автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.03, диссертация на тему:ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И СОХРАННОСТИ СЕМЯН ПЕРЕХОДЯЩИХ ФОНДОВ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ РСФСР

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

КАРПОВ Борис Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И СОХРАННОСТИ СЕМЯН ПЕРЕХОДЯЩИХ ФОНДОВ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ РСФСР

06.01.05 — «Селекция и семеноводство», 05.18.03 — «Хранение зерна (элеваторно-складское хозяйство) и других сельскохозяйственных продуктов»

УДК 631.531.1 : 633 1631 563

На правах рукописи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1983

ЩЦ^С- А,X а <_сс- < с с с с

Работа выполнена на кафедре хранения и технологии сельскохозяйственных продуктов Московской ордена Ленина н ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева и в лаборатории семеноведения Научно-исследовательского института сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гриценко В. В., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Никитенко Г. Ф., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Азии Л. А.

Ведущее предприятие — Свердловский сельскохозяйственный институт.

Защита состоится «'*» ,'*Ц&?*".......1984 г.

час. на заседании Специализированного совета Д-120.35.04 при Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦИБ ТСХА.

Автореферат разослан « /£ . » &*1Ає**<ґ . .1984 г.

Ученый секретарь Специализированного совета - ^,, доктор биологических наук

V

/улЬ/<у; ил

\ Е. )

Е. Крастина.

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность проблемы. В Продовольственной программе СССР, одобренной майским (1982 г.) Пленумом ЦК. КПСС, поставлена задача: «Создать в необходимых размерах страховые и переходящие семенные фонды зерновых и зернобобовых культур».

Переходящие семенные фонды имеют особое значение для семеноводства Нечерноземной зоны, где сроки созревания и посева озимых культур сближены и часто совпадают. Недостаток переходящих фондов и широкое использование свеже-убранных семян вызывают значительную задержку с посевом, ухудшают перезимовку растений, снижают урожайность. При плановых Лнормативах иметь 100% запас семян переходящего фонда в Нечерноземной зоне РСФСР его хватает лишь' на четвертую — пятую часть площади озимого клина. При этом семена переходящих фондов имеют самое низкое качество среди зерновых культур.

1.2. Цель и задачи исследования. Основная цель данной работы заключается в 'научном обосновании и разработке путей повышения качества и сохранности семян озимых зерновых культур в условиях Нечерноземной зоны РСФСР. Это потребовало решить ряд теоретических и технологических задач: определить потенциальный уровень всхожести семян в условиях Нечерноземной зоны, исследовать основные этапы и причины ее изменения; разработать и внедрить в производство эффективные приемы повышения качества семян, предупреждения потерь всхожести при уборке, послеуборочной обработке н хранении; исследовать закономерности изменения качества семян 'при длительном хранении, обосновать критерии для отбора стойких при хранении партий семян.

1.3. Объекты, материал, методика исследования. Работу по теме диссертации выполняли в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства центральных районов Нечерноземной зоны (1963—1971 гг.), Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева ,(1960—1963, 1971 — 1983 гг.), в коЛхозахЦЕНТВАЯЬМйЯМосковской, Калининской

1 НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА I ]

I Моск. свльскохоз академии I

Калужской, Костромской, Пермской и некоторых других областях Нечерноземной зоны РСФСР. Осуществлялось хранение свыше 300 производственных партий, просушено более 50 партий семян по 20—40 тонн каждая.

Небольшие опытные партии семян районированных и перспективных. сортов озимой пшеницы и озимой ржи отбирали из бункера комбайна и немедленно просушивали активным вентилированием нагретым воздухом. Контролем служили семена ручного обмолота.

В работе использовали некоторые собственные новые или модифицированные методики и оборудование, в том числе: специальный закром для хранения большого количества опытных образцов в условиях, сопоставимых с условиями хранения производственных партий семян (1981 г. ), многокамерную лабораторную установку для исследования процесса сушки семян в насыпи активным вентилированием, методику определения влажности зародышей семян (1976 г.), модифицированную методику отбора выемок из насыпи семян (1981 г.)

Механические повреждения учитывали путем просмотра 200—400 семян под луной без замачивания и окрашивания. Структурно-механические свойства и глубину повреждения семян определяли на приборе профессора Наумова И. Л. (1975 г.).

Всхожесть, жизнеспособность, силу роста, влажность, массу 1000 семяи определяли стандартными методами (ГОСТ 12038, -39, -40, -41, -42, -66), тюлевую всхожесть—по числу всходов при ручном посеве 100 семян в метровые рядки в 4—6 повторностях. Интенсивность дыхания зерновой массы определяли на приборе ВНИИЗ и газоанализаторе ВТИ-2, количество плесневых грибов и их родовой состав — путем посева смыва с навески семян на твердые питательные среды, субэпидермальную микофлору — посевом стерилизованных семян на те же среды, амилолитическую активность—на амн-лографе Брабендера и полуавтоматическом приборе Хагбер-га — Пертена.

Для статистической обработки данных использовали метод дисперсионного, корреляционного и пробит-анализа. Обозначение статистических характеристик принято по Б. Л. До-спехову (1973 г.). Результаты статистической обработки выражены в виде НСР или в виде обозначений: одна звездочка (*) —существенно с вероятностью 0,95, две '(**) —0,99 и три (***) —0,999. Обозначение %/% означает, что исходная всхожесть принята за 100%. Обобщающие расчеты по интенсивности дыхания выполнены на электронной машине НЛИРИ-2. Экономическую эффективность исследований определяли по методике МСХ СССР (1974, 1980 гг.) и на осно-

не актов внедрения результатов НИР в колхозах и совхозах.

1.4. Научная новизна результатов исследования. На основании многолетних теоретических и экспериментальных исследований установлено: 1) потенциальная всхожесть семян зерновых культур в Нечерноземной зоне РСФСР достаточна для получения первоклассного посевного материала, повышение фактической всхожести семян в производственных условиях возможно, главным образом, за счет сокращения потерь в качестве при уборке, послеуборочной обработке и хранении; 2) уточнено и расширено представление о закономерностях изменения свойств семян в процессе длительного хранения, выявлена типичная кривая их выживаемости и показано ее существенное отличие от имеющихся представлений по этому вопросу, обоснованы понятия «период стойкого хранения семян» и «период неустойчивой сохранности семян»; 3) исследовано влияние «а долговечность семян семи основных модифицирующих факторов, обоснованы параметры для отбора стойких при хранении 'Семян озимых культур; 4) доказана возможность длительного сохранения сухих семян в Нечерноземной зоне без существенного сорбционного увлажнения; 5) экспериментально подтверждено основополагающее значение критической влажности семян для теории и практики хранения, доказана необоснованность отрицания ее роли; 6) установлена и объяснена новая особенность динамики биологической активности свежеубранной зерновой массы, выявлен пл этой основе обобщающий биологический критерий для определения сроков временной консервации семян; 7) выявлены новые особенности динамики влажности зародыша и варьирования влажности семян при созревании и в уборочный период, установлено существенное их влияние на качество семян; 8) вскрыта природа определяющего влияния уровня уборочной влажности на вредоносность 'механических повреждений и качество семян, получена ее статистическая характеристика; 9) усовершенствована технология ускоренной сушки семян в 'неподвижной "Насыпи, установлена возможность существенного повышения эффективности сушки этим способом семян с затрудненной влагоотдачей; 10) разработана методика хранения небольших опытных образцов в условиях, приближающихся к производственным.

1.5. Практическая значимость исследования. Снижение вредоносности механических повреждений путем оптимизации сроков обмолота (по показателю средняя влажность семян) позволяет более надежно получать семена со всхожестью 1 и 2 классов. Применение усовершенствованной технологии сушки активным вентилированием и напольных сушилок обеспечивает разовую сушку семян с любой исходной влажностью,

надежно сохраняет и улучшает их качество. Установлены безопасные сроки консервации сырых семян до сушки. Отбор для переходящих фондов партий семян без признаков прорастания п складирование их только в сухом состоянии позволят значительно улучшить сохранность семян. Обоснованы допустимые нормы снижения всхожести семян при длительном хранении.

1.6. Реализация результатов исследований. По нашим техническим заданиям созданы типовой (702-32) и два технора-бочих проекта напольных камерных сушилок. На их основе и колхозах и совхозах оборудовано свыше 5000 установок. Опыт использования напольных сушилок демонстрировался па ВДНХ (1967, 1971 гг.). Предложения по оптимальным режимам хранения семян использованы при уточнении норм стандарта на семена ржи ГОСТ 10468—76, предложения по оптимальным срокам обмолота семеноводческих посевов озимых культур—в рекомендациях Л1СХ РСФСР (1972 г.).

Результаты исследований и практические предложения включены в рекомендации: по сушке семян сельскохозяйственных культур (МСХ СССР, 1965 г.), по подготовке и хранению переходящих фондов семян озимых культур (МСХ РСФСР, 1972 г.), по сушке семян и продовольственного зерна-в ласы-пи «а установках активного вентилирования (Мособлиспол-ком, 1976 г.), в справочник агронома Нечерноземной зоны (1973 г.), 1В справочник «Промышленное семеноводство», (1980 г.), в учебники для сельскохозяйственных вузов «Семеноведение полевых культур» и «Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов» (1969, 1972, 1976 гг.), в методические указания МСХ СССР и ВЛСХНИЛ (1981 г.), используются при чтении лекций в сельскохозяйственных вузах.

