Травмирование зерна

По данным профессора И.Г. Строны из Института растениеводства им. В.Я. Юрьева, травмирование семян кукурузы с учетом всех микро- и макротравм составляет 90–95%, ржи — 85–90%, твердой пшеницы — 80–85%, мягкой пшеницы — 45–50%.
Травмирование зерна
Повреждение семян отрицательно сказывается на последующем развитии растения и его урожайности. На схеме показаны последствия высевания травмированных семян (по И.Г. Строна).
Наибольшей травмированностью характеризуются зерновки кукурузы, гороха, риса — в них чаще появляются трещины. Например, до 95% семян кукурузы высеваются травмированными, что негативно сказывается на урожайности этой культуры.
По данным И.Г. Строна, средняя урожайность за три года при высеве целых семян составила 30,2 ц/га, при высеве с внутренними трещинами — 26 ц, с микротравмами — 23,8 ц/га.
Фузариоз - зараженность через травмирование
Важно также учитывать травмированность зерна при его закладке на хранение. Результаты исследований, проведенных С.А. Чазовым, показывают, что нарушение целостности зерновки способствует развитию на ней микроорганизмов, в том числе микроскопических грибов, чья активная жизнедеятельность существенно ухудшает качество зерна при хранении. Так, если целые семена зерновых культур поражаются грибами на 15%, то с повреждением оболочки зародыша — на 45%, с слабым повреждением самого зародыша — на 46%. 
При таких повреждениях всхожесть семян составляет соответственно 98%, 95 и 93%. По заключению семенной лаборатории по этому показателю они отнесены к 1 классу.
Для кукурузы аналогичен рост плесневых грибов: в 1 г целых семян их количество составляет 40 тыс. шт., в семенах с внутренней трещиноватостью — 42 тыс., с сорванным чехликом — 490 тыс., с поврежденной оболочкой — 550 тыс. шт.
Наиболее подвержено развитию микроорганизмов поврежденное зерно повышенной влажности. На рисунках 3 и 4 показаны рост плесневых грибов во влажном зерне кукурузы и пшеницы при хранении.
Известно, что зерно повреждается на всех этапах уборки и при дальнейшей обработке. Уборка комбайнами травмирует до 20–30% зерна, послеуборочная обработка на специальных машинах — 60–70%, при посеве с помощью сеялок — 4–6% (см. таблицу).
Чтобы уменьшить степень повреждения зерна необходимо: 
• сократить количество воздействий различных механизмов на зерно, повысить эффективность работы зерноочистительного оборудования для исключения повторной очистки зерна;
• применять только щадящие режимы обработки;
• использовать в оборудовании полимерные материалы, смягчающие воздействие твердых поверхностей на зерно. (В. Русских, генеральный директор ООО АгроПромэкс  Уменьшая травмирование зерна, повышаем его урожайность, Комбикорма  №  7, 2010 г., с. 51-53).

Индустриальный век оттянул людей в города, а те, кто остался на сельскохозяйственной ниве получили высокопроизводительные, и в это же время агрессивные по отношению и к земле, и к зерну машины. (Сегодня Человечество потребляет около 700 млн. тонн пшеницы, и около 800 млн. тонн кукурузы). В результате такой нагрузки на почву за последние 100 лет более половины земель сельскохозяйственного назначения выведены из оборота, как за счет отчуждения, так из-за утраты плодородия (к сожалению, этот процесс набирает силу). 
После такого вступления надо бы перейти к конкретным вопросам почвосберегающей технологии, но я перейду к конкретным вопросам повышения урожайности за счет производства отборных семян, улучшения сохранности зерна за счет снижения травмирования.
А связь с вступлением такая: если традиционная Технология землепользования, требует такой высокой платы как Плодородие почвы, что нельзя не Дополучать возможный урожай, темболее, терять его в процессе послеуборочной обработки.
Многократное силовое воздействие на зерно различных машин и механизмов, многократные удары, сжатия, трения и т.д. не могут не травмировать зерно, если уж избежать травмирования невозможно, то нельзя мирится с его масштабами. По данным замечательного ученого Харьковского института Растениеводства им. В.Я. Юрьева профессора И.Г. Строны – травмирование с учетом всех микро и макротравм составляет: семян кукурузы – 90 – 95%, ржи – 85–90%, твердой пшеницы – 80 – 85%,мягкойпшеницы–45–50% [1]. На этом же уровне находится травмирование технических, зернобобовых и крупяных культур.
Производство зерна носит сезонный характер, а потребление производных от него Продуктов для корма животных и питания человека  –  круглогодично, поэтому умение сохранять зерно от урожая до урожая –жизненно важная задача человечества.
Наверное, правильно назвал, ибо именно человек начал земледелие с целью выращивания зерна, и сегодня производит его более двух млрд. тонн (в 2010 году около 2300 млн. тонн). Но, к сожалению, до потребления доходит только 2/3 от того, что он мог бы получить, ибо 1/3 он не смог сохранить в надлежащем качестве, а какую-то часть из этого и вовсе потерял. Так, только на долю микроорганизмов приходится потерь не менее 20 млн. тонн зерна в год.
Но те потери, которые связаны с порчей зерна и продуктов его переработки строго не учитываются, хотя по приблизительной оценке их в десятки раз больше (по оценкам департамента Зерновой логистики концерна Buhler потери составляют 20%).
Зерно относится к ресурсам на ряду с нефтью, газом, металлом, электроэнергией, но названные ресурсы в отличии от зерна не возобновляются, а зерно ежегодно возобновляемый ресурс, основа для которого - почва.
О долгосрочной перспективе необходимо сказать особо. Через 40 лет население Земли составит 9 млрд. человек. Всемирный спрос на зерно резко возрастет. Речь идет о тех ближайших 40 годах, за которые изменение климата (смещение температурных зон, снижение уровня грунтовых вод и др.) приведет к снижению урожаев в ряде стран, находящихся в зоне риска. 
При этом требования к качеству зерна возрастут по следующим причинам:
Во-первых, стремлением снизить потери при уборке и послеуборочной обработке свежеубранного зерна (сократить время контакта основного зерна с сором).
Во-вторых, длительная по времени перевозка и хранение может обеспечить только чистое и механически не поврежденное зерно.
В-третьих, потребитель все более и более требователен к информации о происхождении продуктов питания, начиная с качества исходного сырья и всей последующей технологии его переработки. Да и конкуренты – «разоблачители» используют малейшую возможность выбить с рынка конкурента – то бензин в украинском подсолнечном масле найдут, то пальмовое масло в сыре и т.д.
В данной работе рассмотрим только два звена общей технологии: очистку свежескошенного зерна (зернового вороха) и технологию производства отборных семян.
Произвести зерно высокого качества, очистить, высушить и сохранить без потерь до переработки – чрезвычайно трудно, т.к. для этого необходимо выполнить следующие условия:
– высевать только сортовые нетравмированные семена высокого потенциала;
– не допустить поражение зерна в поле вредителями и возбудителями болезней;
– вовремя убрать в сжатые сроки (от 5 до 7 дней) для чего нужно иметь парк комбайнов с нагрузкой на каждый не более 100 га (80 га – США, 67 – Германия, 400(!) – Россия). Потери при осыпании зерна в поле при затяжной уборке доходит до 20% и более. А, как известно, прежде всего, осыпаются легко обмолачиваемые и хорошо выполненные зерна;
– свежеубранное зерно очистить от сора и пыли сразу после поступления на ток, для чего нужна линия по очистке зерна по производительности в 1,5 раза выше производительности парка комбайнов;
– после очистки высушить зерно в щадящем по температуре режиме до влажности ниже критической;
– охладить зерно после завершения послеуборочного дозревания и заложить на хранение ;
– поддерживать в хранилище требуемые режимы по температуре и влажности; 
– постоянно контролировать состояние зерна.
При этом обязательно на всех этапах свести к минимуму– травмирование зерна и пылеобразование.
К огромному сожалению, этого сегодня нет, но рано или поздно так будет, не наше, так следующее поколение должным образом будет обращаться с зерном, ибо величина потерь зерна и затраты на поддержание приемлемого качества зерна до его переработки или продажи конечному потребителю намного превышают требуемые вложения в инфраструктуру строгой технологии по производству, послеуборочной обработке и хранению зерна. 

