Подтверждение эффективности щадящей пофракционной технологии производства сильных семян.

Гречиха.

Так получилось, что «боевое крещение» наш мини-завод по производству сильных семян прошел на семенах гречихи. К нам обратился фермер с просьбой отобрать из посевного материала семян гречихи семена подсолнечника и ячменя. При этом сказал, что двукратный пропуск через зерноочищающую машину центробежного типа (БЦС) результата не дал. Мы, зная возможности щадящей пофракционной технологии производства сильных семян, заверили фермера, что мы не только удалим подсолнечник из семян гречихи, но и обеспечим 100% чистоту и пофракционно отберем самые сильные семена по энергии прорастания из посевного материала гречихи.

Рис. 1. Крупный сор, оставшийся в семенах после двукратного пропуска через БЦС и отобранный на ОКМФ.
Рис. 2. «Легкая» фракция семян гречихи вместе с семенами подсолнечника, отобранная пневмовибростолом (окончательная очистка).

Но, вначале о том качестве очистки центробежными машинами, которые более тридцати лет выпускаются отечественной промышленностью. Достаточно сказать, что на такой машине практически все семена подсолнечника оказались в составе гречихи, ибо под действием центробежных сил вместе с «чистым» зерном и крупным сором они протиснулись через отверстия просевного (последнего) сита вращающегося барабана БЦС. Большую часть семян подсолнечника и крупного сора мы отобрали на очищающе-калибрующей машине (ОКМФ) (рис. 1). Но, окончательно, до 100% чистоты удалось отобрать подсолнечник из состава гречихи только на пневмовибростоле.

В качестве примера на рисунке 2 приведена «легкая» фракция, отобранная на пневмовибростоле с последними (в процессе отбора) семенами подсолнечника.

Отличия щадящей пофракционной технологии производства сильных семян от других заключаются в следующем:

1.       В состав линии не входят какие-либо машины и устройства, наносящие макро или микротравмы семенам – нет травмирующих норий, шнеков, скребков и щеток, очищающих сита.
2.       Обязательная предварительная сепарация семян по размерам (калибровка проводится на решетах Фадеева по толщине семян) с целью последующего выделения из откалиброванных семян самых высоко потенциальных на пневмовибростоле.

Очищающе-калибрующая машина разделила материал на шесть составляющих:

-        пустые семена гречихи и легковитаемый сор (0,3% от объема);

-        крупный сор, семена подсолнечника (2,8% от общего объема);

-        мелкий сор, семена подсолнечника и ячменя, проход через решето 2,5 (2,3% 

Рис. 3. Результаты анализа посевных качеств семян гречихи (пофракционная технология).

от общего объема);

-        III фракция мелкие по размеру семена гречихи, проход через решета 3,4 (39% от общего объема);

-        II фракция средние по крупности семена гречихи, проход через решето 3,8 (47% от общего объема);

-        I фракция крупные семена гречихи, сход с решета 3,8 (8,6% от общего объема).

 

Посевные качества всех фракций семян были оценены семенной лабораторией. Показатели качества подготовки семян приведены так же на рисунке 3. Именно сепарация по плотности позволила не только выделить семена высокого посевного потенциала, но и обеспечить 100% чистоту семян.Все три фракции, разделенные по размеру, были пропущены через сепарацию по плотности на пневмовибростоле, в результате чего получилось пять фракций семян, 

Рис. 4. Пример разделения семян гречихи на пневмовибростоле по плотности.

обозначенных соответствующими римскими цифрами (рис. 3).

Что же касается однофракционной технологии семенных заводов известных зарубежных брендов, то на них семена (не распределенные на фракции по размерам) ссыпаются на пневмовибростол, на котором отбираются только самые легковесные, а остальные (разные по плотности, а значит, и по посевным качествам) отпускаются как готовые к севу. Не мудрено, что стандарт, допускающий 13-15% «мертвых» семян, такую технологию устраивает.Интересно отметить следующее. Поскольку стандарт на гречиху ограничивает посевные свойства только по лабораторной всхожести (на ОР; СЭ; Iр – 92%, а для II репродукции, вообще 87%) и по энергии прорастания нижний предел не указывается, то получается, что стандарт допускает к севу семена, в которых доля «мертвых» семян 13% (!), выявленных в идеальных лабораторных условиях, можно представить, какая при этом будет невсхожесть в поле.

