автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.03, диссертация на тему:Повышение семенной продуктивности ярового рапса при хранении в разных газовых средах с различным исходным уровнем влажности

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ И САХАРА имени А. Л. МАЗЛУМОВА

РГ8 О»

На правах рукописи

у ■ I

КОРОЛЬКОВА НАДЕВДА. ВАЛЕНТИНОВНА

УДК 654.724:633.853.494"321в

V

ПОВЫШЕНИЕ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ЯРОВОГО РАПСА ПРИ ХРАНЕНИИ В РАЗНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕДАХ, С РАЗЛИЧНЫМ ИСХОДНЫМ УРОВНЕМ ВЛАЯНОСТИ

Специальность 05.18.03 - Первичная обработка хранение зерна и другой продукции растениеводства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени •

кандидата сельскохозяйственных наук

РАМОНЬ 1998

- г -

Работа выполнена в Воронежском государственном аграрном университете им. К.Д.Глинки в 1990 - 1994 гг.

Научный руководитель: • .. доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.Н.Горбунов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. А.Жеребцов кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Е.В.Малыгин

Ведущая организация - Управление сельского хозяйства Липецкой области.

Защита состоится_ 1998 г в_часов

на заседания диссертационного совета К 120.75.01 во. Всероссийском "научно-исследовательском институте, сахарной свеклы и сахара им. А. Л.Мазлумора (ВНШСС) по адресу:. 396030, Воронежская обл., Рамонь, ВНИИСС.

С диссертацией1 можно ознакомиться в научной библиотеке института

Автореферат разослан_,1996 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета кандидат с.-х-, наук,- . ,В.А.Бычкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблеш. Разработка интенсивных технологий ззволила реализовать биологический потенциал ярового рапса. Уро-зйность этой культуры может составлять 2.5-3.0 т семян с гекта-а. В семенах современных сортов содержится 40-45 % масла и 1-25 % белка ( Ершов А. Н. ,1969; Нарижний И. Ф. .1991 ).

Хорошо сбалансированное по жирно-кислотному составу масло езэруковых сортов приравнивается к оливковому (Гольцов А.А..1983; брамов В.Ф.. 1989 ).

Однако, в настоящее время первостепенной задачей является охранение полученного урожая семян ярового рапса. Решение этой адачи дает возможность обеспечить посевы высококачественными се--енами, а промышленность - качественным сырьем.

Причин, оказывающих влияние на сохранность семян, много. Ос-овные из них исходная влажность и химический состав семенного агериала. Высокое содержание аира в семенах способствует их ыстрому старению даже при стандартной влажности. В связи с ма-еньким размером семян зерновая масса ярового рапса имеет высоко-ористую структуру, что способствует сорбции и миграции влаги, то влечет за собой ускорение процесса старения семян. В конечном тоге семена теряют свои посевные и технологические качества.

В настоящее время делаются попытки разработать новые способы ранения семян масличных культур. Среда них большая роль принад-;ежит газовым средам, которые ингибируот процессы старения. Это (ажная часть актуальной проблемы. Имеющиеся экспериментальные (анные по изучению изменения качества семян ярового рапса в газо-!ых средах, их последующая семенная продуктивность требуют более 'лубокого изучения, обобщения уточнения.

Основная цель исследований - разработка научно-обоснованн] предложений по совершенствованию режимов хранения, повышают сохранность семян ярового рапса ( Вгаз1са париэ ) с различным т ходом уровнем влажности и их последующая семенная продуктивное1

В задачу исследований входило:

1. Выявление влияния газовой среду на биохимический сост; семян ярового рапса при длительном хранении в зависимости от и) ходного уровня влажности.

2. Влияние газовой среды на сохранность посевных и технолог] ческих качеств семян и их последующую семенную продуктивность п] длительных сроках хранения.

3.Поиск эффективного влияния отдельных газовых сред на сем! на ярового рапса при длительном хранении.

4. Разработка предложений производству.

Исследования по рассматриваемым вопросам проводились 1991-1994 гг. в условиях Воронежской области на'базе Воронежем: агроуниверситета им. К. Д. Глинки (Н гос.регистрации 01.92.0008471

Проведенные исследования позволили установить ряд науч! ценных результатов, выносимых на защиту. В частности детады изучив динамику биохимических показателей жировой и белковой та ти семян, установлено, что в процессе длительного хранения в ср де сернистого ангидрида и при самоконсервировании ( II Контроль наблюдаются необратимые биохимические изменения. Снижение обще жира от 44.47 ДО 32.49 %, и от 44.56 до 27.14 55 соответственн При увеличении исходной влажности семян до 14 % гидролиз жи становится более интенсивным. Одновременно на этих вариант прослеживается максимальное увеличение кислотного числа 8.92-8.98 мг КОН и числа омыления до 267.3 мг КОН, а также пара

лельно снижение йодного числа рапсового масла. Интенсивный гидролиз и окисление жировой части семян влекут за собой изменения в белковой части, в результате чего происходит резкое снижение продуктивности семян, так всхожесть после третьего года хранения на этих вариантах равна "О".