1.3.1. Травмирование зерна – начало многих проблем.
Утверждать вышесказанное позволяют результаты многочисленных исследований, выполненные за последние 40-50 лет.
Рассмотрим особенности травмирования различных культур, но в начале некоторые общие понятия.
Независимо от культуры травмирование разделяется на макротравмы и микротравмы.
Макротравмы:
– отбиты части зерна (зародыша, эндосперма);
– частично или полностью удалена защитная оболочка;
– зерно поражено грызущими насекомыми.
Микротравмы:
– механическое микроповреждение различных частей зерна и защитной пленки (цветочной и плодовой);
– внутренняя трещиноватость; повреждение микроорганизмами.
Методы определения:
– макротравмы – визуально и 10-ти кратное увеличение оптикой.
– микротравмы – метод красок, рентгенография и т.п.
В зерновой массе микротравм в десятки раз больше, чем макротравм.
Рассмотрим особенности травмирования различных культур.
Пшеница
При естественном варианте развития жизненного цикла, без вмешательства человека, зерно пшеницы после фазы полного созревания под собственным весом отделяется от материнского растения и место отделения перед этим покрывается защитной пленкой. Никакого травмирования при этом не происходит. Человек, в борьбе за свое существование, вмешался в этот природный процесс. Ради чего создал на сегодняшний день сложную, по сути, индустриальную технологию производства зерна. Понятно, что природа не могла предполагать такую судьбу своему детищу (имеется в виду зерно). Принудительное обращение с зерном, начиная с уборки и на всей послеуборочной обработке, не может его не травмировать. Удары по зерну дробят его, оставляют трещины, вмятины; трение, как межзерновые, так и между зерном и твердой поверхностью разрушают защитную оболочку, особенно над зародышем, где она более эластичная. Смятие зерна деформирует его, уплотняя отдельные его части. Что касается пшеницы, то многие авторы указывают на меньшую устойчивость к механическим воздействиям твердых сортов пшеницы по сравнению с мягкими. Зародыш твердых сортов пшеницы более резко выделяется на поверхности зерна, у мягких – находится в углублении. Поэтому зерно твердых сортов пшеницы повреждается значительно сильнее, чем мягких, а также имеют большой процент семян с поврежденным зародышем. Так, при сравнительном испытании семена твердой пшеницы повреждались на 15 % больше чем семена мягкой пшеницы. При этом у последней не наблюдалось зерен с травмированием зародыша, а твердая имела таких зерен 8 %, в том числе половина из них с выбитым зародышем. Необходимо отметить, что скороспелые сорта значительно легче травмируются, чем среднеспелые сорта, что объясняется различной толщиной покрывных оболочек.
На прочность зерновки оказывает влияние температура. При температуре ниже нуля зерно становится ломким. Свободная влага, всегда имеющаяся в порах, капиллярах и межклеточных пространствах зерна, превращается в лед, и, расширяясь, ослабляет структуру зерна. По данным УралНИИСХоза при переходе от температуры + 22 °С до – 5 °С сопротивляемость зерна дроблению снижается на 22 – 23 %. Так сортирование пшеницы при – 15 °С в
феврале увеличивало повреждение зерна на 50 % по сравнению с обработкой в октябре.
Кукуруза
Похоже, что для Украины, как ни для какой другой страны, кукуруза и соя становятся культурами XXI века. И не только по причине того, что Украина, как никакая другая страна мира, имеет огромный аграрный потенциал, но и в
силу растущей потребности в этих культурах на мировом рынке.
Семена кукурузы склонны к травмированию. Так по данным И. Г. Строны [1] – травмированность семян кукурузы достигает 90–95 %.
Исследования Г.Б. Ермолова показали, что наиболее опасны травмы на спинной стороне в верхней части зерна. Это объясняется нарушением алейронового слоя, который является проводящим слоем физиологически активных веществ от эндосперма к зародышу. Для зерна кукурузы характерна внутренняя трещиноватость в эндосперме. Естественно, что зерно с внутренними трещинами легче подвергаются дроблению при любом механическом воздействии.
Подсолнечник
Казалось бы природа так крепко защитило ядро подсолнечника и его зародыш от возможного повреждения, но человек легко справляется с этой защитой и разрушает ее. При первых ударах по семечку образуется трещина, что в последующих взаимодействиях с машиной приводит к частичному разрушению защитной оболочки лузги.
Соя
Если травмирование семенных культур за последние 50 лет исследовались многими научными школами, то данные по таким бобовым культурам как соя появились только в последнее время. Отличительная особенность травмирования сои – отслоение защитной оболочки от семядолей. При этом отслоенная часть отмирает, и послеуборочная фаза жизнедеятельности боба нарушается. Еще хуже, если оболочка притом теряет свою целостность. Дело в том, что в семенах бобовых оболочка закрывает семядоли, которые и есть зародыш, т.е. практически любая травма сои – это травма зародыша.
1.3.2. Травмирование зерна при уборке.
Пшеница
По данным Центральной машиноиспытательной станции при лабораторно-полевых испытаниях комбайнов общее травмирование зерна озимой пшеницы составляет 30-42%. Количество поврежденных зерен у озимой пшеницы только при обмолоте находится в пределах 27-42%. Дробление пшеницы при уборке доходит до 3% и более. Хотя пшеница относится к трудно обмолачиваемым культурам, крупные зерна, находящиеся в средине колоса обмолачиваются сравнительно легко, а мелкие, имеющие более крепкую связь с колосом либо не обмолачиваются, либо травмируются сильнее. При последующей обработке зерновки, размер которых 2 мм и менее отходят на сортировальных машинах и не влияют на качества партии.
Естественно, что крупные зерна пшеницы более склонны к дроблению. Пшеница чаще дробиться вдоль зерна. Для анализа из бункера комбайна были взяты по 100 шт. зерен, целых и дробленных. Измерения и подсчет убедительно показали, что крупные зерна пшеницы дробятся в большей мере, нежели мелкие (рис.11).
Кукуруза
Травмированность при уборке кукурузы сильно зависит от влажности зерна.
Ниже приведенный график (рис.12) наглядно это демонстрирует. Видно, что минимум травмирования приходится при уборке Сушка кукурузы из-за ее склонности к образованию трещин требует особых режимов. Так, по результатам анализа, при ручном обмолоте початков и воздушной сушке выявлено 8...10% трещиноватого зерна, причем трещины, сравнительно не глубокие, а при тепловой сушке и механическом обмолоте трещины в эндосперме обнаружены в 65...83% семян. Большинство трещин при этом проходили через весь эндосперм, вплоть до зародыша. Динамика такого травмирования понятна: интенсивное испарение влаги с поверхности зерна и медленное ее поступление с внутренних слоев влияет на линейные размеры отдельных частей зерна и возникающие при этом напряжения приводят к образованию трещин.
Комбинация сушки: вначале активное вентилирование, а затем, тепловая сушка оказывала более умеренное влияние на образование трещин в эндосперме семян кукурузы.
Соя
Исследования показывают, что бобовые, при прочих равных условиях, сильнее травмируются, нежели зерновые, и вред от травмирования таких культур гораздо значительнее. В травмировании бобовых как бы соединились все уязвимые места других с/х культур: дробление и трещиноватость характерное для риса и кукурузы, разрушение оболочки и повреждение зародыша характерное для ржи, ибо зародыш в семенах бобовых расположен сразу за оболочкой.
Интересным оказался результат по взаимосвязи травмирования и влажности в процессе уборки сои. Интерпретация результатов приведена на рис.13.
Характерно, что при уборке при высокой влажности количество макротравм в 2,5 раза выше, чем микротравм. Это можно объяснить тем, что зерно высокой влажности более эластично, и при деформации и ударе не дробится, но деформация приводит к необратимым микротравмам, а именно отделению семенной оболочки от семядолей.
И, наоборот, при низкой влажности зерно более склонно к дроблению и количество макротравм при влажности 9,7% во время обмолота примерно в 1,5 раза превосходят количество микротравм.
Рис
Отличительной особенностью травмирования риса является наличие трещин в зерне еще до начала уборки. Объясняется это тем, что быстрое неравномерное изменение содержания воды в зерновке создает объемное напряжение. Как правило, в средней части зерновки образуются крупные поперечные трещины, а параллельно им более мелкие трещины. Обычно это происходит при полной спелости зерновки, когда быстро теряется влага. Возникшие внутри эндосперма трещины в большинстве случаев достигают алейронового слоя. Трещиноватость зерна на корню достигает 10 %, а при перестое урожая доходит до 20 %. Понятно, что при уборке по крупным трещинам происходит разрушение (дробление) зерна. Наряду с дроблением зерна при уборке происходят и другие виды механических повреждений (обрушивание, повреждение чешуек и т.д.). Прочность риса, даже при наличии одной трещины заметно снижается (рис. 9).
При обмолоте риса, в среднем, дробится до 10 % и обрушивается до 15 % семян. Повышение оборотов барабана жатки приводит к заметно большему травмированию. Общее количество повреждений при умеренной подачи массы составляет примерно 50 %. Такое количество травмированных зерен
также обусловлено трудностью обмолачивания риса. Снижение травмирования при уборке зерна возможно за счет регулирования режимов обмолота, которое сводится, грубо говоря, к оптимизации соотношения травмирования зерна и недомолота. 
2. Отборные семена – семена будущего
Если оставить в покое очередную упущенную возможность по разработке технологии точного земледелия украинскими учеными (ученые фирмы «Хартрон» г. Харьков заняты заказами США по системам управления космическими объектами) и принять достигнутый уровень эффективности землепользования как наднациональное достояние, то мы можем поздравить друг друга с прорывом в агротехнологии.
Человек вышел на уровень управления эффективностью производства сельскохозяйственных культур.
Вопрос: «Что же будет с Родиной и с нами» через 40-50 лет, когда людей на земле добавится на два миллиарда человек, а площадь сельхозугодий (только 10% суши Земного шара пригодны для земледелия) уменьшится уже не стоит устрашающе, тем более для Украины, в которой доля сельхозземель составляет более 60% от всей территории. Именно сочетание достижений в области точного земледелия, почвосберегающих технологий и органического земледелия дают уверенность в том, что на земле хватит ресурсов для решения проблем питания растущего населения.
Если говорить о потенциале, то сегодня уверенно называются цифры 10 т/га по озимой пшенице, 20 т/га по кукурузе, 50 т/га по картофелю, 100 т/га по бураку. Возможности оценки состояния поля позволяют выровнять агрофон с учетом рельефа поля, контролировать засоренность. В случае невозможности выровнять плодородие поля (рельеф не позволяет, разная влажность, и т.п.) на помощь приходит технология дифференцированного сева – одно из последних достижений точного земледелия.
Совершенно очевидно, что такая подготовка поля, включающая мониторинг плодородия, дифференцированное распределение удобрений с целью выравнивания агрофона, управление засоренностью и, наконец, дифференцированный высев требуют отборных семян.
Уборка посевного материала (сортоучастки, участки размножения, гибридизации и т.п.) должна производится исключительно на щадящих (пониженных) режимах роботы. Постоянное противоречие между полнотой обмолота и травмированием зерна должно решаться в пользу сохранности зерна – в недомолоте семян нет.
Отборные – это нетравмированные, откалиброванные, отобранные по плотности семена.
2.1. Травмирование семян – снижение урожайности и ухудшение качества зерна
Полевая невсхожесть – расплата за травмирование семян.
2.1.1. Лабораторная всхожесть
Стандартные методики оценки таких показателей как энергия прорастания и всхожесть семян рассчитаны на лабораторные условия, в то время как травмированность проявляется в полевой всхожести, интенсивности начального роста, развитии растения и, наконец, урожайности.
Энергия прорастания и лабораторная всхожесть у пшеницы практически не позволяет выявить такие повреждения как: повреждения эндосперма, алейронового слоя, повреждение оболочки над зародышем.
Лабораторная всхожесть таких семян практически совпадает с целыми, они способны давать проростки длиной до одного см. и относятся по ГОСТу к кондиционным. В лучшем случае лабораторная всхожесть выявляет травмированность зародыша, всхожесть таких зерен вдвое ниже, чем у целых.
Совсем другая картина в поле. Так полевая всхожесть у многих кондиционных партий семян снижается на 20-25 %. Из целых семян развивались сильные, идущие вверх ростки. Поврежденные семена дают слабые ростки, потерявшие геотропическую ориентацию и очень часто скрученные у самого семени в штопор. Одним словом, общепринятая технология оценки кондиционности посевного материала по лабораторным показателям не выявляет в полной мере вреда, который наносит травмированность (рис. 58).
Если полевую всхожесть озимой пшеницы в среднем считают около 75% (на Украине 74%, на Кубани 77 %), то снижение ее против лабораторной всхожести составляет 25%. Еще хуже обстоит дело с яровой пшеницей – ее
полевая всхожесть составляет около 60%. Такое снижение всхожести в полевых условиях многие исследователи объясняют самыми разными причинами – глубиной заделки, сроком сева, крупностью семян и т. п. Несомненно, все это имеет определенное значение, но тщательный анализ показывает, что из общего числа факторов снижающих всхожесть на долю травмированных семян приходится 60–70%. То есть травмы снижают полевую всхожесть семян озимых культур на 17–18%, яровых – на 25%. Эти цифры подтверждены опытами, которыми установлено, что снижение полевой всхожести семян озимой пшеницы обусловлено разными причинами (рис. 59), основная причина невсхожести – травмированность
семян. При высеве травмированного зерна в почве погибает примерно 30–40 кг семян при средней норме высева 2 центнера на 1 га, в результате стеблестой получается изреженным. Для озимых культур это менее опасно (число стеблей выравнивается за счет дополнительного кущения), а яровые не обладают способностью восстанавливать стеблестой за счет кущения, что
и приводит к большим потерям. Так только из-за изреженности всходов урожай озимых снижается на 7 %, а яровых на 20%. С достаточной долей уверенности можно утверждать, что полевая невсхожесть обусловлена наличием в посевном материале травмированных семян, не проявившихся в условиях лабораторного анализа. 
Семена кукурузы в результате травмирования, полевую всхожесть в сравнении с лабораторной, снижали до 38 % (рис. 60).
Полевая всхожесть травмированных семян резко снижается при неблагоприятных условиях в период посева и всходов. Наиболее объективная картина по жизнеспособности травмированных семян ржи наблюдается в фазе полевой всхожести (рис. 61). Ниже приведен график, показывающий динамику полевой всхожести ржи в зависимости от времени после посева, и видов травмирования. 
График показывает, что уже на этой фазе травмированные семена не смогут дать сильных растений. Интересно отметить, что по полевой всхожести семена с поврежденным эндоспермом не уступали семенам с поврежденной оболочкой зародыша. В тоже ставали растения из семян с поврежденным эндоспермом. В дальнейшем, в течении вегетации, эти растения выглядели более слабым и наблюдалась их значительная гибель.
По многолетним наблюдениям не всхожесть семян ржи колеблется в пределах 25–30 % по озимым сортам, и 35–40 % по яровым.
Полевая всхожесть семян, в значительной мере, определяется глубиной их заделки. Даже при хорошей влагообеспеченности и среднесуточной температуре 12–15оС поврежденные семена ржи, посеянные на глубине 3 см, имели полевую всхожесть – 82 %, а посеянные на глубине 9 см – 61%,неповрежденные соответственно – 93 и 87%. Таким образом, с увеличением глубины поврежденных семян снизилась на – 21%, а не повреждённых на 6 %.
По данным А.И. Апрода, трещины в эндосперме риса не оказывает влияние на лабораторную всхожесть, а при высеве в почву, даже в лабораторных условиях, ведут к резкому снижению всхожести, вес проростков полученных
от травмированных семян, заметно ниже, чем от целых семян. При прорастании в почве трещиноватые семена снижают всхожесть на 10–20%, и вес проростков из них значительно ниже, чем из целых семян. На протяжении всей фазы всходов разница в высоте опытных и контрольных растений составляет 20–30% (рис. 62).
Битые семена – слабый рост
Понятно, что вред травмирования не ограничивается всхожестью семян, ибо те растения, которые проросли из травмированных семян, часто выпадают в процессе вегетации, отстают в росте и гораздо более подвержены болезням и поражениям вредителей. Интенсивность (сила) начального роста семян является одним из важных показателей их жизненности и оказывает большое
влияние на последующий рост и развитие растений. У травмированных семян, иногда проявляется даже повышенная интенсивность начального роста. Так трещины оболочек в области зародыша почти не ослабляют интенсивность начального роста, но впоследствии эти растения заметно отставали в развитии (рис. 63).