На примере семян гречихи хорошо видно, как при «супер» высокой лабораторной всхожести, практически равной для тяжелой и средней по плотности фракции – 96-97% (именно только по этому показателю и отпускаются семена семенными заводами), энергия прорастания у средних по плотности семян ниже, чем у тяжелых, на 8% (рис. 4).

Мы для проверки такого утверждения смешали две партии крупных семян гречихи (масса 1000 шт. 33,5 г.) – тяжелую и среднюю по плотности фракцию и сразу получили ожидаемый результат – при всхожести 97%, оставшейся на том же уровне, энергия прорастания такой смеси уменьшилась с 91% до 86%.

Отпуская семена фермеру, дали следующие рекомендации:Таким образом, пофракционная технология позволила выделить 94,6% семян из общего объема, всхожесть которых выше стандарта даже для супер элиты. Приведенные данные убедительно показывают, что оценка посевных свойств семян по лабораторной всхожести не отражает действительный уровень потенциала семян и именно пофракционная сепарация по плотности на пневмовибростоле позволяет надежно отобрать высокоурожайные семена.

1. С целью повышения урожая и при наличии достаточного количества семян сеять надо II фракцию с показателем всхожести 97% и энергии прорастания 91%.
2. Семена I и IV фракций рассматривать как резерв.
3. Семена III и V фракций не сеять ни в коем разе.

Ячмень (работа выполнена в СФГ «Дослідне» Полтавской области, директор к.с.н. Мокляк В.Я.).

Рис. 5. Принцип взаимодействия зерна с решетами Фадеева.

Партия посевного материала ячменя, поступившего на мини-завод по производству сильных семян, оказалась изначально очень высокого уровня по энергии прорастания. После калибровки анализ показал, что энергия прорастания каждой откалиброванной по толщине на решетах Фадеева (рис. 5) (естественно и очищенной) фракции укладывалась в требования для сильных семян – не ниже 95%. Исключение составила только самая крупная фракция, где энергия прорастания оказалась 92%. Данные приведены в таблице №1.

 

 

 

 

 

Таблица №1. Результаты анализа посевных свойств ячменя.

№ фракции	Энергия прорастания (%)	Всхожесть (%)	Масса 1000 шт. семян (г)	Натура (кг/л)	Чистота (%)	Примечания
I	92	95	58,5	0,719	99,4	сход с решета а=3мм (до сепарации по плотности на пневмовибростоле)
I	96	96	59,7	0,735	99,9	после пневмовибростола
II	96	96	49,7	0,701	99,3	проход а=3 сход а=2,8
III	95	95	42,4	0,685	98,9	проход а=2,8 сход а=2,5
IV	96	96	34,16	0,640	98,8	проход а=2,5 сход с щелевого сита 2,2
V	не определялось					проход через щелевое сито 2,2

Поэтому было решено поднять энергию прорастания только самой крупной фракции, что и было сделано. Из рисунка 6 видно, что за один проход крупной фракции семян ячменя через пневмовибростол были отобраны семена высоких посевных кондиций.

Рис. 6. Повышение посевных качеств семян ячменя I фракции после сепарации по плотности на пневмовибростоле.

Внешне семена до пневмовибростола и после отличить невозможно (рис. 7).

Хотелось обратить внимание читателя на следующее. Агрономы знают, как важно обеспечить дружность всходов. При этом все дальнейшее развитие растений будет выравненным, а это значит – готовность к обработке поля любым препаратом выравненная, так же как созревание и готовность к уборке. Обмолот при этом проходит с минимальными потерями. На поле нет прогалин, что снимает проблему борьбы с сорняками на участках не взошедших семян.

