Храним маслосемена рапса правильно Часть 2. Факторы высокой лежкости

Редакция интернет-портала «ГлавАгроном» продолжает цикл статей о правильном хранении маслосемян рапса. В первой части мы рассмотрели биологически и физические факторы сохранности маслосемян, влияние влажности воздуха на маслосемена рапса, зависимость масличности от влажности. Во второй части рассмотрим особенности послеуборочного дозревания, объясним, что представляет собой вторичная (обратная) влажность, расскажем об особенностях механической устойчивости семян рапса, в каких случаях появляются недозрелые и образуются проросшие семена.

Свойства семян рапса, определяющие их лежкость, начинают формироваться на завершающей стадии созревания. В этот период семена приобретают необходимые прочность и устойчивость, которые будут обеспечивать их сохранность в процессе послеуборочной обработки и особенно при хранении.

По этой причине важно правильно подобрать технологию и определить дату уборки урожая, учитывая состояние конкретного посева. Если используются десиканты и другие средства для регуляции процесса дозревания растений и семян, их следует применять строго в соответствии с инструкциями и рекомендациями производителя (слишком раннее применение повышает долю незрелых семян в ворохе).

Значительное количество недозрелых семян – это не только более низкая урожайность (часто на несколько процентов) и худшее качество сырья (неблагоприятный жирнокислотный состав, более высокое содержание хлорофилла). Такие семена снижают свою лежкость (теряют качество) при хранении.

На качественное хранение семян также влияет высокая чистота вороха,  отсутствие примесей, поврежденных и проросших семян. Эти особенности формируются соответствующей технологией уборки с правильной регулировкой и настройкой комбайна.

После уборки в семенах, даже очень низкой влажности, происходит послеуборочное дозреванием, обусловленное интенсивными процессами, изменяющими многие физиологические и биохимические  свойства семян  (Grzesiuk, Kulka, 1981). Свежие семена обычно характеризуются повышенной интенсивностью дыхания, что может легко вызвать их самосогревание.

По мере послеуборочного дозревания улучшается технологическая ценность семян: снижается интенсивность синтеза сложных соединений и активность ферментов.

Синтез белковых соединений сопровождается выделением воды. Эта вода, в зависимости от условий хранения, может оставаться в семенах либо выделяться в межсемянные пространства. Это очень неблагоприятное явление называют «запотеванием» семян. Оно является следствием энергичного дыхания свежеубранных семян и всех органических компонентов в ворохе (например, семена и плоды сорняков, значительное количество вредителей, незрелые части стеблей и др.). В результате поверхность семян становится влажной, ее покрывают мелкие капли, которые образуют тонкую пленку. Из-за выделения большого количества водяного пара воздух в межсеменных промежутках может стать очень влажным, а при определенных условиях появляется конденсат. Таким образом, послеуборочное дозревание семян должно произойти до того, как они будут помещены в хранилища для длительного хранения.

Однако очень часто, когда влажность убранных семян находится в пределах допустимой технологической влажности (7%), их закладывают с поля сразу в хранилище. В итоге влажность семян увеличивается и начинается следующий, неблагоприятный для хранения процесс самоувлажнения и самонагревания. Эти явления тем более опасны, если в период уборки температура воздуха превышает 30 ºC (а температура семян еще выше). Если такие семена будут загружены в бункер, может произойти (и часто так бывает) неконтролируемое повышение температуры семян, их полное слипание и даже самовозгорание.

Второй причиной запотевания является постепенное снижение способности удерживать воду стареющими коллоидами семян ‒ так называемое «складское запотевание». В результате этого процесса часть воды, ранее удерживаемой семенами, оказывается свободной на их поверхности. Это явление возникает при длительном хранении и увеличивает влажность хранящихся семян.

При хранении любое запотевание семян  как послеуборочное, так и складское, очень опасно из-за повышения относительной влажности воздуха в межсеменном пространстве, что приводит к развитию микроорганизмов: бактерий и грибов.

При слишком ранней уборке происходит сильное обратное увлажнение семян. Более влажные семена и части соломы сплющиваются в молотильном аппарате, отдавая при этом свою влагу сухим семенам. При этом обратное увлажнение может составлять до 4%. 

Вторичная влажность является результатом сильного загрязнения семян из-за плохой подготовки и неправильной настройки комбайна или неоптимальной влажности семян во время уборки. Такие семена, прежде чем будут очищены и высушены, вынуждены контактировать с большим количеством органических остатков и семян сорняков (рис. 1).

Как следствие, они быстро впитывают влагу и подвергаются воздействию возбудителей болезней. Даже дальнейшая быстрая сушка не избавит такие семена от спор на их оболочке, которые при благоприятных обстоятельствах (при неправильном хранении) быстро размножатся и испортят всю партию сырья. Поэтому обеспечение чистоты посевов и правильная регулировка всех настроек комбайна очень важны для безопасного хранения семян. Старайтесь, чтобы во время уборки урожая влажность семян была ниже 17% и чтобы партии семян с высокой долей органических примесей (прежде всего, сорной) были немедленно очищены и высушены.

Из-за химического состава и анатомии семена рапса характеризуются очень плохой механической устойчивостью. Причинами являются расположение зародыша в чувствительной области семени и неоднородная запасающая ткань, состоящая из двух семядолей (наружная семядоля неплотно окружает внутреннюю, рис. 2).

Это делает семена рапса очень восприимчивыми как к дроблению (статические нагрузки, например, при хранении), так и к динамическим нагрузкам (например, пневматическая транспортировка).

