8 800 250-36-52
Звонок по России бесплатный

+7 (831) 214-25-00

+7 (831) 411-15-32

Зерно – живое беременное существо – не бейте его.

     Уважаемый читатель, допускаю, что использование терминов биологии применительно к растению – вольность автора, но прими это как прием «достучаться» до понимания значимости проблемы.

     Четвертое требование к семенам, которые мы называем отборными – отсутствие макро, а главное, микротравм. Распределение питательных веществ в зерновке показывает, что нет в ней какой-либо части, которой можно было бы пожертвовать, любая травма – это уменьшение питательных веществ и снижение потенциала семянки, за счет нарушения процессов запуска расщепления питательных веществ и уменьшения их количества (рис. 1). Когда мы говорим, что зерно нельзя травмировать, понятно, что говорим-то о зерне, а думаем о вреде для людей. Разрежем защитную оболочку зерна (она всего-то 0,1 мм) и начнутся проблемы при его хранении – открыта столовая микроорганизмам, собьем ударом геотропную ориентацию семянки – она не прорастет. Кроме того, при разрушении оболочки травмируется алейроновый слой, разрушение которого нарушит основную составляющую процесса прорастания: ферментацию питательных веществ (преобразование сложных соединений – жиров, протеинов в сахара, необходимые для питания зародыша). 65-75% полевой невсхожести объясняется травмированностью семян (рис. 2).

 

Рис. 1. Распределение питательных веществ в зерне.

 

Рис. 2. Полевая невсхожесть в зависимости от разных причин

   

    Природа миллионы лет создавая это чудо – зерно, «предусмотрела», что в фазе прорастания первый зародышевый корень должен прорвать оболочку и «сделала» ее в этом месте мягче и эластичнее, чтобы демпфировать случайные удары и защитить зародыш. Это хорошо понимают агрономы, и, можно сказать, не хотят понимать инженеры, рассматривающие зерно как сыпучий материал наравне с речным песком и мелким гравием. Иначе чем объяснить такие устройства как черпающе-бросающие нории, шнеки, скребки, пневмотранспортеры, зернометы, шнековые протравливатели и другие устройства, разрушающие зерно (рис. 3-7).

   Рассмотрим подробнее «вклад» в травмирование зерна различными машинами на следующих примерах: микротравмирование на кукурузообрабатывающем заводе (рис. 8) и макротравмирование на семяочистительной линии зерна АС-10 (рис. 9).

 

 

   

Рис. 4. Взаимодействие шнека с зерном.

 

Рис. 3. Схема работы черпающе-бросающей нории с двусторонней загрузкой.

Рис. 5. Механизм травмирования зерна при волочении его скребками транспортера.

   

Рис. 6.  Элемент пневмотранспорта для зерна.

Рис. 7.  Исполнительное устройство зерномета.

     
 

Рис. 8. Количество повреждений при обработке на кукурузообрабатывающем заводе [1].

 

Рис. 9.  Прирост макроповреждений семян в процессе обработки на семяочистительном агрегате АС-10 [2].

 

    Ниже приводится относительная усредненная зависимость количества повреждений при обработке на кукурузообрабатывающем заводе.

    Микротравмирование. Пробы отбирали после каждой из следующих операций:

  1. Поступление на завод (разгрузка).
  2. Подача початков норией из бункера в сушку.
  3. Сушка и подача початков на обрушивание.
  4. Обрушивание початков.
  5. Подача зерна норией и очистка на сепараторе.
  6. После калибровки.
  7. После триеров.
  8. После пневмовибростола.

Макротравмирование. Пробы были взяты на следующих этапах:

  1. Прием на линию.
  2. Загрузочный бункер.
  3. Транспортер загрузочный ЗАВ-50.
  4. Нория зерновая.
  5. Отделение временного хранения.
  6. Транспортер скребковый.
  7. Нория зерновая.
  8. Машина вторичной очистки.
  9. Блок триерный.
  10. Пневмовибростол.

   

Рис. 10. Отличия полевой и лабораторной всхожести пшеницы в зависимости от вида травм (%) [2].

 Сравнение графиков позволяет убедиться в том, что причины макро- и микроповреждений одинаковы, иначе и быть не может, – если машина разрушает целостность зерна – макротравма, то понятно, что она не может не наносить микротравм в гораздо большем количестве.

     Тщательный анализ показывает, что при сегодняшней уборочной и послеуборочной технологии обработки зерна, высевается около 80 % травмированных семян. Для легко травмируемых даже чуть больше, для озимой пшеницы чуть меньше, но, в среднем, указанная цифра верная. Агрономы все это понимают, ибо в повседневной практике наблюдают, как влияет травмирование семян на семенные и урожайные качества. Ниже приводятся результаты


Всхожесть.
исследований по влиянию травмирования на всхожесть семян, силу роста и урожайность для разных с/х культур.