Лучшие результаты были получены при хранении в средах азота, аргона и углекислого газа. Снижение общего жира ( по сравнению с Контролем ) было незначительным и находилось в пределах ошибки опыта . Кислотное число рапсового масла находилось в пределах 3. 51-3. 59 мг КОН и практически не изменилось в процессе всего периода хранения. К третьему году хранения семена, хранящиеся в этих средах, имели лабораторную всхожесть соответствующую I классу семенного стандарта, что позволило в последствии получить полноценные растения с высокой урожайностью.

Практическая ценность выполненной работы состоит в правильном выборе режима хранения для семенного материала ярового рапса. Для того, чтобы лучше сохранить семена в течение нескольких лет и создать переходящие фонды, недостаточно их хранить в обычных условиях склада, так как при этом быстро теряют всхожесть семена и снижается последующая семенная продуктивность. Наши исследования показали, что производству можно рекомендовать способ хранения семян в азотной среде.

Реализация результатов исследований. Научные разработки внедрены в производство в ВНИПТИ рапса г. Липецка.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАУ в 1991-1996гг, на научной конференции прфессорско-преподавательско-го состава Мичуринской сельскохозяйственной академии в 1993г. По

теме диссертации опубликовано 11 работ в журналах и сборниках.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста и включает: введение, пять глав, выводы, предложения производству, список использованной литературы и приложение.

Работа иллюстрирована 18 таблицами. Список литературы включает 135 источников, в том числе 11 иностранных.

ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Программа исследований по решению выбранной проблемы включала следующую схему опыта.

1. Контроль ( хранение семян при свободном доступе воздуха ).

2. Самоконсервирование ( II контроль- хранение семян в герми-тически закрытой таре ).

3. Хранение семян в среде углекислого газа.

4. Хранение семян в среде аргона.

5. Хранение семян в среде азота.

6.Хранение семян в среде сернистого ангидрида.

Для исследований использовались семена ярового рапса двух сортов Ханна и Зологонивский, районированных в Липецкой и Воронежской областях, урожая 1990 года. Очищенные семена закладывались на хранение после их досушки и доведения влажности до 8; 10; 12 и 14%. Образцы помещались в герметически закрытые стеклянные сосуды объемом 500-1000 см, где создавались газовые среды: аргона, азота, углекислого газа с охлаждением, сернистого ангидрида и самоконсервирования, в 5-ти кратной повторности. Общая продолжительность хранения составила 30 месяце? (с сентября 1990г. по апрель 1993 г.). Стеклянные сосуды хранились в деревянных ящиках при температуре 18.7 С. Через каждые шесть месяцев анали-

зировали по одной повторности от каждого варианта.

Основные биохимические показатели семян определялись общепринятыми методами. Определение йодного числа, осуществлялось рефрактометрическим методом, кислотное число стандартным методом, число омыления методом титрования, общий жир - по Сокслету в модификации Рушковского, активность липазы - методом титрования, состав жирных кислот масла - методом газо-жидкостной хроматографии ( Харченко Л.Н.,1968 ), общий азот - методом Кьельдаля в модификации Чемешовой 3.В. и Тотарева С. Л., аминокислоты свободные и гидролизаты - на аминокислотном анализаторе (Плешков Б.П.,1976).

Помимо химических анализов, перед закладкой семян на хранение проводилось определение посевных свойств семян: всхожести и энергии прорастания.

Анализы проводились через каждые шесть месяцев в течение всего периода хранения. После 6; 18 и 30 месяцев хранения семена каждого варианта высевались в поле, где определялась их семенная продуктивность.

Посев проводился в 4-х кратной повторности, размещение делянок - систематическое, учетная площадь делянки - 1.62 м.

В полевых условиях опытной станции посев ярового рапса проводился в пятипольном севообороте, предшественники 1991 - 1992гг. однолетние травы 1993 - пар. В 1991 и 1992 гг. после предшественников проводилось лущение стерни на глубину 6 - 8 см и вспашка с предплужником на глубину 20 - 22 см, в сентябре - октябре под основную обработку вносили минеральные удобрения: азотные, фосфорные и калийные в дозах 90 кг/га действующего .вещества. Предпосевная весенняя обработка почвы включает в себя: предпосевное боронование и последующую культивацию на глубину 4 - 6 см с одновре-

менным боронованием, выравниванием и шлейфованием.

Во время вегетации проводилась обработка посевов против крестоцветной блошки и рапсового цветоеда децисом 2.5 к.э. - инсектицидом кишечно-контактного действия в дозе 0.3 л/га.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СЕМЯН ЯРОВОГО РАПСА С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ВЛАЖНОСТИ-ПРИ ХРАНЕНИИ В РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

В практике по мнению большенства ученых, далеко не всегда известно, какие изменения происходят в семенах масличных культур, в том числе и рапса, в период длительного хранения.

Наши исследования показали, что газовые среды оказывают неодинаковое влияние на длительно хранящиеся семена, что,главным образом, зависит от химического состава самой среды и исходного уровня влажности семенного материала.

В своей работе мы исследовали как липидную, так и белковую части семян.

Данные, полученные в результате исследований показали, что независимо от сорта, химического состава газовой среды и исходной влажности семян, через шесть месяцев хранения по всем вариантам опыта наблюдается увеличение содержания общего жира ( табл.1 ). Это свидетельствует в пользу того, что в начальный период хранения в семенах наблюдается процесс послеуборочного дозревания за счет стабилизации биохимических компонентов.

