Способ борьбы с сорняками в посевах амаранта метельчатого Российский патент 2024 года по МПК A01N33/06 A01N33/08 A01N37/10 A01N35/00 A01N29/10 A01N29/00 A01N31/06 A01N31/04 

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к способу применения регулятора роста на основе тритерпеновых кислот, который положительно влияет на вегетацию растений и способствует увеличению урожая сельскохозяйственных культур.

Амарант - ценнейшая культура, которая в нашей стране малораспространена. Она ценится за счет своего универсального использования: из зерна амаранта делают безглютеновую муку, отруби, крахмал, масло. Зерно амаранта - это кладезь питательных веществ, в нем содержится до 20% легкоусвояемых белков, витамины группы А, В, С, Е, Р, макро- и микроэлементы, до 8% масла, в котором содержится сквален - ценнейшее вещество, помогающее остановить мутации, приводящие к появлению раковых клеток, помогает легче переносить воздействие химиотерапии и радиотерапии при лечении злокачественных опухолей (Сакпан А. А. Амарант как растительное сырье, используемое для обогащения пищевых изделий / А. А. Сапкан, Г. Н. Нурымхан, Ж. Б. Асиржанова // Интернаука. - 2020).

С 1916 года и по настоящее время большая часть сквалена добывается из печени акул. Этот метод очень дорогостоящий и совершенно не гуманный, что делает скваленсодержащие продукты дорогими и малодоступными. Почвенно-климатические условия Российской Федерации соответствуют оптимальным требованиям культуры, что позволяет возделывать амарант, вполне, успешно.

Вопросы борьбы с сорными растениями в посевах амаранта в исследованиях большинства ученых рассматривались как сопутствующие и прежде всего с фитоценотических и агротехнических позиций. Так, при выборе предшественника под амарант исходя из позиции фитосанитарии лучше всего размещать культуру по чистому пару, озимым по парам, залежам, старовозрастным посевам многолетних трав, однолетним травам, зерновым бобовым, яровой пшенице (Саратовский Л. И. Биологические особенности, урожай и качество семян новых сортов амаранта в зависимости от агротехнических приемов. / Л. И. Саратовский, Т. Г. Ващенко, В. В. Казазян // Вестник Воронежского госуд. аграр. ун-та. 2013. - №2(37). - С. 130-135; Кошелев Д. В. Основные направления возделывания сельскохозяйственной культуры амарант в условиях нижнего Поволжья. // Материалы международной научно-практической конференции Современные проблемы инновационного развития сельского хозяйства и научные пути технологической модернизации АПК» (20 - 23 декабря 2016 г.) - Махачкала: [б.и.], 2016. - С. 89-92).

В начальные периоды развития амарант обладает низкой конкурентоспособностью по сравнению с сорными растениями. Высокая засоренность способствует снижению продуктивности культуры в то время как своевременное их удаление приводит к росту урожайности амаранта. В научной литературе имеется ряд примеров, когда удаление сорных растений в этот период увеличивало продуктивность культуры. Известны опыты, в которых в условиях Нигерии двукратная ручная прополка через 2 и 5 недель после посева положительно сказывалась на высоте растений, количестве листьев и зеленой массе, а трехкратная через 2, 5 и 8 недель - приводила к увеличению урожайности зерна (Ojo D.O. Effect of weeding frequencies on grain amaranth (Amaranthus cruentus L.) growth and yield / D.O. Ojo // Crop Protection. - 1997. - V. 16.,Is. 5. - P. 463-466). Другие авторы отмечают, что в условиях высокогорий Индии двукратное ручное удаление сорняков увеличивает высоту растений, количество зерен на соцветиях и их длину. Урожайность зерна амаранта возрастает на 40-45 % по сравнению с вариантами где сорняки не удаляли (Shukla D.K.Weed management strategies for better yield and economics of grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) in mountain agriculture. / D.K. Shukla, B. Prasad, Tej. Pratap // Journal of Hill Agriculture. - 2014) - № 5. - P. 194).

