Технические культуры (особенности травмирования семян)

Если говорить об особенностях травмирования семян различных технических культур таких как подсолнечник, хлопчатник, лен, арахис, злаковые травы, то слово «особенность» можно отнести только к разным формам и размерам семян таких культур, а все остальное, что касается проблемы травмирования семян и ущерба от него, то она по сути такая же, как и для кукурузы, пшеницы, риса, зернобобовых культур.

Подсолнечник

Природа позаботилась о защите семянки. Семя подсолнечника (ядро) представляет собой покрытый тонкой семенной оболочкой зародыш, состоящий из двух семядолей и находящихся между ними почечки, гипокотиля и зародышевого корешка. Корешок зародыша расположен в узком конце семени. Основные запасы питательных веществ (масло, белок) сосредоточены в семядолях. Плод подсолнечника – семянка. Состоит из плодовой оболочки (околоплодника, лузги) и собственно семени (ядра). В плодовой оболочке заключен фитомелановый (панцирный) слой. Панцирный слой - длинные, связанные между собой полосы черного цвета. Он состоит из фитомелана – аморфного смоляно-черного вещества (главным образом углерода), способного растворяться только при кипячении в кислотах (рис. 80). Подсолнечнику наносит большой вред подсолнечная огневка, ее называют также подсолнечной молью, подсолнечной метелицей. Самка вредителя откладывает яйца в цветки. Молодые гусеницы питаются пыльцой, лепестками и другими частями цветка.

Рис. 80. Разрез через перикарпий семянки подсолнечника.

Взрослые гусеницы вгрызаются в семянки, выедают их ядро полностью или частично. Корзинки пораженного растения покрываются паутиной, в них много засохших цветков, загрязненных экскрементами. Твердый и прочный панцирный слой надежно предохраняет семянки от повреждения гусеницами подсолнечной моли. Выведение сортов подсолнечника с панцирными семянками – большая заслуга отечественных селекционеров. В настоящее время районированные сорта подсолнечника содержат не менее 95-96% таких семянок. Панцирный слой имеет толщину всего 10-15 мкм и любое нарушение целостности плодовой оболочки приводит к разрушению панцирного слоя, что открывает доступ к ядру подсолнечной моли.

Рис. 81. Подсолнечник I репродукция. Виды разрушения лузги (Жатова Г.А., 2008г.) [20].

Вторая особенность – это при частичном или полном разрушении защитной оболочки происходит интенсивная окисляемость масла ядра подсолнечника. Даже при влажности 5-6% (очень сухой подсолнечник), когда жизнедеятельность микроорганизмов практически остановилась, химическое окисление масла в механически поврежденных семенах не прекращается. Доля таких семян составляет не менее 10%. По данным Краснодарского НИИ пищевой промышленности, даже при влажности хранения 5% кислотное число масла, полученного из таких семян, через 100 суток хранения было выше более чем в 4 раза по сравнению с маслом, полученным из неповрежденных семян, в котором за 100 дней хранения в таких же условиях, кислотное число не изменилось.

Рис. 82. Возможные направления удара при обрушивании семечка.

Поставщики подсолнечника на маслозаводы, как правило, не очень заботятся о его травмированности, а семечко достаточно один раз перекинуть машиной («чудо» ХХ века) под названием зернометатель и более 20% лузги разбито. Так, данные анализа (Жатова Г.А. 2008г.) целостности подсолнечника (ворох первой репродукции) показывают, что доля разрушения лузги составляет 24% (рис. 81). Наличие обрушенного подсолнечника в общей его массе существенно ухудшает качество его хранения.

Рис. 83. Положение семянки в потоке воздуха через некоторое время после их встречи.

Необходимо отметить одну особенность прочности плодовой оболочки семянки подсолнечника. Целостность лузги зависит как от силы удара, так и от того места на семянке, куда пришелся удар (рис. 82). Так, сила удара по главной оси семечка (1) для ее обрушивания требуется в два раза меньше, чем в случае бокового удара (2) и в 2,4 раза меньше, чем при ударе «плашмя» (3). А поскольку семечко представляет из себя (с позиций аэродинамики) хорошо обтекаемое тело со смещенным центром масс, то в полете в среде воздуха оно развернется толстым концом по направлению к потоку и удар о препятствие получается по главной оси, семянки, что и приводит к ее разрушению (рис. 83).

Рис. 84. Соотношение ущерба при различных видах повреждения семян хлопчатника [1].

В силу сильно отличающихся по составу частей семянки (лузга и ядро) подсолнечник, как объект сушки, требует особенных режимов сушки. Неоднородность семечки – наличие высокобелкового ядра, прочно удерживающего влагу, и плодовой оболочки (лузги), легко теряющей влагу – требует создания таких условий сушки, при которых будет происходить интенсивное удаление слабо связанной поверхностной влаги из капиллярно-пористой оболочки и перемещение прочно связанной влаги в коллоидном ядре к поверхности семечки. Влагоинерционность семян, обусловленная низким коэффициентом влагопроводности, создает условия для растрескивания семян при форсированной конвективной сушке. При быстром испарении влаги с поверхности происходит усадка семян, а из-за низкой влагопроводности влага не успевает переместиться из глубинных слоев семени к поверхности. В результате этого семенная оболочка трескается.