Так вот, пофракционная технология именно это и обеспечивает – посмотрите на равенство показателей энергии прорастания и всхожести в каждой фракции. Понятно, что если у агронома имеется такая четкая определенность с семенами, то он воспользуется ей для назначения строгой по количеству семян посевной нормы, в размерности – шт.кг/га и глубиной заделки семян в зависимости от их крупности и влажности почвы на уровне семенного ложа.

1 фракция. Больше 3,0 мм		1 фракция после сепарации по плотности
Чистота Энергия прорастания Всхожесть Масса 1000 шт. Фактура	99,4% 92% 95% 58,5 г. 0,719 кг/л	Чистота Энергия прорастания Всхожесть Масса 1000 шт. Фактура	99,9% 96% 96% 59,7 г. 0,735 кг/л
а) до пневмовибростола.		б) после сепарации по плотности.
Рис. 7. Внешний вид семян ячменя.

Применительно к исследуемой партии ячменя норма высева в шт.,кг\га  выглядит так. Допускаем полевую невсхожесть не более 5%. При отсутствии травмированности семян и энергии прорастания не ниже 95% - это вполне корректное допущение. Задаем стояние растений перед уборкой 4,5 млн.шт. на га. Тогда необходимое количество семян для сева с учетом полевой невсхожести составит 4,72 млн.шт. Соответственно, посевная норма с учетом фракционности (массы 1000 шт. семян) в размерности шт.,кг/га будет составлять.

I фракция	масса 1000 шт.семян 59,7 г	4,72 млн., 290 кг/га
II фракция	масса 1000 шт.семян 49,7 г	4,72 млн., 245 кг/га
III фракция	масса 1000 шт.семян 42,4 г	4,72 млн., 200 кг/га
IV фракция	масса 1000 шт.семян 34,11 г	4,72 млн., 161 кг/га

 

 

 

 

 

 

 

 

Подсолнечник.

Подсолнечник (гибрид «Эней») нам завезли перед самым севом. Мы его откалибровали на четыре фракции и каждую из них сепарировали по плотности на пневмовибростоле (на три фракции: тяжелую, среднюю и легкую). Таким образом, получили 12 образцов для анализа в семенной лаборатории. Сроки поджимали и мы, не дождавшись результатов анализа, все 12 партий отдали заказчику. А когда получили результаты анализа, то оказалось, что некоторые партии был смысл повторно пропустить через сепарацию на пневмовибростоле для повышения посевных свойств семян. Данные анализа семенной лаборатории по подсолнечнику приведены в таблице №2.

Таблица №2.

Анализ позволил сделать следующие выводы.

Из 12 партий пять (№ 1, 2, 4, 10 и 11) отвечают требованиям стандарта к семенам подсолнечника (энергия прорастания и лабораторная всхожесть не ниже соответственно 80% и 85%).

Легкие семена должны быть без каких-либо сомнений выведены из состава семян (фракции № 3, 6, 9 и 12).

И, наконец, третья группа семян (фракции № 5, 7, 8) из которых при повторном разделении по плотности на пневмовибростоле с высокой долей вероятности можно отобрать семена с посевными качествами, отвечающими требованиям существующего стандарта.

Особенность процесса разделения на пневмовибростоле уникальна в том, что из семян, казалось бы выравненных по плотности, при повторном сепарировании тяжелых семян, можно выделить еще более тяжелые. Это дает возможность улучшать посевные качества при повторном  и последующих пропусках тяжелых семян.

Если результаты анализа по 1, 2 и 4 фракциям легко объяснимы: крупные тяжелые семянки размещены по периферии шляпки и получают питание от материнского растения в

Рис. 8. Калибровка семян подсолнечника по выполненности на решетах Фадеева.