На первый взгляд может показаться странным, что травма нанесенная зерну проявляется после того, как оно проросло, и питание для дальнейшего развития растения обусловлено фотосинтезом и общим агрофоном. Объяснение этому дают генетики. Естественно, что травмированный неполноценный посевной материал тормозит ростовые процессы и снижает продуктивность растения. По росту больше всего отставали растения из семян с поврежденным эндоспермом (рис. 64). Возможное объяснение этому – нарушение поступления питательных веществ от эндосперма. В течение вегетации эти растения выглядели более слабыми. Неравномерность появления всходов и медленный прирост зеленой массы растений отражаются на их развитии. Выколашивание у таких растений наступает на 3–4 дня позже.
Интенсивность начального роста целых и травмированных семян кукурузы (по И. Г. Строна) наглядно демонстрирует следующий график (рис. 65).
Характерно, что на начальный рост растения сильно влияет нарушение целостности эндосперма, хотя всхожесть при этом – около 90 %.
Особенно сильно проявляются поврежденные семена кукурузы при низких температурах на начальной стадии роста (рис. 66).
С учетом наличия травмированных семян сроки сева кукурузы надо назначать прежде всего ориентируясь на среднесуточную температуру и температуру почвы на глубине заделки семян. Заглубление семян при посеве увеличивает вред наносимый травмированием семян – всхожесть поврежденных семян ухудшается еще на 20–21 %.
Ущербность травмированных семян проявляется как в начальной фазе (рис. 67), так и по мере развития растений (рис. 68). 
Как зерновая культура рис в мировом производстве зерна занимает третье место. Большую долю травм зерен риса наносят уборочная техника и сушка, но оценка «агрессивности» машины и технологий будет дана в последующих публикациях. В процессе очистки зерновой массы риса происходит, в основном, растрескивание эндосперма и повреждается цветочная пленка. Даже одноразовый пропуск риса через сепаратор, травмирует 9 % зёрен, из них – у 5 % повреждена цветочная плёнка.
Естественно, что при обмолоте, очистке происходит переход одного вида травм в другой. Часть трещиноватых семян дробятся, семена с поврежденной цветочной пленкой частично обрушиваются, а обрушенные семена дробятся. Влияние трещиноватости семян риса на первых стадиях развития растений показано на рис. 69. Приведенные данные показывают идентичность процессов влияния травмирования семян на динамику прорастания и развитие роста различных культур.
2.1.3. Нет травмам – выше урожай
Для оценки снижения урожая яровой, пшеницы были высеяны семена с разными видами макро и микротравм, результаты сравнения приведены на рис. 70.
Несмотря на то, что приведенные исследования являются целевыми,  результаты убедительно показывают влияние различного рода травм на урожайность пшеницы. Микротравмы зерен приводят к меньшим потерям применительно к одному растению, но их количество (травмированных зерен) в десятки раз больше, чем зерен с макротравмами. Снижение урожайности, вызванное травмированным посевным материалом, особенно проявляется в засушливые годы. Так, по данным Х. Уоллес (Канада), при недостатке почвенной влаги всхожесть неповрежденных семян составляла 60 %, а поврежденных 16 %. Поврежденные семена сильно снижают всхожесть и при низких температурах почвы и при неоптимальной глубине заделки.
В опытах И.Г. Строна и В. М. Шевченко среднее снижение урожая кукурузы из-за травмированности семян составляло 20–23 %. Зависимость снижения урожайности от типа травмы выглядит следующим образом (рис. 71).
К большому сожалению, для выявления внутренних трещин, и микротравм зародыша требуются специальные лаборатории, которых нет на семенных заводах и единственно верный ход – снижать травмирование кукурузы начиная с комбайна и в дальнейшем процессе послеуборочной обработки её.
Уменьшение повреждений зерна кукурузы важно не только для семян, но и для товарного зерна, ибо при хранении именно поврежденные зерна являются очагами развития поражения микроорганизмами.
Что касается риса, то в научной литературе накоплен большой материал о влиянии травм семян риса на урожайность. При этом проблема полевой всхожести семян этой культуры является одной из главнейших, так как травмирование оказывает особенно сильное отрицательное влияние именно на всхожесть семян риса по той причине, что они длительное время лежат в переувлажненной почве
При посеве трещиноватых семян риса в полевых условиях всхожесть снижается более чем на 20%, а продуктивность растений составляет 70%, по сравнению с продуктивностью растений из целых семян. На рисунке 72 показано влияние травм семян риса и их продуктивность. Из рисунка видно, что большое отрицательное влияние на урожайность оказывает растрескивание цветочной пленки. У риса часто наблюдается полное обрушивание. Обрушенные семена при проращивании в лабораторных условиях снижают всхожесть по сравнению с целыми на 20%, но при высеве в полевых условиях, они практически не дают всходов. Так при тех же условиях с целыми семенами, обрушенные показали 76% лабораторную всхожесть, а на поле проросло 2 растения.
2.2. Пораженные семена – потеря урожая
Целые семена покрыты твердой и плотной оболочкой – мертвыми клетками эпидермиса и тонким слоем кутикулы, которые состоят, главным образом из клетчатки и восковых веществ и, как правило, не подвергаются воздействию микроорганизмов. Плесни хранения опасны тем, что они наименее требовательны к влаге и размножаются при равновесной влажности 13-15% и
температуре до 6 °С. Понятно, что травмированные семена являются при этом средой активной жизнедеятельности микроорганизмов, поскольку повреждение защитных оболочек семян открывает доступ микроорганизмам к питанию и, естественно, к размножению. Наиболее уязвимым местом для поражения плесневыми грибами, способными значительно снизить семенную ценность зерна, является зародыш. Преимущественное развитие грибов на зародыше объясняется его большей по сравнению с другими частями зерна гигроскопичностью, меньшей защищенностью – он покрыт легко травмируемой семенной тонкой пленки клетчатки, и обеспечен в большем количестве легкоусвояемыми веществами (белки, жиры, углеводы и др.). Рассмотрим влияние травмирования зерна на поражаемость его микроорганизмами и снижение жизнедеятельности растений для семян пшеницы, кукурузы и ржи.
Пшеница. Интересно отметить, что при очень высоких показателях по лабораторной всхожести степень поражения грибами у травмированных семян в 3 раза выше, чем у целых (рис. 73). Поражение травмированных семян грибами еще более резко обнаруживается при определении силы начального роста. Гистохимическая оценка проростков показала, что макроповреждения эндосперма и зародыша ведут к частичной потере запасных веществ: белка, аминокислот, крахмала, сахара и жира. Изменяется и содержание физиологических веществ. Таким образом, ущербность травмированных семян обусловлена нарушением физиологических процессов протекающих при прорастании.
Кукуруза. По данным многих исследований грибы ксерофиты растут и развиваются на семенах кукурузы при влажности 14 – 15 %.
Рис. 73. Лабораторная всхожесть семян в зависимости от характера травмирования и поражения грибами (С.А. Чазов) [1].
Рис. 74. Общее количество плесневых грибов, тыс. шт. микроорганизмов / г зерна [1].
48Грибная флора практически постоянно присутствует на семенах, и некоторые ее виды (например, плесневые грибы) могут размножаться при влажности воздуха около 65 %. Зависимость количества плесневых грибов от вида травмированности зерна кукурузы показана на рис. 74.
Видно, что поверхностная микрофлора поврежденного зерна увеличивается во много раз. Интересно то, что если оболочка у зерна целая, то внутренняя трещиноватость не может провоцировать размножение микроорганизмов. Большое разнообразие микрофлоры отмечено при прорастании в полевых условиях. Выемка зерна по методике академика Н.Н. Кулешова, проводимая по посевам кукурузы показала, что все не проросшие семена были поражены грибами.
Рожь. Из всех зерновых культур наиболее легко поражается зародыш ржи. Фитопатологические анализы семян ржи перед посевом показывают, что зерна с сильным поражением зародыша практически все поражены грибами и не удивительно, что выемки не проросшего в полевых условиях зерна, производившиеся на специальных посевах ржи показали, что все не проросшие семена были поражены грибами. При тех же условиях зерно пшеницы поражается в меньшей степени (рис. 75). В отдельные годы зерна ржи с сильным повреждением зародыша были поражены грибами на 100 %. Естественно, что такая поражаемость травмированных семян сильно снижает силу роста (рис. 76).
Микроорганизмы, кроме непосредственного разрушения клеток семян зерна омертвляют зародыш и проросток токсичными продуктами своей жизнедеятельности. Наличие большого количества микроорганизмов на травмированных семенах подтверждается как при проведении целевых анализов, так и опосредованных. Поскольку интенсивность дыхания является суммарным показателем дыхания семян и населяющих их микроорганизмов, то по многочисленным наблюдениям отмечается повышенная интенсивность
дыхания травмированных семян. Повышение активности дыхания травмированных семян при их прорастании указывает на то, что изменяется весь окислительно - восстановительный режим проростков. Таким образом, энергия прорастания и всхожесть поврежденных семян снижаются в результате нарушения физиологических процессов, протекающих при прорастании. Плохая сохраняемость травмированных семян объясняет то, что озимые культуры, будучи высеянными без предшествующего длительного хранения меньше страдают от травмирования нежели яровые, от уборки до сева которых время в несколько раз больше, чем у озимых.
Все вышесказанное позволяет утверждать, что предупреждение травмирования и глубокая очистка зерна исключительно важны как для товарного зерна, а еще в большей мере для семян.
2.8. Обработка семян перед севом – обязательный шаг к высокому урожаю
Очевидно, что для фермера одна из составляющих условий этого выживания – высокий урожай.
Многочисленные исследования показывают, как травмируется зерно при его уборке и взаимодействии с машинами послеуборочной обработки, и аграрии с этим вынуждено мирились как с неизбежностью. Но сегодня, можно сказать, лед тронулся – разработаны, производятся и успешно эксплуатируются щадящие нории (не травмируют зерно), сита (решета) без заусенец и каких-либо углов, очищающе-калибрующие машины без шнеков. В разработке и испытании находятся такие машины как щадящий протравитель, сотовый виброаспиратор, щадящий подборщик с бурта и
другие.
Понятно, что замена травмирующих машин, которые выпускались десятилетиями, выпускаются и будут еще выпускаться какое-то время (человеческое мышление чрезвычайно инертно), на не травмирующие произойдет не так быстро, как это требуется. Но сегодня имеются возможности без замены машин уменьшить ущерб, обусловленный травмированием зерна. Вот некоторые из них –обеззараживание зерна с целью сохранности его в послеуборочный период хранения, и второй – инкрустация семян совместно с протравливанием, с целью снижения их зараженности и покрытия их защитной пленкой от проникновения микроорганизмов через поврежденную машинами природную защиту. К перспективным способам обеззараживания зерна перед закладкой его на хранение относятся микроволновая обработка и озонирование. Об этих технологиях в данной статье речь не пойдет. Рассмотрим только влияние протравливания и инкрустации на посевные качества и урожайность травмированных семян и машины, применяемые для такой обработки.
Системные и достаточно полные исследования на эту тему выполнены в 70-х годах прошлого века. Научная и практическая значимость этих исследований не вызывает сомнений.
Даже лабораторная всхожесть заметно повышается при протравливании, особенно травмированных семян. Характерно, что полевая всхожесть целых семян составляет не более 80% , это как раз тот случай, когда микротравмирование семян не определяется обычными методами и не проявляется лабораторными анализами, а проявляется в условиях поля.
Протравитель успешно справляется с грибами, особенно на семенах ржи. Понятно, что посевные качества, развитие растений в вегетативный период сказываются на урожайности. Сегодня достижения науки в области селекции растениеводства, агроземледелия позволяют получать гарантированно высокие урожаи при условии строгого выполнения современных технологий возделывания. При этом ставка на естественное плодородие давно канула в лета. Ниже приводится график роста урожайности зерновых культур в европейских странах за последние сто лет (рис.107).
Нет никакого желания комментировать такой график, а есть пожелание, чтобы он каждую ночь снился нашим чиновникам и политикам, особенно тем, которые при каждом удобном случае кичатся украинским черноземом, будто они его сотворили.
Но все таки позволю один комментарий. Начало будущего высокого урожая – семена, нетравмированные, сильные, с высоким потенциалом, защищенные от болезней и вредителей, упакованные в оболочку из всего того, что обеспечит мощное начало растению – сбалансированное комплексное удобрение из макро- и микроэлементов. Одним словом отборные семена.
Именно эту последнюю часть подготовки семян и выполняет протравливание и инкрустация. Эффективность протравливания обусловлена не только влиянием собственно протравителя, но и его способностью образовывать защитную пленку на поверхности семян, что предотвращает доступ почвенных микроорганизмов к зерну. Такую технологию защиты семян в 80-х годах назвали инкрустированием.
Инкрустирование – это нанесение на поверхность семян жидкого состава, состоящего, прежде всего, из пленкообразующего вещества с добавлением органических и минеральных фунгицидов, инсектицидов и стимуляторов роста, микроэлементов и красящего состава. По результатам исследований института им. В.Я.Юрьева именно такая инкрустация является обязательной составляющей интенсивной технологии растениеводства, ибо позволяет получить прибавку к урожаю зерновых культур на 15-20%, сахарной свеклы на 5-10%, кукурузы на 7-12%. [9] Большая доля в этом результате приходится на собственно инкрустацию как средство защиты пленкой травмированных мест зерна.
Так по данным исследований специалистов института им. В.Я.Юрьева только
нанесение пленкообразующего красителя повышало энергию прорастания и всхожесть на 3-5%. Особенно заметен результат обработки некондиционных семян. Так обработка некондиционных семян рапса повысило энергию прорастания до 11%, а всхожести до 8%. [9]
Большую роль при инкрустации играет пленкообразующая способность наносимого вещества и способ его нанесения. Инкрустация должна надежно закрепить на поверхности зерна наносимый состав, а способ нанесения должен обеспечивать равномерность нанесения его на поверхность. За счет высокого качества инкрустации возможно: существенно (до 50%) снизить расход препаратов, предотвратить отслоение препарата от поверхности и осыпания нанесенного вещества, тем самым удержать высокие семенные показатели семян и обезопасить окружающую среду и людей при пересыпании, транспортировке, загрузке протравленных семян, при севе.
Выше сказанное определяет ряд требований к машинам для протравливания (инкрустации) основными из которых являются:
1. Обеспечивать полноту и равномерность нанесения состава;
2. Не превышать оптимально необходимую норму наносимого препарата для каждого типа семян.
Но главное требование – не травмировать семена. Как можно, после огромного труда и затрат на производство семян высоких репродукций, затолкать их в машину для протравливания нашпигованную шнеками.
По результатам исследования за один проход семян через шнек травмирование различных семян лежит в пределах от 1.2 до 6(!)% [5].
Отмечается, что именно шнек является основным травмирующим устройством в известных зерноочистительных машинах. «Внешнее повреждение в пределах 2-3% в машине вторичной очистки МВО-20 происходит в шнековом распределителе». [5] «Повреждение семян в триер-
ном блоке (около 2% за один проход) обусловлено шнеками для выгрузки материала». [5]
В связи с этим, анализировать преимущества и недостатки поставляемых сегодня на рынок машин для протравливания, в которых единственным механизмом вымешивания семян является шнек, не имеет никакого смысла –
с позиций, оценивающих вред от травмирования семян это поколение машин типа ПСШ, ПНШ, ПС, ПК и т.п. как отечественного, так и зарубежного производства не имеют перспективы. Даже в таких машинах непрерывного действия как СТ 2-10 известного зарубежного бренда вопросы травмирования не решены (рис. 108).
Во-первых, качество распыла препарата на тарельчатых форсунках тем выше, чем выше обороты, но при этом высокие обороты рассеивания диска зерна приводят к травмированию семян при их ударе о стенку корпуса камеры протравливания.
Во-вторых, в таких машинах вымешивание семян с целью равномерного распределения препарата выполняется вращающимися лопатками по принципу того же шнека. С позиций щадящего воздействия на семена и эффективность нанесения покрытия в лучшую сторону относятся стационарные протравливатели роторно-статорного принципа типа__СТ 50 Petkus и СС 50 HELD-Cimbria .
В протравливателях инерционно-фрикционного типа ПНУ ставка сделана на смачивание зерна при его инерционном движении под действием центробежных сил по поверхности чашеобразной центрифуги, покрытой пленкой жидкого препарата [5]. При этом стремление снизить расход препарата, получить тонкую смачивающую пленку протравителя вынуждает повышать обороты центрифуги, что, в свою очередь, ускоряет движение семян, и они с большой скоростью ударяются о неподвижный сферический уловитель камеры протравливания. В данной схеме это противоречие неразрешимо. 