В настоящее время нет ни одного зарегистрированного гербицида на амаранте, в связи с чем идут активные поиски препаратов, способных с одной стороны эффективно бороться с сорняками, а с другой не оказывать сильного влияния на культуру. В большинстве исследователи, работающие с культурой, делают рекомендательные заключения о возможности применения гербицидов без существенной экспериментальной базы. Так, в технологии возделывания амаранта рекомендуется применять противозлаковые гербициды без указания видов препаратов и норм их расхода (Кошелев Д. В. Основные направления возделывания сельскохозяйственной культуры амарант в условиях нижнего Поволжья. // Материалы международной научно-практической конференции Современные проблемы инновационного развития сельского хозяйства и научные пути технологической модернизации АПК» (20 - 23 декабря 2016 г.) - Махачкала. : [б.и.], 2016. - С. 89-92). Аналогичные рекомендации дает Л.И. Саратовский, сообщая о возможности применения галоксифоп-р-метила 0,5 л/га и гербицидов на основе клопиралида в половинной норме (Саратовский Л. И. Биологические особенности, урожай и качество семян новых сортов амаранта в зависимости от агротехнических приемов. / Л. И. Саратовский, Т. Г. Ващенко, В. В. Казазян // Вестник Воронежского госуд. аграр. ун-та. 2013. - №2(37). - С. 130-135).

Другие исследования показали, что амарант очень чувствителен к гербицидам против широколиственных сорняков. Из изученных действующих веществ только кломазон, клопиралид, фенмедифам и трифлусульфурон не способствовали гибели амаранта. Амарант был устойчив к селективным граминицидам, принадлежащим к группе арилоксифеноксипропионатов (Kudsk P. Herbicide tolerance and seed survival of grain amaranth (Amaranthus sp.). / P. Kudsk, A. Taberner, R.M.D. Troiani, at al. // Australian Journal of Crop Science. - 2012. - № 6. - Р. 1674-1680).

В связи с развитием биологизации земледелия, большие перспективы отводятся биопрепаратам природного происхождения. В последние годы отдельный интерес исследователей отводится тритерпеновым соединениям, которые считаются наиболее древними и эффективными регуляторами роста (Кинтя П.К. Терпеноиды растений / П.К Кинтя, Ю.М. Фадеев, Ю.А. Акимов. - Кишинев: Штиинца, 1990. - 152 с.).

Известен способ сеникации посевов амаранта в горной зоне (RU 2741823, МПК A01N 25/00, A01N 25/02, опубл. 28.01.2021). Предложен способ сеникации посевов амаранта в горной зоне, включающий обработку посевов, причем для сеникации посевов используют приготовленный 10%-ный водный раствор-экстракт, полученный запариванием зеленой массы листьев амаранта в фазе молочно-восковой спелости нижнего соцветия, остуженный, процеженный, после чего смешивают полученный водный раствор-экстракт с минеральной водой Кармадон из расчета 200 л/га и осуществляют обработку метелок амаранта.

Недостатком заявленного способа является обработка растений на поздних стадиях созревания, когда основной вред от сорной растительности проявляется в снижении урожайности культуры.

Известен способ предпосевной обработки семян амаранта (RU 2575043, МПК A01C 1/00, опубл. 10.02.2016). Способ включает замачивание семян амаранта в смеси водных растворов 0,2% гумата калия с 0,1-0,2% ПАБК в течение 3-6 часов, последующее обволакивание их в болтушке ирлита с 0,1% водным раствором селенита натрия при соотношении 1:3. Способ позволяет повысить равномерность высева, всхожесть, урожайность, качественные показатели зеленой массы.

Недостатком заявленного способа является отсутствие гербицидного эффекта на сорняки в ранние периоды развития амаранта.

Известен способ посева амаранта, позволяющий повысить качество посевного материала (RU 2612778, МПК A01C 1/06, опубл. 09.03.2016). Способ посева амаранта включает предпосевную обработку семян путем покрытия каждого отдельного семени оболочкой и последующую заделку в почву. При этом предварительно оболочку формируют, используя полимерный гидрогель, в качестве которого используют водный раствор водорастворимого производного полисахарида и поликарбоновой кислоты, а затем оболочку опускают в наполнитель, в качестве которого используют воду или водный раствор гидрофильных веществ. Далее семена поштучно вводят в каждую оболочку в процессе посева.

