-18 %.

Для химической прополки злаковых сорняков в посевах амаранта используют «Фюзилад» в дозе 2-3 л/га при высоте первых от 10 см и более. Против однолетних двудольных и злаковых сорняков безопасна для амаранта обработка посевов в фазу его всходов (3-5 листьев) смесью гербицидов «Бетанал» и «Фюзилад» (4 + 1 л/га соответственно). При значительной засоренности посевов ромашкой непахучей целесообразно добавить к этой смеси «Лонтрел» (0,2 л/га).

Размещено на Allbest.ru