Причины снижения посевных качеств семян при хранении

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Зерно многих культур в процессе уборки и послеуборочной обработки испытывает влияние различных машин и механизмов, которые, воздействуя на зерно, в той или иной степени повреждают его. Особенно повреждается семенной материал в силу того, что для его получения необходимо применять технологии, включающие значительное число операций и машин по доведению семян до установленных норм качества. Появляется дилемма – с одной стороны, необходимо выдерживать насыщенный машинами режим обработки семян, с другой – режим должен быть достаточно щадящим с тем, чтобы обеспечить качество.

Степень повреждения семян зависит от комплекса различных факторов: физико-механических и биологических свойств семян (крупность, прочность, плотность, выполненность, форма, твердость, строение семени); состояния при уборке и обработке (спелость, влажность); характеристик машин (конструкция, уровень выполнения) и режимов их работы. Большинство факторов носит непостоянный характер, отчего изменяется и стойкость к механическим нагрузкам.

Среди факторов выращивания и уборки наибольшее влияние на степень и характер повреждений оказывает спелость и влажность зерна. Имеются данные о том, что механические повреждения резко возрастают при обмолоте и обработке очень сухих или влажных семян. Например, при важности 10% и ниже повреждение усиливается за счет дробления, при влажности 25% и выше – за счет деформации и микротравм. Исходя из этого, установлен оптимальный интервал влажности: 14-20% для зерновых культур; 12-22% — для кукурузы.

Многочисленными работами установлена вредоносность различных видов повреждений. Из-за микроповреждений и внутренних трещин увеличивается дробление и снижается выход готовой продукции. Из-за повреждений оболочек облегчается доступ вредителей и патогенной микрофлоры к зерновке, происходит ее заражение бактериями и грибами, заселение хлебными клещами и насекомыми. У поврежденного зерна резко возрастает дыхание, оно становится нестойким при хранении, быстро плесневеет и самосогревается.

Также у поврежденного зерна изменяется способность к прорастанию, она зависит от вида повреждения и особенностей культуры (табл. 1).

Таблица 1. Качество семян различных культур в зависимости от типа повреждения (сводные данные по разным авторам)


В наибольшей степени снижается энергия прорастания и всхожесть семян кукурузы практически от всех видов травм. На других зерновых культурах получены другие данные: в большей степени снижалась энергия и всхожесть у ржи, в меньшей – у пшеницы твердой. Из всех повреждений травмы зародыша ухудшают прорастание семян всех культур.

Учитывая особую важность и практическое значение, травмирование семян различных культур наиболее широко изучалось в работах М.Г. Голика, Е.Д. Казакова, А.Д. Левкина, А.Ф. Морозова, А.Н. Пугачева, И.Г. Строны, А.П. Тарасенко, С.А. Чазова, В.М. Шевченко, П.Н. Шибаева и др. Актуальность таких исследований в последнее время значительно усилилась в связи с переходом на интенсивные технологии уборки и обработки семян, созданием новых машин и механизмов.

В Институте сельского хозяйства степной зоны НААН проводятся исследования, направленные на изучение особенностей травмирования семян, а также разработка методов, исключающих или снижающих вредоносность повреждений на стадиях уборки и послеуборочной обработки семенного материала. В данной работе представлены результаты исследований по кукурузе, для которой травмирование представляет особую актуальность.

Исследования показали, что изучение травмирования прежде всего должно основываться на систематике повреждений и методике их определения в зависимости от конкретной культуры. Существующие систематики имеют, как правило, общий характер, громоздкие и не учитывают физико-механические и биологические свойства конкретной культуры. Например, классификация, предложенная в свое время И.Г. Строной (1972), включает 17 видов травм, которые влияют по-разному и не позволяют выделить наиболее вредоносные с учетом особенностей культуры и стадии ее обработки.

Исходя из особенностей кукурузы, нами разработана систематика повреждений семян, которые могут возникать на стадиях их уборки и послеуборочной обработки (рис.). Согласно систематике, повреждения сначала делятся на три группы: обширные, локальные, а также от вредителей и болезней.