Так, в предлагаемой конструкции скорость движения семян при выходе их из центрифуги составляет около 25 м/с (o 313 мм; обороты 1500 об/мин). Исследования, проведенные М.М. Тухватулиным [6] по влиянию удара семян показали, что уже при ударе со скоростью 6 м/с травмирование семян пшеницы существенно. Характерно, что удар семян с высокой скоростью даже о резину не решает вопрос. Используемые в настоящее время в составе протравителей пленкообразующие компоненты накладывают еще одно требование к машинам по протравливанию семян – быстрая и эффективная очистка от оставшихся на стенках препаратов и семян.
В силу вышеизложенного перед разработчиками протравливателя ПСФ: была поставлена задача разработать нетравмирующий, эффективный, легкоочищаемый протравливатель непрерывного действия для семян любых с/х культур.
Рабочий процесс такой машины выглядит следующим образом .

Зерно поступает дозируемым непрерывным потоком через входной канал (1) во внутреннюю полость вращающегося шестигранного барабана  ка меры  протравливания. К граням барабана с определенным шагом по нормам крепятся ориентаторы (2) под углом к оси вращения. Ориентаторы в процессе свободного пересыпания зерна обеспечивают его движение от входа к выходу. Изменение углов крепления ориентаторов позволяет регулировать время нахождения семян в камере протравливания. Жидкий препарат дозировано подается через две форсунки (3), факелы распыла которых направлены на поток падающего зерна. Мелкодисперсность распыла
формирует аэрозольный процесс смачивания непрерывно пересыпающегося зерна, чем и обеспечивается полнота и равномерность покрытия семян препаратом при малых его расходах. Зерно в процессе ворошения дополнительно смачивается той частью препарата, которая попадает на стенку барабана в верхней его части. Граненая форма обуславливает двухэтапный процесс ворошения – скольжение зерна по грани и последующее его переворачивание, что улучшает процесс самосмачивания за счет многоточечного контакта. Протравленное зерно через выходное устройство высыпается из камеры протравливания. С целью уплотнения рабочего объема камеры протравливания между подвижными и неподвижными элементами машины выполнены лабиринтные уплотнения. Именно такое, взятое за основу устройство камеры протравливания (инкрустации) позволит создать линейку машин как стационарных, так и передвижных отвечающих всем указанным выше требованиям. Таким образом, мы рассмотрели все машины, обеспечивающие щадящую обработку зерна после комбайна и производство высокопродуктивных семян. 
Список использованной литературы:
1. И. Г. Строна. Травмирование семян и его предупреждение. М. «Колос» 1972.
2. Фейденгольд В.Б., Закладной Г.А., Алексеева Л.В., Львова Л.С., Темирбекова С.А. Мерыборьбы с потерями зерна при заготовках, послеуборочной обработке и хранении на элеваторах и хлебоприемных предприятиях/Под ред. В.Б.Фейденгольда – М.: ДеЛи принт, 2007. – 320 с.
3. Загальне насіннєзнавство: навчальний посібник/ Г.О.Жаткова. – Суми: Університетська книга, 2009. – 273 с.
4. Доктор с/х наук, профессор, член-корреспондент НААНУ С.М.Каленская, кандидат с/х наук, доцент Н.В.Новицкая, кандидат с/х наук А.Е.Стрихар – «Влияние механических повреждений на посевные качества семян и урожай-
ность сои».
5. Дринча В.М. Исследование сепарации семян и разработка машинных технологий их подготовки/В.М.Дринча. – Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2006. – 384 с.
6. М.М.Тухватуллин «Повышение качества и обеспечениесохранности зерна при обработки и хранении путем применения полимерных материалов в обо-
рудовании, силосах и бункерах». (официальный адрес сайта: www.agropolimer1993.ru)
7. В.Дринча, д-р техн.наук, Б.Цыдендоржиев, канд.техн. наук, Восточно-Сибирский государственный технологический университет. Резервы снижения потерь зерна при хранении («Комбикорма», №8 2010).
8. Юкиш А.Е., Ильина О.А. Техника и технология хранения зерна. – М.: ДеЛи принт, 2009. – 718 с.
9. Лабораторія насінництва та насіннєзнавства ІР ім.. В.Я. Юр’єва УААН. Звіт за 2010 рік на тему «Оцінити ефективність дії барвника для інкрустації насіння на прикладі соняшнику, кукурудзи, ріпаку озимого та пшениці озимої». Харків 2010 р.



