geolike.ru

Обработка зерна

Свойства семян и семенной массы

Семенной ворох, поступающий на послеуборочную обработку, представляет собой смесь семян основной культуры, семян культурных и сорных растений, минеральных (комочки земли, песок, пыль) и органических,(полова, частицы растений) примесей.

Для правильного ведения процессов послеуборочной обработки необходимо знать технологические свойства семян и семенной массы. Технологические свойства семян подразделяют на три основные группы: физико-механические, теплофизические и биологические.

Физико-механические свойства семян. Основными физико-механическими свойствами семян являются: линейные размеры (толщина, ширина, длина), аэродинамические свойства, плотность, упругость, состояние и форма поверхности.

Аэродинамические свойства характеризуют способность семян перемещаться под действием воздушного потока. Семена, испытывающие большое воздушное сопротивление, будут медленно двигаться относительно воздуха. Основным показателем аэродинамических свойств является критическая скорость, или скорость витания, под которой понимают скорость вертикального воздушного потока, при которой семя находится во взвешенном состоянии, т. е. витает.

Плотность семян (удельная масса) — количество семян по массе в объеме 1 куб. см.

Упругость семян характеризуется коэффициентом восстановления скорости движения после их удара о твердую неподвижную поверхность. Семена с большим содержанием белка имеют наибольшую упругость, а семена, богатые крахмалом, имеют меньшую упругость. Упругость зависит и от влажности семян. Чем выше упругость семян, тем больше стойкость их к расплющиванию, раскалыванию и т. п.

Состояние и форма поверхности семян. Семена культурных и сорных растений имеют гладкую и ворсистую (шероховатую) поверхность, удлиненную, округлую, треугольную и др. форму.

Технологические свойства семян культурных, и сорных растений зависят от многих факторов (вида и сорта культуры, зоны и условий выращивания, уборки и др.) и варьируют в широких пределах (табл. 1.1.).

Физико-механические свойства семенной массы. К ним относятся: сыпучесть, самосортирование, скважистость, объемная масса (натура), гигроскопичность.

Сыпучесть семенной массы —это способность семян перемещаться одно относительно другого при движении массы. Она характеризуется утлом естественного откоса, т. е. углом, который получается между образующей конуса и его основанием, при свободном осыпании семян из какой-либо емкости на плоскость (табл. 1.2.).

Таблица 1.1 Основные физико-механические свойства семян культурных и сорных растений

Таблица 1.2 Углы естественного откоса и трения семян различных культур при 15-20°С

Из таблицы 1.2. видно, что углы естественного откоса для семян одной и той же культуры различны и зависят в основном от влажности семян.

В табл. 1.2. указаны также углы трения семян при движении их по наклонной плоскости. Угол трения равен углу наклона плоскости.

Знать и учитывать значение этих углов очень важно при проектировании технологических схем и реконструкции зерноочистительно-сушильных пунктов (ЗОСП) и комплексов (ЗОСК), чтобы обеспечить свободное движение семян по зернопроводам и зерносливам.

Самосортирование. Сложный состав семенной массы, различие компонентов по физико-механическим свойствам приводят к тому, что при транспортировании и загрузке различных емкостей (бункеров, закромов) со значительным перепадом высот в образующейся насыпи нарушается однородность распределения, т. е. происходит некоторое самосортирование на фракция. Поэтому для составления среднего образца при оценке качества семян пробы следует отбирать в различных точках семенной насыпи.

Скважистость — отношение объема межсеменного пространства ко всему объему семенной массы, выраженное в долях единицы и в процентах. Это свойство имеет большое значение при вентилировании и сушке семян. Семена с большей скважистостью легче вентилируются и сушатся быстрее, чем с меньшей.

Объемная масса (плотность слоя) или натура — это масса семян в объеме, равном 1 л. Объемная масса учитывается при проектировании емкостей ЗОСП и хранилищ.

В табл. 1.3. приведены значения объемной массы и скважистости для семян ряда культур.

Таблица1.3 Объёмная масса и скважистость семян

Гигроскопичность — способность семян при определенных условиях внешней среды поглощать (сорбция) или отдавать (десорбция) парообразную влагу.

Теплофизические свойства семян: теплоемкость, теплопроводность и термоустойчивость.

Под теплоемкостью понимается количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг семян на 1°С. Она зависит от химического состава и влажности семян. С повышением влажности теплоемкость семян увеличивается.

Теплопроводность — свойство семян и семенной массы передавать тепло. Благодаря воздушным промежуткам, теплопроводность семенной массы и, в том числе, зернового вороха в 3-4 раза ниже теплороводности отдельных семян. При разовом охлаждении семенной массы с низкой теплопроводностью обеспечиваемся длительное хранение семян. Заложенные высокой насыпью недостаточно охлажденные семена даже зимой могут длительное время сохранять тепло, вследствие чего может произойти снижение их семенных качеств.