Далее с увеличением срока хранения прослеживается тенденция к снижению содержания общего жира по всем вариантам опыта независимо от сорта. Следует отметить, что более резкое снижение общего

_ д _

Таблица 1

Динамика содержания общего жира в семенах ярового рапса сорта Ханна в процессе длительного хранения (1990-1993гг),%

Варианты Сроки хранения

исход. 04.91 09.91 04.92 09.92 04. 93

Влажность 7- -8 %

Контроль 40. 96 45.47 44.10 41.93 40. 52 39. 64

Углекислота 40. 96 45.49 45.80 42. 17 42. 00 41. 17

Аргон 40. 96 43.91 43.90 41.20 41. 00 39. 98

Азот 40. 96 44.67 43.70 40.96 40. 01 40. 06

Сернистый ангидрид 40. 96 44.47 39.50 37. 13 35. 24 32. И

Самоконсервирование 40. 96 44.56 38.00 32. 53 30. 67 27. 14

Влажность 12-14 %

Контроль 40. 23 45.48 43. 40 40. 30 38 И 38 12

Углекислота 40 23 45.89 44.53 40. 60 40 12 39 96

Аргон 40 23 43.61 44.12 38.40 38 62 38 41

Азот 40 23 46.32 45.16 42.13 41 16 40 86

Сернистый ангидрид 40 23 43.58 37.30 34.20 32 19 25 И

Самоконсервирование 40 23 '45. 06 36.10 29. 20 23 12

НСР 0.01 1.04

жира наблюдается на вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании, причем с увеличением исходной влажности семян до 14 % этот процесс протекает более интенсивно. На вариантах с азотной, аргоновой и углекислотной газовыми средами за весь период хранения семян не наблюдалось резкого снижения содержания жира.

С уменьшением содержания общего жира, прослеживается тенден-

ция к увеличению кислотного числа. Из данных, приведенных в таблице 2, видно, что в первые месяцы хранения по всем вариантам опыта обоих сортов, независимо от исходного уровня влажности и химического состава газовой среды, наблюдалось резкое снижение кислотного числа масла.

Так, у сорта Золотонивский кислотное число снизилось приблизительно в 4 раза, у сорта Ханна в - 3 раза. Причем следует отметить, что кислотное число у сорта Золотонивский по всем вариантам опыта мало чем отличалось от контрольного варианта. У семян сорта Ханна прослеживается несколько иная зависимость. На вариантах с самоконсервированием и сернистым ангидридом кислотное число несколько выше, чем на контроле. Снижение этой величины в первые месяцы хранения характерно для периода послеуборочного дозревания. После 12 месяцев хранения этот показатель резко увеличился по всем вариантам опыта на обоих сортах. Его максимальное значение наблюдалось на вариантах с сернистым ангидридом и самоконсервированием. На этих вариантах прослеживается зависимость между величиной кислотного числа и исходной влажностью семян. Чем выше уровень исходной влажности, тем больше кислотное число масла. Тс есть триацилглицерины под действием ферментов разлагаются на глицерин и жирные кислоты. Последние и являются причиной повышена кислотного числа.

На вариантах с азотом, аргоном и углекислым газом состав газовой среды оказывает ингибирующее действие на дыхание и следовательно замедляет гидролитическую деятельность ферментов. Поэтом; в условиях этих газовых сред не наблюдалось дальнейшего увеличе ния кислотного числа масла даже при более высоком ( до 14 % уровне влажности.

Таблица 2

Изменение кислотного числа масла семян ярового рапса при хранении в различных газовых средах, мгКОН ( 1990-1993гг.)

Варианты Сроки хранения

исход. 6 мес. 12мес. 18мес. 24мес. ЗОмес.

Влажность 7-8%

1.Контроль 2.64 0.99 2. 99 3.26 4.50 4.98

2.Углекислота 2.64 0.73 2.90 ' 3. 00 3.10 3.12

3.Аргон 2.64 0.70 2.61 3.26 3.49 3.47

4. Азот 2.64 0.79 2. 84 3.20 3.51 3.64

5.Сернистый

ангидрид 2.64 0.81 3.13 ■ 3. 76 4.12 5.19

6. Самоконсервир. 2.64 1:52 3.64 4.57 5.11 6.87

Влажность 12-14%

7.Контроль 2.72 0.82 3.41 4.12 4.90 5.01

8.Углекислота 2. 72 0. 93 3. 06 3.62 3.60 3.62

9.Аргон 2. 72 0.68 3.53 3.42 3.27 4.25

10.Азот 2. 72 0.71 3.01 3.24 3.56 3.59

11.Сернистый

ангидрид 2. 72 1. 14 4. 00 4.90 5.70 8. 92

12.Самоконсервир. 2.72 1.72 5.00 6.12 8.98 -

НСР 0.01 0.14

Гидролиз триацилглицеринов осуществлялся кислой липазой, которая расщепляет жир до глицерина и жирных кислот. Наши данные показали, что при влажности семян 7-8% активность липазы на вари-

антах с азотом, аргоном и углекислым газом практически не изменяется ( табл. 3 ).