"Зерно. Очистка. Производство зерна. Щадящие технологии Фадеева."
IV. Особенности травмирования семян пшеницы

Целесообразно в этом разделе рассмотреть особенность травмирования зерновых культур близких по форме: пшеницы, ржи, ячменя, овса. Как уже было сказано, механические повреждения вызваны силовым взаимодействием зерновки, как с твердой стенкой, так и межзерновыми контактами. Зерновки при этом подвергаются сжатию, сдвигу, трению, удару. Статистика показывает, что по частоте повторяемости микротравм их можно расположить в следующей последовательности: плодовая оболочка, семенная оболочка, отделение плодовой оболочки. В среднем, количество повреждений озимой пшеницы и ржи, определяемых при визуальном рассмотрении через лупу (10-тикратное увеличение), находится в пределах 27-43% для пшеницы и 37-63% для ржи. Причем, рожь дробится поперек, а пшеница вдоль. Травмированность при обмолоте (дробленые зерна) в среднем составляет для пшеницы 3,5%, для ржи 7,6%. Если говорить о микротравмах, то у пшеницы травма оболочки около зародыша составляет 50-60% от всех видов травм, а у ржи иногда зародыш выбивается полностью, и это случается чаще, чем у пшеницы более чем в два раза. И это при том, что пшеница намного труднее обмолачивается, нежели рожь. Что касается обмолота пшеницы, то крупные зерна, находящиеся в средине колоса обмолачиваются сравнительно легко, а мелкие, имеющие более крепкую связь с колосом либо не обмолачиваются, либо травмируются сильнее. При последующей обработке зерновки, размер которых 2 мм и менее, отходят на сортировальных машинах и не влияют на качество партии. Естественно, что крупные зерна пшеницы более склонны к дроблению. Для анализа из  бункера комбайна были взяты по 100 шт. зерен, целых и дробленных. Измерения и подсчет убедительно показали, что крупные зерна пшеницы дробятся в большей мере, нежели мелкие.  То есть, из 100 целых зерен крупных было 33 шт., в 100 шт. дробленных зерен крупных оказалось 66 шт., а в семенах самых крупных–целых было вообще 2 шт., а дробленных 7 шт.
Рожь травмируется сильнее. Зерновка ржи удлиненная с продолговатым выпуклым зародышем. Кроме того, покрывные ткани зерновки ржи тоньше и нежнее, чем у пшеницы. Клетки плодовой оболочки  у  ржи  сплющиваются сильнее.
Давно замечена  разница  в предрасположенности к травмированию стекловидных и мучнистых сортов пшеницы. Разное анатомическое строение  стекловидных и мучнистых сортов пшеницы исследованы еще в XIX веке (К. Новицкий, 1870 г.). У стекловидных зерен промежутки между крахмальными зернами заполнены белковым веществом, а у мучнистых эта граница между крахмальными зернами так же заполнена белком, но в форме очень тонких пленок. Стекловидная зерновка твердая и хрупкая, а мучнистая мягкая. При ударе стекловидные зерна растрескиваются на неправильные куски, а мучнистые мнутся или превращаются в муку. Зависимость  прочности зерна от стекловидности показана на рисунке 26. Твердость эндосперма твердой пшеницы в два с лишним раза выше твердости оболочек, тогда как у мягкой пшеницы  различий в твердости пленок и эндосперма нет. Зародыш твердой пшеницы резко выделяется на поверхности зерна, в то время как у мягкой он находиться в углублении. Поэтому повреждаемость твердых сортов пшеницы существенно выше, чем у мягких, и у них бо?льший процент семян с травмированным зародышем. Скороспелые сорта пшеницы значительно легче травмируются, что объясняется меньшей толщиной покрывных оболочек. 
При температуре ниже нуля зерно становится хрупким, что объясняется замерзанием свободной воды в капиллярах и в межклеточном пространстве, что и приводит к разрушению внутренней связи в тканях зерна. Качественно изменение прочности зерен крахмальных  и  стекловидных  сортов при изменении температуры окружающей среды совпадают, а количественно имеется существенная разница. Так, сортирование пшеницы в феврале при t = -15°С увеличивало повреждение зерна на 50% в сравнении с обработкой в октябре (плюсовая температура).
Вывод. Послеуборочную обработку зерна и подготовку семян необходимо выполнять до наступления морозов. Травмирование семян различными машинами будут оценена в соответствующем разделе, а вот о сеялке можно сказать несколько слов. Травмирование семян при севе происходит как при загрузке их в сеялку, так и самой сеялкой. На мой взгляд, недопустимо загружать семена в сеялку шнеком. Таким трудом и затратами дались семена и терять их качество на последнем этапе перед севом равносильно членовредительству. Тем более, что имеется много вариантов загрузки семян абсолютно не травмирующих семена. Другое дело сеялка. Темпы сева сегодня очень высоки. Так, современные сеялки движутся по полю со скоростью 16 кг/час, за сутки засевают более 200 га, высевая при этом около 40 т семян пшеницы. При такой скорострельности трудно обеспечить щадящее движение семянки из бункера в ложе. К сожалению, строгой оценки современных сеялок на предмет травмирования семян мне в литературе не удалось отыскать. С целью комплексной оценки доли травмирования семян пшеницы в послеуборочной обработке на АС-10 были проведены исследования, результаты которых приведены на рисунке 28. Оценивались только макроповреждения. Пробы были взяты на следующих этапах:

