Недобрать пятую часть урожая можно лишь из-за множества микротравм на семенах. Семена, доработанные на машинах, в которых конструктором заложено умение бережного обращения с зерном, значительно улучшат ваши посевы и усилят лежкость зерна при хранении.
Лабораторная всхожесть – не показатель
Стандартные методики энергии прорастания и всхожести семян рассчитаны на лабораторные условия, в то время как травмированность сказывается уже на полевых всходах, интенсивности начального роста, развитии растения и, наконец, урожайности.
Энергия прорастания и лабораторная всхожесть, например, у пшеницы практически не позволяют 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 1 см и относятся по ГОСТу к кондиционным. В лучшем случае лабораторная всхожесть выявляет травмированность зародыша, всхожесть таких зерен вдвое ниже, чем у целых.
Совсем иная картина в поле. Полевая всхожесть многих кондиционных партий семян снижается на 20-25%. Из целых семян развиваются сильные, идущие вверх ростки. Поврежденные семена дают слабые ростки, потерявшие геотропическую ориентацию и очень часто скрученные у самого семени в «штопор».
Травмы снижают полевую всхожесть семян озимых культур на 17-18%, яровых – на 25%. А из-за изреженности всходов урожай озимых снижается на 7%, а яровых – на 20%. Семена кукурузы в результате травмирования снижали полевую всхожесть до 38% по сравнению с лабораторной.
Битые семена – слабый рост
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 снижают интенсивность начального роста, но впоследствии эти растения заметно отстают в развитии. На первый взгляд может показаться странным, что нанесенная зерну травма проявляется после того, как оно проросло, и питание для дальнейшего развития растений обусловлено фотосинтезом и общим агрофоном. Объяснение этому дают генетики.
По росту больше всего отставали растения из семян с поврежденным эндоспермом. 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 отражается на их развитии. Выколашивание у таких растений наступает на 3-4 дня позже.
Характерно, что на начальный рост растения сильно влияет нарушение целостности эндосперма, хотя всхожесть при этом – около 90%. Особенно сильно этот эффект проявляется на поврежденных семенах кукурузы при низких температурах на начальной стадии роста.
Заглубление семян при посеве еще более увеличивает вред, наносимый травмированием семян – всхожесть поврежденных семян ухудшается еще на 20-21%.
Без травм урожай выше
Снижение урожайности, вызванное травмированным посевным материалом, особенно проявляется в засушливые годы. Так, по данным X. 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%.
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.
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.
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.
Плесени опасны тем, что они наименее требовательны к влаге и размножаются при равновесной влажности 13-15% и температуре до +6°С. 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 пленкой клетчатки и обеспечен в большем количестве легкоусвояемыми веществами (белками, жирами, углеводами и др.).
Рассмотрим влияние травмирования зерна на поражаемость его микроорганизмами и снижение жизнедеятельности растений для семян пшеницы, кукурузы и ржи.
Пшеница. Интересно, что при очень высоких показателях по лабораторной всхожести степень поражения грибами у травмированных семян в 3 раза выше, чем у целых. 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%. Грибная флора практически постоянно присутствует на семенах, и некоторые ее виды (например плесневые грибы) могут размножаться при влажности воздуха около 65%. В случае травмированности зерна количество плесневых грибов на поверхности зерна увеличивается многократно. Интересно, 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 H. H. Кулешова, проводимая по посевам кукурузы, показала, что все не проросшие семена были поражены грибами.
Рожь. Из всех зерновых культур легче всего поражается зародыш ржи. Фитопатологические анализы семян ржи перед посевом показывают, что практически все зерна с сильным поражением зародыша поражены грибами. 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.
В отдельные годы зерна ржи с сильным повреждением зародыша были поражены грибами на 100%. Естественно, что такая поражаемость травмированных семян сильно снижает силу роста.
Микроорганизмы, кроме непосредственного разрушения клеток семян зерна, омертвляют зародыш и проросток токсичными продуктами своей жизнедеятельности.
Наличие большого количества микроорганизмов на травмированных семенах подтверждается при проведении как 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 сохранность травмированных семян объясняет то, что озимые культуры, будучи высеянными без предшествующего длительного хранения, меньше страдают от травмирования, нежели яровые, от уборки до сева которых период в несколько раз дольше, чем у озимых.
Все вышесказанное позволяет утверждать, что предотвращение травмирования и глубокая очистка исключительно важны для товарного зерна, а еще в большей мере – для семян.
Ищите щадящие машины
Тщательный анализ показывает, что при сегодняшней уборочной и послеуборочной технологии обработки зерна высевается около 80% травмированных семян. Для легко травмируемых этот показатель даже чуть выше, для озимой пшеницы – чуть ниже, но в среднем он верен.
Из всего травмированного материала примерно 92-96% составляют скрытые, трудно различимые микротравмы, и только 5-6% – макротравмы. Но даже если потратить средства и выявить микротравмированные семена (с помощью рентгенографии и т.п.), то не допустить их до посева не получится по двум причинам.
Первая – нет оборудования для отделения микротравмированных семян, вторая – сеять будет нечего.
Что делать? В рамках сегодняшнего понимания проблемы (можно надеяться, что в будущем будет предложено что-то принципиально новое для ее решения) есть только два пути:
первый – сократить цепочку операций воздействия на зерно и второй – оставшиеся операции должны быть щадящими (минимально травмирующими).
Первый вариант предполагает разработку и создание многофункциональных машин с возможностью глубокого регулирования режимов их работы, а второй (тесно связанный с первым) подразумевает, что воздействие на зерно исполнительных механизмов машин должно быть «нежным».
Именно по этим направлениям должен идти (и шел) процесс разработки как машин для очистки зерна, так и линии по производству отборных семян. Результаты, полученные на сегодняшний день, позволяют утверждать, что существует реальная возможность сложившееся процентное соотношение травмированных и целых семян 80:20 обратить в пользу целых – 20:80.