На контрольном варианте при удлинении срока хранения активность этого фермента возрастает на обоих сортах. При влажности 12-14% в первые месяцы хранения наблюдается снижение активности липазы на контрольном варианте и на вариантах с азотом, аргоном и углекислым газом. На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании ферментативная активность возрастает. Далее с удлинением срока хранения активность липазы возросла на контрольном варианте и практически не поддавалась определению на вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании.

Потерю ферментативной активности можно объяснить за счет высокой концентрации кислых соединений, которые увеличивают кислотность среды. В результате сдвига рН деятельность липазы замедляется. Наиболее стабильная ситуация на вариантах с азотом, аргоном и углекислым газом.

Помимо ферментативного гидролиза, осуществляемого липазой е хранящихся семенах наблюдается процесс окисления жира и жирны> кислот. Об этом свидетельствуют такие важные показатели, как йодное число и число омыления.

Полученные нами данные показали, что у обоих сортов на вариантах с углекислотой, азотом, аргоном и на контрольном варианте I первые месяцы хранения наблюдается повышение йодного числа масла. На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании наоборот прослеживается снижение йодного числа, причем, чем выш> исходная влажность семян, тем ниже йодное число масла

С удлинением срока хранения на этих вариантах, а также и н

Таблица 3

Динамика активности фермента липазы в хранящихся семенах ярового рапса, мг 0.1н КОН /г ч.

Варианты Сроки хранения

Ханна Золотонивский

исх. 04.91 04.92 04. 93 исх. 04.91 04.92 04.93

Влажность 7-8%

1.Контроль 1. 67 1.69 1.77 2. 03 1.15 1. 25 1. 41 1.50

2.Углекислота 1. 67 1.71 1.74 1.70 1.15 1. 27 1. 29 1.32

3.Аргон 1. 67 1.69 1.70 1.71 1.15 1. 20 1. 26 1.26

4. Азот 1. 67 1.74 1.74 1.72 1.15 1. 19 1. 24 1.29

5.Сернистый анг. 1. 67 2.14 2.06 1.42 1.15 1. 46 1. 31 0.92

б.Самоконсервир. 1. 67 •2.11 1.42 1.05 1.15 ' 1. 52 1. 20 .0.81

Влажность 12-14%

7.Контроль 3. 67 2. 91 2.98 3.71 3.03 2 41 3. 96 4.02

8.Углекислота 3. 67 2.61 2.65 2. 64 3.03 2 84 2. 91 2.96

9.Аргон 3. 67 2. 53 2.57 2. 57 3.03 2 80 2. 82 2.87

10. Азот 3. 67 2. 60 2.64 2. 64 3.03 2 74 2. 81 2.82

11.Сернистый анг. 3. 67 4. И - - 3.03 4 01 1. 42 -

12.Самоконсервир. 3. 67 5.11 - - 3.03 4 26 - -

НСР 0.01 0. 36

контрольном, продолжается снижение этого показателя. На варианте с самоконсервированием значение йодного числа при более поздних сроках хранения практически не поддается определению. Следовательно на вариантах с самоконсервированием, сернистым ангидридом и частично на контрольном варианте протекает процесс окисления.

его интенсивность увеличивается с увеличением исходной влажности семян. ,

Наличие окислительной деградации жирных кислот подтверждает число омыления, ' которое находится в обратной зависимости от молекулярной массы жирных кислот.

Исследования показали, что у обоих сортов на вариантах с са-I моконсервированием, сернистым ангидридом и на контрольном вариан-

те прослеживается тенденция к' увеличению числа омыления масла семян ярового' рапса. Причем, чем выше влажность, тем интенсивнее этот процесс.

Так. у сорта Золотонивский при влажности семян 8% число омыления за весь период хранения увеличилось на контрольном варианте от 168.3 до 201.2 мг КОН, на варианте с сернистым ангидридом до 221.9 мг, при самоконсервировании - до 241.2 мг. При влажности семян 10% на контроле число омыления достигло 211.3 мг , на вари-•> анте с сернистым ангидридом - 246.2 мг, а при самоконсервировании

- 276.2 мг. С увеличением влажности до 12% наблюдалось повышение числа омыления на контроле до 215.4 мг, на варианте с сернистым ангидридом - до 242.4 мг. На варианте с самоконсервированием при влажности 12%, 14% число омыления не определялось. Аналогичная зависимость прослеживается и в семенах сорта Ханна.

Динамика йодного числа и числа омыления на вариантах с сернистым ангидридом, с самоконсервированием и на контрольном варианте достаточно убедительно свидетельствуют об окислительном распаде триглицеридов и жирных кислот семян.

На вариантах с азотом, аргоном и углекислым газом наблюдается другая.тенденция. Йодное число масла повысилось в первые месяцы хранения, число омыления тоже несколько увеличилось. Изменение

числа омыления находится в пределах ошибки опыта.

Далее при более длительных срокахjхранения значение этих показателей изменилось незначительно.

Можно предположить, что среда инертных ( азота, аргона ) и углекислого газов в значительной степе: цилглицеринов. Следовательно позволяют хания, перестроить пути окислительног чески менее низкий уровень, что способе семян.

Данные газожидкостной хроматографи намику основных жирных кислот в семе сортам на всех вариантах опыта.