 

Рис. 11. Процесс полевой всхожести ржи в зависимости от вида травм [2].

     Давно замечено, что лабораторная всхожесть не выявляет травмированные (но живые) семена, более-менее объективная картина по травмированию проясняется полевой всхожестью (рис. 10). Если полевую всхожесть озимой пшеницы в среднем считают около 75% (на Украине 74%, на Кубани 77 %), то снижение ее против лабораторной всхожести составляет 25%. Еще хуже обстоит дело с яровой пшеницей – ее полевая всхожесть составляет около 60%. Такое снижение всхожести в полевых условиях многие исследователи объясняют самыми разными малозначимыми причинами – глубиной заделки, сроком сева, крупностью семян и т. п, в то время, как основная причина – травмированность семян. То есть, травмы снижают полевую всхожесть семян озимых культур до 25%, яровых – до 40%.

    При высеве травмированного зерна в почве погибает примерно 3040 кг семян при средней норме высева 2 центнера на 1 га, в результате стеблестой получается изреженным. Полевая всхожесть травмированных семян резко снижается при неблагоприятных условиях в период посева и всходов. Наиболее объективная картина по жизнеспособности травмированных семян ржи наблюдается в фазе полевой всхожести. Приведенный график на рисунке 11 показывает динамику полевой всхожести ржи в зависимости от времени после посева, и видов травмирования. Видно, что уже на этой фазе травмированные семена не смогут дать сильных растений. Полевая всхожесть семян, в значительной мере, определяется глубиной их заделки. Даже при хорошей влагообеспеченности и среднесуточной температуре 12–15°С поврежденные семена ржи, посеянные на

глубине 3 см, имели полевую всхожесть – 82%, а посеянные на глубине 9 см – 61%,неповрежденные, соответственно, – 93 и 87%. Таким образом, с увеличением глубины заделки всхожесть поврежденных семян снизилась на – 21%, а не повреждённых на 6%.

 

По данным А.И. Апрода [3], трещины в эндосперме риса не оказывает влияние на лабораторную всхожесть, а при высеве в почву, даже в лабораторных условиях, ведут к резкому снижению всхожести, вес проростков полученных от травмированных семян, заметно ниже, чем от целых семян. При прорастании в почве трещиноватые семена снижают всхожесть на 10–20%. На протяжении всей фазы всходов разница в высоте опытных и контрольных растений составляет 20–30% (рис. 12). Понятно, что вред травмирования не ограничивается всхожестью семян, ибо те растения, которые проросли из травмированных семян, часто выпадают в процессе вегетации, отстают в росте и гораздо более подвержены болезням и поражениям вредителей.

 Рис. 12. Влияние травм семян риса на всхожесть (а), развитие (б) [3].

Рис. 13. Сила начального роста семян пшеницы в зависимости

от характера их повреждений (П.Н. Шибаев) [4].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Начальный рост.

Интенсивность (сила) начального роста семян является одним из важных показателей их жизненности и оказывает

большое влияние на последующий рости развитие растений (рис. 13).

Рис. 14. Развитие растений пшеницы и виды травм [2].

 

В отдельных исследованиях наблюдалось, что иногда у травмированных семян проявляется даже повышенная интенсивность начального роста, так как трещины оболочек в области зародыша почти не ослабляют интенсивность начального роста (они раньше целых семян проходят фазу набухания). Впоследствии эти растения заметно отставали в развитии. Повреждение эндосперма озимой пшеницы приводит к ослабленному кусту кущения, получающему первичное питание от зерновки, что и проявляется на последующем развитии растений (рис. 14). Естественно, что травмированный неполноценный посевной материал тормозит ростовые процессы и снижает продуктивность растения. По росту больше всего отставали растения из семян с поврежденным эндоспермом, и это понятно, ибо при таком повреждении снижается доля питательных веществ, поступающих к зародышу.

 

 

 

 

Рис. 15. Интенсивность начального роста  кукурузы при разных травмах [2].

 

Рис. 16. Количество ростков кукурузы на 10-й день [2].

В течение вегетации эти растения выглядели более слабыми. Неравномерность появления всходов и медленный прирост зеленой массы растений отражаются на их развитии. Выколашивание у таких растений наступает на 34 дня позже.