1.7. Апробация работы. Результаты работы докладывали на: заседании секции Семеноводства, семеноведения и семенного контроля ВЛСХНИЛ (1969, 1980, 1981 гг.), Всесоюзном научно-техническом совещании «Актуальные вопросы послеуборочной обработки и хранения зерна» (Москва, 1973), сим-. позиуме «Проблемы длительного хранения семян» (Краснодар, 1976), международном конгрессе ИСТА (Вена, 1980), научных конференциях Московской .сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева (1973—1982), на республиканских конференциях по промышленному семеноводству (ВДНХ, 1979—1980).

1.8. Объем и структура диссертации. Диссертация объемом 1|)£ СГраННЩ включает 96 таблиц, 1$ риеун-кфАи графиков и состоит из введения, Ъ глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы содержит 6Л£ наименований, в том числе ^Ипа иностранных языках

4

2. Теоретические и прикладные аспекты повышения качества семян

Высокое качество семян всегда было предметом особой заботы земледельца. Это нашло отражение в трудах древних ученых Феофраста, Катона, Плиния, Колумеллы. В XVIII веке русский агроном Болотов Л. Т. в специальной работе о качестве семян писал: «...от доброты, зрелости, чистоты и совершенства семенного хлеба... весьма многое зависит» (1952). Эти слова we утратили значения и сейчас, когда раздельно учитывают сортовые и посевные качества семян и их урожайные свойства.

Среди многих1 показателей посевных качеств семян наиболее важным (генеральным) является всхожесть (Рен-мерс Ф. Э., Илли И. Э„ 1978). Это самый старый, но до сих пор единственный биологический показатель, который надежно воспроизводится при лабораторных анализах и нормирован в государственных стандартах многих стран. Однако его информативность весьма ограничена и он не раскрывает с достаточной полнотой ни индивидуального, ни интегрального качества всхожих семян анализируемой партии. Отсюда стремление использовать такие дополнительные показатели, как энергия прорастания и сила роста, которые не имеют официального нормирования.

Наиболее важный рубеж в формировании качества семян соответствует моменту перехода их к самостоятельной жизни. Семена пшеницы и ржи утрачивают функциональную связь С' растением в начале—середине восковой спелости (Кулешов Н. Н., 1963; Коренев Г. В., 1971), К этому времени они достигают такого уровня качества, который смогло обеспечить материнское растение в сложившихся условиях онтогенеза. Этог рубеж отражает достигнутый семенами потенциал качества. В последующем при созревании, уборке, послеуборочной обработке и хранении он может быть полностью реализован в фактическое качество семян, но в действительности этого обычно не происходит. Созревание и послеуборочное дозревание семян не всегда проходят в благоприятных условиях, но, главное, они подвергаются повреждающим воздействиям разнообразных факторов внешней среды и технологических приемов, вызывающих потери в качестве. В результате фактическое качество семян, как правило, ниже достигнутого потенциала.

Динамика всхожести семян при всех недостатках этого показателя вполне позволяет зафиксировать отмеченные потери. Этому способствует то обстоятельство, что величина всхожести, соответствующая среднему потенциалу качества (семена ручного обмолота снопового образца середины воско-

вой спелости) достаточно стабильна и равна 98—99% (Литин-ский М., 1970, Добрецов Л., 1979). Следовательно, разница между этой величиной и фактической всхожестью является мерой допущенных потерь в качестве семян.

Принятая рабочая гипотеза и разграничение понятий потенциальное и фактическое качество семян позволяют выделить три основных направления по их улучшению в производственных условиях: 1. Повышение потенциального уровня качества семян путем совершенствования агротехники выращивания семенных посевов и выбора оптимальных районов для размещения семеноводческих хозяйств. 2. Обеспечение благоприятных условий для реализации достигнутого потенциала качества в процессе созревания и послеуборочного дозревания. 3. Обеспечение возможно более полной защиты семян от повреждающих воздействий в доуборочный и послеуборочный периоды, главным образом от влияния таких модифицирующих факторов, как прорастание на корн/о, механические повреждения семян и поражение их микроорганизмами.

Наиболее важным среди них является борьба с потерями. Нами лвыделены три основных вида потерь в качестве семян, существенно различающихся степенью правомерности И возможностью предупреждения: 1. Технологические потерн соответствуют издержкам в качестве семян из-за несовершенства применяемой техники и технологии. В современных условиях они не являются определяющей причиной появления некондиционных по всхожести семян. Они различны по климатическим зонам ш могут быть снижены путем совершенствования семеноводческой техники и технологии. 2. Сверхнормативные потери — результат упущений и ошибок в сфере производства и управления. Эти потери обусловлены нарушением технологии уборки, обработки и хранения семян. Во многих случаях они являются основной причиной низкого фактического качества семян. 3. Потерн, возникающие в результате экстремального проявления факторов внешней среды и вы-. нужденного нарушения технологии работ с семенами. В значительной мере они являются следствием упущений в районировании производства семян в регионе. Ниже приведена принципиальная схема взаимосвязи факторов, оказывающих основное влияние на качество семян.

В управлении качеством семян велика роль фактора их индивидуальной разнокачественности. После очистки и сортирования средний уровень качества оставшихся семян обычно повышается, но их 'индивидуальные биологические свойства остаются прежними. Тем не менее выделение на посевные цели лучшей части урожая является Важным способом улучшения качества семян и возможности этого направления далеко не исчерпаны. Почти не используется сорглрование семян б

Принципиальная схема формирования качества семян

Основные этапы и условия реализации потенциала качества семян

Условия Созревание: Уборка: Обработка и начальный Стационарное хране-

выращива- погодные срок и способ уборки, режим обмолота период ние, послеуборочное

ния Потенциал факторы, хранения: -

растений качества состояние технология дозревание:

семян (при посева обработки и режим

данных консервации хранения Фактическое

условиях \ I 1 I качество

онтогенеза семян

Модифици- растений Т. (при

рующие воздействия (начало— середина Прорастание, поражение мик-роорганиз-мами, стека- Травмирование, усиление сбее-мененности микроорга- Травмирование, по- Старение, посеве)

на растения (и семена) восковой спелости) ражение плесневыми грибами, поражение плесневыми грибами

ние 1 низмами самосогре- и др.

и др. вание и др.

Отрицательные модифицирующие воздействия на семена

I

Потери в качестве семян: технологические, сверхнормативные, из-за экстремальных погодных условий при созревании и уборке

t

t

но влажности и электрическим свойствам, тесно связанным с их биологической разнокачественностью.

Это направление улучшения качества семян имеет особое значение в Нечерноземной зоне. Здесь нередко фракция ослабленных семян достигает значительного удельного веса. Познание закономерностей образования таких семян и разработка приемов регулирования их содержания в семенной партии являются существенными факторами повышения качества и сохранности семян в данной зоне. Их происхождение различно. Одни из них появились в результате того, что не достигли к моменту уборки высокого уровня качества, другие, наоборот, утратили высокий уровень качества под влиянием разнообразных повреждающих воздействий.

3. Приемы сохранения высокого качества семян при уборке

Многолетними опытами показано, что средняя всхожесть семян сноповых образцов ручного обмолота с производственных посевов Нечерноземной зоны РСФСР составляет у озимой пшеницы 98% ±0,5 и озимой ржи 97%±0,6, а всхожесть семян из бункера комбайна на 6% и 10% ниже (табл. 1). В

Таблица 1

Всхожесть семян при однофазной уборке комбайном и ручном обмолоте

_(1968—'1977 гг. 467 парных образцов) _

Культура Всхожесть Х±Т семян, % 0 1 Снижение всхожести в

ручной обмолот уборка комбайном травмирования семян, ,%

Озимая Озимая пшеница . . . рожь .... 98Л ±0,5 97,1*0,6 97,1 ±0,7 92,0± 1,5 87,2*4,0 90,7 ±1,7 6,1 9,9і 6,4

результате травмирования при обмолоте значительное число семенных партий становится некондиционным по всхожести. В неблагоприятные годы их количество достигает 30% у пшеницы и 50—60% у ржи.

Такое снижение всхожести семян в значительной мере обусловлено проведением обмолота при слишком высокой влажности зерна (табл. 2). Развивая исследования, выполненные ранее Шибаевым П. Н., Буддо И. С, Карпович И. В., нами показано, что обмолот в" оптимальные сроки при влажности зерна 14—20% позволяет получать в условиях Нечерноземной зоны высококачественные семена (табл. 2). Разность по всхожести семян ручного обмолота -и из бункера комбай-

на снижается до 2—3%. Она отражает зональный уровень технологических потерь в Лкачесгве семян под влиянием травмирования при однофазной уборке комбайном.