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

Причины макро- и микроповреждений одинаковы, иначе и быть не может, – если машина разрушает целостность зерна – макротравма, то понятно, что она не может не наносить микротравм в гораздо большем количестве. Тщательный анализ показывает, что при сегодняшней уборочной и послеуборочной технологии обработки зерна, высевается около 80% травмированных семян. Для легко травмируемых даже чуть больше, для озимой пшеницы чуть меньше, но, в среднем, указанная цифра верна. Связь травмированных семян и снижение их осевных и урожайных качеств исследовалась многократно, и данных на сегодня в соответствующей литературе более, чем достаточно. Эта связь заметна даже на этапе лабораторной всхожести. Стандартные методики оценки таких показателей как всхожесть семян рассчитаны на лабораторные условия, в то время как травмированность проявляется в полевой всхожести, интенсивности начального роста, развитии растения и, наконец, урожайности.
Лабораторная всхожесть травмированных семян практически совпадает с целыми, они способны давать проростки длиной до одного см. и относятся по ГОСТу к кондиционным. В лучшем случае лабораторная всхожесть выявляет травмированность зародыша, всхожесть таких зерен вдвое ниже, чем у целых. Энергия прорастания и лабораторная всхожесть у пшеницы практически не позволяет выявить такие повреждения как: повреждения  эндосперма, алейронового слоя, повреждение оболочки над зародышем.
Совсем другая картина в поле. Так полевая всхожесть у многих кондиционных партий семян снижается на 20-25%. Из целых семян развивались сильные, идущие вверх ростки. Поврежденные семена дают слабые ростки, потерявшие геотропическую ориентацию и очень часто скрученные у самого семени в штопор. Одним словом, общепринятая технология оценки кондиционности посевного материала по лабораторным показателям не выявляет в полной мере вреда, который наносит травмированность. Если полевую всхожесть озимой пшеницы в среднем считают около 75% (на Украине 74%, на Кубани 77%), то снижение ее против лабораторной всхожести составляет 25%. Еще хуже обстоит дело с яровой пшеницей–ее полевая всхожесть составляет около 60%. Такое снижение всхожести в полевых условиях многие исследователи объясняют самыми разными причинами – глубиной заделки, сроком сева, крупностью семян и т. п.
Несомненно, все это имеет определенное значение, но тщательный анализ показывает, что из общего числа факторов снижающих всхожесть на долю травмированных семян приходится 60–70%. То есть травмы снижают полевую всхожесть семян озимых культур на 17–18%, яровых – на 25%. Эти цифры подтверждены опытами,  которыми  установлено, что  снижение полевой всхожести семян озимой пшеницы обусловлено разными причинами, основная причина невсхожести – травмированность семян.
При высеве травмированного зерна в почве погибает примерно 30–40 кг семян при средней норме высева 2 центнера на 1 га, в результате стеблестой получается изреженным. Для озимых культур это менее опасно (число стеблей выравнивается за счет дополнительного кущения), а яровые не обладают способностью восстанавливать стеблестой за счет кущения, что и приводит к большим потерям. Так только из-за изреженности всходов урожай озимых снижается  на 7%, а яровых на 20%. С достаточной долей уверенности можно утверждать, что полевая невсхожесть обусловлена наличием в посевном материале травмированных семян, не проявившихся в условиях лабораторного анализа.
Наиболее объективная картина по жизнеспособности травмированных семян ржи наблюдается в фазе полевой всхожести. Ниже приведен график, показывающий динамику полевой всхожести ржи в зависимости от времени после посева, и видов травмирования. График показывает, что уже на этой фазе травмированные семена не смогут дать сильных растений. Интересно отметить, что по полевой всхожести семена с поврежденным эндоспермом не
уступали семенам с поврежденной оболочкой зародыша. В тоже время, по росту больше всего отставали растения из семян с поврежденным эндоспермом. В дальнейшем, в течении вегетации, эти растения выглядели более слабыми наблюдалась их значительная гибель. По многолетним наблюдениям невсхожесть семян ржи колеблется в пределах 25–30% по озимым сортам, и 35–40% по яровым. Полевая всхожесть семян, в значительной мере, определяется глубиной их заделки. Даже при хорошей влагообеспеченности и среднесуточной температуре 12–15оС поврежденные семена ржи, посеянные на глубине 3см, имели полевую всхожесть–82%, а посеянные на глубине 9см–61%, неповрежденные соответственно–93 и 87%. Таким образом, с увеличением глубины заделки всхожесть поврежденных семян снизилась на –21%, а не повреждённых на 6%. Исследования показали, что особенно сильно проявляется травмирование при севе в сухое поле. При этом, выход из положения традиционный–в глубине заделки семян. Вот тут-то травмированные семена и несправляются с прорастанием–силы мало, это многократно подтверждено многими исследователями. Проростки травмированных семян медленно растут и развиваются. Понятно, что вред травмирования не ограничивается всхожестью семян, ибо те растения, которые проросли из травмированных семян, часто выпадают в процессе вегетации, отстают в росте и гораздо более подвержены болезням и поражениям вредителей. Интенсивность (сила) начального роста семян является одним из важных показателей их жизненности и оказывает большое
влияние на последующий рост и развитие растений. Как известно, силу роста семян, или просто силу семян, оценивают по темпу развития растений, взвешивая вес ростков и вес корней (по100шт.). Приведенные данные наглядно показывают разницу в силе роста целых и травмированных
семян. У травмированных семян, иногда проявляется даже повышенная интенсивность начального роста. Так трещины оболочек в области зародыша почти не ослабляют интенсивность начального роста, но в последствии эти растения заметно отставали в развитии. На первый взгляд может показаться странным, что травма нанесенная зерну проявляется после того, как оно проросло, и питание для дальнейшего развития растения обусловлено фотосинтезом и общим агрофоном. Объяснение этому в следующем. Травмирование семян пшеницы резко снижает количество зародышевых корней. Это исследование, проведенное в институте им. В.Я.Юрьева (Е.Г.Кизилова) убедительно отвечают на вопрос: почему влияние травмирования семян не заканчивается после прорастания растения в поле, когда, казалось бы, фотосинтез и корневая система берут на себя всю «ответственность» за рост, развитие и продуктивность растения. А как брать «ответственность», когда количество зародышевых корней не 5-6, как у сильных здоровых семян, а всего 2-3 корня! А, как известно, зародышевые корни сопровождают развитие растений пшеницы и формирование колоса до фазы молочно-восковой спелости и «ответственны» за 70% урожая (остальная часть приходится на работу вторичных корней, появляющихся через 25-27 дней после зародышевых). Вот и получается, что рад бы «ответить», да нечем. Естественно, что травмированный неполноценный посевной материал тормозит ростовые процессы и снижает продуктивность
растения. По росту больше всего отставали растения из семян с поврежденным эндоспермом и зародышем. В течение вегетации эти растения выглядели более слабыми. Неравномерность появления всходов и медленный прирост зеленой массы растений отражаются на их развитии. Выколашивание у таких растений наступает на 3–4 дня позже, а общее отставание в развитии растений из травмированных семян может составлять
10 дней. Ущербность травмированных семян проявляется как в начальной фазе, так и по мере развития растений. Конечная плата за травмирование семян – недобор урожая и низкое качество зерна. Для оценки cнижения урожая яровой, пшеницы были высеяны семена с разными видами макро и микротравм, результаты сравнения приведены на рисунке. Несмотря на то, что приведенные исследования являются целевыми, результаты убедительно показывают влияние различного рода травм на урожайность пшеницы.
Микротравмы зерен приводят к меньшим потерям применительно к одному растению, но их количество(травмированных зерен) в десятки раз больше, чем зерен с макротравмами. Снижение урожайности, вызванное травмированным посевным материалом, особенно проявляется в засушливые годы. Так, по данным Х. Уоллес (Канада), при недостатке почвенной влаги
всхожесть неповрежденных семян составляла 60%, а поврежденных 16%. Поврежденные семена сильно снижают всхожесть и при низких температурах почвы, и при неоптимальной глубине сева. Микроорганизмы на травмированных семенах усугубляют проблему.
Как известно, целые семена покрыты твердой и плотной оболочкой–мертвыми клетками эпидермиса и тонким слоем кутикулы, которые состоят, главным образом из клетчатки и восковых веществ и, как правило, не подвергаются воздействию микроорганизмов. Плесни хранения опасны тем, что они наименее требовательны к влаге и размножаются при равновесной влажности 13-15% и температуре до 6°С. Понятно, что травмированные семена являются при этом средой активной жизнедеятельности микроорганизмов, поскольку повреждение защитных оболочек семян открывает доступ микроорганизмам к питанию и, естественно, к размножению. Наиболее уязвимым местом для поражения плесневыми грибами, способными значительно снизить семенную ценность зерна, является зародыш. Преимущественное развитие грибов на зародыше объясняется его большей по сравнению с другими частями зерна гигроскопичностью, меньшей защищенностью–он покрыт легко травмируемой семенной оболочкой, состоящей из тонкой пленки клетчатки, и обеспечен в большем количестве легкоусвояемыми веществами (белки, жиры, углеводы и др.). Рассмотрим влияние травмирования зерна на поражаемость его микроорганизмами и снижение жизнедеятельности растений для семян пшеницы и ржи.
Пшеница. Интересно отметить, что при очень высоких показателях по лабораторной всхожести степень поражения грибами у травмированных семян в 3 раза выше, чем у целых (рис.40). Поражение травмированных семян грибами еще более резко обнаруживается при определении силы начального роста. Гистохимическая оценка проростков показала, что макроповреждения эндосперма и зародыша ведут к частичной потере запасных веществ: белка, аминокислот, крахмала, сахара и жира. Изменяется и содержание физиологических веществ. Таким образом, ущербность травмированных семян обусловлена нарушением физиологических процессов протекающих при прорастании. Из всех зерновых культур наиболее легко поражается зародыш ржи. Фитопатологические анализы семян ржи перед посевом показывают, что зерна с сильным поражением зародыша практически все поражены грибами и не удивительно, что выемки не проросшего в полевых условиях зерна, производившиеся на специальных посевах ржи показали, что все непроросшие семена были поражены грибами. При тех же условиях зерно пшеницы поражается в меньшей степени (рис.41). В отдельные годы зерна ржи с сильным повреждением зародыша были поражены грибами на100%. Естественно, что такая поражаемость травмированных семян сильно снижает силу роста (рис.42). Микроорганизмы, кроме непосредственного разрушения клеток семян зерна омертвляют зародыш и проросток токсичными продуктами своей жизнедеятельности. Наличие большого количества микроорганизмов на травмированных семенах подтверждается как при проведении целевых анализов, так и опосредованных. Поскольку интенсивность дыхания является суммарным показателем дыхания семян и населяющих их микроорганизмов, то по многочисленным наблюдениям отмечается повышенная интенсивность
дыхания травмированных семян. Повышение активности дыхания травмированных семян при их прорастании указывает на то, что изменяется весь окислительно-восстановительный режим проростков. Таким образом, энергия прорастания и всхожесть поврежденных семян снижаются в результате нарушения физиологических процессов, протекающих при прорастании. Плохая сохраняемость травмированных семян объясняет то, что озимые культуры, будучи высеянными без предшествующего длительного хранения меньше страдают от травмирования нежели яровые, от уборки до сева которых время в несколько раз больше, чем у озимых. Все вышесказанное позволяет утверждать, что предупреждение травмирования и глубокая очистка зерна исключительно важны как для товарного зерна, а еще в большей мере для семян.
Излагаю материал о травмировании зерна и предполагаю естественный вопрос читателя: «А комбайн! Он же механически удаляет зерно из колоса, причем это порой требует немалых усилий». Согласен, коснемся и этого вопроса.
Исследования последних лет показали, что прочность связи зерна с колосом обусловлена наличием плодоножки (рис.43). Действительно, принудительное отделение зерна от колоса не может быть выполнено без травм зерна, ибо место соединения зерновки с плодоножкой разрушается. Даже при ручном обмолоте при удалении зерна из колоса часть зерна получает незначительные микроповреждения оболочки в месте прикрепления к плодоножке. Однако в естественных условиях при полном созревании зерна происходит естественное отсоединение зерновки от плодоножки и более того, место этого контакта на зерновке покрывается защитной пленкой. Задача сводится к равновыровненности поля к уборке, ибо сила связи зерен с колосом колеблется в широком пределе и наиболее труднообмолачиваемые зерна конечных колосков. Наиболее легко обмолачиваются тяжелые крупные зерна
центральной части колоса. Исследования Пугачева А.(1961г.) подтвердили, что зерна центральной части колоса не только крупнее, но и плотность (удельный вес) их выше, чем у зерен нижней и верхней части колоса (рис.44).
Исследования подтверждают, что в пределах колоса зерна отличаются друг от друга не только величиной, но и плотностью, химическим составом, урожайными качествами, технологическими и другими свойствами [1]. Это можно объяснить тем, что на материнском растении именно эти зерна получают питание в первую очередь и по возможности в полной мере. Именно выравненность хлебостоя, готовность его к уборке позволит значительно сократить повреждения зерна при обмолоте. Агрономам известно, что увеличение подачи хлебной массы в молотильный аппарат снижает как дробление зерна, так и его макро и микроповреждения. Но при этом регулировать подачу хлебной массы в молотильный аппарат следует только за счет скорости движения комбайна и ни в коем случае не за счет высоты  среза или изменения рабочего захвата жатки [1]. Для уменьшения повреждений зерна обмолот рекомендуют вести при влажности 12-19%. Таким образом, травмирование зерна при уборке и недомолот связаны между собой по количеству обратным знаком (рис.45). Естественно, что указанные
цифры могут отличаться в зависимости от комбайна, его регулировок, но травмирование зерна и потери с недомолотом всегда будут на разных чашах весов. Данные приведенные на рисунке 45 легко объяснимы – стремление уменьшить потери зерна с недомолотом за счет увеличения числа оборотов барабана приводит к увеличению травмирования зерна. Важным регулятором щадящей уборки есть установка молотильных зазоров на оптимальные значения. Результаты, приведенные на рисунке 46, показывают, что уменьшение зазоров на входе и выходе приводит к резкому повышению травмирования зерна при обмолоте, а чрезмерное увеличение зазоров снижает долю травмированных семян, но при этом повышается доля потери зерна с недомолотом. При регулировании комбайна необходимо учитывать влажность зерна, а поскольку в течении дня влажность (особенно в солнечную погоду) может сильно меняться, то и регулировки комбайна в течении дня необходимо выполнять с учетом фактической влажности, как правило, утром, в середине дня и вечером. Как известно, семена собранные с одного и того же растения, различаются попродуктивности в зависимости от сроков образования их на материнском растении. Семена первых сроков образования обеспечивают более мощное развитие растений, что в конечном итоге приводит к повышению урожая (сильные семена!). В средней части колоса содержится 45-55% от всех зерен колоса. Различие в сроках образования семян наблюдается как по порядкам стеблей растения, так и в самих соцветиях. На растениях раньше всего образуются семена на стеблях первого порядка, затем на стеблях второго порядка и т.д. У пшеницы, ржи и ячменя семена первых сроков образования расположены в средней части колоса, у овса и проса–в самой верхней части метелки, у люпина и горчицы – в нижних частях соцветия. При этом семена первых сроков образования, как наиболее зрелые, очень легкообмолачиваются. Интересно, что еще до войны 
делали двойной обмолот – в начале снопы обмолачивали на клавишном соломотрясе, а затем в молотильном аппарате. Семена обмолоченные на соломотрясе давали превышение урожая на 16-20% по сравнению с семенами, обмолоченными на молотилке. Кроме механического травмирования зерна пшеницы необходимо рассмотреть такие проблемы, снижающие урожайность пшеницы, как поражение фузариозом и клопом-черепашкой. Микотоксины, которые продуцируются грибами рода Fusarium, являются самыми распространенными в мире микотоксинами. Поражение пшеницы клопом-черепашкой является широко распространенным явлением, и негативные последствия его могут составлять потери урожаядо 50%. Что общего между этими бедами.
Первое. Процессы фузариозного поражения и продолжение действия клопа-черепашки может продолжаться после уборки зерна при его хранении.
Второе. В обоих случаях зерно пораженное фузариозом и клопом-черепашкой щуплое, т.е. ширина зерновки заметно отличается от толщины здорового зерна. Вот этот отличительный признак позволяет отобрать такое зерно сравнительно легко на решетах Фадеева, где зерновка «по команде» решета поворачивается и примеряется к отверстию решета самым малым размером–толщиной. Именно на таких решетах и удается отобрать пораженные зерна от остальной зерновой массы. 
Уважаемый читатель, человек, в борьбе за свое собственное выживание в результате длительного наблюдения, выявил необходимые условия для сохранности зерна в способности к прорастанию и, вообще, к длительному хранению. Основными условиями для этого оказались целостность зерна, температура и влажность его при хранении. Поскольку средняя относительная влажность окружающей среды около70%, то для этого значения были определены уровни равновесной влажности, обеспечивающие сохранность семян различных культур при температуре воздуха 20 °С. Значения эти оказались для зерновых13-14%, для сои – 12%, для подсолнечника – 8% и т.д. Как правило, в процессе уборки нечасто удается получить указанные параметры по влажности зерна, и сушка зерна в этом случае является очень важными обязательным звеном в послеуборочной обработке семян. Вообще, сушка семян заметно «облагораживает» будущие семена, ибо:
? ускоряет послеуборочное дозревание семян;
? выравнивает семена по спелости;
? останавливает жизнь микрофлоры даже на травмированных семенах;
? выравнивает влажность отдельных зерен и частей зерна.
Есть один важный момент, на который хотелось бы обратить внимание. Поскольку при сушке зерна часто возникает вопрос о снижении посевных свойств и связи этого снижения с перегревом зерна, то в таких оценках необходимо учитывать этап послеуборочного дозревания, который у зерновых колосовых занимает не менее 40 дней. На рисунке 47 этот процесс показан для озимой пшеницы и ржи. Во избежание ошибок при оценке посевных свойств семян этот период надо учитывать. Агрономам известно, что при уборке некоторых культур влажность зерна и влажность фрагментов растений, попадающих в бункер комбайна, могут отличаться в разы. Так, для подсолнечника в поле эта разница, даже после десикации, составляет: стебля в 5 раз, а корзинки в 3 раза выше влажности семян [10] (рис.48). Кроме того, влажность отдельных семянок на материнском растении также отличается. Т.е., если мы влагомером померили осредненную влажность, взятого для этой цели образца, то надо понимать, что в бурте свежескошенного зерна обязательно есть семянки, влажность которых заметно выше или ниже средней. Так, исследования показывают, что в бурте свежескошенной пшеницы при средней влажности равной 22%, примерно10% семян имеют влажность ниже 17%, и около 20% семян увлажнены на уровне 25% [9]. По другому быть и не может, ибо подобные распределения параметров подчиняются закону Гаусса(рис.49). Естественно, при существенной неравномерности влажности в зерновой массе происходит влаговыравнивание, но оно требует времени, по той причине, что влага от более влажного зерна к менее влажному не происходит напрямую (зерновки
касаются друг друга в точке). Процесс происходит через испарение влаги в межзерновое пространство влажным зерном и поглощение влаги из межзерновых воздушных объемчиков менее влажным зерном. При этом разница во влажности 2-3% сохраняется длительное время (рис.50). При сушке температура зерна всегда ниже температуры теплоносителя (рис.51). Такая разность при указанных условиях объясняется интенсивным испарением влаги с поверхности зерна, что удерживает температуру зерна ниже температуры теплоносителя. Для мелких семян температура на поверхности семянки и в середине практически не отличаются. При меньшей начальной влажности зерна процесс сближения температуры теплоносителя
и зерна происходит быстрее. Этот процесс так же зависит от интенсивности конвективного теплообмена. При скорости теплоносителя 0,6-0,7 м/с указанная разница (2-3 °С) устанавливается за 10-15минут, а при сушке в кипящем слое через3-5минут. Снижение температуры на поверхности зерна объясняется отбором энергии от теплоносителя на разрыв молекул воды при их переходе из жидкой фазы в пар – т.е. в воду газообразную. При этом, если рассмотреть вопрос в статике, т.е. при неподвижной семянке, то теплоноситель, обтекая ее, активнее воздействует на поверхность с одной стороны, т.е. градиент температуры в пограничном слое на этой стороне семянки выше, чем на обратной (рис.52). Это вызывает неравномерность влагоудаления, и при определенных условиях может привести к образованию микротрещин в зерновке. Влагопроводность зерен различных культур разная и характеризуется коэффициентом влагопроводности. k=P?3/Pм,
где P?3 – парциальное давление пара в зерне в конце сушки;
Pм – парциальное давление пара в зерне в начале сушки.
Величина этого коэффициента позволяет оценить величину влажности поверхности зерна, т.е. его оболочки и средней части зерна. Величина этого коэффициента для мелких семян 0,8-0,9, для пшеницы–0,7,а для бобовых культур 0,3-0,4. Тогда при средней влажности пшеницы в конце сушки, равной 14%, защитная пленка имеет влажность 14х0,7=10%.
Структура зерновки не может быть отнесена полностью к пористому материалу, ибо в ней большую часть составляют коллоиды, со всеми характерными для них свойствами. Одно из которых особо значимо для понимания проблемы сушки – зерно, как любое коллоидное тело, легко вбирает влагу и плохо ее отдает, поскольку влага, попав в зерно, участвует в сложных биохимических процессах. Интенсивность испарения влаги из зерна пшеницы в 16 раз меньше, чем с открытой водной поверхности при той же температуре теплоносителя и скорости его движения над поверхностью. Так
что свободной влаги в зерне мало. Кроме того, необходимо знать, что:
? с увеличением относительной влажности воздуха процесс увлажнения зерна ускоряется (рис.53);
? критические значения влажности зерна приходятся на относительную влажность воздуха в диапазоне65-70%.
Температуру зерна, его влажность и время воздействия температуры определенного значения необходимо взаимосвязывать при сушке зерна, чтобы не снизить посевные качества семян. Допустимые значения температур при различных величинах времени воздействия на зерновку, не влияющие на жизнедеятельные процессы в ней, зависят от влажности зерна–чем выше влажность, тем ниже допустимые значения температур (рис. 54). Необратимое снижение жизнедеятельности влажного зерна начинается при 55 °С (коагуляция белка в зародыше и алейроновом слое), а сухого при 65 °С. При этих значениях температуры зерно не должно находиться более 5 минут (рис.54) [9]. Интенсивность удаления влаги из зерна при сушке зависит от двух параметров: влажности зерна и температуры теплоносителя. Чем выше влажность, тем интенсивнее происходит влагоудаление. При этом зона допустимых температур зерна, не приводящих к снижению жизненных процессов в нем, составляет 45-52 °С (рис. 55).