К группе общих относятся повреждения в результате дробления, деформации и обрушивания семян. Категория дробления включает части семян размером с половину семени и меньше, деформации – семена давленные (сплющенные), обрушивания – семена, вылущенные из влажных початков. Все три категории должны относиться к отходам, поскольку входящие в них семена битые, нежизнеспособные или характеризуются низкими посевными качествами, включая категорию обрушенных семян, в том числе для кукурузы.

К группе локальных относятся повреждения в виде макро-, микротравм зародыша, эндосперма, оболочек. Семенной материал с такими травмами может использоваться в зависимости от их характера, особенно по отношению к макроповреждениям.

В систематике отдельно выделяются семена, поврежденные вредителями и болезнями, поскольку природа повреждения не механическая, а биологическая. Сюда относятся семена, изъеденные грызущими энтовредителями на стадиях уборки и хранения, пораженные патогенной микрофлорой, их использование также зависит от характера и степени повреждения.


Рис. 1 Систематика повреждений семян на стадиях уборки и обработки

На основании систематики повреждений нами разработана классификация макро- и микроповреждений семян кукурузы на стадиях их подготовки к севу и сертификации семенного материала [3]. Классификация включает 7 классов травмирования, характер повреждения и возможные последствия (табл. 2).

Наибольшую вредоносность представляют 1-4 классы повреждений, к которым относятся макротравмы зародыша и эндосперма. Семена с этими травмами теряют полностью или снижают существенно всхожесть, растения от них формируют низкую продуктивность и урожайность.

Классы 5-6 включают микротравмы зародыша и макротравмы эндосперма (в виде оторванного семенного чехлика), которые приводят к снижению всхожести и силы роста семян. Вредоносность этих травм зависит степени подготовки семян, их предпосевной обработки – протравливания.

Класс 7 включает микротравмы эндосперма, в том числе внутреннюю тепловую трещиноватость семян. Прямого ухудшения прорастания семян от такого повреждения не наблюдается, однако снижается устойчивость семени к различным механическим нагрузкам, а также к неблагоприятным факторам хранения.

Таблица 2. Классификация макро- и микроповреждений семян кукурузы


В опытах установлено влияние различных травм на посевные качества и урожайные свойства семян гибридов, а также выявлены допустимые нормы травмирования. К наиболее вредоносным повреждениям, которые в значительной степени снижали один из основных показателей роста – полевую всхожесть семян, относились травмы зародыша (табл. 3). Из-за макро- и микротравм зародыша полевая всхожесть снижалась на 16-55% по сравнению с семенами целыми – неповрежденными. Из-за макротравм эндосперма всхожесть снижалась на 11-29% в зависимости от гибридов.

За счет протравливания удавалось повысить всхожесть травмированных семян на 3-20%, однако уровень контроля не достигался. Особенно глубоким было ухудшение качества семян с макротравмами зародыша, их полевая всхожесть даже в случае протравливания составляла 29-68%.

Таблица 3. Полевая всхожесть семян гибридов кукурузы в зависимости от их характера травмирования и предпосевного протравливания, %


Травмирование приводило также к существенному снижению урожайности семян (табл. 4). Особенно снижалась урожайность семян с макротравмами зародыша и эндосперма – на 0,57-3,22 т/га (10,9-50,4%) по сравнению с неповрежденными. За счет протравливания урожайность повышалась на 0,31-1,18 т/га, но все же, как и по полевой всхожести, не достигала уровня контроля – варианта с неповрежденными семенами.

Также установлено, что урожайность при севе травмированными семенами снижается не только в результате низкой полевой всхожести, но и вследствие уменьшения продуктивности растения.

Влияние макротравм, как наиболее вредоносных, будет зависеть от количества семян с таким повреждением в общей массе. Их содержание, по нашим данным, может колебаться от 4 до 20% в зависимости от гибридов, технологии их уборки и послеуборочной обработки.

В связи с этим крайне важно установить допустимое содержание семян с наиболее вредоносным повреждением, которое не приводит к существенному ухудшению качества семенного материала. При этом необходимо учитывать, что допустимое повреждение будет разным, исходя из особенностей травмирования и степени прочности семян гибридов кукурузы.