Недостатком заявленного способа, как и в предыдущем, является отсутствие гербицидного воздействия на сорную растительность.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ борьбы с сорняками в посевах амаранта, который заключается в использовании гербицида Миура совместно с удобрением с росторегулирующего действия Агровит-Кор марки А (Наумов М.О., Тюкина Е.В., Бочкарев Д.В., Смолин Н.В., Емельянов С.В., Солдатов Е.О. Совместное применение гербицида и органоминерального удобрения при возделывании амаранта на зерно // Плодородие. 2021. №1 (118). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovmestnoe-primenenie-gerbitsida-i-organomineralnogo-udobreniya-pri-vozdelyvanii-amaranta-na-zerno (дата обращения: 07.07.2023).

Недостатком данного способа является то, что в предложенном авторами способе не применяются гербициды против двудольных сорных растений, составляющие значительную конкуренцию растениям амаранта.

Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении урожайности зерна, увеличении сбора сквалена и снижении герботоксического эффекта в растениях амаранта за счет использования баковой смеси гербицидов совместно с регулятором роста.

Сущность изобретения заключается в том, что способ борьбы с сорняками в посевах амаранта метельчатого включает использование гербицидов и регуляторов роста. Для приготовления баковой смеси используются гербициды на основе клопиралида, галоксифоп-Р-метила, клетодима, а в качестве регулятора роста используется 0,01 % раствор тритерпеновых кислот, с последующим опрыскиванием амаранта метельчатого в фазу 3-4 настоящих листьев полученной баковой смесью.

Заявляемое изобретение предлагает использование баковой смеси гербицидов совместно с регулятором роста, который должен снизить герботоксический эффект на растениях амаранта.

Использование росторегулирующих препаратов в растениеводстве совместно с гербицидами позволяет достичь сразу несколько целей: повысить урожайность и качество зерна и помочь растениям легче перенести негативный герботоксический стресс, связанный с применением пестицидов.

Способ осуществляется следующим образом.

Для начала происходит получение препарата тритерпеновых кислот. Препарат тритерпеновых кислот получают путем пиролиза древесных смол. Тритерпеновые кислоты представляют собой довольно сложную смесь подобных пар геометрических изомеров, различающихся между собой стереохимией боковой цепи молекулы, строением тетрациклического углеродного остова и заместителем при атоме С (3) (обычно кето- или гидроксильная группы).

Рабочий раствор препаратов гербицидов и регулятора роста готовится из расчёта 200 л/га. При изготовлении баковой смеси в рабочий раствор первым вносится гербициды на основе клопиралида 750 г/кг (0,4 л/га), галоксифоп-Р-метила 80 г/л и клетодим 130 г/л (0,6 л/га), затем добавляется регулятор роста 0,01% раствор тритерпеновых кислот. Внесение рабочего раствора осуществляется при помощи наземных опрыскивателей, использование которых позволяет равномерно распределить препараты в воде.

Исследование влияния баковой смеси гербицидов и регуляторов роста на развитие растения амаранта.

Исследования по изучению влияния регуляторов роста на развитие амаранта проводились в 2021-2022 году на территории землепользования ООО «Калиновское» Чамзинского района Республики Мордовия.

Для исследования по влиянию изучаемой баковой смеси препаратов увеличение выхода биологически активного вещества сквалена были рассмотрены следующие варианты и способы обработки растения амаранта ими:

- вариант 1 - вода (контроль, без обработки);

- вариант 2 - клопиралид 750 г/кг (опрыскивание);

- вариант 3 - клопиралид 750 г/кг и 0,01% раствора тритерпеновых кислот (опрыскивание);

- вариант 4 - клопиралид 750 г/кг, галоксифоп-Р-метил 80 г/л, клетодим 130 г/л (опрыскивание);

- вариант 5 - клопиралид 750 г/кг, галоксифоп-Р-метил 80 г/л, клетодим 130 г/л, 0,01% раствор тритерпеновых кислот (опрыскивание).

Анализ химического состава продукта пиролиза древесных смол показал, что в нем содержатся следующие кислоты: абиетиновая (14,2%), антикопаловая (12,6%), бегеновая (12,3%), пимаровая (12,2%), пинифоловая (13,1%), эпиманоолоксид-19-овая (11,2%) и другие кислоты тритерпенового ряда, которые составили менее 5%.

Опыты были заложены в трехкратной повторности. Форма делянок - прямоугольная, площадь опытной делянки 15 м², учетной делянки 12 м².