Рис. 85. Зависимость травмированности семян хлопчатника от степени и х зрелости [1].

При сушке семян подсолнечника в шахтных сушилках выявлен еще ряд существенных недостатков: неравномерность скорости движения внутри шахты и распределения сушильного агента в зонах сушки. Следствием этого является неравномерное и, местами, очень сильное нагревание семян по всей ширине шахты, что приводит к возникновению пожаров и ухудшению качества семян и содержащегося в них масла. Исследованиями установлено, что высокомасличные и влажные семена повреждаются больше, чем низкомасличные и более сухие.

Рис. 86. Число всходов семян арахиса на шестой день после сева (в% к взошедшим на 10 день) [21].

Рекомендуется сушку подсолнечника выполнять теплоносителем при температуре не более 55-65°С и при активном конвективном потоке (скорость сушильного агента 2-3 м/с) [1].

Хлопчатник

Как и для любых других культур травмирование семян хлопчатника можно разделить на две составляющие: травмирование при уборке и послеуборочной обработки и подготовке семян к севу.

Основные виды травмирования:

• семена с трещинами кожуры;
  
• семена с повреждением кожуры, через которые видна целая или поврежденная поверхность ядра;
  
• раздавленные и плющенные семена с видимым повреждением кожуры;
  
• части семян, сохранившие больше половины своего размера.
  

На рисунке 84 показано снижение лабораторной всхожести семян хлопчатника в зависимости от вида травм. Понятно, что полевая всхожесть еще в большей мере проявит ущербность травмированных семян.

К особенностям семян хлопчатника необходимо отнести то, что к уборке они сильно отличаются по зрелости и это сказывается на их травмировании. Различная предрасположенность к травмированию разных по зрелости семян может достигать 25-30%. На рисунке 85 приведены соответствующие сравнения. При этом, у зрелых семян преобладают трещины кожуры, что не так сильно сказывается на посевных и урожайных качествах семян, а у недозрелых семян преобладают раздавленные семена, т.е. более серьезные повреждения.

Лен

Повреждение семян льна при обмолоте составляет в среднем 25%. Характер повреждения зависит от влажности семян. У сухих семян отбиваются частицы, у сырых наблюдается расплющивание. Особенностью повреждения семян льна является раскрытие «носика» (узкой зародышевой части семени), при сильных повреждениях появляются трещины на семядолях или раскалывание семян вдоль в верхней их части [1].

Арахис

В последнее время все чаще и чаще в различных изданиях агро направления печатаются материалы о технологии выращивания арахиса. В связи с этим, уместно рассмотреть особенности травмирования семян этого «земляного ореха».

Первое условие. Сеять арахис не освобожденный от створок (оболочек) бобов нельзя, ибо они загнивают в почве до прорастания, а если прорастают, то не одновременно. Это одна из трудностей подготовки семян к севу по той причине, что освободить семена арахиса от створок без повреждений практически невозможно, а малейшее повреждение семян ведет их к потере гелиотропизма, т.е. проросток не чувствует гравитационное поле Земли и прорастание идет в случайном направлении и заканчивается не пробившись на поверхность.

В настоящее время при машинном лущении бобов арахиса дробится до 10% семян и травмирования (трещины, вмятины) снижают полевую всхожесть на 30-40%. При этом при проращивании семян арахиса с внутренними повреждениями загнивание начинается на поверхностях по обе стороны от трещины и на зародышевом корешке [21].

Кроме абсолютной величины полевой всхожести у поврежденных семян арахиса наблюдается более замедленный темп появления всходов. На рисунке 86 приведены данные по количеству всходов на шестой день после сева (в % к количеству взошедших семян на 10 день). Злаковые травы (тимофеевка луговая, костер безостый). Oсновной тип травмирования семян злаковых трав – обрушивание. «Голые» семена даже в лабораторных условиях при анализе семенных свойств показывают энергию прорастания на уровне 50-60% (рис. 87).

Рис. 87. Энергия прорастания обрушенных и не обрушенных семян колосовых трав [22].

Злаковые травы характерны низкой полевой всхожестью при высеве даже целых семян, травмированные, естественно, еще более снижают этот показатель и, в первую очередь, речь идет об обрушенных семенах.. На рисунке 88 приведены данные по сравнению полевой всхожести целых и обрушенных семян тимофеевки луговой и костра безостого [22]. Кроме обрушивания семена злаковых трав могут иметь различные травмы (нарушение оболочки, отсутствие части эндосперма и др.). Каждая из таких травм в разной степени снижает полевую всхожесть. На рисунке 89 приведены соответствующие данные для суданской травы на основе четырехлетних исследований [1].

Рис. 88. Полевая всхожесть злаковых трав при высеве обрушенных и не обрушенных семян [22].

Таким образом, приведенный материал о недополучение урожая и снижения качества зерна при его хранении вызванные травмированием зерна при уборке и послеуборочной обработке убедительно показывает огромную значимость разработанной ныне и внедряемой щадящей технологии обращения с семенами и товарным зерном.

Рис. 89. Влияние различных видов травмирования на полевую всхожесть суданской травы (в среднем за 4 года) [1].