В процессе хранения на вариантах с самоконсервированием, сернистым ангидридом и на контрольном варианте наблюдалось неко-

I

торое перераспределение в соотношении между жирными кислотами.

Наибольшим изменениям подвергались! полиненасыщенная линоле-вая кислота С19:3 и диненасыщенная лино|леновая кислота С18:2.

ни снижают окисление триа-снизить интенсивность ды-о метаболизма на энергети-твует длительному хранению

и позволяют проследить динах ярового рапса по обоим

В течение всего периода хранения в

зависимости от уровня ис-

ходной влажности семян содержание ли|юленовой кислоты на контрольном варианте снизилось на 18-23%, на варианте с самоконсервированием - на 24-35% и на варианте! с сернистым ангидридом на

i

22.5- 27% по обоим сортам. Одновременно!с этим произошло незначительное снижение мононенасыщенной олеиновой кислоты.

Такое изменение можно объяснить окислением ненасыщенных жирных кислот. Интенсивность этого процесса зависит от степени ненасыщенности то есть от количества двойных связей в молекуле.

Параллельно с этим, протекает процесс накопления предельных жирных кислот пальметиновой ( С16:0 ) и!стеариновой ( С18:О ).

Увеличение суммы предельных жирных кислот позволяет предположить, что в семенах происходит окисление жирных кислот, промежуточным продуктом которых, являются непредельные жирные кислоты восстанавливающиеся до предельных. Увеличение жирных кислот происходит за счет расщепления кислот с более высокой молекулярной массой и с потерей двух атомов углерода.

Интенсивность процесса окисления изменяется в зависимости от исходной влажности семян. С увеличением влажности его интенсивность увеличивается.

На вариантах с азотной, аргоновой и углекислотной газовой средой окислительные процессы менее интенсивны. Изменения в соотношении жирных кислот незначительны. Среды инертных газов ( азота, аргона ) и углекислого газа замедляют деятельность дыхательных ферментов ( оксидоредуктаз ) и позволяют снизить окислительные процессы в липидной части семян.

Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что в хранящихся семенах прослеживаются процессы гидролиза и окисления, за счет старения семян. Этот многостадийный процесс сопровождается образованием свободных радикалов перекисей, которые вызывают инактивацию ферментов, ■ денатурацию белков, разрушение ДНК и РНК. В результате нарушается проницаемость мембран, синтез ферментов, рост и деление клеток становится невозможным.

На вариантах с азотом, аргоном и углекислотой резкого изменения биохимических показателей жира не наблюдалось.

В процессе исследований, нами изучалось изменение биохимических показателей белковой фракции семян ярового рапса во врем: длительного хранения.

Наиболее сильное изменение содержания ' протеина наблюдалос]

на вариантах с самоконсервированием, сернистым ангидридом и на контрольном варианте. С увеличением срока хранения снижается содержание протеина в семенах по обоим сортам.

На варианте с самоконсервированием общий белок при исходной влажности 7-8% снижается до 16.12% ( сорт Ханна ) и у сорта Золо-тонивский до 15.22% , при 8-10% - до 16% ( сорт Ханна ) и 15.24% ( сорт Золотонивский ), при 10-12% - до 16.11% ( сорт Ханна ) и 15.24% ( сорт Золотонивский ), при 12-14% - до 16.13% ( сорт Ханна ) и 15.32% ( сорт Золотонивский ). Следует отметить, что здесь мы не наблюдали четкой зависимости интенсивности гидролитического распада белка от исходной влажности семян. Однако состав газовой среды оказывает существенное влияние на интенсивность этого процесса.

Так, при хранении семян в средах с содержанием азота, аргона и углекислого газа снижение содержания общего белка находится в пределах ошибки опыта, то есть оно незначительно. Теоретически можно предположить, что потеря жизнеспособности сопровождается изменением структуры легкорастворимых ферментативных белков в следствие их частичной дентурации. Также причиной снижения содержания белка могут быть протеолитический и окислительный распады азотосодержащих соединений.

Чем интенсивнее семена расходуют белок, тем быстрее они теряют всхожесть.

Детально изучив динамику- показателей жировой и белковой части семян, мы пришли к следующим выводам:

- Наиболее благоприятные условия, для длительного хранения семян ярового рапса с различным исходным уровнем влажности, создаются в средах с азотом, аргоном и углекислым газом. Здесь наб-

людается ингибирование газовой средой гидролитических и окислительных процессов. Это позволяет сохранить семена с минимальными изменениями качественных показателей, как в жировой, так и белковой части.

- При хранении семян со свободным доступом воздуха наблюдается снижение показателей качества, причем с повышением исходной влажности этот процесс протекает более интенсивно.

- На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании прослеживается интенсивный гидролиз как жира, так и белка, что приводит к полной деградации семян.

СЕМЕННАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО РАПСА ПОСЛЕ ХРАНЕНИЯ

В РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

Изменение биохимических показателей семян в процессе хранения оказывает существенное влияние на их посевные качества, в первую очередь на всхожесть.

В литературных источниках указывается, что на всхожесть семян оказывает влияние целый ряд факторов. Одним из которых является химический состав семенного материала.

Условия хранения семян определяют интенсивность снижения всхожести в зависимости от того, насколько белковая молекула способна сохранить свою структуру.