Термоустойчивость — способность семян сохранять всхожесть и энергию прорастания при нагревании. Она зависит от строения химического состава, влажности семян и продолжительности теплового воздействия и определяет режимы сушки.

С теплофизическими свойствами семенной массы тесно связано явление термовлагопроводимости — направленное, перемещение влаги с потоком тепла при наличии температурного гравидента. Влага из зоны с повышенной температурой перемещается в менее нагретые участки насыпи, где и концентрируется при резких перепадах температур. Например: при ссыпании теплой массы семян на холодный асфальтированный или бетонный пол.

Биологические (физиологические) свойства. К ним относятся: дыхание, послеуборочное дозревание, прорастание и жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей.

Дыхание семян и семенной массы. Семена всех сельскохозяйственных культур являются живыми организмами. Основным критерием жизнедеятельности семян и семенной массы является дыхание. Дыхание семян культурных и сорных растений, как любых живых организмов, сопровождается поглощением кислорода, выделением углекислого газа, тепла и влаги. При этом происходят потери сухих веществ, снижается качество и сохранность семян.

Интенсивность дыхания семенной массы зависит главным образом от влажности и температуры ее компонентов.

Интенсивность дыхания очень сухих семян настолько мала, что не всегда фиксируется точнейшими приборами. Первые порции влаги, поглощенные сухими семенами, усиливают дыхание в небольших пределах. При достижении семенами определенного уровня влажности, интенсивность дыхания резко возрастает. Влажность, при которой это происходит, называется критической. Для большинства семян сельскохозяйственных культур критическая влажность находится в пределах 13—15%. При дальнейшем увлажнении появляется свободная влага, вызывающая резкое возрастание интенсивности дыхания компонентов смеси и процессов, приводящих к снижению качества и порче семян. Например: влажные, свежеубранные семена за одни сутки нередко расходуют на дыхание столько питательных веществ, сколько за целый год хранения в сухом состоянии. При хранении влажных семян уменьшение содержания кислорода в воздухе межсеменных пространств может привести к самоотравлению, снижению и полной утере всхожести. Однако при хранении сухих семян содержание кислорода в воздухе межсеменных пространств остается высоким несколько лет.

Таким образом, для сохранения качества и количества семян семенную массу необходимо как можно скорее высушить до кондиционной влажности, т. е. не выше 1З—14 %.

Температура семян — второй важнейший фактор, регулирующий уровень жизнедеятельности семенной массы.

Вследствие низкой теплопроводности тепло, выделяющееся при дыхании, не успевает передаваться в окружающую среду, и температура семенной массы повышается. В свою очередь, более высокая температура усиливает дыхание и тепловыделение. Температура семенной массы повышается нарастающим темпом и происходит самосогревание. Самосогревание начинает затухать и прекращается лишь после тепловой гибели живых компонентов семенной смеси при температуре 50—55°С и, даже 60—75°С, когда полностью утрачиваются семенные, пищевые и кормовые достоинства семян и зерна. Во всех случаях самосогревания снижение посевных качеств семян начинается в самом начале этого процесса.

Следовательно, влажный семенной ворох, поступающий на послеуборочную обработку, необходимо сразу же вентилировать для вывода из межсеменных пространств выделяющихся при дыхании тепла и влаги.

Семена сорняков и растительные примеси имеют, как правило, большую влажность, чем семена культурных растений. Вследствие гигроскопичности уже в бункере комбайна начинается перераспределение влаги и семена культурных растений дополнительно увлажняются. Отсюда следует, что предварительная очистка семенной массы должна начинаться с момента поступления ее на послеуборочную обработку.

Недозрелые, щуплые и травмированные семена, даже кондиционной влажности, дышат более интенсивно, чем полноценные. Поэтому качественная вторичная очистка и сортирование повышает не только качество, но и сохранность семян.

Послеуборочное дозревание и прорастание. Часть семян, наиболее влажных, поступающих на послеуборочную обработку, оказывается еще невсхожей, хотя и жизнеспособной. Такие семена нуждаются в послеуборочном дозревании, которое успешно протекает и заканчивается быстро лишь при хранении в сухом виде и положительных температурах (20—30°С). В условиях Вологодской области в период уборки урожая среднесуточные температуры воздуха, как правило, невысокие (10—15°С и ниже), и послеуборочное дозревание семян затягивается на несколько месяцев. Предварительная подсушка вороха, активное вентилирование семян подогретым воздухом в период временного хранения, сушка в мягких семенных режимах с чередованием периодов нагрева и охлаждения существенно ускоряют процесс послеуборочного дозревания.