Размещение вариантов внутри повторений - рендомизированное. Обработку посевов изучаемой смесью препаратов проводили в фазу 2-4 настоящих листьев. Для опрыскивания применяли ранцевый опрыскиватель, расход рабочей жидкости 300 л/га (методика госсортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1989).

Сноповые образцы для лабораторного анализа отбирали при наступлении хозяйственной спелости по всем пробным площадкам в трехкратной повторности. Статистическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа.

Сквален определяли из масла семян амаранта. Для этого его растворяли в элюенте с концентрацией 10,0±1,0 мг/мл. Для обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии использовали хроматографическую систему Agilent 1260 Infinity с дифференциальным рефрактометрическим детектором RI 401 (Waters). Хроматографические колонки: 4,6×250 мм Kromasil 100-5C18, 4,0×250 мм, скорость потока 0,8 мл/мин, температура в колонке 35°С, подвижная фаза: 25% ацетонитрила в ацетоне. Для количественного определения сквалена использовали стандартное вещество, по растворам которого определяли градуировочную зависимость. Концентрацию сквалена в масле рассчитывали по площадям пиков (программа Мультихром 1.5).

Учеты засоренности проводились в соответствии с методическими указаниями Всероссийского научно-исследовательского института защиты растений: перед обработкой (исходная засоренность), через 15, 30, 45 суток после обработки посевов гербицидами и перед уборкой. При каждом учете подсчитывали количество сорняков отдельно по видам. Влияние изучаемой баковой смеси препаратов на засоренность посевов амаранта представлено в таблице 1.

Целесообразность применения различных действующих веществ гербицидов как отдельно, так и в комплексе с регуляторами роста в посевах сельскохозяйственных культур в первую очередь оценивается по их биологической эффективности в отношении различных групп сорных растений. Обработка посевов амаранта препаратами на основе клопиралида, галоксифоп-Р-метила, клетодима и раствора тритерпеновых кислот способствовала существенному снижению засоренности культуры.

На контрольном варианте перед обработкой отмечалось 53 экземпляра сорных растений, относящимся к 6 семействам и 12 видам, среди которых 18 было однодольных и 35 двудольных. В посевах преобладали представители: мятликовых (Elytrigia repens (L.) Nevski - 8 шт./м², Echinochloa crus-galli (L.) Beauv. - 3 шт./м², Setaria pumila (Poir.) Schult. - 4 шт./м², Setaria viridis (L.) Beauv. - 3 шт./м²), астровых (Sonchus arvensis L. - 4 шт./м², Tripleurospermum inodorum (L.) Sch. Bip. - 3 шт./м²), щирицевые (Amaranthus retroflexus L. - 8 шт./м²) и др.

На 30 день после обработки растения амаранта смесью по варианту 5 численность сорных растений снижалась на 94% по сравнению с контрольным вариантом. Полностью погибли Echinochloa crus-galli (L.) Beauv., Setaria pumila (Poir.) Schult, Setaria viridis (L.) Beauv., Sonchus arvensis L. На 60 день после обработки численность сорняков снизилась на 95% по сравнению с контролем (вариантом 1).

Важнейшим показателем оценки эффективности гербицидов и регуляторов роста является их влияние на морфометрические показатели культуры.

Высота растений имеет прямое влияние на урожайность зеленой массы, интенсивность фотосинтетической активности листьев. Изучаемые смеси препаратов по-разному влияли на морфометрические показатели амаранта. (таблица 2).

На варианте 5 высота растений была больше на 17 см, что составляет 12% по сравнению с вариантом 1 и на 11% больше, чем на варианте 4. На варианте 2 высота растений была меньше на 15% по сравнению с контрольным вариантом.

Максимальное накопление воздушно сухой массы с одного растения отмечен на варианте 5, прибавка оставила 23,4 (45%) по сравнению с вариантом 1 и 2,5г (10%) при сравнении с вариантом 4. На вариантах 2 и 3 этот показатель был меньше на 4 и 15% соответственно.

Наибольший выход зерна с одного растения был на варианте 5. Увеличение составило 5,95 г (30%) по сравнению с вариантом 1 и 5,9 г (8%) при сравнении с вариантом 4. На вариантах 2 и 3 так же происходило достоверное увеличение урожайности зерна с одного растения, однако она была ниже на 3 и 11% по сравнению с лучшим (вариант 5) вариантом.