Направленность и интенсивность обмена веществ в семенах, температура хранения, развитие и состав эпифитной микрофлоры семян, состав газовой среды межсеменных пространств - все это может привести к обратимым и необратимым денатурационным.изменениям структуры белковых молекул протоплазмы.

Учитывая вышеуказанные факторы, нами сделана попытка проанализировать динамику всхожести семян ярового рапса с различной ис-

ходной влажностью, при длительном хранении в газовых средах разного химического состава.

В результате исследований установлено, что в течение всего периода хранения на всех вариантах опыта у обоих сортов наблюдалось значительное изменение всхожести семян ( табл.4 ).

Так. на контрольном варианте и в средах-с азотом, аргоном и углекислым газом происходило некоторое повышение этого показателя в первые месяцы хранения. Это позволяет сделать вывод, что семена проходили период послеуборочного дозревания. То есть, в свежеуб-ранных семенах протекают сложнейшие биохимические и физиологические процессы. Одним из которых является повышение всхожести семенного материала. Конечным результатом послеуборочного дозревания является переход семян в состояние частичного анабиоза.

На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании в первые месяцы хранения, наоборот, отмечалось снижение всхожести, причем чем выше исходная влажность семенного материала, тем ниже всхожесть семян.

Следовательно среды сернистого ангидрида и самоконсервирования не создают благоприятных условий для завершения послеуборочного дозревания. Здесь гидролитические процессы доминируют над синтетическими, что приводит к снижению всхожести. Далее при удлинении срока хранения, уже через два года семена, хранившиеся, в этих газовых средах, полностью теряют свои посевные качества и не могут быть использованы как семенной материал.

Причины снижения всхожести многогранны. В литературе отмечается, что в процессе старения в семенах масличных культур протекают гидролитические и окислительные процессы, как ферментативного, так и неферментативного характера. Продукты окислительного

Таблица 4

Изменение всхожести семян ярового рапса сортов Золотонивский и Ханна, %

Варианты Золотонивский Ханна

1990 1991 1992 1993 1990 1991 1992 1993

Влажность 7-8%

1.Контроль 82 92 90 90 83 90 90 88

2.Углекислота 82 94 93 94 83 91 88 81

3.Аргон 82 95 94 93 83 94 92 95

4. Азот 82 97 95 97 83 95 95 93

5.Сер. ангидрид 82 86 85 77 83 84 74 58

б.Самоконсервир. 82 82 54 34 83 72 51 26'

Влажность 12-14%

7.Контроль 82 88 90 90 83 90 86 84

8.Углекислота 82 93 95 96 83 88 82 78

9.Аргон 82 94 92 -94 83 90 91 91

10.Азот 82 98 98 98 83 97 98 97

11.Сер.ангидрид 82 67 41 24 83 68 50 31

12.Самоконсервир. 82 60 13 0 83 60 20 0

НСР 0.01 3.50

распада отравляют зародыш семян, вследствие чего последние теряют жизнеспособность.

Однако благоприятные условия хранения, семенного материала

позволяют затормозить процессы окисления и гидролиза и тем самым способствуют сохранению семян с высокой всхожестью.

Наши исследования показали, что среды азота, аргона и углекислого газа благоприятствуют длительному хранению семян с высокой всхожестью.

Так. на этих вариантах в течении всего периода хранения не прослеживалось значительного снижения этого показателя. Семена соответствовали 1 классу семенного стандарта.

Динамика биохимических показателей, снижение посевных качеств семян в процессе длительного хранения, как правило, влечет за собой и изменение их семенной продуктивности.

В результате фенологических наблюдений, проведенных за вегетационный период и с учетом погодных условий было установлено, что на делянках, где были высеяны семена хранившиеся в средах азота, аргона и углекислого газа и на контрольном варианте , растения ярового рапса развивались'хорошо.

Высота растений колебалась в пределах 100 10& см , на вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании от 40 до 82 см на обоих сортах. Растения были хилые и слаборазвитые. Учитывая тот фактор, что"погодные условия и предшественники для всех растений на делянках опыта одинаковые, можно предположить, что решающее значение для роста и развития растений имело качество семенного материала.

Другим показателем, характеризующим семенную продуктивность растений является их урожайность ( табл.5 ). Полученные результаты свидетельствуют о том. что в течении трех лет самая высокая урожайность наблюдалась на вариантах с азотом, причем независимо от уровня исходной влажности семенного материала. Более высокая

Таблица 5

Урожайность семян ярового рапса за 1991-1993гг., ц/га

Варианты Ханна Золотонивский

1991 1992 1993 1991 1992 1993

Влажность 7-8 %

1.Контроль 14. 50 14.01 12. 82 14. 62 13.94 12. 05

2.Углекислота 16. 30 15.58 15. 14 15. 92 15.00 14.96

3.Аргон 16. 83 15.60 15. 15 15. 96 15.00 12. 42

4. Азот 19. 42 18.03 17. 40 17. 42 17.00 16.72

5.Серн, ангидрид 14. 26 12.82" 10. 42 И. 09 10.00 9.72

б.Самоконсервир. 9. 99 0.00 0. 00 8. 72 0.00 0.00

Влажность 12-14 %

7.Контроль 13. 39 12.32 12. 68 13. 42 12.59 10.49

8.Углекислота 16. 20 15.70 15 25 13. 00 12.76 11.92

9.Аргон 16. 12 12. 30 11. 77 13. 12 12.72 12.00

10.Азот со 24 17. 54 17 22 16. 96 16.42 15.97

11.Серн, ангидрид 7. 16 0.00 0 00 6. 39 0.00 0. 00

12.Самоконсервир. 3. 39 0.00 0 00 3. 14 0.00 0.00

НСР 0.01 0.82

урожайность по сравнению с контролем прослеживалась также на вариантах с углекислым газом и аргоном. Минимального значения этот показатель достиг на варианте с самоконсервированием, причем в первый год высева, так как далее семена потеряли свою всхожесть.