Прорастание семян в хранилищах происходит лишь в результате грубого нарушения режимов хранения при их увлажнении до45-60% влажности. Это возможно при контакте семян с капельно-жидкой влагой, попадающей через крышу хранилища, плохо гидроизолированный пол, при образовании конденсационной влаги в слоях насыпи, с резкими перепадами температуры. Проросшие семена имеют резко ухудшенные технологические и семенные свойства и непригодны к посеву. Начавшееся прорастание семян можно приостановить только немедленной просушкой.

Жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей

Микроорганизмы семян представлены различными бактериями, грибами и актиномицетами. Они появляются на семенах еще в период вегетации, располагаются на поверхности семян, стеблей, листьев и питаются выделениями растений, не причиняя вреда. В процессе обработки 'и хранения семян микроорганизмы проникают внутрь семени, разрушают ткани, отравляют зародыш ядовитыми продуктами обмена веществ. Особенно активны микроорганизмы во влажных и теплых семенах. Качественная и своевременная очистка, сушка, охлаждение и сортирование семян позволяет практически исключить губительное действие микроорганизмов и сохранить семена.

Наиболее опасные насекомые: амбарный долгоносик, хлебный точильщик, амбарная и зерновая моль, огневки, мучной клещ.

Насекомые выедают зародыш и эндосперм, загрязняют семена, выделяют большое количество тепла, что способствует самосогреванию. Предупредить размножение и понизить активность насекомых и клещей можно за счет своевременной сушки, охлаждения, сортирования семян, своевременной очистки оборудования и дезинфекции производственных складских помещений.

Показатели качества семян

Показатели качества семян подразделяются на сортовые и посевные и регламентированы государственными стандартами.

Из показателей сортовых качеств по зерновым и зернобобовым культурам нормируются только сортовая чистота — количество семян данного сорта в процентах по отношению к семенам исследуемой культуры. Сортовая чистота определяется при полевой апробации посевов. Сортовая чистота семян зерновых культур должна быть не ниже: для элитных семян — 99,8 %; семян всех репродукций—в первой категории 99,5 %, второй— 98 %, третьей — 95 %.

Посевные качества семян определяются двумя группами показателей. Первая группа показателей характеризует способность семян к прорастанию и формированию полноценных растений: жизнеспособность, всхожесть, энергия прорастания и сила роста. Вторая группа отражает состояние семян и их добротность; чистота, влажность, крупность (масса 1000 штук), выравненность, зараженность, цвет, блеск и запах.

Всхожесть — определяющий показатель качества любых семян. Она характеризует способность семян давать нормальные ростки за определенный срок, предусмотренный для каждой культуры, при оптимальных условиях проращивания. Всхожесть определяется отношением нормально проросших семян к общему их количеству, взятому для проращивания, и выраженных в процентах.

Энергия прорастания характеризует дружность всходов семян в тех же условиях, при которых определяется всхожесть, но за более короткий срок проращивания.

Жизнеспособность семян, оценивают процентным отношением количества семян с живым зародышем к общему количеству семян в образце. Анализ на жизнеспособность позволяет своевременно исключить обработку в семенных режимах, заведомо негодных семян.

Сила роста — это способность семян пробиваться сквозь среду на поверхность, т. е. способность прорастать в условиях, близких к полевым.

Чистота — это весовое содержание семян основной культуры, выраженное в процентах к навеске. При определении чистоты семян навеску разбирают на семена основной культуры и примеси, К примесям относят: неполноценные семена (щуплые, битые, раздавленные, загнившие и др.), живой сор (семена других культур, сорняков и вредных живых примесей), мертвый сор (частицы растений, земля, песок и т. д.).

Кроме весового учета фракций, отхода, семена культурных и серных растений учитываются поштучно на 1 кг семян основной культуры.

Влажность — один из обязательных показателей качества семян, нормируемых всеми стандартами. Однако, нормы влажности семян, регламентируемые стандартами для Вологодской области — 16-17 %, явно завышены и не гарантируют хорошую сохранность посевного материала.

Масса 1000 семян — один из существенных показателей биологических и хозяйственных признаков качества посевного материала. Чем выше масса 1000 семян, тем больше в них запас питательных веществ, и такие семена дают более мощные растения.

Выравненность семян характеризуется величиной отклонения размеров, скорости витания, плотности от средних их значений. Чем меньше эти отклонения, тем больше выравненность семян по тому или иному признаку и выше качество посевного материала. По цвету, блеску и запаху семян можно судить об особенностях формирования, уборки, обработки и хранения, а также установить неблагоприятные воздействия, которым они подвергались.

В семенах не должно быть семян ядовитых, сорных растений, живых вредителей и их личинок, за исключением клещей, которых допускается в семенах третьего класса до 20 шт. на 1 кг.

По основным посевным качествам семена зерновых и зернобобовых культур, льна-долгунца делятся на три класса и неклассные, а семена многолетних злаковых и бобовых кормовых трав на первый и второй.

Требование к качеству семян основных культур, возделываемых в Вологодской области, приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4. Посевные качества семян