Применение гербицидов совместно с регулятором роста достоверно увеличивало урожайность на всех вариантах. Наибольшая эффективность была от применения варианта 5. Выход зерна увеличивался на 0,48 т/га (30%) при сравнении с вариантом 1. Применение гербицидов без росторегулирующего препарата было значительно хуже, прибавка составила 0,27 т/га (16%) по сравнению с вариантом 1.

Аналогичная закономерность отмечалась и при возделывании амаранта на зеленую массу. Увеличение по сравнению с контролем (по варианту 1) составляло 11, 4 т/га - 45%. Достоверной прибавки по сравнению с вариантом без регулятора роста (вариант 4) не отмечено (2,3 т/га - 8%).

Соотношение зеленой массы к массе зерна показало, что для возделывания на зеленый корм и силос наиболее эффективно применение лишь гербицида против двудольных (вариант 2), так как коэффициент здесь максимальный среди всех изучаемых вариантов - 15,2.

Расчет сбора сквалена с единицы площади показал, что наибольшим в опыте он был на варианте 5. Прибавка по сравнению с вариантом 1 составляла 1,97 л/га (55%) за счет увеличения продуктивности культуры и выхода сырого жира.

Проведенные исследования свидетельствуют о эффективности совместного применения гербицидов и регулятора роста на урожайность зерна амаранта и выход биологически активного вещества сквалена.

Изобретение позволяет увеличить урожайность зерна амаранта 30% (таблица 3) и сбор сквалена с 1 га на 55% (таблица 4).

Изобретение создано за счет средств Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (соглашение № 17078ГУ/2021 от 09.11.2021).

Таблица 1 Вариант Перед обработкой Через 30 дней после обработки Через 60 дней после обработки Однодольные сорняки, шт./м² Двудольные сорняки, шт./м² Однодольные сорняки, шт./м² Двудольные сорняки, шт./м² Однодольные сорняки, шт./м² Двудольные сорняки, шт./м² 1 18 35 36 52 31 47 2 18 35 34 7 30 5 3 18 35 30 6 28 3 4 18 35 7 5 4 4 5 18 35 6 5 3 5

Таблица 2 Вариант Высота растений амаранта, см Воздушно-сухая массы одного растения, г Масса зерна с одного растения, г 1 140 20,3 52,56 2 119 22,3 67,6 3 153 25,1 74,3 4 141 23,7 70,1 5 157 26,2 76,0

Таблица 3 Вариант Урожайность зерна, т/га Урожайность зеленой масса, т/га Соотношение зеленой массы к массе зерна 1 1,62 21,0 13,0 2 1,78 27,1 15,2 3 2,01 29,8 14,8 4 1,89 28,1 14,8 5 2,10 30,4 14,5

Таблица 4 Вариант Содержание сквалена
в сыром жире,% Сбор сквалена с
урожаем зерна, л/га 1 7,20 3,58 2 7,42 4,39 3 8,12 4,81 4 8,10 4,66 5 8,25 5,55

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ борьбы с сорняками в посевах амаранта метельчатого характеризуется тем, что включает использование гербицидов и регуляторов роста, при этом рабочий раствор препаратов гербицидов и регулятора роста готовится из расчёта 200 л/га, при изготовлении баковой смеси в рабочий раствор вносятся гербициды на основе клопиралида 750 г/кг, галоксифоп-Р-метила 80 г/л и клетодима 130 г/л, а в качестве регулятора роста добавляют 0,01% раствор тритерпеновых кислот, с последующим опрыскиванием амаранта метельчатого в фазу 3–4 настоящих листьев полученной баковой смесью. Изобретение позволяет увеличить урожайность зерна и увеличить сбор сквалена. 4 табл.

Способ борьбы с сорняками в посевах амаранта метельчатого, характеризующийся тем, что включает использование гербицидов и регуляторов роста, при этом рабочий раствор препаратов гербицидов и регулятора роста готовится из расчёта 200 л/га, при изготовлении баковой смеси в рабочий раствор вносятся гербициды на основе клопиралида 750 г/кг, галоксифоп-Р-метила 80 г/л и клетодима 130 г/л, а в качестве регулятора роста добавляют 0,01% раствор тритерпеновых кислот, с последующим опрыскиванием амаранта метельчатого в фазу 3–4 настоящих листьев полученной баковой смесью.