Таблица 2

Влияние механических повреждений на всхожесть семян, обмолоченных при разной влажности (среднее за 1966—1975 гг.)

Влажность семян, %

Всхожесть, семян, ,% и доверительный интерза.т при 1 % -ном

уровне значимости

механическими повреждениями области зародыша

в том числе

сильно по-

поврежден зародыш

вреждены оболочки

1. Семена озимой пшеницы разных сортов

12,1—,14 95,0+0,Э 29,0 6,5 5,0

14,1—20 05,5*0,» 24 2 2,0, 3,0

20,1—25 .03,3*11,2 27,'э 2.1 2,8

23,1—30 88,9 + 2,4 23,3 2,9 2,1

свыше 30 74,0=Ы0,8 34,5 4,2 4,4

2. Семена озимой ржи разных сортов

112,1—>14 91,7=Ы,5 91,8 20,3 •17,8

14,1—20 94,3*0,8 80,0 10,0 ,13,6

20,1—25 92,8*1,3 ' 66,2 5,4 7,8

25,1—30 £6,5*2,6 63,7 7,2 7,4

свыше 30 а1,о±5,6 66,1 10,1 6,9

Установлена природа определяющего влияния уровня уборочной влажности на вредоносность механических повреждений семян при обмолоте, получена ее статистическая характеристика. Корреляционная связь между количеством повреждений и всхожестью семян весьма низкая (корреляционное отношение 0,25—0,49, индекс детерминации 6—24%), и она достаточно высокая между всхожестью и уборочной влажностью (корреляционное отношение для пшеницы 0,88+0,06 и ржи 0,77+0,07, а индекс детерминации 78% и 59% соответственно) .

Такие различия объясняются тем, что влажность тесно связана со структурно-механическими 'свойствами оболочек, зародыша и эндосперма -и через -них определяет реакцию семян на механические воздействия. С изменением влажности резко Изменяется глубина проникающего влияния механических воздействий. При влажности зерна ниже 20—22% по-

вреждения сравнительно неглубокие, тогда как при большей влажности их глубина увеличивается в 2—5 раз и значительно усиливается вредоносность каждого типа повреждений (табл. 3). Кроме того, при обмолоте высоковлажных семян возрастает вредоносность ушибов. Это доказывает тот факт, что осторожное срезание оболочек над зародышем у очень сырых семян не вызвало заметного снижения всхожести, тогда как в производственных условиях она понизилась на 27— 30%, т. е. Лпричиной снижения всхожести является не повреждение оболочек, а пластическая деформация тканей зародыша под ними (табл. 3).

Таким образом, оптимизация сроков обмолота по уровню уборочной влажности позволяет в 2—3 раза уменьшить ущерб от травмирования и получать высококачественные семена. По уровню уборочной влажности представляется возможным для внутрихозяйственных целей прогнозировать примерную всхожесть свежеубранных семян (табл. 2).

Таблица 3

Вредоносность механических повреждений семян при обмолоте посевов с разной влажностью (1,968,-1970 гг.)

В т. ч. всхожесть семян, % с разными типами повреждеиий

Уборочыая Всхожесть повреждены оболоч-

влажность ки над зародышем

зерна, ,% семян % поврежден к тдмьк

повреждение

зародыш Слаба нет

а 9,5

25.1

31.2

1. Озимая рожь сорта Гибридная 2

96 91 80

79

за

о

90 63

96 81 69

2. Озимая пшеница сорта Мироновская 808

99 94 90

17,5 26,0

96 85

47 4

94

42

99 94

На вредоносность механических повреждений существенное корректирующее влияние могут оказывать степень варьирования влажности отдельных семян в партии и особенности динамики влажности зародыша.

Получены новые данные об особенностях динамики варьирования влажности отдельных зерен в процессе созревания н объяснена их природа. Тестообразное состояние и начальный период созревания характеризуются слабым варьирова-ю

пнем влажности семян, в процессе созревания оно усиливается и достигает 30% и больше в середине и в конце восковой спелости, а в полную спелость снова снижается до среднего уровня. Следовательно, преждевременное начало уборки связано с опасностью возрастания ущерба от травмирования не только за счет большей средней влажности семян, но и большего варьирования влажности отдельных зерен.

При выборе оптимальных сроков обмолота в ряде случаев необходимо учитывать влажность зародыша. Последняя изменяется более динамично, чем влажность эндосперма (табл. 4). При благоприятных условиях созревания первоначально более влажный зародыш подсыхает быстрее эндосперма и может стать суше его в начале полной спелости, т. е. раньше, чем это наблюдается в состоянии гигроскопического равновесия. Такая особенность зародыша способствует повышению стойкости семян к ударным нагрузкам и объясняет отдельные случаи получения высококачественных семян при обмолоте с 'влажностью выше оптимального уровня. Наоборот, во время дождя зародыш увлажняется в 3—9 раз сильнее, чем эндосперм, -и нередко достигает опасных для обмолота пределов при оптимальной средней влажности зерна (табл. 4).

Таблица 4

Динамика влажности зародыша и эндосперма в процессе созревания

(1975—119-76 гг.)

Влажность, % составных частей зерна

Разность, % ЫСРо8

эндосперм зародыш

33.1

2»,а 22,8 20,6

17.2

1. Озимая пшеница сорта Мироновская 808

47,6 31,2 25 2 2.1,3 46,1

8,5 5,4! 2,4 0,7, - 1,1

2. СИммая рожь сорцга Восход 1

0,0 4,в 4„9 0,7 ,1,0

39.5

26.6 22.2 46,9 19,1*

Ш.9

36,1 25,7 14,0 29*1

•12,4

9,5 3,5 —2,9, ,10,0

2,0) ,1,5 5,2 4,1 0,4

* Анализ проведен после увлажнения посева осадками интенсивностью 5 мм.

4. Динамика биологической активности

свежеубранной зерновой массы

Процесс хранения включает несколько периодов, различающихся по состоянию и стойкости семян к факторам порчи. Наибольшую опасность для качества семян представляет начальный «период их хранения при вынужденном ожидании начала обработки или между ее операциями.

Обоснованы конкретные сроки консервации семян и предпринята попытка увязать их с динамикой биологических процессов, характерных для свежеубранной зерновой массы. В результате установлена и объяснена новая ее особенность, которая выражается в том, что в первые 'несколько дней хранения при постоянной температуре и достаточной аэрации наблюдается значительное, на 30—50%, ослабление интенсивности дыхания семян, за которым следует его подъем. Чем выше влажность зерна, тем менее продолжителен спад дыхания и выше темп последующего подъема. У 'зерна с влажностью выше 32% спад дыхания отсутствует.

Такая динамика дыхания отражает результат комплексного влияния характерных для свежеубранной зерновой массы физических и биологических процессов, в том числе большое значение имеет выравнивание 'влажности между зернами, а также затухакие реакции раздражимости -на травмирование семян при обмолоте и временная стабилизация или ослабление активности микроорганизмов зерновой массы.

Период спада интенсивности дыхания примерно соответствует допустимым срокам консервации семян. В этот отрезок времени не происходит 'активный рост плесневых грибов и всхожесть семян сохраняется без существенных изменений. Оказалось, что сроки консервации семян разной влажности характеризуются примерно одинаковой суммарной величиной газообмена, соответствующей потере сухих веществ на дыхание около 0,2%.

5. Разработка и внедрение технологии ускоренной сушки семян в насыпи

Снижение всхожести свежеубранных семян происходит главным образом в начальный период хранения, но предупреждение эшх потерь зависит в основном от эффективности послеуборочной обработки семян, быстроты перевода их в стойкое состояние. Учитывая, что сушка семян является при этом самой напряженной и сдерживающей операцией и что существующие типы сушилок работают недостаточно эффективно, возникла острая хозяйственная необходимость использовать для этой цели простейшие сушилки периодического действия, включая установки для активного вентилирования.

Разработка и внедрение этого метода сушки семян ведутся с начала шестидесятых годов (Копьев И. П., 1961, Уколов В. С, 1963, Новоселов С. В., 1963). Автор диссертации активно участвовал в этой работе в период с 1960 по 1976 г.

По результатам наших исследований и техническим задании созданы типовой (702-32) и несколько технорабочих проектов сушильных установок, использованных для строительства более 5000 сушилок. Высокий темп их внедрения объясняется тем, что напольные сушилки просты, быстро могут быть оборудованы хозяйственным способом, имеют удовлетворительные технико-экономические показатели и сезонную выработку до 600 тонн на установку, эффективно выполняют ту часть работы по сушке, которую на серийных сушилках непрерывного действия выполнить невозможно или невыгодно, обеспечивают разовую просушку семян с любой исходной влажностью, надежно сохраняют и улучшают их качество". В последнее десятилетие этот способ сушки получал дальнейшее развитие в работах многих авторов (Захарченко И. В., 1973, Панов Л. Л., 1979).

В отличие от рекомендовавшихся ранее режимов медленной сушки зерна активным вентилированием неподогретым или слепка нагретым воздухом (Рыков В. В., 1961, Лнн-скин В. П., 1963) нами в результате многолетних опытов обоснована и широко внедрена в производство технология интенсивной сушки семян этим 'методом с использованием максимально нагретого воздуха. Это позволило в несколько раз повысить производительность сушилок при полном сохранении качества семян.