"Зерно не надо бить"  Фадеев Леонид Васильевич

Актуальность работы. Продовольственная безопасность является составной частью национальной безопасности России и в значительной мере определяется именно валовым сбором зерна, необходимого для формирования семенных фондов, обеспечения продуктами питания населения и животноводства зернофуражом. В соответствии с проектом стратегии машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года, разработанным Российской академией сельскохозяйственных наук и Министерством сельского хозяйства РФ, намечено довести производство зерна до 95…105 млн. т с долей фуражного зерна 35…55 млн. т и организацией хранения на месте его производства. Приоритетным направлением развития агропромышленного комплекса при этом является широкое использование прогрессивных технологий и технических средств. В последние годы урожайность зерновых культур не превышает 15…20 ц/га.  Катастрофически осложнилось положение с послеуборочной обработкой зерна и подготовкой семян. Годовая потребность РФ в готовых семенах зерновых культур составляет не менее 13…15 млн. т. Из-за плохого качества семян страна ежегодно недобирает урожай 10…15 млн. т.
Главными причинами низкого качества семян являются высокий уровень их травмирования и несвоевременная обработка зернового вороха, что объясняется недостаточным технологическим и техническим уровнем механизации производства семян.
Зерновой ворох, поступающий от комбайнов, представляет собой смесь полноценного, щуплого и повреждённого зерна основной культуры, семян других культурных и сорных растений, а также примесей органического (частицы растений, соломы, колосьев, полова) и минерального (песок, комочки земли и др.) происхождения.
Засорители, а также травмированное и биологически неполноценное зерно являются благоприятной средой для обитания и размножения микроорга-низмов, ухудшающих посевные качества семян, количество которых увеличивается по мере хранения.
Важнейшей задачей послеуборочной обработки зерна является незамедлительное выделение мелких засорителей, дроблёного и биологически неполноценного зерна из зернового вороха, которые имеют большую биологическую активность.
Во второй главе "Совершенствование технологии послеуборочной обработки семян" рассмотрены следующие вопросы: влияние травмирования зерна и его влажности в момент обмолота на посевные качества семян озимой пшеницы при различных способах уборки, распределение компонентов зернового вороха и качество зерна, степень повреждения различных фракций зерновок и их посевные качества, влияние режимов фракционирования зернового вороха на посевные качества семян, изменение качества семян в процессе хранения.
Травмирование семян при уборке урожая ухудшает их посевные качества и, как следствие, снижает урожайность. Наибольшую опасность представляют микротравмированные семена, так как их нельзя выделить на очистительных и сортировальных машинах. При определении степени повреждения семян озимой пшеницы по видам травм примененяли гистологический краситель индигокармин. Влажность зерна в момент отбора образцов определяли с помощью электровлагомера ВЗПК-1. Все виды микротравм приводили к одному – повреждению зародыша. Анализ полученных данных показал, что в среднем в ЦЧЗ зерновой ворох содержит 0,92% зерна с выбитым зародышем, 1,64% - с повреждённым зародышем, 8,44% - с повреждённой оболочкой зародыша, 14,3% - с повреждённой оболочкой зародыша и эндосперма, 1,1% - с повреждённым эндоспермом, 29,9% - с повреждённой оболочкой эндосперма, 10,1% - дроблёного зерна, которое не может быть использовано для семенных целей, и только 34,4% составляет неповреждённое зерно. 
Наивысшую лабораторную всхожесть (99,0%) имеют неповреждённые семена. Низкая лабораторная всхожесть отмечена у зерновок с повреждёнными зародышами (50,8%) и эндоспермом (60,6%).

Существенное влияние на посевные качества семян оказывает влажность в момент обмолота (рисунок 1).
Зависимость всхожести от влажности
































1,2,3 – полевая всхожесть соответственно через 13, 19 и 25 дней; 4 – лабораторная всхожесть

Рис. 1 - Зависимость всхожести семян от их влажности  в момент обмолота


С изменением влажности зерна (рисунок 1) от 10,3 до 15,0% наблюдается увеличение лабораторной всхожести с 89,0 до 93,0%, а полевой – через 25 дней после посева с 87,0 до 89,0%. 
При влажности 15,0…17,0% получено максимальное значение лабораторной всхожести се-мян - 93,8% и полевой – 89,8%. Дальнейшее увеличение влажности зерна с 17,0 до 29,6% приводит к снижению лабораторной всхожести семян с 93,8 до 85,0%, а полевой – с 89,5 до 83,5%. Такая же закономерность наблюдается на кривых 1 и 2 полевой всхожести через 13 и 19 дней.  Для получения семян, соответствующих ГОСТу по посевным качествам, обмолот необходимо проводить при влажности 12,0…21,0%.
Уровень травмирования семян зависит не только от влажности в момент обмолота, но и от способов уборки.
Семенные посевы необходимо обмолачивать при такой влажности, когда зерноуборочные комбайны обеспечивают получение высоких посевных качеств семян (таблица 1).
Таблица 1.Влияние влажности зерна при обмолоте и способах уборки на качество семян озимой пшеницы сорта Северодонская

Влажность зерна в момент обмолота, %

Раздельная уборка

Прямое комбайнирование

дробление, %

микротравмирование, %

лабораторная всхожесть, %

дробление, %

микротравмирование, %

лабораторная всхожесть, %

суммарное

приведённое

суммарное

приведённое

10-12

12,4

62,9

11,9

92,5

-

-

-

-

12-14

10,5

60,0

11,6

92,7

-

-

-

-

14-16

9,3

59,4

11,5

93,8

7,9

60,9

15,3

92,1

16-18

8,5

53,9

9,9

94,0

7,5

62,7

16,2

91,0

18-20

8,0

42,2

10,3

93,7

6,9

67,2

17,4

90,3

20-22

7,4

42,0

10,8

92,5

6,8

70,7

17,9

87,7

22-24

6,1

58,5

11,3

85,2

5,9

66,9

18,3

84,5

24-26

-

-

-

-

5,1

67,8

18,7

82,0

26-28

-

-

-

-

4,7

68,3

19,0

81,1

28-30

5,4

61,8

12,8

78,3

2,9

69,1

19,1

76,0




При раздельной уборке по мере подсыхания семян до определенного уровня влажности (от 30 до 20…18%) степень травмирования семян при обмолоте снижается, а лабораторная всхожесть соответственно возрастает. При дальнейшем уменьшении влажности зерна (до 18,0…16.0% и ниже) количество микротравм повышается, а лабораторная всхожесть снижается (в данном эксперименте - с 94,0 до 92,5%). При прямом комбайнировании с уменьшением влажности в момент обмолота уровень травмирования снижается, а лабораторная всхожесть соответственно возрастает, достигая максимального значения 92,1% при влажности 14,0…16,0%. Дробление зерна с уменьшением влажности увеличивается. Это объясняется тем, что с уменьшением влажности зерна изменяется его внутренняя структура и оно имеет большую трещеноватость от воздействия силовых нагрузок. При одинаковой влажности зерна в момент обмолота более высокие посевные качества семян получены при раздельной уборке, так как зерно более выравнено по влажности. Качественные показатели зернового вороха, поступающего на послеуборочную обработку, приведены в таблице 2.
Наименьший уровень травмирования имеют семена фракции 3,0…2,8 мм – соответственно 44,3 и 46,7%, наибольшую лабораторную всхожесть имеют семена фракции 2,8 мм – 91,5%. Практически все зерно выделяется на решётах размером 2,0…3,2 мм. Крупные засорители выделяются сходом в основном на решётах с большими размерами отверстий – 2,6…3,2 мм соответственно с 1,5 до 12,5 %, мелкие засорители и дроблёное зерно – проходом на решётах с размерами отверстий меньше 2,2 мм. Наибольшее коли-чество мелких примесей 89,7% и 86,1% и дроблёного зерна 9,3 и 11,8% находится в фракции соответственно 1,6 и 1,8 мм. Данные о влиянии степени зараженности патогенами различных фракций семян при хранении приведены на рисунке 2.
Зараженность патогенами






























