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.
3.1.2 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.
3.1.3 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.).