Экспериментально обоснованы: оптимальные нормы подачи теплоносителя и высота насыпи семян, исследовано влияние степени нагрева воздуха на скорость сушки семян и изменение их посевных достоинств, обоснован эффективный прием устранения пересушивания и снижения неравномерности семян по влажности, что устранило основное препятствие к использованию высокотемпературной сушки семян в насыпи, установлены предельно допустимые температуры нагрева воздуха и семян при длительной сушке их в насыпи.

В результате исследования сформулированы основные правила ускоренной сушки семян в насыпи: механизированная загрузка в сушильную камеру 20—10 тонн очищенного зерна любой исходной влажности ровным слоем высотой 70—80 см, непрерывная сушка нагретым до 40—50° воздухом при расходе 1300—1500 м3/час на тонну семян в течение 15—25 час. до средней влажности семян 12—14%, охлаждение насыпи семян путем обработки неподогретым воздухом в течение 1,5 часа, выгрузка семян из камеры за один проход само-

ходного зернопогрузчика с одновременным перемешиванием насыпи с целью выравнивания влажности, зачистка камеры.

Выявлены некоторые новые особенности процесса сушки семян в насыпи: получены данные о скорости влагосъема в пределах зоны сушки, экспериментально показана возможность преодоления затрудненной влагоотдачи у зернобобовых культур и обеспечения у них такой же скорости сушки, как н зерновых культур, при одинаковых условиях вентилирования, установлено, что повреждающий эффект высокотемпературной сушки в насыпи обусловлен в значительной мере глубоким пересушиванием семян.

6. Совершенствование технологии стационарного хранения

семян

Наши многолетние опыты показали необоснованность нормирования стандартами на посевные качества семян озимых культур слишком высокого уровня их 'влажности до 15,5— 17% для Нечерноземной зоны РСФСР. Это является одной из важных причин значительного снижения всхожести семян при хранении (табл. 5, 6). В массовых производственных опытах после года хранения семян с такой влажностью некондиционными по вхожести оказались 50—80% партий озимой ржи и 40—70% партий озимой пшеницы. Значительное снижение качества семян при выдерживании требований стандарта вызывает не только большой материальный ущерб, но ставит под сомнение саму возможность надежного обеспечения колхозов и совхозов доброкачественными семенами переходящих фондов.

Таблица 5

Стойкость при хранении семян переходящих фондов озимой ржи сорта Гибридная 2 с разной влажностью. (Среднее за 1966—1968 гг.)

Влажность семян, % Всхожесть семян, % Снижение всхожести за год хранения, %

после уборки весной следующего года) поело года хранения

112,9—13,3 95 94 91 1

,14,1 — 14,5 95 95 93 О

15,1—)15,5 95 93 89 6* +

15,9-46,2 96 95 88 8+ +

16,7—:17,0 05 93 79 16+ + +

Сухие семена хранятся более надежно. При обычных условиях складирования достаточно высокой насыпью правильно подобранные партии сухих семян озимой пшеницы сохраняют кондиционную всхожесть 4—7 лет, а семена озимой ржи — 3—5 лет (табл. 6).

Стойкость при хранении семян озимой пшеницы сорта .Мироновская-Юбилейная разной влажности (1972—1982 гг.)

Влажность семян, % Всхожесть семян, % после данного периода хранения, лет

0 1 С) 4,5 6 8 10

112,0—10,2 96 05 96 96 90 01 69

13,6—14,1 06 03 93 94 87 55 31

15,3—15,0 96 83 32 ИЗ 4 0 0

Экспериментально доказана необоснованность имеющих место попыток отрицания важной роли критической влажности при хранении семян (Роберте Е., 1978). Расчеты по данным табл. 6 показывают, что утрата всхожести, например, за трехлетний срок хранения при увеличении влажности семян на одни процент в пределах критического уровня в 15 раз выше по сравнению с таким же увлажнением семян, но в пределах сухого состояния. Столь большие различия по стойкости при хранении определяются тем, что при критической влажности происходит активизация процессов жизнедеятельности не только семян, но и населяющих их ксерофитных плесневых грибов, т. е. семена начинают подвергаться активному внешнему повреждающему воздействию, которое становится доминирующим фактором их .старения и порчи.

Опыты показали, что наиболее сильное поражение семян плесневыми грибами происходит в летний период, когда зерновая масса прогревается до температуры 10° и выше (табл. 5). Именно поэтому семена переходящих фондов, имеющие летний период хранения, должны складироваться только в сухом состоянии.

Кроме того, установлено, что в пределах критической влажности семян пшеницы и ржи (14,5—15,5%) наблюдается примерно вдвое больший темп увлажнения (подсушивания) зародыша по сравнению с эндоспермом и, следовательно, изменение «средней влажности зерна не в полной мере отражает возможности усиления (ослабления) жизнедеятельности семян (табл. 7).

На основании наших предложений, а также предложений Чазова С. А. (1971) в стандарт на семена ржи ГОСТ 10468—76 внесено требование о закладке на длительное хранение семян с влажностью не более 14%.

Сухие семена обеспечивают надежную сохранность всхожести только в том случае, если низкая влажность поддер-

Равновесная влажность зародыша и эндосперма зерна озимой ржи сорта Немчиновская 50 (1974 г.)

Относительная влажность воздуха % Влажность эндосперма, % Влажность зародыша, % Разность и ее значимость НСРсз

у С у С

20 7,1 6,0 — 1,1 1,4

40 10,1 7,6 — 2,5* 0,9

50 11:1,6 8,6 — 3,0 + + + '1.1

60 112,2 9,4 —2,8+ + + 0,1

70 13,6 ¡1.1,9 — 1,7** 0,6

75 М,2 113.3 — 0,9* 0,8

80 16,0 16,5 0,5+ 0,4

90 20,а 24,4 3,6+ + 11,3

97 27,1 83,7 6,6 + * * 1,9

живается на протяжении всего периода хранения. Однако высказываются опасения и приводятся данные о том, что в условиях относительно сырого климата происходит существенное увлажнение семян (Некрасов Б. П., 1946, Козьми-на Н. П., 1954) и нет смысла сушить их ниже равновесной влажности для данных условий окружающей среды (Гнез-дов С. В., Биркан Ф. Р., 1956).

Проведенные памп исследования с использованием модифицированной методики отбора выемок семян из насыпи не подтвердили этого. Доказана полная возможность успешного длительного хранения высокой насыпи сухих семян в Нечерноземной зоне без существенного сорбционного увлажнения.

Многолетние наблюдения показали, что опасное для качества семян сорбционное 'изменение влажности происходит в 0—5 см поверхностном слое насыпи. Этот слой воспринимает на себя все изменения влажности наружного воздуха и, таким образом, обеспечивает достаточно надежную защиту основной массы семян в насыпи. Годовая амплитуда изменения влажности в верхнем 1—2 см слое насыпи семян достигает в условиях производственного семенохранилища (Московская область) 4%. в том числе влажности зародыша 8%. На глубине 10 см от поверхности насыпи изменения влажности были в 10 раз 'меньше и сухие семена озимой пшеницы сорта Мироновская-Юбилейная сохраняли всхожесть 1 класса 5—6 лет, а в самом верхнем слое насыпи лишь 1—1,5 года.

Учитывая, что при высоте насыпи 2,5—3 м количество семян, которые находятся в неблагоприятных условиях хранения. не превышает 1—2%, нет необходимости принимать специальные меры их защиты от сорбционного увлажнения и, следовательно, длительное хранение сухих семян высокой насыпью может успешно проводиться в обычных хранилищах.

100 . во

5

60

5 20 СО

I, Период ' 2» Период

стойкого! хранения

-г— 4

неуктойчивойоп сохранности

о

.8

10 12 Годы

Рис I. "Кривые'выживаемости сухих семян 'озимой ржи и озимой гапеки-

'А. Типичная кривая выживаемости семян с влажностью 12-13?. Е. Семена озимой, пшеницы ручного / I/ и машинного обмолст.;. /2/ . ': В. Сем?,.чз озимой-ржи с неполеглего / I/ и полегшего участков '-'.'••'•'ст'шлестря'. /ручной, обмолот/. / Ч Г.'-Семена' озимой ржи машинного обколота* с разной всхояестыо, : -изменившейся.: под влиянием травмирования: Я - I класс, 2 - 3 класс, 3 -некондиционные по всхожести.

к

too■

ч! Sff

Ь 40-

\ 20

<--*-Ь

-1' - 1-1-г - | -

-1 \ г а 4 >">'

шш

/Л

Ш» /00

§ Sff

ш

0 и.—1-X-

ГОДА/

/0 /2

Рис 2. Кривые выживаемости сеган озимой.ржи и озимой пшеницы, подвергавшихся и не подвергавшихся прорастанию на когню. а - озимая пшеница. . ° ~ озимая рожь

•-;-• без признаков прорастания

к--* с признаками прорастания

8

\

1

I ..тти

Рис 3,. • Крирые таживаемости сухих селян озимой гкенииы /1,2,о/ и озимой Т.ч-к /1а,2а,За/ 1 разной всхожестью, изменившейся в результате иоуатен/л. ллеснегнли гризаиа в 'период подготовки г хганенаю.

..Исходная 5'лахность семян: 1-29,С?,,''ручной обмолот/, 2-28,У? /ort.vo.ioT молотилкой нзк6я*на/, 3-20,2£, Іе'Б0,і%, ііа-27,а£,

линия существенного снижения сил» рссга сегян.

7. Влияние наследственных свойств и модифицирующих воздействий на качество и долговечность семян

7.1. Изменение качества семян при естественном старении.

Изменение биологических свойств семян при хранении в сухом состоянии н отсутствии внешних повреждающих воздействий со стороны микроорганизмов и вредителей характеризует процесс их естественного старения. В многолетних опытах исследована динамика естественного старения семян озимых зерновых культур, выращенных в условиях Нечерноземной зоны. Получены кривые выживаемости семян и установлены новые их особенности.

Типичная кривая выживаемости удовлетворительно вызревших сухих семян не дает, как считали ранее (Роберте Е., 1978), строго нормального распределения периодов их жизнеспособности. Время, в течение которого утрачивают всхожесть семена первой половины партии, оказалось в 2—4 раза больше по сравнению с периодом, за который теряют всхожесть семена второй половины партии с 50% до 0% (рис. 1 Л).

В осях координат «всхожесть относительно времени» это проявляется в виде существенной правосторонней асимметрии расположения характерного Б-образного участка кривой выживаемости семян. Эта особенность обусловлена биологическими свойствами семян, 'их способностью в течение некоторого времени храниться без изменения всхожести и биологических свойств основной массы семян. Такое распределение отражает два различных состояния семян по качеству и стойкости, два сменяющих друг друга периода хранения, назван -ных нами соответственно период стойкого хранения и период неустойчивой сохранности (рис. 1 Л).

Период стойкого хранения соответствует участку асимметрии (горизонтальной площадке) на графике, имеет небольшой градиент снижения всхожести и характеризуется максимально высоким для данных условий онтогенеза уровнем качества семян, в т. ч. по силе роста и полевой всхожести. Этот период соответствует хозяйственно приемлемым срокам хранения и примерно равен хозяйственной долговечности семян с высокой исходной всхожестью. Он проявляется и у отдельных партий семян с пониженной всхожестью.

Некоторое снижение всхожести в этот период происходит за счет гибели нетипичных для партии, биологически ослабленных или сильно травмированных семян.

Период неустойчивой сохранности соответствует Б-образ-ной части кривой выживаемости семян. Он характеризуется в несколько раз более высоким градиентом снижения всхожести и постепенным ослаблением биологических свойств оставшихся живых семян, снижением силы роста и способности 2 17

Изменение силы роста и полевой всхожести семян озимой пшеницы сорта Мироновская 808 разной продолжительности хранения. (Урожай 1969—11980 гг., посев 1980—ч1981 гг.)

Группировка семян урожая разных лет Снижение всхожести за период хранения, % Масса ,100 расгений в фазе 3-го ' листа, ,% Полевая всхожесть, % к всхожим семенам

1976—1980 1-6. 100 74

1969—1973 44 — 80 51 34

Разность и ее значимость 49+ + + 40 + * +

прорастать в полевых условиях (табл. 8).

На вероятностном графике первой -и второй периоды хранения четко выражены двумя прямыми с разным градиентом потери всхожести.

Таким образом, величина градиента снижения всхожести в условиях естественного старения является характерным количественным признаком стабильности или ослабления биологических свойств семян при хранении. Сохранение всхожести в течение ряда лет без значительного изменения свидетельствует о стабильности свойств основной массы семян данной партии, и, наоборот, существенное снижение всхожести (на 5—10%) за последний год хранения указывает на переход к периоду нестойкого хранения и 'начало ослабления биологических свойств оставшихся живых семян (табл. 9).

Таблица 9

Изменение силы роста в зависимости от уровня снижения всхожести сухих семян при хранении (Урожай 1974—1976 гг. 61 партия)

Группировка . семян ло жения всхожести, % Оз. пшеница сорта Мироновская 808 Оз. рожь разных сортов

снижение всхожести, % масса 100 проростков, .% снижение всхожести, % масса 100 проростков, %

0—(10 Ш—з-о свыше (30 5 115 48 1100 67 63 3 1 8 39 100 72 54

Выявленные свойства типичной кривой выживаемости семян при хранении расширяют возможность познания природы их качества и долговечности в теоретическом и прикладном отношении. Последняя позволяет характеризовать свойства семян 'на разных этапах хранения при разных градиентах снижения всхожести. Используя ее в качестве контроля, 18

представляется возможным выявить уровень моднфикациои-ной изменчивости и обосновать требования по отбору долговечных семян, проводить браковку партий, непригодных к длительному хранению.

7.2. Влияние генотипических особенностей на долговечность семян. Результаты опытов подтвердили известное положение о меньшей долговечности семян озимой ржи по сравнению с семенами озимой пшеницы. Однако различия оказались не столь значительными, как можно было ожидать. При хранении с влажностью 13—13,5% в типичных для Нечерноземной зоны условиях биологическая долговечность семян озимой ржи равняется 8—10 годам и семян озимой пшеницы 10—13 годам. Различия по всхожести семян пшеницы и ржи стали существенными лишь после 6—8 лет хранения, т. е. вне пределов хозяйственной долговечности.

Выявлены заметные сортовые различия по долговечности семян как у пшеницы, так и ржи. Хозяйственная долговечность семян лучших и худших по этому признаку сортов различалась в 1,5—2 раза. На эти различия большое влияние оказывает норма реакции семян на модифицирующие воздействия, в т. ч. их устойчивость к прорастанию, склонность к полеганию, структурно-механические особенности зерновки. В результате ранжировка 'сортов по долговечности существенно изменяется в зависимости от условий выращивания и особенностей уборки. Чем сильнее влияние модифицирующих воздействий, тем 'в большей степени различаются сорта по качеству и долговечности семян. Так, семена крупнозерной ржи сорта Белта, одни из самых стойких после ручного обмолота, оказались наименее долговечными при уборке комбайном. Под влиянием травмирования их хозяйственная долговечность понизилась с 4 до 1,5—2 лет. Среди сортов озимой пшеницы наихудшая сохранность была у семян склонного к прорастанию сорта Ульяновка 3.

7.3. Влияние условий выращивания на долговечность семян. При резком проявлении недостатка или избытка тех или иных условий жизнеобеспеченности растений происходит заметное увеличение доли ослабленных, .недоразвитых или гипертрофированных семян. Это нередко вызывает существенное сокращение хозяйственной и, в меньшей степени, биологической долговечности семян. Фор'ма кривой выживаемости таких семян остается близкой к типичной, они не утрачивают полностью периода стойкого хранения, их свойства по дого-вечностл не изменяются коренным образом и не исключается возможность получения удовлетворительных но качеству и сохранности семян.

Погодные условия. Установлено существенное различие в темпах старения семян, выращенных при контрастных погод-

ных условиях, например, в 1969 и 1970, 1972 и 1973, 1974 и 1975 гг. (табл. 10). Различия по всхожести у таких партий семян нарастают постепенно и через 6—8 лет достигают 10— 18%- Они обусловлены ухудшением структуры семенных партий урожая неблагоприятных лет, увеличением количества ослабленных семян 'с худшей «сохраняемостью. Однако эти изменения качества 'семян находятся в таких пределах, которые не исключают возможность ежегодно получать в условиях Нечерноземной зоны удовлетворительные по качеству семена переходящих фондов. Это подтверждает и тот факт, что величина снижения всхожести у сухих семян урожая одиннадцати лег (1966—1977) не превышает 1—2% за первый год их хранения, т. е. она меньше того запаса качества, который имеют семена 1, 2 классов.

Таблица 10

Стойкость при хранении семян озимой ржи урожая 1969 и 1970 гг., контрастных по погодным условиям в период налива и созревания. (Ср. по 37 партиям семян)

Год урожая Разность в

Показатели снижении

,1969 •1970 всхожести,

%1

Наступление полной спелости се-

4—VIII

Средняя всхожесть семян, % . . 01,1. £2,9

Снижение всхожести, %/% за

1 год хранения ...... 11.9 0,9 1,0 +

» », » 3 года . . 4,3! 1,6 2,7 + +

» » » 5 лет . . .9,6 4Д 5,4+ + +

» » >8 лет . . 73,3 52,9 204+-++

» » » 10 лет . . 00,8 90,9 5,0

» » >> 12 лет . . 1С« 100 0

Полегание растений. Своевременно убранные семена с полегших участков почти не отличались от контроля по всхожести, «о заметно хуже хранились. Их хозяйственная долговечность понизилась почти вдвое за счет быстрой гибели недостаточно развитых, щуплых семян (рис. 1В). По биологической долговечности такие партии семян мало отличались от контроля. Отсортированные семена озимой ржи с полегших участков при недоборе 10—15% массы сухого вещества удовлетворительно хранятся 1—2 года и семена озимой пшеницы до 3—4 лет.

Фон минерального питания. Выявлено весьма слабое влияние на долговечность семян возрастающих доз полного минерального удобрения или вносимых в запас на несколько лет

высоких доз (250—500 кг/га действующего вещества) фосфорных и калийных удобрений. В течение 4—5 лет все партии семян озимой пшеницы, включая контроль без удобрений, сохраняли всхожесть на уровне, близком к исходному. В последующий период на изменение всхожести семян большее влияние оказали погодные условия вегетационного периода, чем различия по уровню минерального питания.

Спелость семян. В производственных партиях возможно наличие .некоторого количества недоразвитых семян молочного и тестообразного состояния. Они менее долговечны, но заметные различия по всхожести с контролем прослеживаются через 5—8 лет,-обычно вне пределов хозяйственной долговечности (табл. 11).

Таблица 11

Стойкость при хранении семян озимой ржи разных сроков уборки.

(1968—11970 п\ Среднее по 56 партиям семян сорта Гибридная 2)

Состояние семян по спелости

Показатели о 2 о Я к — остооб-. а зное е оско-д ая спс- а ость 8 олная о пелость о '§ а. о * Си л с н

Масса 1000 семян, г. . . . . Высота амилограмми, Е. Л. . . Всхожесть семян, % Снижение всхожести за 1 год хранения, %/%....... £6,7 375 93 0 29.8 290 94 1 30,9 250 91 ,1 30,7 190 93 о 30.0 00 86 26

» » » 3 года . . » » » 5 лет » » » 8 лет . . » > » 10 лет , . » » » 12 лет . . 1Э аіі 98 100 0 7 .100 о 6 54 Ш 100 5 11 59 91 100 52 63 97 100 ,100

Следовательно, основы долговечности семян закладываются на ранних этапах их развития, но завершаются при достижении максимальной сухой массы семян.

7.4. Долговечность поврежденных и прорастающих семян. Моднфикационная изменчивость семян в результате прямого влияния на них факторов внешней среды, технологических приемов уборки и обработки, условий хранения во многих случаях резко ухудшает посевные качества и снижает долговечность семян. Нередко у семян происходит полная утрата периода стойкого хранения, значительно изменяется форма кривой их выживаемости, т. е. происходят коренные изменения свойств семян по качеству и долговечности.

Прорастание семян на корню и в валках приводит к рез-

кому снижению хозяйственной и биологической долговечности семян озимой пшеницы и особенно озимой ржи (рис. 2). Отрицательное влияние прорастания сказывается в течение многих лет хранения и определяется не только явной, но и скрытой его формой. У таких партий семян, особенно озимой ржи, нередко полностью отсутствует 'период стойкого хранения и в первый же год значительно снижается всхожесть. Поэтому семена с признаками прорастания не должны использоваться в качестве переходящих фондов и такие партии семян необходимо выбраковывать. Отсутствие учета качества семян по этому признаку и использование партий, имеющих проросшие зерна, является одной из основных причин резкого снижения всхожести при хранении переходящих фондов в сухом состоянии. В условиях Нечерноземной зоны количество партий семян, существенно снижающих всхожесть при хранении в сухом состоянии, составляет 13—23%.

Механические повреждения семян. В отличие от прорастания, механические повреждения семян оказывают отрицательное влияние не на всю партию, а лишь на те семена, которые их получили в явной или скрытой форме (ушибы). Механически поврежденные семена, сохранившие способность к прорастанию, стареют и снижают всхожесть при хранении ♦значительно быстрее, чем семена без повреждений. Поэтому темп утраты всхожести при хранении семян, убранных комбайном, заметно выше, чем при ручном обмолоте (рис. 1Б). Опыты показали, что опережающая гибель травмированных семян прослеживается в течение 6—8 лет хранения и разрыв по всхожести с семенами ручного обмолота достигает 11 — 13%. Так как количество поврежденных семян обычно в несколько раз больше этой величины, далеко не все фиксируемые повреждения семян оказывают прямое отрицательное влияние на их выживаемость. На завершающем этапе хранения происходит нивелировка различий по всхожести семян ручного и машинного обмолота, в результате чего биологическая долговечность у них оказывается одинаковой (рис. 1Б).

Производственные партии семян, полученные при одинаковых условиях выращивания, но значительно различающиеся по всхожести из-за разного уровня травмирования, имеют практически одинаковую стойкость при хранении и биологическую долговечность. Это обусловлено тем, что семена этих партий, не имеющие повреждений, однотипны по свойствам. Кривые выживаемости таких семян оказались одинаковыми по форме (рис. 1 Г).

Таким образом, механические повреждения значительно сокращают хозяйственную и мало изменяют биологическую

долговечность производственных партий семян. При обычном уровне травмирования сухие семена, независимо от исходной всхожести, могут успешно храниться несколько лет.

Поражение семян плесневыми грибами, как и прорастание, оказывает влияние на всю семенную партию. Но отрицательные последствия такого влияния резко различны для семян, имеющих и не 'имеющих механические повреждения. При хранении, с повышенной влажностью первые оказываются беззащитными против поражения плесневыми грибами и нередко гибнут раньше, чем их влияние станет ощутимо опасным для неповрежденных семян. Поэтому последствия влияния плесневых грибов более полно характеризует степень поражения, чем снижение всхожести семян.

Установлено, что при непродолжительном воздействии плесневых грибов на сырые семена и уровне поражения 50— 100 тыс/г оставшиеся всхожие семена удовлетворительно хранятся 2—4 года в сухом состоянии. В этот период они мало уступают контролю по силе роста :и полевой всхожести (в % к всхожим семенам). Однако позднее такие партии семян начинают утрачивать качество более высоким темпом, т. е. от-

Таблица 12

Стойкость при хранении семян с разной всхожестью, изменившейся под влиянием поражения плесневыми грибами.

(Урожай 1974—1975 гг.)

Группировка семян по качеству

семена высушены после периода консервации со всхожестью, %

89—70 69— 60 менее

Показатели >я я Б

И

о =3 я

Я О

1. Озимая пшеница сорта .Мироновская 80 S (54 партии)

Пораженность грибами, тыс/г . Снижение всхожести за 1 год хра нения, %/%

года года лет лет

0,2-2

0 0 1 5

71

3—10 61—28 750—3500

2 а

о 18 97

0 3

о

38 100

20 70

99

100

а оо

2. Озимая рожь сорта Гибридная 2, Немчиновская 50 (35 партий)

Пораженность грибами, тыс/г . 0,8—6 Снижение всхожести за 1 год хра

нения, %/%..........1

> »2 года . . 4

» » 3 года . . 5

» » 5 лет 23

» » 7 лет 97

6—63 .14—£65 90—1

о 12

а 12 45

8 21 73

44 100

100 100 100

рицательные последствия данного уровня поражения семян грибами проявились не сразу, а через несколько лет (табл. 12).

При более сильном поражении семян плесневыми грибами в пределах 0,5—1 млн./г и выше происходит с первого же года хранения значительное снижение всхожести и силы роста. На рис. 3 пунктирной линией показана примерная граница существенного ослабления биологических свойств (силы роста) однотипных по происхождению семян, но с разной всхожестью, изменившейся под влиянием поражения плесневыми грибами. Общим для 'всех опытов оказалось то, что эта линия пересекает кривые выживаемости семян в переходной зоне, разделяющей период стойкого хранения и период неустойчивой сохранности.

8. Экономическая эффективность выполненных исследований. Внедрение технологии ускоренной сушки семян в насыпи, однокамерных и двухкамерных напольных сушилок осуществляется с 1961 года по 'настоящее время. Экономический эффект от их применения определяется в основном повышением всхожести и выхода кондиционных семян. Согласно акту внедрения результатов НИР по совхозу им. Калинина Шаховского района Московской области, годовой экономический эффект от применения одной напольной сушилки на зерновых культурах при выработке 500 тонн семян за сезон составил 9,1 тыс. р. По рекомендациям, чертежам, проектам, созданным на ос-. п-ове наших разработок, построено, согласно справке МСХ СССР, свыше 5000 напольных сушилок по состоянию на 1979 год. Следовательно, годовой экономический эффект на весь объем внедрения с учетом фактической выработки 250 тонн семян на установку превышает 20 млн. р.

В диссертации подсчитан также предполагаемый экономический эффект от внедрения результатов исследования по оптимизации сроков уборки озимых культур с учетом средней влажности семян, совершенствованию режимов хранения семян переходящих фондов, отбору стойких при хранении партий семян.

Выводы

1. Потенциальный максимум качества при сложившихся условиях онтогенеза семена приобретают к началу—середине восковой спелости, когда прекращается их функциональная зависимость от материнского растения. Последующая моди-фикационная изменчивость семян в 'процессе созревания, уборки, обработки и хранения определяет степень реализации потенциального качества в фактическое качество семян.