В пределах одного варианта по годам прослеживается существенная разница по урожайности. Это объясняется различными погодными условиями в годы высева.

Таким образом, в результате полевого опыта установлено, что наиболее благоприятное воздействие на хранящиеся семена семена оказывает газовая среда азота. Эти условия позволяют сохранить семенной материал с высоким уровнем исходной влажности длительное время, не оказывая существенного влияния на их семенные ^свойства, что позволяет получить полноценные растения с высоким урожаем.

Среды аргона и углекислого газа также имеют большой практический и научный интерес и могут быть использованы для хранения семенного материала рапса.

Что же касается самоконсервирования и среды сернистого ангидрида, то в этих условиях семена теряют свои посевные свойства уже после первого года хранения.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ ХРАНЕНИЯ СЕМЯН ЯРОВОГО РАПСА

Одним из путей оценки энергетической эффективности сельскохозяйственного производства является метод сопоставления затрат энергии на производство продукции и выхода энергии с ней, известный как метод анализа энергетических балансов. Этот метод позволяет свести все затрата на продукции в единую систему показателей, не прибегая к переводу натуральных показателей в стоимост-

I

ные, которые не зависят от инфляционных процессов и колебаний курсов валют..

Анализ энергетической эффективности показал, что самым энергетически ценным вариантом, является вариант с азотной газовой средой. Причем данная среда позволяет сохранить семена даже с высоким уровнем влажности. Коэффициент энергетической эффективности на этом варианте колеблется от 2.55 до 2.64 , что выше чем на контрольном варианте ( 2.31 ).

Результаты полученных исследований по хранению семян внедрены в ВНИЛТИ рапса г.Липецк.

ВЫВОДЫ

1.В результате биохимических исследований установлено, что химический состав газовой среды оказывает неодинаковое влияние на хранящиеся семена ярового рапса. Лучшими можно считать среды с азотом, аргоном и углекислым газом с охлаждением, при всех исследуемых уровнях влажности семян.

2.При хранении семян в среде азота установлено, что содержание общего жира у сортов Ханна и Золотонивский после трех лет хранения колебалось от 40.06% (при исходной влажности семян 7-8%) до 40.86% ( при исходной влажности 12-14% ). Его качество характеризовалось: кислотным числом 3.64-3.52 мг КОН; .йодное число составило 104.11-108.64 мг I; число омыления 174.3-176.9 мг КОН; активность липазы снизилась до 1.26 мг КОН г/ч . Существенных изменений в жирно-кислотном составе масла и аминокислотном составе белка не наблюдалось.

При хранении семян в среде углекислого газа с охлаждением и в аргоне существенных биохимических изменений, влияющих на качество семян, как в белковой, так и в жировой фракции не прослеживалось. Наиболее благоприятные условия для хранения в течение нескольких лет семян ярового рапса создается в средах азота, аргона и углекислого газа с охлаждением, при этом наблюдается инги-бирование газовой средой гидролитических и окислительных процессов. что позволяет сохранить семена с минимальными изменениями качественных показателей.

3.На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании, независимо от сорта, наблюдается активизация гидролитичес-

ких и окислительных процессов, сопровождающиеся снижением общего жира после трех лет хранения до 32.14% и 27.14% соответственно. При увеличении исходной влажности семян до 14% интенсивность этого процесса усиливается. Одновременно на этих вариантах прослеживается увеличение кислотного числа масла до 8. 74 мг КОН и числа омыления, до 262.3 мг КОН, йодное число наоборот снизилось до 54. И мг и 79.10 мг I.

Помимо гидролиза на этих вариантах наблюдается неферментативное окисление жира. О чем свидетельствует полная потеря активности фермента липазы, повышение кислотного числа масла до 7.21-8.98 мг КОН. повышение числа омыления до 296.3 мг КОН, когда как на контрольном варианте кислотное число составило 4.98-5.0 мг КОН, а число омыления 215.4 мг КОН; а также изменения в соотношении жирных кислот, что сопровождалось увеличением суммы насыщенных жирных кислот и снижением содержания олеиновой, линолевой и линоленовой жирных кислот.

В белковой части после трех лет хранения наблюдалось снижение содержания протеина и увеличение аммиака до 6.69%. Исследования показали качественные изменения в аминокислотном составе, так здесь наблюдалось снижение содержания отдельных незаменимых аминокислот: треонина, валина, метеонина, изолейцина и аргенина.

4.При хранении семян рапса со свободным доступом воздуха наблюдается снижение качественных показателей жира. . Если количество жира снизилось незначительно до 40%, то кислотное число составило 4.98-5.0 мг КОН, а число омыления 215.4 мг КОН.