1 - заражённость патогенами в % через один месяц хранения;  2 -  заражённость патогенами в % через два месяца хранения

Рисунок 2 - Степень заражённости патогенами различных фракций семян при хранении


Анализ результатов исследова-ний показывает, что меньше всего повреждению микроорганизмами подвергаются семена крупной фрак-ции, а больше – мелкой. Так, напри-мер, через месяц хранения зерно фракции 3,2 мм было поражено на 34,6%, а 1,6 мм – на 67,7%, через 2 месяца соответственно 40,3 и 73,9%. 
Известно, что травмированные семена плохо хранятся: интенсивно дышат, выделяют много тепла, плесневеют и самосогреваются, на них активно развиваются микроорганизмы. Все это приводит к снижению всхожести семян (рисунок 3).
Большое снижение посевных качеств нетравмированных семян после комбайнового обмолота объясняется наличием травм, которые не удалось выявить применяемыми методами. У травмированных семян энергия прорастания снизилась с 86,0 до 65,5%, а лабораторная всхожесть – с 98,5 до 81,5%. Столь резкое снижение посевных качеств семян, обмолоченных комбайном, объясняется проникновением микроорганизмов в травмированные семена во время хранения. Травмирование зерновок при обмолоте зависит от их размеров (рисунок 4).
На основе анализ данных (рисунок 4) можно заключить, что в большей мере травмируются крупные и мелкие зерновки и в меньшей – размером от 3,0 до 2,6 мм.  
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Проведённые теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы.
1. Посевные качества семян зависят от уровня их травмирования при уборке и послеуборочной обработке, сроков и способов уборки и физико-механических свойств зерна. Наименьший уровень травмирования (24,2%) и наибольшую лабораторную всхожесть (96,0%) имеют семена фракции 2,8…2,6 мм.
2. Хранение необработанного зернового вороха с высоким содержанием засорителей, биологически неполноценного, дроблёного и травмированного зерна, имеющих, как правило, повышенную влажность, приводит к повреждению микроорганизмами семян не только мелкой, но и крупной фракции. Так, через два месяца хранения зерна 40,3% зерновок фракции 3,2 мм были поражены микроорганизмами, а 1,6 мм – 73,9%, лабораторная всхожесть нетравмированных семян из-под комбайна через 12 месяцев хранения снизилась с 98,0 до 86,0%. Наибольшее количество примесей и дроблёного зерна находится в фракции 1,6…1,8 мм – соответственно 89,7 и 86,1 %.  

ОРОБИНСКИЙ Владимир Иванович. "СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН
ФРАКЦИОНИРОВАНИЕМ И ТЕХНИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ ДЛЯ ЕЁ РЕАЛИЗАЦИИ"  
диссертация на соискание учёной  степени доктора сельскохозяйственных наук 2007.

Пригодными для двухфазной уборки считаются семеноводческие посевы, где густота хлебостоя не менее 280 растений на 1 м2, а высота не ниже 80 см. Для раздельного комбайнирования отводятся также и неравномерно созревающие участки. Семена яровой и озимой пшеницы, ржи, ячменя и овса с участков, убранных раздельным способом в восковой спелости (влажность средних проб зерна 35-20%), обычно не уступают по урожайным и посевным качествам семенам, убранным в полной спелости.
Скошенная хлебная масса в валках быстро просыхает: на Северном Кавказе, в Нижнем Поволжье - за два-три дня; в Центрально-Черноземной зоне, Среднем Поволжье- за три-четыре; в Нечерноземной зоне, Восточной Сибири, на Урале - за пять - семь дней. При пасмурной и дождливой погоде эти сроки увеличиваются на два-три дня. Оставлять хлеба в валках на длительное время недопустимо, так как это приводит к снижению урожая и качества семян. Хлебную массу в валках сушат до влажности зерна примерно 18-16%, имея в виду, что влажность снижается также при обмолоте, транспортировке и перегрузке зерна. Это обстоятельство важно учитывать еще и потому, что обмолот пересушенного хлеба сопровождается повышенным травмированием зерна. Уборку семенных посевов нужно начинать с обкоса краев поля, и это зерно следует использовать на продовольственные или фуражные цели.
При уборке, подработке на семяочистительных машинах семена получают механические повреждения, травмируются, что часто связано с резким повышением производительности сельскохозяйственных машин и неправильной регулировкой их рабочих органов. Снижение механических повреждений зерна при уборке имеет не меньшее хозяйственное значение, чем устранение прямых потерь. Механическое повреждение зерна снижает его посевные и другие качества. Это приводит к косвенным его потерям из-за неоправданного завышения норм посева и снижения стоимости семян, так как сильно поврежденное зерно часто не отвечает требованиям первого класса посевного стандарта и реализуется как семенной материал второго или третьего класса по более низким ценам.
Механические повреждения отрицательно влияют на хранение зерна. Они усиливают процессы дыхания, развития микроорганизмов, клещей и других вредителей зерна. Это приводит к выделению влаги и повышению температуры, что способствует возникновению очагов самосогревания. Если их своевременно не ликвидировать, то может произойти резкое снижение посевных качеств зерна.
От травмирования зерна при уборке зависит также повреждение его при последующей очистке, так как за счет механических воздействий прочность зерна уменьшается.
Большую опасность для семеноводства представляет микротравмирование, потому что семена с микротравмами практически нельзя выделить на очистительных и сортировальных машинах; внешне они не отличаются от здоровых семян.
Основная причина сильного механического повреждения зерна при обмолоте - повышенные обороты молотильного барабана. Установлены и проверены оптимальные пределы оборотов молотильного барабана, которые обеспечивают вымолот зерна при его полной спелости и нормальной влажности.
Число оборотов барабана в 1 мин
Пшеница, овес 1000-1200;
Рожь, ячмень 900-1000;
Регулировку молотильного устройства начинают с установки оборотов барабана (используя для этого перестановку шкивов барабана и главного контрпривода) в зависимости от убираемой культуры. Число оборотов барабана зависит не только от обмолачиваемой культуры и сортовых особенностей ее, но также от состояния хлебной массы (спелости, влажности, соломистости, степени обмолачизаемости, засоренности). Оптимальное число оборотов барабана устанавливают только опытным путем, непосредственно в полевых условиях на конкретном поле. Наиболее чувствительны к изменениям частоты вращения барабана зернобобовые, у которых при более 600 оборотов в 1 мин в 1,5 раза увеличивается количество механических повреждений зерна даже при сравнительно высокой влажности (19,6-22,4%).
Содержание дробленого зерна в семенном материале не должно превышать 1 %. На уборке семенных участков не следует применять комбайны с новыми барабанами или подбарабаньями, острые края и выступы рабочих органов которых могут быть причиной повышенного травмирования зерна.
Задача специалистов сельского хозяйства - найти пути к снижению травмирования семян. Ученые для уменьшения повреждений семян рекомендуют металлические трубопроводы заменять полиэтиленовыми. Необходимо избегать лишних пропусков семян через семяочистительные машины. Травмирование семян пшеницы, например, за один пропуск возрастает на 2-3%. При подработке семенного зерна нужно соблюдать оптимальные режимы работы. В сложных очистительных машинах нужно заменять загрузочные и выгрузные элеваторы со скребками на цепной передаче скребками на ремне, а звездочки на концах элеваторов - валиками. Такие несложные переоборудования значительно снижают травмирование семян.
Основные типы травм, которые отражают характер повреждений при их проявлениях в условиях поля: выбит зародыш, макро и микро травма зародыша, повреждена плодовая оболочка над зародышем, макро и микро травма эндосперма.
Уровень травмирования зерна при уборке зависит от совершенства конструкции уборочных машин, режимов работы их рабочих органов, сроков и способов уборки и физико-механических свойств зерна в момент обмолота. Из физико-механических свойств зерна наибольшее влияние на качество семян оказывает его влажность в момент обмолота, которая зависит от сроков уборки и погодных условий во время уборки.
Одни из эффективных приемов снижения травмирования зерна при обмолоте - применение рабочих органов молотильного аппарата (бичей, планок подбарабанья), покрытых или полностью изготовленных из неметаллических материалов. Так, при использовании пособления ПКК-5А с резиновыми бичами, армированными металлическими пластинками, комбайн СК-5 в 1,9. ..2,1 раза меньше повреждал зерно проса, чем при уборке пособлением ПКК-5. Исследования показывают, что для этой цели должны применяться резины с твердостью до 50 единиц, эластичностью 25.. .30 и коэффициентом трения 0,5.. .0,6.
Травмирование зерна, особенно крупяных, бобовых культур и, уменьшается при увеличении интенсивности сепарации в зоне молотильного аппарата. Поэтому при уборке бобовых культур решетку подбарабанья рекомендуется разредить. В некоторых молотилках с этой целью уменьшают диаметр прутка до 3 мм. Применяют подбарабанья с переменным шагом (живым сечением), а также с жалюзннным регулируемым подбарабаньем, что позволяет не только повысить эффективность сепарации в зоне молотильного аппарата, но и уменьшить травмирование зерна.
При работе с семенами следует обращать особое внимание на их травмирование. Любое травмирование семян приводит к понижению всхожести. Необходимо знать участки технологического процесса, на которых происходит наибольшее механическое травмирование.
Для уменьшения травмирования семян следует уменьшать угол наклона самотеков до допустимых пределов, уменьшать высоту падения семян, снижать скорость ленты норий и конвейеров, скорость рабочих органов молотильного барабана, увеличивать коэффициент заполнения самотеков и транспортирующих механизмов. Место удара семян о стенки самотеков желательно покрывать резиной и т.д.
В каждом конкретном случае рекомендованная последовательность и виды операций могут быть изменены.
Травмирование семян из-за широкого применения различных механизмов может составлять у мягкой пшеницы 50-60%, у ржи 85-90%. Семена повреждаются не только при обмолоте, но и при послеуборочной обработке. Они получают травмы при разного вида очистке и сортировании, при сушке на зерносушилках, при протравливании, повреждаются транспортирующими устройствами. Механически поврежденные семена дышат активнее, легко обсеменяются микроорганизмами, что приводит к потере всхожести. В полевых условиях травмированные семена не могут сформировать полноценных всходов. Чаще всего развивающиеся растения из таких семян ослаблены, в большей степени поражаются грибными и бактериальными заболеваниями, многие из них гибнут в процессе вегетации. Количество механически поврежденных семян сельскохозяйственными машинами это результат проявления двух факторов: действия на зерно рабочих органов машины и естественной прочности самого зерна.
Для снижения повреждаемости семян во время уборки и послеуборочной обработки необходимо четко соблюдать рекомендуемые настройки и режимы применяемой техники, делать минимально возможное количество пропусков через машины.



26.09.2017