предположить следующее. Если бы исследования были выполнены более строго, т.е., на самом деле, крупная фракция – это периферия корзинки, а самая легкая – это ее центральная часть, то, возможно, результаты бы были иные и в более полной мере отражали утверждение значимости местонахождения семянки на материнском растении. А поскольку под исследование попал посевной материал обычного обмолота участка гибридизации, то естественно допустить, что на поле локальная загущенность способствовала формированию корзинок разного размера, а это значит, что по периферии корзинок, даже небольших по размеру, сформировались семянки высокого потенциала, которые на пневмовибростоле и были отобраны из фракции, прошедшей через решета 3,2 и 2,5 мм. В силу того, что эти семянки калибровались на решетах Фадеева (рис. 8) по выполненности (т.е. по наличию в них полновесного ядра), то они и попали в разряд либо разрешенных стандартом для сева (фракции № 10, 11), либо в близкий к нему (фракции №5, 7, 8). Именно выполненность характеризует количество питательных веществ для прорастания зародыша, о чем и свидетельствует энергия прорастания – единственный лабораторный показатель, коррелирующий с будущей урожайностью.первую очередь и в требуемом количестве, то анализы 10 и 11 партий позволяют

В качестве примера на рисунке 9 приведено распределение семян подсолнечника I фракции (сход с решета а=3,8). Интересно то, что внешне семена каждой из трех партий, разделенных по плотности, так же, как и семена ячменя, отличить невозможно.

Исследования подтверждают, что именно такая пофракционная (обязательно не травмирующая) технология сепарации семян по плотности позволяет выделить из посевного материала семена с достаточным потенциалом для дружных (одновременных) всходов. Что касается выхода семян, то практически (с учетом повторной сепарации партий №5, 7, 8) в отход идут откровенно слабые легковесные семянки (партии №3, 6, 9, 12). Кроме того, пофракционная технология позволяет гораздо строже и экономнее формировать посевную норму в размерности шт.,кг/га.

Рис. 9. Распределения семян подсолнечника «Эней» по посевным качествам при сепарации их по плотности на пневмовибростоле.

Допустим агроном задает передуборочное стояние 50 тыс.шт. растений на га. Задаем полевую невсхожесть 5% - не травмированные семена именно такую 95% всхожесть обеспечивают в поле при условии энергии прорастания не ниже 95%. Тогда посевная норма для каждой фракции будет:

1 фракция – 3,5 кг;

2 фракция – 3,4 кг;

4 фракция – 3,0 кг;

10 фракция – 2,6 кг;

11 фракция – 2,5 кг.

Такая определенность в характеристиках семян позволяет оптимизировать глубину сева, исходя из фракционности семян, влажности почвы на глубине заделки и других условий.

Еще один вывод. Отсутствие ограничения массы 1000 шт. семян для гибрида вполне обоснована, но при обязательном выполнении пофракционной сепарации по плотности.

 

 

 

 

 

 

Пшеница.

Особое значение для нас имела подготовка на мини-заводе сильных семян пшеницы (работа выполнена в СФГ «Дослідне» Полтавской области, директор к.с.н. Мокляк В.Я.). К сожалению, так вышло, что на поля с пшеницей «Смуглянка» в хозяйстве пришлось осадков намного меньше, чем среднее значение по региону. Такое в природе встречается. По этой причине семена оказались менее выполнены, чем могли бы быть, но посевные качества оказались высокими.

Нельзя не сказать, что именно на этой партии семян пшеницы были впервые испытаны подсевные сита высокой проницаемости (сита Фадеева с гексагональными отверстиями 1,5, «живое сечение» которых в 2,5 (!) раза выше, чем у обычных сит с круглыми отверстиями ø 1,5). Испытания показали, что подсевные сита новой геометрии обеспечили высокую производительность при хорошей очистке посевного материала от мелкого, минерального и органического сора. После очистки и калибровки три фракции (I, II и III) были направлены в лабораторию для оценки посевных качеств. В таблице №3 приведены результаты исследований.

Таблица №3.

Размер решет Фадеева для калибровки семян пшеницы	Масса 1000 шт. семян (г)	Энергия прорастания, %	Всхожесть (лабораторная), %	Натура (кг/л)
I фракция сход а=2,8	37,9	97	97	0,871
II фракция проход а=2,8	29,1	98	98	0,857
III фракция проход а=2,5	25,4	98	98	0,822

Рис. 10. Сепарация крупных семян пшеницы (сход с решета 2,8) по плотности на пневмовибростоле ПВСФ.

Именно отсутствие макро и микротравм, строгая калибровка семян по толщине (размер между спинкой и брюшком) позволили получить семена трех фракций высоких посевных качеств.

Посевного материала по количеству было достаточно для того, чтобы из него выделить только сильные семена с энергией прорастания выше 95% и с массой 1000 шт. семян не менее 40 г. По согласованию с заказчиком было принято решение – сепарацию по плотности  на пневмовибростоле провести только с семенами I фракции (сход с решета Фадеева 2,8 мм).

потенциал, заметно ниже среднего для такой фракции. Именно это и было подтверждено при сепарации крупных семян пшеницы по плотности. Результаты приведены на рисунке 10 и 11.Даже при общей высокой энергии прорастания семян, равной 97% , для I фракции необходимость сепарации по плотности крупных семян вызвана тем, что в их составе всегда имеются отдельные семена, плотность которых, а значит и

Кроме того, пневмовибростол строго выделяет в отход семена других культур, равных по размеру с семенами пшеницы, но отличных по плотности. Так, на семена середины стола пришлось других семян 1 шт. на образец, а в составе легкой фракции семян пшеницы того же размера пришлось 2 шт. семян других культур и 5 шт. семян бурьяна (см. рис. 10).

Необходимо обратить внимание на то, что визуально различить семена тяжелой фракции и, например, легкой фракции, невозможно. 

Такая визуальная идентичность одинаковых по размерам, но разных по плотности 

Рис. 11. Результаты разделения одинаковых по размеру крупных семян озимой пшеницы по энергии прорастания и массе 1000 шт. семян на пневмовибростоле.

фракций понятна, ибо различия проходят на уровне «упаковки» молекул веществ, входящих в состав зерновки.

Обильные осадки в сентябре 2013 г. не позволили своевременно убрать подсолнечник во многих регионах Украины. это привело к тому, что к моменту уборки в октябре месяце кислотное число (КОН) скошенного подсолнечника доходило до значения 8 и более. Понятно, что это «средняя температура по больнице». В составе общей массы семянок согласно закону распределения Гауса кислотное число отдельных семянок сильно отличается и задача стоит только в том, как разделить эту массу по значениям кислотного числа и выделить ту партию, которая была бы не выше допустимого значения. Оказалось, что именно пофракционная технология разделения семян по плотности с этой задачей смогла справиться. В таблице №4 приведены результаты такого разделения.Неожиданные результат – разделение на пневмовибростоле семян подсолнечника по кислотному числу.

 

 

Таблица №4. Результаты разделения откалиброванных крупноплодных (кондитерских) семян подсолнечника на пневмовибростоле ПВСФ по кислотному числу КОН.

№ партии	Кислотное число исходного материала (число КОН)	Тяжелые семянки (число КОН)	Средние по плотности семянки (число КОН)	Легкие по плотности семянки (число КОН)
I	3,6	2,6	3,1	4,1
II	3,6	2,8	3,0	4,2
III	4,71	3,0	5,5	6,8
IV	8,0	3,0	6,8	8,9

Приведенные данные убедительно показывают перспективность щадящей пофракционной технологии производства сильных семян.

Первое. Без пневмовибростола невозможно выделить из посевного материала сильные семена, достойные сева.

Второе. Без предварительной калибровки семян по размерам на фракции строгого разделения семян по их посевным качествам на пневмовибростоле получить невозможно.

Третье. В семенах любых с/х культур, продаваемых нам за валюту, нет максимально возможного потенциала из-за технологии отбора семян для сева, ибо все семенные заводы (независимо от бренда) озабочены одним – получить максимальное количество семян, отвечающих нижней ступеньке посевных свойств, разрешенной стандартом. В то время, как не травмирующая пофракционная технология позволяет обеспечить хороший выход сильных семян, намного превосходящих по показателям семенных качеств существующие стандарты, а прибыль, и не малую, даст снижение нормы высева, экономия на агротехнологии и, главное, высокий урожай.