5.Исследования посевных качеств семян ярового рапса, хранящихся в газовых средах показали, что после трех лет хранения самую высокую всхожесть имели семена хранившиеся в среде азота, не-

зависимо от уровня исходной влажности семенного материала, она составила 96-98%.

Семена хранившиеся в средах сернистого ангидрида и при самоконсервировании после двух лет хранения практически были не пригодны для посева, их всхожесть была равна нулю.

6.Исследования семенной продуктивности показали, что самую высокую урожайность на протяжении трех лет давали растения выросшие из семян хранившихся в среде азота, что составило 17.4-16.3 ц/га, когда на контрольном варианте 12.8-11.0 ц/га.

На вариантах с сернистым ангидридом и при самоконсервировании урожайность растений составила 7.7-8.0 ц/га после первого года хранения.

7.Анализ энергетической эффективности показал, что самым энергетически ценным вариантом, является вариант с азотом. Причем данная среда позволяет сохранить семена даже с более высоким ( до 14% ) уровнем влажности. Коэффициент энергетической эффективности на этом варианте колеблется от 2.55 до 2.64, что выше чем на контрольном варианте ( 2.31 ).

Все остальные среды обладают более низким энергетическим эффектом.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

Для хранения семян ярового рапса как со стандартной влажностью, так и с повышенной, в производственных условиях мы предлагаем газовую среду азота.

Список публикаций по теме диссертации

1. Изучение влияния температурной обработки семян ярового рапса на структуру жирных ненасыщенных кислот масла // Достижения

аграрной науки - стабилизации сельскохозяйственного производства .- Воронеж, - ВГАУ.- 1991.- С. 14-15. (соавторы Горбунов Н. Н..Во-ищев В. С.).

2.Хранение семян рапса с разным уровнем влажности в различных газовых средах // Адаптивные технологии возделывания технических И кормовых культур в ЦЧЗ.— Воронеж.- ВГАУ.- 1993.- С.52-66 ( соавтор Мараева О.Б. ).

3. Динамика жирнокислотного состава семян ярового рапса при хранении в различных газовых средах // Научные аспекты формирования интелектуальной собственности специалистов АПК России.- Воронеж. - ВГАУ.- 1993.- С. 19-20 ( соавтор Мараева.О.Б. ).

4.Изменение биохимического состава семян ярового рапса при хранении в различных газовых средах // Обеспечение эффективного функционирования производственного потенциала АПК.- Воронеж. -ВГАУ,- 1993,- С. 110.

5. Влияние различных газовых сред на всхожесть семян ярового рапса в зависимости от уровня влажности // Повышение эффективности сельскохозяйственного производства опыт эффективности. - Мичуринск. - 1993.- С.24-25 ( соавторы Горбунов H.H., Мараева О.Б.).

6.Изменение биохимических показателей качества семян ярового рапса при длительном хранении в различных газовых средах // Совершенствование приемов производства хранения и переработки растительного сырья. - Воронеж.- ВГАУ.- 1995,- С.94-101 ( соавтор Горбунов H.H.).

7.Влияние озона на посевные качества семян зерновых,бобовых и масличных культур // Совершенствование приемов производства хранения и переработки растительного сырья.- Воронеж,- ВГАУ,-1995,- С. 113-120 ( соавторы Горбунов H.H., Мараева О.Б.).

8.Влияние условий хранения на биохимические показатели масел ярового рапса с различным жирнокислотным составом // Совершенствование приемов производства хранения и переработки растительного сырья.-Воронеж.- ВГАУ.-1995. - С.164-171( соавтор Никонова Г. Н.)

9. Изменение биохимических показателей белка семян ярового рапса // Тезисы докладов всероссийской школы молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам теории и практики кормопроизводства ( июнь ).- Липецк,- 1995,- С. 119.

Ю.Развитие растений рапса у длительно хранившихся семян // Резервы стабилизации аграрного производства.- Воронеж,- ВГАУ.-1996,- С.95 ( соавтор Никонова Г.Н.).

И.Влияние условий хранения на посевные и технологические свойства семян ярового рапса // ЦНТИ,- Воронеж,- 1996.- N 178-96 Серия Р 68.29.19. ( соавтор Никонова Г.Н. ).

Yaroslavcev S.K. "Development of the technology of premix production on the fodder lignin basis".

Dissertatin on degree of the candidate of technical sciences was written on speciality 05.18.02 "Technology of cereal and bean products and complex feeds", Odessa State Academy of Food Technologies, Odessa, 1996.

19 scientific papers, including: 3 copyright certificates and 6 patents were published; are presented 1 claim for consideration. Mentioned above papers contain the results of experimental research is the field of studyng the new fillers of premixes — fodder lignin. As it was stated, fodder lignin completely corresponds to the requirment to the filler of premix. Durind feeding the animals with premixes, owerweight animals increases and the losses of cattle reduce.

The industrial inculration of he "know-how" technology of fodder lignin and premixes on its basis is carried out. Using of the premix obtained for poultry was approbated on the poultry farms of the Odessa region.

KmoTOBi слова:

кормовий jiimiH, премжс, комбжорм, технология.