Эффектом повышенной, по сравнению с зерном злаков, восприимчивости к повреждениям является распад семян на чашевидные части (сухих семян) или пластическая деформация (влажных семян).

Очень важную функцию механической защиты играет семенная оболочка, содержащая много клетчатки, благодаря которой она защищает зародыш от воздействия микроорганизмов и механических повреждений всего семени. Ее доля составляет около 15% массы семян.

Механическая устойчивость семян рапса значительно изменяется под воздействием влажности. Существует общий принцип, что с повышением влажности семян увеличивается их способность к пластической деформации. Семена с более высокой влажностью легче необратимо деформируются без растрескивания (рис. 3). У семян с низким содержанием влаги все наоборот: они менее пластически деформируемы, но легче ломаются (рис. 4).

При одинаковой влажности динамические нагрузки вызывают больше трещин в семенах, чем статические нагрузки. Механические повреждения семян возникают из-за неправильно подобранной скорости вращения молотильного барабана по отношению к влажности семян.

В поврежденных семенах начинаются неблагоприятные химические и биологические изменения, влияющие на их лежкость и технологическую ценность. Поэтому уменьшить повреждения семян возможно только при повышении технологического контроля процессов уборки урожая и транспортировки.

Однако не все производители рапса способны это обеспечить, что подтверждается исследованиями на относительно большой выборке анализов. Например, только 44% из 800 проанализированных партий сырья, произведенных в северной и юго-западной части Польши, характеризовались отсутствием каких-либо повреждений согласно нормативам (рис. 5). С другой стороны, 52% образцов имели повреждения, в разы превышающие нормативы, а 4% опрошенных производителей получили сырье с повреждением более 10% семян.

Недозрелые семена появляются в партии при слишком ранних сроках уборки урожая или неправильном использовании десикантов. Такие семена не только имеют более низкую технологическую ценность, но и провоцируют процессы плесневения и слеживания семян (рис. 6). Недозрелые семена имеют до 1,5% выше влажность, чем зрелые семена (из той же партии), и легко деформируются (рис. 7). Они особенно опасны при навальном хранении рапса, когда давление верхних слоев (вертикальные нагрузки) в сочетании с горизонтальным давлением, вызванным изменением влажности (набухание) и колебанием температуры днем и ночью, приводит к уплотнению семян. При этом семена не проветриваются из-за отсутствия между ними свободного пространства (рис. 8).

Слипшиеся семена в первую очередь поражаются патогенными грибами. Разрастающийся мицелий заставляет семена уплотняться и слипаться еще больше. Таким образом возникают очаги самосогревания и слеживания.

Рапс чрезвычайно чувствителен к прорастанию  (рис. 9). Несколько часов сильного дождя и устойчивой влажной прохладной погоды достаточно, чтобы у семян появились симптомы прорастания (Rybacki, 2003).

Валки, лежащие на земле (особенно во влажных условиях), представляют большой риск для прорастания семян. Двухэтапная технология уборки рапса, которая сегодня редко применяется, наиболее опасна в этом отношении, чем прорастание семян «на корню». Однако неблагоприятные погодные условия на заключительном этапе созревания могут также стать причиной этой проблемы даже при прямом комбайнировании.

Проросшие семена рапса (с видимыми ростками), или имеющие такие признаки (на первом этапе, когда процесс прорастания начался, но зародышевых корешков еще нет) характеризуются незначительным снижением содержания жира ‒ до 1,5%. С другой стороны, не наблюдалось влияния прорастания на профиль жирных кислот. Следует отметить, что проросшие семена или семена, в которых уже активизировались ферменты, разлагающие триглицериды (до свободных жирных кислот), характеризуются очень высоким кислотным числом. Этот показатель может превышать 15 и даже достигать 30.

При разложении жира в жировых депо выделяются свободные жирные кислоты, что еще больше снижает содержание жира (еще на 1-2%). В результате проросшие семена содержат на 2-3% меньше полезного для маслоперерабатывающей промышленности масла, чем непроросшие, а также хуже храняться. Это обусловлено как их более высокой ферментативной активностью, так и повышенной микробной обсемененностью. В период прорастания семена дольше находятся в условиях повышенной влажности, что приводит к их поражению грибами и бактериями. И хотя сушка семян прерывает процесс размножения микроорганизмов, значительные остатки споровых форм остаются. Это означает, что даже при незначительном повышении влажности (более 7%) или температуры вороха (более 25 °С) будет происходить лавинообразное развитие микроорганизмов, что может привести к самосогреванию и слипанию хранящихся семян рапса.

Проросшие семена также менее устойчивы к силам как динамического (пневмооборудование), так и статического происхождения (давление верхних слоев массы). Они легче деформируются и тем сильнее подвергаются действию микроорганизмов.

Лучший способ установить степень прорастания семян – определить кислотное число (КЧ). Европейские стандарты определяют его на уровне 2 мг КОН/г (согласно ГОСТ 22391-89 норма ‒ 3,5 мг КОН/г). Однако такое кислотное число в семенах может образоваться только после длительного периода хранения и необязательно в оптимальных условиях.

Сразу после уборки значение КЧ должно быть в пределах от 0,1 до 0,8. Более высокий показатель указывает на негативные процессы, происходившие на заключительном этапе созревания, такие как частые осадки или сильное поражение семян патогенными грибами или бактериями. Они также вырабатывают ферменты, которые расщепляют липиды и «производят» свободные жирные кислоты.

Следует также отметить, что на первом этапе прорастания происходит активация ферментов, расщепляющих белок и жир (проросток формируется только на следующем этапе). Об их наличии в семенах также свидетельствует повышенное  кислотное число.

Продолжение следует.