Таблица 4. Урожайность семян гибридов кукурузы в зависимости от характера их повреждения и предпосевного протравливания, т/га


Было выявлено, что допустимое содержание семян с макротравмами зародыша и эндосперма составляет для разных гибридов в пределах 5-15%. Конкретная величина допуска зависит от таких показателей зерновки – спелости, типовой принадлежности (зерно зубовидное, кремнистое, зубовидно-кремнистое). Допуск можно увеличить на 5% в случае предпосевной химической обработки-стимуляции семенного материала.

Травмирование является одной из основных причин снижения качества семян гибридов кукурузы на заводах. Наносимые повреждения в процессе заводской обработки имеют различный характер – механические при обработке и перемещении семян, тепловые при сушке.

Выявление поврежденных семян затрудняется из-за определенных причин нормативного и методического характера. Нормативные заключаются в том, что по требованиям действующей сертификации степень повреждения семян не определяется. Так, в ДСТУ 4138 (часть 5) указывается, что семенами могут считаться даже те, которые имеют больше половины семени или с микротравмами, т.е. заранее допускается травмирование. К причинам методического характера относится выбор эффективного метода, который позволял бы наиболее точно установить повреждение семян в зависимости от особенностей конкретной культуры.

В настоящее время известны многие методы определения повреждения семян, которые можно объединять в две группы: методы прямого определения и косвенные. К прямым относится визуальный контроль состояния семени, а именно просмотр через лупу, на диафаноскопе, рентгеновском аппарате. Для лучшего выявления травм семена рекомендуется замачивать в различных красителях и других растворах с последующим просмотром. К косвенным методам относится проращивание семян, в том числе обработанных разными веществами, которые усугубляют влияние травм, если они есть.

Лучшим до сих пор считался метод просмотра семян под лупой и окрашивания в анилиновых красителях. Однако его проверка на различных культурах выявила главный недостаток метода – при одинаковых параметрах поврежденные семена прорастали по-разному.

Поэтому нами разработан метод, который позволяет идентифицировать поврежденные семена с помощью их проращивания в специальных условиях и учета силы роста [4]. Условия включают проращивание в две стадии при переменных температурах и определение показателей силы роста – полноты всходов и массы ростков. Метод апробирован на большом количестве гибридов кукурузы, а также семян других культур, подготовленных к севу. Корреляция этого метода с полевой всхожестью составляла для кукурузы 0,70-0,87 единиц, в то время как у стандарт-метода проращивания она была 0,32-0,56. Высокая корреляция метода установлена также на подсолнечнике, сое, сорго, пшенице и других культурах.

Таким образом, повреждение семян является одной из основных причин снижения их посевных качеств и урожайных свойств. Повреждение проявляется в виде различных травм в зависимости от биологических и физико-механических свойств семян конкретной культуры, среди которых в наибольшей степени повреждается кукуруза, особенно семенной материал. Степень его травмирования составляет 50-90%, число семян с макротравмами достигает 20%.

Для выявления поврежденных семян нами разработана методика определения травмирования, систематика и классификация различных травм с учетом их влияния на качество семян. Предложен метод идентификации поврежденных семян с помощью их проращивания в специальных условиях и определения показателей силы роста.

Литература

  1. Травмирование семян и его предупреждение. / Под. общ. ред. д-ра с/х наук, проф. И.Г. Строны. – М.: Колос, 1972. – 160 с.
  2. Пугачев А.Н. Повреждение зерна машинами / А.Н. Пугачев. – М.: Колос, 1976. – 320 с.
  3. Кирпа М.Я. Якість і травмованість насіння гібридів кукурудзи / М.Я. Кирпа, Ю.С. Базілєва // Селекція і насінництво, 2012. – № 101. – С. 230-238.
  4. Кирпа Н.Я. Методы подготовки семян к севу / Н.Я. Кирпа, В.Ю. Черчель, М.А. Стюрко // Хранение и переработка зерна, 2012. — №3 (153) . – С. 29-33.

Кирпа Н.Я., доктор сельскохозяйственных наук

Читайте также: