Лабораторная всхожесть микроповрежденных семян ячменя

Введение. Основой стабильности высокой урожайности сельскохозяйственных культур являются высококачественные семена. Однако в процессе механизированной уборки и послеуборочной обработки наблюдается механическое повреждение семенного материала. В частности, степень повреждения зерна зависит от вида зерна, его состояния, физико-механических свойств, а также вида выполняемой технологической операции. Так, при послеуборочной обработке зерно ячменя, проходя по отдельным машинам технологической линии, получает механические повреждения. Это происходит из-за превышения напряжений в некоторых зерновках предела прочности, в результате первоначально возникает микротравмирование, т. е. повреждение плодовых оболочек, эндосперма, а также зародыша [1]. Далее наблюдается макротравмирование, т. е. разрушение зерновок или их дробление. На очистительных машинах дробленые зерна выпадают в отход и в дальнейшем не влияют на качество зерновой партии. Зерна же с микротравмами остаются в партии и ухудшают ее качество при хранении, последующей обработке и переработке, а также к числу причин, ведущих к невысокой урожайности зерна ячменя, следует отнести низкую полевую всхожесть семян [2].

Как отмечалось ранее [3], оценка степени травмирования проводится по суммарному показателю механических повреждений δП, определяемого как сумма i-х видов травм на основании визуального контроля специально подготовленных образцов. Однако на основании многолетнего опыта подобных исследований выясняется, что визуальный контроль не всегда дает объективную оценку качества семенного материала, в частности, произрастание партии семян с микротравмами не всегда детерминировано по отношению к одним и тем же внешним условиям произрастания растений. Причиной этому, по-видимому, является несоответствие значимости визуально видимой травмы семени и будущих последствий развития растения. В силу этого, наряду с визуальным контролем, необходим более глубокий анализ структуры зерновки, с применением соответствующего диагностического оборудования. Самым простым является способ проверки образцов семян на лабораторную всхожесть согласно ГОСТ12038-84. Но при проведении множества подобных экспериментов установлено, что стопроцентная гарантия того, что зерно с визуально отмеченной микротравмой не взойдет, отсутствует, даже отмечается некоторое повышение всхожести семян с микротравмами. Таким образом, во главу угла ставится задача установления соответствия результатов оценки прямого (органолептического) и косвенного (биологического) методов [3].

Поэтому для повышения точности такой оценки влияния микротравм на всхожесть семян авторами [4] предлагались варианты ужесточения условий проверки семян на всхожесть, т. е. создание условий, приближенных к полевым. В одном из таких вариантов семена предлагалось испытывать на лабораторную всхожесть также по ГОСТ12038-84, но с одним отличием – ложе, куда укладываются семена, предварительно смачивается 0,05–0,07 % раствором серной кислоты. В другом варианте семена с микротравмами и семена контроля предварительно замачивались в 50 % растворе серной кислоты на определенное время, в частности, для семян ячменя по данным такая экспозиция составляла 15 мин, затем семена промывались дистиллированной водой и высаживались в почву на глубину 5-6 см. По истечении определенного времени (5–15 дней) проводилась оценка качества результатов путем сравнения всходов, полученных из образцов микротрав-мированных семян со всходами из семян контрольного образца.

Вышеописанные методики дают свой положительный результат – повышение качества оценки точности соответствия прямого и косвенного методов. На наш взгляд, наряду с методиками ужесточения, имеет право на жизнь и другая сторона вопроса, а именно применение методик, основанных, наоборот, на создании еще более благоприятных, чем в стандартном лабораторном термостате, условий произрастания растений. И стимулом к этому является использование идей аэропоники – направ- ления стремительно проникающего в последнее время в сельскохозяйственное производство.

Цель исследования : определение всхожести зернового материала, прошедшего механизированную обработку, в лабораторных условиях с использованием аэропонной установки «Росинка» (далее – проращиватель) [5, 6].

Задачи исследования :

• 1)    определение всхожести семян ячменя, прошедших механизированную обработку при различной влажности;

• 2)    определение всхожести семян ячменя в зависимости от числа пропусков зерна через машину;

• 3)    определение влияния вида травм на показатели всхожести зернового материала.

Материалы и методы исследования . Для проведения эксперимента образцы семян ячменя различной влажности искусственно обрабатывали на «ударной машине» [7, 8]. Затем каждый образец в соответствие с методикой был разделен на три части: целые, микроповрежденные и дробленые зерна [4]. После этого целые и микроповрежденные зерна из каждого образца были подвергнуты испытанию на всхожесть в вышеуказанной установке. Закладка проводилась в специальные лотки-контейнеры (рис. 1, 3). Режимы работы проращивателя были следующие: подача влажного насыщенного воздуха составляла 30 мл/ч, температура среды в проращи-вателе – 23 °С. Эксперименты проводились в трехкратной повторности.

По истечении трех суток от момента закладки проводился подсчет семян, имеющих сильные ростки, слабые ростки и семян без ростков (табл.).

По результатам проращивания на рисунках 1–5 визуально отмечается, что с увеличением числа пропусков зерна через машину количество проросших семян снижается, а при числе 15, 20, 25 ростки практически не видны. Кроме того, видно, что многократно травмированные зерна покрыты плесенью, т. е. дальнейшее их прорастание невозможно.

а                                        б

Рис. 1. Зерна влажностью 10 % до (а) и после (б) проращивания при числе пропусков через машину 5

а

б

Рис. 2. Зерна влажностью 10 % до (а) и после (б) проращивания причисле пропусков через машину 10

б

Рис. 3. Зерна влажностью 10 % до (а) и после (б) проращивания при числе пропусков через машину 15

а            б

Рис. 4. Зерна влажностью 10 % до (а) и после (б) проращивания при числе пропусков через машину 20

а                б

Рис. 5. Зерна влажностью 10 % до (а) и после (б) проращивания причисле пропусков через машину 25

По данным таблицы построены графики зависимости всхожести семян ячменя от числа пропусков при различной влажности и от влажности при различном числе пропусков (рис. 6, 7).

Зависимость всхожести семян от влажности имеет экстремум – максимум при влажности 15 % [9]. Показатель механических повреждений при такой влажности снижается главным образом из-за того, что в число целых (не травмированных) зерен попадают зерна с невидимыми травмами, т. е. микротравмиро-ванные [10]. В силу это визуальный контроль образцов зерна влажностью более 15 % является неточным и требует корректировки предложенным способом.

К вышеизложенному также можно добавить, что процесс получения зерном повреждений при различной влажности носит упруго-пластический характер [11]. Причем таким образом, что при влажности менее 15 % наблюдаются упругие деформации, от 15 до 25 % – характер деформаций комбинированный (упруго-пластический) и, наконец, при влажности более 25 % – деформации чисто пластические. А так как по эксперименту видно, что значительное снижение всхожести наблюдается при влажности более 20 %, то пластические деформации для посевного материала являются наиболее опасными.

Всхожесть семян ячменя различной влажности при различном числе пропусков через машину

Число пропусков	Всхожесть, %
	10	15	20	25	30	35
0	87,82	87,82	87,82	87,82	87,82	87,82
5	78,05	70,96	31,74	12,45	0,00	0,00
10	52,76	65,44	20,51	4,75	0,00	0,00
15	19,68	37,25	7,16	0,57	0,00	0,00
20	17,14	26,25	3,70	0,23	0,00	0,00
25	4,26	10,26	0,33	0,00	0,00	0,00

Рис. 6. Зависимость всхожести семян ячменя от числа пропусков при различной влажности

Рис. 7. Зависимость всхожести семян ячменя от влажности при различном числе пропусков

Выводы . Рассматривая приведенные выше графические зависимости и данные визуального контроля всхожести, можно отметить следующее:

• 1.    С увеличением числа пропусков семян через машину при одной и той же влажности происходит снижение их всхожести.

• 2.    Зерна ячменя, утерявшие оболочку, имеют всхожесть меньшую, чем зерна, не травмированные в среднем на 20 %.

• 3.    Проросшие травмированные зерна характеризуются слабыми ростками.

В заключение следует сказать, что предложенный метод оценки с использованием аэропонной установки перспективен и его внедрение позволит повысить эффективность проведения анализов семенных партий на посевные качества.