В Нечерноземной зоне РСФСР потенциальный уровень всхожести семян озимых зерновых культур достаточен для

получения первоклассного посевного материала. Средняя многолетняя всхожесть семян с производственных посевов при ручном обмолоте просушенных сноповых образцов составляет у озимой пшеницы 98±0,5% и озимой ржи 97±0,6%.

Пониженная и некондиционная всхожесть большинства производственных партий семян вторична. Такие семена появляются в результате допущенных «технологических*» и «сверхнормативных» потерь качества, а также потерь от экстремального проявления факторов внешней среды при созревании и уборке. Повышение всхожести семян возможно, главным образом, за счет сокращения всех видов потерь, и в первую очередь исключения «сверхнормативных» потерь, возникающих при нарушении сроков или технологии работ с семенами.

2. Травмирование семян при обмолоте является одной из самых опасных причин ухудшения их качества в Нечерноземной зоне. Средняя всхожесть семян после однофазной уборки комбайном составляет 92± 1,5% У озимой пшеницы и 87±4% у озимой ржи, потери всхожести под влиянием травмирования равны 6% и 10% соответственно, количество некондиционных партий семян по этой причине достигает п отдельные годы 30—50%.

Важным условием снижения ущерба от травмирования является оптимизация сроков уборки, проведение обмолота при средней влажности зерновой .массы не выше 20%, что позволяет в основном исключить сверхнормативные потери в качестве и получить семена со всхожестью 96±0,8% у озимой пшеницы и 94±0,8% у озимой ржи.

3. Экспериментально выявлена причина определяющего влияния величины уборочной влажности семян на вредоносность их травмирования при обмолоте. Влажность тесно связана со структурно-механическими свойствами семян и через них определяет норму реакции на механические воздействия. При влажности семян ниже 20% повреждения сравнительно неглубоки, при большей влажности глубина повреждений возрастает в 2—5 раз и значительно усиливается вредоносность каждого типа повреждений, резко увеличивается отрицательная роль ушибов.

Статистически показана ограниченная возможность оценки изменения качества семян при обмолоте в условиях Нечерноземной зоны по числу видимых повреждений (ч=0,25 — 0,49) и хорошая пригодность для этой цели уборочной влажности семян (г]=0,77—0,88).

4. Установлены и объяснены новые особенности динамики влажности зерна и его частей в -процессе созревания и уборки.

Варьирование влажности семян в посеве в начале созревания выражено слабо, в конце восковой спелости достигает

максимума (\А=27—30%) и при наступлении полной спелости снижается до среднего и низкого уровня. Поэтому преждевременный обмолот вызывает повышенный ущерб от травмирования как за счет высокой средней влажности зерновой массы, так и'сильного варьирования влажности отдельных семян в посеве.

Влажность зародыша пшеницы и ржи изменяется более динамично, чем влажность эндосперма. Зародыш, имеющий в начале созревания на 8—12% большую влажность, подсыхает три благоприятных условиях значительно быстрее эндосперма и становится суше его в начале 'полной спелости, что повышает сопротивляемость семян травмированию. Наоборот, при выпадении осадков зародыш семян полной спелости увлажняется в 3—9 раз сильнее эндосперма, и это увеличивает ущерб от травмирования при обмолоте.

5. Обоснована возможность некоторого повышения всхожести (на 3—5%) высоковлажных партий семян озимых культур путем немедленной послеуборочной сепарации на решетных системах с выделением 15—20% самых крупных, наиболее влажных и поэтому сильнее поврежденных, с пониженной всхожестью зерен.

6. Выявлена и исследована новая особенность динамики биологической активности свежеубранной зерновой массы, которая выражается в снижении на 30—50% интенсивности дыхания семян в начальный период их хранения при постоянной температуре и достаточной аэрации. Продолжительность этого периода примерно соответствует допустимым срокам консервации семян, а суммарная величина газообмена за этот срок одинакова у семян разной влажности и соответствует потрям на дыхание около 0,2% запаса сухих веществ. В этот период не происходит значительного прироста количества плесневых грибов и всхожесть семян существенно не снижается.

7. Научно разработана и широко внедрена в производство технология ускоренной сушки семян в насыпи активным вентилированием нагретым воздухом. Обоснованы оптимальный температурный режим обработки, нормы расхода агента сушки, высота насыпи семян, выявлен эффективный прием устранения неравномерности семян по влажности, доказана возможность повышения эффективности сушки этим методом семян с затрудненной влагоотдачей. Применение данной технологии позволяет в 3—5 раз ускорить сушку, осуществить ее за один прием при любой исходной влажности.семян, обеспечить надежную их сохранность и повышение качества.

8. Разработаны и внедрены в производство два типа напольных установок для ускоренной сушки семян в насыпи партиями по 20—40 тонн. По нашим техническим заданиям

созданы типовой и несколько технорабочнх проектов сушильных установок, изданы рекомендации по их оборудованию и эксплуатации, построены свыше 5000 сушилок.

9. Экспериментально обоснована оптимальная норма влажности для семян переходящих фондов озимой ржи и озимой пшеницы. Во всех областях Нечерноземной зоны семена переходящих фондов необходимо закладывать на хранение с влажностью не выше 14%, что позволяет в 2—3 раза снизить потери в качестве по сравнению с рекомендуемым режимом хранения при влажности '15—17%, при котором до 40—70% партий семян утрачивают кондиционную всхожесть в результате поражения плесневыми грибами.

10. Экспериментально обоснована возможность длительного хранения высокой насыпи сухих семян без существенного сорбционного увлажнения в условиях Нечерноземной зоны. Значительное изменение влажности семян с годовой амплитудой 4% по зерну и 8% по зародышу происходит лишь в самом верхнем до 3 см слое насыпи. Этот слой семян выполняет роль буфера, который воспринимает на себя все резкие изменения влажности наружного воздуха и в течение многих лет надежно защищает основную массу семян от ухудшения качества.

11. Уточнено и расширено представление о закономерно -стях изменения индивидуальных свойств семян и качества семенной партии в процессе длительного хранения. Экспериментально обоснована типичная кривая выживаемости семян при естественном старении. Она включает начальный «период стойкого хранения» и последующий «период неустойчивой сохранности» семян. Установлены коренные различия в свойствах семян на каждом из них. Первый период указывает на стабильное сохранение исходного уровня качества у основной. массы семян, второй — на постепенное ослабление свойств оставшихся живых семян, в т. ч. по силе роста и способности прорастать в полевых условиях.

12. Градиент снижения всхожести сухих семян при хранении является критерием стабильности или ослабления их биологических свойств. Устойчивое сохранение первоначальной всхожести независимо от ее величины указывает на стабильное поддержание исходного уровня качества семян и, наоборот, значительное на 5—10% и больше снижение всхожести за очередной гад хранения свидетельствует об ослаблении биологических свойств оставшихся живых семян.

13. В многолетних опытах исследовано влияние генотипп-ческгих особенностей на долговечность семян озимых культур. Выявлены существенные сортовые различия семян по этому признаку. Установлено, что ранжировка сортов по долговечности подвержена значительному изменению в зависимости

от условий выращивания и нормы реакции на модифицирующие воздействия условий внешней среды и технологических приемов.

14. Модификационная .изменчивость семян под влиянием характерных для Нечерноземной зоны условий развития растений озимых культур не исключает возможность ежегодно получать удовлетворительные по 'качеству семена переходящих фондов. При неблагоприятных условиях возрастает доля ослабленных, недоразвитых или гипертрофированных семян, в 1,5—2 раза сокращается хозяйственная, но мало изменяется биологическая долговечность, семена не утрачивают полностью период стойкого хранения. Величина снижения всхожести за первый год храпения сухих удовлетворительно вызрев -ших семян находится в пределах 0—2% и она меньше того запаса качества, который имеют семена 1 н 2 классов.

♦ 15. Модификационная изменчивость семян в результате прямого влияния 'на них факторов внешней среды, технологических приемов уборки и обработки, условий хранения во многих случаях более резко, чем неблагоприятные условия выращивания растений, ухудшают посевные качества и долговечность семян.

Прорастание на корню вызывает наиболее резкое ухудшение свойств семян по долговечности, нередко полную утрату периода стойкого хранения,.значительное снижение всхожести в первый же год хранения. По этой причине партии семян с признаками прорастания нельзя использовать как переходящие фонды, их необходимо выбраковывать.

Сильное поражение семян плесневыми грибами (0,5— 1 млн./г) вызывает утрату периода стойкого хранения и резкое ослабление свойств 'оставшихся всхожих семян. При поражении в пределах 50—100 тыс/г не наблюдается заметного ослабления свойств и сохранности семян в первые 2—3 года хранения, 'но позднее они утрачивают качество более высоким темпом, чем контрольные партии.

Механические повреждения ухудшают стойкость семян ирм хранении, снижают хозяйственную, но не изменяют их биологическую долговечность. Однотипные по биологическим свойствам производственные партии семян с разной всхожестью, изменившейся под влиянием травмирования, имеют одинаковую стойкость при хранении и биологическую долговечность.