Интенсивность начального роста целых и травмированных семян кукурузы (по И.Г. Строна) [2] наглядно демонстрирует следующий график (рис. 15). Характерно, что на начальный рост растения сильно влияет нарушение целостности эндосперма, хотя всхожесть при этом около 90%. Особенно сильно проявляются поврежденные семена кукурузы при низких температурах на начальной стадии роста (рис. 16).

 

а)

б)

Рис. 17. Влияние трещиноватости семян риса на всхожесть (а), и вес проростков (б) [3].

Рис, как зерновая культура, в мировом производстве зерна занимает третье место, и потому очень важно рассмотреть особенности этой культуры. Большую долю травм зерен риса наносят уборочная техника и сушка. В процессе очистки зерновой массы риса происходит, в основном, растрескивание эндосперма и повреждается цветочная пленка. Даже одноразовый пропуск риса через сепаратор, травмирует 9% зёрен, из них – у 5% повреждается цветочная плёнка. Естественно, что при обмолоте, очистке риса происходит переход одного вида травм в другой. Часть трещиноватых семян дробятся, семена с поврежденной цветочной пленкой частично обрушиваются, а обрушенные семена дробятся. Влияние трещиноватости семян риса на первых стадиях развития растений показано на рисунке 17. Приведенные данные показывают идентичность процессов влияния травмирования семян на динамику прорастания и развитие роста различных культур.


 

 

Рис. 18. Урожай зерна с 500 шт. семян пшеницы (% к целым) [2].

Урожайность.

Естественно, что травмирование семян сильно отражается на урожайности. Для оценки снижения урожая яровой, пшеницы были высеяны семена с разными видами макро и микротравм, результаты сравнения приведены на рисунке 18. Несмотря на то, что приведенные исследования являются целевыми, результаты убедительно показывают влияние различного рода травм на урожайность пшеницы. Микротравмы зерен приводят к меньшим потерям применительно к одному растению, но их количество (травмированных зерен) в десятки раз больше, чем зерен с макротравмами.

 

Рис. 19. Снижение урожайности кукурузы из-за травмированности семян [2].

Снижение урожайности, вызванное травмированным посевным материалом, особенно проявляется в засушливые годы. Так, по данным Х. Уоллес (Канада), при недостатке почвенной влаги всхожесть неповрежденных семян составляла 60 %, а поврежденных 16 %. Поврежденные семена сильно снижают всхожесть и при низких температурах почвы и при неоптимальной глубине заделки. В опытах И.Г. Строна и В.М. Шевченкосреднее снижение урожая кукурузы из-за травмированности семян составляло 2023 %. Зависимость снижения урожайности кукурузы от типа травмы приведена на рисунке 19.


К большому сожалению, для выявления внутренних трещин, и микротравм зародыша требуются специальные лаборатории, которых нет на семенных заводах. В этой связи, необходимо сказать, что в последнее время разработан рентгенографический цифровой метод оценки дефектности семян, позволяющий оперативно выявить травмирование партии семян недоступное другими методами. Разработка выполнена под руководством профессора Архипова М.В. Уменьшение повреждений зерна важно не только для семян, но и для товарного зерна, ибо при хранении именно поврежденные зерна являются очагами поражения микроорганизмами.

 

Рис. 20. Влияние травм семян риса на продуктивность растений [3].

Что касается риса, то в научной литературе накоплен большой материал о влиянии травм семян риса на урожайность. При этом проблема полевой всхожести семян этой культуры является одной из главнейших, так как травмирование оказывает особенно сильное отрицательное влияние именно на всхожесть семян риса по той причине, что они длительное время лежат в переувлажненной почве. При посеве трещиноватых семян риса в полевых условиях всхожесть снижается более чем на 20%, а продуктивность растений составляет 70%, по сравнению с продуктивностью растений из целых семян [3]. На рисунке 20 показано влияние травм семян риса и их продуктивность. Из рисунка видно, что большое отрицательное влияние на урожайность оказывает растрескивание цветочной пленки. У риса часто наблюдается полное обрушивание. Обрушенные семена при проращивании в лабораторных условиях снижают всхожесть по сравнению с целыми на 20%, но при высеве в полевых условиях, они практически не дают всходов. Так обрушенные семена риса показали 76% лабораторную всхожесть, а на поле проросло 2 растения на м2.

Из всего травмированного материала семян примерно 92 – 96% составляют скрытые, трудно различимые микротравмы, и только 5 – 6% макротравмы. Но даже если пойти на затраты и выявить микротравмированные семена (рентгенография и т.п.), то не допустить их до посева не получится по двум причинам: первая – нет оборудования для отделения микротравмированных семян, и вторая – сеять-то будет нечего. Что делать? Есть решения. О них речь пойдет в соответствующих разделах.