Предложения производству

1. В целях снижения вредоносности травмирования и получения семян со всхожестью не ниже 1—2 классов необходимо:

— проводить обмолот при средней влажности семян пшеницы и ржи не выше 20]%;

— шартии семян с влажностью выше 28—30% целесообразно выбраковывать до начала послеуборочной обработки и. использовать на продовольственные цели из-за резкого снижения всхожести в результате травмирования при обмолоте:

2. Для предупреждения порчи и с целью повышения качества семян в условиях Нечерноземной зоны необходимо:

— шире использовать напольные камерные сушилки в соответствии с имеющимися проектами и рекомендациями, развивать это направление как необходимую составную часты комплекса сушильных машин;

— использовать нормативы по срокам консервации семян в соответствии с полученными результатами;

— проводить послеуборочную обработку высоковлажных семян в два этапа, обеспечивая сначала быстрое повышение стойкости семян путем очистки и сушки до сухого состояния и затем окончательную доработку по чмстоте. Использовать паузу между ними для определения всхожести семян и браковки по этому признаку непригодных партий.

3. Отбирать в переходящие фонды семенные партии, не имеющие признаков прорастания со всхожестью 1—2 классов. Проводить браковку партий, содержащих даже небольшое количество наклюнувшихся и проросших семян, включить это требование в стандарты на семена пшеницы и ржи.

4. Все семена переходящих фондов пшеницы и ржи необходимо:

— размещать на хранение только в сухом состоянии насыпью до 3 -м и больше;

— в стандарте на семена пшеницы необходимо установить норму влажности для переходящих фондов не выше 14% у всех классов качества и во всех областях Нечерноземной зоны РСФСР;

— при вынужденном складировании семян с несколько повышенной влажностью целесообразно проводить как вспомогательный прием, весеннее досушивание их до сухого состояния, что предупреждает существенное снижение всхожести в летний период;

— для упорядочения расчетов при реализации семян переходящих фондов после сезона хранения необходимо определять их классность с учетом снижения норм по всхожести на 2%. '

5. В целях повышения качества и эффективности работы всех звеньев процесса уборки, обработки и хранения, реализации предложений производству, вытекающих из материалов диссертации, необходимо в каждом семеноводческом хозяйства

ве создать службу внутрихозяйственного контроля качества семян в виде простейших лабораторий с круглосуточным функционированием в сезон уборки и обработки семян.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1: Шибаев П. Н., Карпов Б: А. Сушка семян в насыпи подогретым воздухом. — Селекция а семеноводство, ,1964, № 4, с. гб-ЛЗО.

2: III и б а е в П. Н., Карпов Б. Л. Активное вентилирование семян. — М. Россельхозиздат, 1966. — 88 с<

3. К а р п о в Б. Л. Устранение неравномерности сушки при вентилировании, В сб. Хранение и переработка зерна, М., ЦИНТИ Госкомзага СССР, 1967, в. 8, с. 3—10.

•1 Николаев С. С, Карпов Б. А. Организация сушки семян активным вентилированием. — Селекция и семеноводство, 1967, № 4, с. 41—47.

Б. К а р п о в Б. Л., Шибаев П. Н., П р и х о д ь к о К. А. Особенности подготовки и хранения переходящих фондов семян. — Селекция и семеноводство, 1960, № 4, с. Еб—60.

6. К а р п Q в Б. А. Сушка семенного зерна.—Земледелие, 1969, Лг 8, с. 62—67.

7. Шибаев П. Н., Карпов Б. А. Активное вентилирование семян.— М. Россельхозиздат, 1969, 2-е дополненное издание, III с.

8. Шибаев П. Н., Карпов Б. А. Для будущего урожая. — ж. ВДНХ СССР, 1970, № 7, с. 12—.14.

9. Карпов. Б. А. Механизированный пункт для ускоренной сушки зерна в насыпи. — Техника в сельском хозяйстве, 1970, № 8, с. 24—28.

10. Карпов Б. А. Ускоренная сушка семян на установках активного вентилирования.— Научные труды НИИСХ ЦРНЗ, 1970, т. 1, в. 25, с. 12—21.

И. Шибаев П. Н., Карпов Б. Л. Щербакова Н. Л. Изучение влияния сроков уборки и влажности зерна при обмолоте на семенные качества. —> Научные труды НИИСХ ЦРНЗ, т. I, в. 25, с. 22—35.

•12 Шибаев П. Н., Карпов Б. Л. Меры по улучшению качества переходящих фондов семян озимых культур.—Селекция и семеноводство,

1971, № 5, с. 57—60.

13. К а р п о в Б. Л. Внутрихозяйственный контроль и качество семян. Селекция и семеноводство,. 1972, .4° 3, с. 47—50.

14. Карпов Б. А. Определение качества зерна. Россельхозиздат,

1972, с. 103.

15. Шибаев П. Н., Карпов Б. А., Фоканов А. М. Рекомендации по подгоговке и хранению переходящих фондов семян озимых культур. Россельхозиздат, 1972, с. 16.

16. Карпов Б. А., Шибаев П. Н. О путях повышения всхожести и сохранности семян зерновых культур в Нечерноземной зоне. Сб. Актуальные вопросы послеуборочной обработки и хранения семян, М. BUM, 1983, с. 130—132.

17. К а р п о в Б. А. Хранение зерна. Активное вентилирование зерна. — В кн. Справочник агронома Нечерноземной зоны, под редакцией Гуляева Г. В., М. Колос, 1973, с. 235—252.

18. Карпов Б. А. Травмирование семян озимых, зерновых культур при обмолоте и их качество. Известия ТСХЛ, 1973, № 5, с. 56—61.

19. Карпов Б. А. Уборка, обработка и хранение семян. Россельхозиздат, 1974, с. 204.

20. Ш и б а е в П. Н., Карпов Б. А. О мерах по улучшению качества переходящих фондов семян озимых культур. .Сб. Биология и технология семян, Харьков, 1974, с. 52—56.

21. Карпов Б. А. Активное вентилирование в поточной обработке зерна. Земля родная, 1976, № 7, с. 41—44.

22. Карпов Б. Л. Влажность зародыша и эндосперма зерна пшеницы и ржи при уборке и хранении. — Известия ТСХА, 1976, Д] 4, с. 63— 69.

23. Карпов Б. А. Влияние сроков уборки на долговечность семян озимой ржи. — Известия ТСХА, 1976, № 5, с. 45—50.

24. Карпов Б. А., Николаев Г. С. Рекомендации по сушке семян и продовольственного зерна в насыпи на установках активного вентилирования.— Управление с/х Мособлисполкомз, 1976, с. 14.

25. Ка р п о в Б. А„ М а г о м е д о в а Н. П. Оптимальные сроки обмолота семенных посевов озимой ржи после выпадения осадков — Селекция н семеноводство, 1977, Л\>.4, с. 53—57.

26. Карпов Б. Л., Д е м к и и П. П.„ С н в а л о в а Н. В. Всхожесть и жизнеспособность семян озимых культур в послеуборочный период.— Селекция и семеноводство, 1978, Л» 1, с. 58—60.

27. Карпов Б. А. Интенсивность дыхания свежеубранного зерна в первые дни хранения. — Известия ТСХА, 1979, № 2, с. 27—33.

28. Карпов Б. А. Повышение качества семян путем сортирования непросушенной зерновой массы. — Известия ТСХА, 1979, Л« 3, с. 37—13.

29. Карпов Б. А. Исходные факторы долговечности семян зерновых культур. — Сельскохозяйственная биология, 1980, V? 1, т. 15, с. 42—18.

30. К а р п о в Б. А. Выживаемость семян при хранении. — Известия ТСХА, 1980, Уя 2, с. 15—20.

31. 0 а х а р ч ен ко И. В., Карпов Б. А. Двухфазная технология обработки семян в увлажненной зоне. — Селекция и семеноводство, 1980, .\а 1, с. 331—35,

32. Карпов Б. А. Хранение и структура семенных фондов в увлажненной зоне. —'Селекция и семеноводство, 198-0, Л» 7, с. 37—39.

33. К а р п о в Б. А. Хранение семян. — В кн.: Промышленное семеноводство, М. Колос, под редакцией Сгроны И. Г., 1980, с. 241—246.

34. Карпов Б. А. Внутрихозяйственный контроль качества семян.— В кн.: Промышленное семеноводство. М. Колос, под редакцеий Стропы И. Г. 1980, с. 280—283.

35. К а р п о в Б. Л. Кривые выживаемости семян. Материалы 19-го конгресса ИСТА, Вена, 1980, № 99-СИ, с. 5 (на английском языке).

36. К а р п о в Б, А. Изучение различных способов и режимов хранения семян.— Сб. Методические указания по изучению посевных качеств и урожайных свойств семян с/х культур, МСХ СССР, ВЛСХНИЛ, 1981. с. 129—148.

37. К а р п о в Б. А. О всхожести семян озимых в переходящих фондах. Селекция и семеноводство, 1981, № 3, с. 40—41.

38. Карпов Б. А., Загоскина В. И. Качество п долговечность семян озимых, подвергавшихся прорастанию. Селекции и семеноводство. 1983, № 6, с. 46—48.

Л 7С492 1/Х11—83 г.

Объем 2 п. л. Заказ 3020. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно.