Прорастание зерна в валках
Обновлено: 18.09.2024
Все растения в течение вегетационного периода от прорастания семени до созревания новых семян, проходят определенные фазы, которые тесно связаны между собой и последовательно сменяют друг друга. Наступление каждой фазы устанавливают глазомерно по внешним морфологическим признакам растения, характеризующим количественные и качественные изменения, происходящие в живом организме. Такие наблюдения называют фенологическими. На каждом этапе роста и развития растения испытывают различные потребности в питании, влаге и других факторах жизни. Поэтому знание фаз роста позволяет осуществлять контроль за состоянием посевов и своевременно осуществлять необходимые агротехнические мероприятия, направленные на удовлетворение потребности растений в том или ином факторе жизни.
В процессе развития растения зерновых хлебов последовательно проходят следующие фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (или вымётывание) цветение и созревание. В западных странах принята другая фенологическая шкала Задокса, которая представляет собой десятичный код развития злаков. Весь цикл развития растений разбит на 10 основных фаз, которые пронумерованы от 0 до 9. Каждая фаза разделена на 10 микрофаз (рис.9). Такая классификация является более предпочтительной, так как позволяет более точно определить этап развития растений и проводить компьютерную обработку результатов наблюдений. Начало фазы отмечают, когда в нее вступает не менее 10 % растений, а полное наступление фазы – при наличии соответствующих признаков у 75 % растений.
Появлению всходов предшествует набухание семян и их прорастание. Скорость набухания посеянного зерна зависит от влажности, температуры и аэрации почвы. Для набухания семян пшеницы и ржи требуется воды около 55 % от массы сухого зерна. Для ячменя этот показатель равен 50, для овса – 65, для кукурузы – 40, проса – 25. Влага активизирует деятельность ферментов семени, зародыш выходит из состояния покоя и переходит к активной жизнедеятельности. Семена начинают прорастать. Сначала трогаются в рост зародышевые корешки. Их количество зависит от вида растения. У пшеницы 3 – 5 корешков, у ржи – 4, у ячменя 5 – 8, у овса 3 – 4, хлеба 2 группы прорастают одним корешком (рис.3.13).
Рисунок 3.12. Фазы роста озимой пшеницы и этапы органогенеза по Задоксу
Рисунок 3.13. Прорастание зерновых: 1 - ржи; 2 - овса; 3 - кукурузы; 4 - пшеницы; 5 - ячменя
Вслед за первичными корешками начинает расти стеблевой побег. У хлебов 1 группы, первый лист, пробивающийся сквозь слой почвы, покрыт прозрачным чехликом – колеоптилем, который предохраняет росток от повреждения (рис.3.14-а). При выходе на поверхность почвы колеоптиль прекращает рост, разрывается и первый зеленый лист выходит в образовавшуюся трещину (рис.3.14-б). Размер колеоптиля ограничен, и поэтому при чрезмерно глубоком посеве он часто не достигает поверхности почвы. Незащищенный лист погибает, или бесколеоптильные входы бывают ослабленными.
Для того чтобы получились дружные, равномерные всходы, необходимо, чтобы семена были заделаны на оптимальную глубину, а почва содержала достаточное количество влаги и воздуха (рис.3.14).
Рисунок 3.14. Прорастание первого листа и выход из колеоптиля
Обеспечивается это тщательной подготовкой почвы. Посевной слой должен быть рыхлым, зернистым, семенное ложе плотным и влажным, поверхность почвы ровной.
Рисунок 3.15.. Всходы озимой пшеницы 10-20 этап по Задоксу
Кущение у зерновых хлебов начинается с появлением 3 – 4 листа. Его фиксируют, когда из влагалищ листьев главного побега показываются кончики первых листьев боковых побегов. Нарастание новых побегов происходит за счет подземного ветвления стебля, а узел, в котором происходит этот процесс называют узлом кущения, От узла кущения начинают формироваться вторичные (узловые корни), а на поверхности почвы формируется куст, состоящий из нескольких стеблей (рис.12).
Количество стеблей (побегов), образующих растение называют общей кустистостью. Различают еще и продуктивную кустистость – количество стеблей на одном растении, давших созревшее зерно. Стеблевые побеги, на которых образовались колосья (метелки) но зерно не успело созреть, называют подгоном, а побеги без соцветий – подседом. Подгон и подсед нежелательны в посевах, так как они расходуют на себя влагу с элементами питания и затрудняют уборку.
Рисунок 3.16. Кущение озимой пшеницы: а - зерно; б - первичные корни; в - стеблевой побег; г - боковые побеги из зародышевого узла; д - узел кущения; е - узловые корни; ж - главный стебель; з - боковые побеги
Степень кустистости хлебных злаков обусловлена прежде всего биологическими особенностями вида и сорта. Кроме того, кустистость зависит от площади питания растения, влажности почвы, времени и глубины посева, плодородия и качества обработки почвы, температуры, освещения. На плодородных почвах и при высокой агротехнике кущение протекает более энергично. При загущенном посеве и глубокой заделке семян растения кустятся хуже (рис.3.17).
При недостатке влаги кущения не проис-ходит, вторичная корневая система не образуется, что ведет к резкому снижению урожая. Фактором, сдерживающим куще-ние, может быть недостаток азота в почве.
Рисунок 3.17. Влияние глубины посева на развитие растений пшеницы
Если гибнет узел кущения, отмирает все растения. Особенно подвержен опасности узел кущения у озимых, поэтому сохранение его от неблагоприятных условий зимовки – основная задача осеннего и зимнего периода. Если узел кущения сохраняется, из него могут восстановиться погибшие зимой побеги и корни.
Выход в трубку (трубкование) отмечают, когда верхний узел главного стеблевого побега поднимается над поверхностью почвы на 5 см (рис.14). На этой высоте его можно прощупать пальцами.
Трубкование – очень важный этап в развитии зерновых хлебов. В это время усиленно нарастает вегетативная масса – соломина, листья, корни. Растения испытывают повышенную потребность во влаге и питательных веществах. Этот период является критическим, поэтому создание в период выхода в трубку благоприятных условий для роста растений в значительной мере определяет величину урожая зерна.
Рисунок 3.18. Начало выхода в трубку и трубкование пшеницы
Колошение (выметывание) (рис.3.19) начинается с появлением из листового влагалища верхнего листа 1/3 колоса (метелки). В эту фазу растения тоже очень требовательны к условиям питания и увлажнения. В сухую жаркую по-году может нарушиться формирование органов цветков, что приведет к ухудшению озернённости колосьев (метелок). Холодная, дождливая погода в период колошения растягивает срок прохождения данной фазы, а, следовательно, растягивает сроки созревания и уборки.
Рисунок 3.19. Колошение пшеницы
Цветение (рис. 3.20) у большинства зерновых хлебов наступает вслед за колошением (у ячменя оно иногда бывает до выколашивания). По характеру цветения зерновые делятся на самоопыляющиеся (ячмень, пшеница, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, кукуруза, сорго). У колосовых культур (пшеница, рожь, ячмень) цветение начинается со средней части колоса, распространяясь затем вверх и вниз. Именно в средней части колоса формируются самые крупные зерна.
Метельчатые хлеба (просо, овес, сорго, рис) зацветают с верхней части метелки. Продолжительность фазы цветения различна у разных культур. У пшеницы, например, цветение одного колоса длится 3 – 5 дней, а всего поля 6 – 8 дней. Этот период может увеличиваться в холодную дождливую погоду и сокращаться, если жарко и сухо. Экстремальные погодные условия отрицательно сказываются на оплодотворение перекрестноопыляемых культур. При неполном опылении наблюдается череззерница.
Рисунок 3.20. Цветение пшеницы
После цветения и оплодотворения рост стебля листьев и корней практически прекращается. Образовавшиеся к этому времени пластические вещества используются на формирование и налив зерновок. В это время очень важно сохранить листья от поражения болезнями и продлить их функционирование. Это способствует формированию более крупного зерна высокого качества.
Зернообразование и созревание. Процесс зернообразования включает три этапа – формирование, налив и созревание зерна.
Формирование зерновки начинается вскоре после оплодотворения. Первым образуется зародыш, следом – эндосперм (рис. 3.21). За 10 – 12 дней зерновка вырастает до окончательной длины.
Рисунок 3.21. Формирование и налив зерновки
Ее содержимое в это находиться в студенисто-жидком состоянии, рост в длину приостанавливается начинается налив. Толщина и ширина зерновки увеличивается, внутреннее содержимое переходит в фазу молочного, а затем тестообразного состояния. К концу налива влажность зерна уменьшается до 40 %. В это время прекращается приток к зерну пластических веществ, оно переходит к созреванию.
Созревание делиться на 2 этапа: фазу восковой спелости и фазу полной спелости (рис.3.22). В начале восковой спелости зерно полностью теряет зеленую окраску, содержимое зерна не выдавливается, но легко скатывается в шарик. В середине восковой спелости влажность зерна снижается до 35 – 25 %, эндосперм зерна можно разрезать ногтем. К концу восковой спелости при надавливании ногтем на зерне остается след, но разрезать зерно уже невозможно.
Рисунок 3.22. Стадии созревания пшеницы: молочная, восковая и полная спелость
Скашивание хлебов в валки при раздельной уборке начинают в середине (рожь – в конце) восковой спелости (рис.3.23).
В фазу полной спелости в зерне снижается влажность до 17 – 16 %, оно легко вымолачивается из колосьев, но еще не осыпается. Эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный. В это время проводят однофазную уборку хлебов (рис.3.24).
Рисунок 3.23. Скашивание в валки
При запоздании с уборкой (перестое) неизбежны потери зерна вследствие его осыпания.
Зерно, убранное в полной спелости, не является еще физиологически зрелым и может иметь пониженную всхожесть. Послеуборочное дозревание может продолжаться еще от 3 недель до 2 месяцев. Это свойство необходимо учитывать при использовании на посев свежеубранных семян озимых культур
В период налива и созревания зерна случаются явления, которые вызывают нарушения нормального процесса развития растений.
Рисунок 3.24. Однофазная уборка
Полегание хлебов (рис.3.25) случается в загущенных посевах при избытке азотного питания и влаги, в результате ливня, града сильного ветра. Полегшие растения хуже освещены, на них могут развиваться грибковые заболевания. При этом уменьшается отток ассимилянтов в зерно, оно формируется мелким, качество низкое.
Запал растений наступает при сильной жаре и суховеях, когда устьица теряют способность закрываться. При этом влага испаряется так быстро, что корни не успевают ее подавать к листьям, и она отсасывается из соцветий. Аналогичное явление возникает и при захвате растений, который связан с отсутствием влаги в почве (а не жарой только). Часто запал и захват случаются одновременно. В результате зерно формируется мелким, щуплым с небольшим количеством крахмала.
Рисунок 3.25. Полегшие посевы пшеницы
Цель работы: Изучить фазы роста зерновых хлебов на примере озимой пшеницы
Материалы и оборудование: Законсервированные образцы растений, справочная литература, плакаты и рисунки.
При прорастании зерна происходит гидролиз высокомолекулярных соединений с образованием низкомолекулярных продуктов. Одновременно в зародыше начинают нарастать процессы синтеза веществ. Все это требует воды, тепла и кислорода. С физиологической точки зрения прорастание — естественный процесс, ведущий к снижению пищевого и технологического качества зерна, к его порче.
Поэтому при хранении зерна стремятся создать условия, которые бы препятствовали возникновению прорастания зерна. Это, прежде всего, хранение зерна при невысоких температурах, в сухом состоянии, при активном вентилировании. Активное вентилирование приводит к снижению влажности и температуры зерна. Оба эти фактора способствуют уменьшению интенсивности дыхания, несмотря на то, что при активном вентилировании увеличивается доступ кислорода к зерну.
При прорастании увеличивается объем зерна, снижается сыпучесть зерновой массы. На поверхности зерна появляется росток. Изменяется химический состав зерна, при этом возрастают дают водорастворимых веществ и активность гидролитических ферментов, прежде всего а-амилазы. Постепенно понижается доля крахмала. Изменения в белковом комплексе сводятся к увеличению фракции глобулинов и к сокращению фракции проламинов и глютелинов. Протеазы, активизирующиеся в процессе прорастания зерна, гидролизуют белки с образованием пептидов и аминокислот. Существенные изменения происходят в липидном комплексе. Значительно уменьшается содержание жира, при этом возрастает количество свободных жирных кислот.
Прорастание зерна приводит к ухудшению его хлебопекарных качеств. Для пшеницы характерно уменьшение количества и снижение качества клейковины. Из пшеничной муки проросшего зерна выпекается хлеб с липким и неэластичным мякишем, сладковатым на вкус, подовый хлеб обладает повышенной расплываемостью. Примерно также выглядит и ржаной хлеб из проросшего зерна. Мука из проросшего зерна также обладает сладковатым вкусом.
По внешними признакам проросшее зерно можно разделить на две группы:
1) наклюнувшееся зерно, когда над зародышем лопаются оболочки, но росток еще не вышел наружу;
2) проросшее, с корешком и ростком.
Наклюнувшееся зерно относится к основному зерну. Проросшее зерно входит в состав зерновой примеси.
Суть метода сводится к определению времени свободного падения шток-мешалки в клейстеризованной водно-мучной суспензии.
Особенно часто встречается прорастание ржи на корню. Для борьбы с этим явлением используют устойчивые к прорастанию сорта, а также раннеспелые сорта ржи. Проросшее зерно росшее зерно сушат при более высокой температуре, чем нормальное зерно. Обязательна тщательная очистка такого зерна от примесей.
Для улучшения качества хлеба из проросшего зерна применяют подкисление теста с целью снижения ферментативной активности а-амилазы. Хранение муки из проросшего зерна ограничено во времени и не должно превышать двух-трех недель. Для улучшения качества хлеба муку из проросшего зерна смешивают с мукой из нормального зерна в соотношении 1:4.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Ежегодно в мире из-за прорастания зерна в колосьях на корню и в валках теряется от 30 до 50 % урожая. Даже в Нижнем Поволжье, достаточно засушливом регионе России, бывают годы, когда количество осадков за период вегетации в 2—3 раза превышает средние многолетние нормы, что является одной из причин проявления третьей стадии вредоносного заболевания — энзимо-микозного истощения — прорастания зерна в колосьях на корню и в валках. Это приводит к резкому ухудшению мукомольных и хлебопекарных качеств знаменитых саратовских твердых пшениц.
Следует отметить, что при углеводно-белковом истощении зерна (энзимной стадии ЭМИС) происходит реактивация гидролитических ферментов, в первую очередь а-амилаз и протеаз (см. стр. 57). Повышение активности гидролаз связано со степенью оводненности зерновки. Свойство зерна удерживать влагу является сортовой особенностью, которая зависит от проницаемости семенной оболочки, способности белков и крахмала связывать воду. Поэтому в условиях повышенной влажности реактивация гидролитических ферментов у сортов будет происходить с разной скоростью. При длительном воздействии на растения пшеницы (двое суток и более) повышенной влажности воздуха в сочетании с относительно высокой температурой (20—30 °С) происходит синтез амилаз, способствующих прорастанию под действием гиббереллина. Увеличение содержания воды в зерне ржи и пшеницы в процессе созревания, обусловленное избыточным увлажнением (дожди, туманы), приводит к увеличению гиббереллина (GA3), индуцирующего накопление а-амилазы, и зерно прорастает в колосе на корню, в валках скошенного хлеба или во влажном ворохе. Эта особая форма энзимного истощения наблюдается в фазах восковой и полной спелости растений пшеницы, ржи и тритикале. При этом амилазы гидролизуют крахмальные гранулы и крахмальный клейстер, инициируя расщепление крахмальных гранул и постепенное изменение их формы.
Минсельхоз РФ поручил ряду центральных и приволжских регионов дать всестороннюю оценку ситуации в связи с прорастанием зерна на корню, сообщили "Интерфаксу" в ведомстве.
Это явление возникло из-за того, что дождливая погода в предуборочный и уборочный периоды вызвала полегание хлебов. "Из регионов начали поступать сигналы о прорастании озимых культур на корню или в валках, в основном пшеницы, из-за вымокания посевов", - сказали в ведомстве.
По данным на 22 августа, проросшее зерно выявлено в Брянской, Тульской, Орловской, Тамбовской и Саратовской областях. Так, в Тамбовской, Тульской и Брянской областях доля такого зерна в общем объеме составляет от 0,6% до 0,8%. В Орловской и Саратовской этот показатель выше - до 3,5%.
Как пояснили в ведомстве, "прорастание зерна резко ухудшает хлебопекарные свойства ржи и пшеницы: хлеб получается малообъемным, а мякиш - плотным и липким". "Поэтому при наличии в партии проросших зерен даже в небольшом количестве - менее 1% - следует особо оценивать его пригодность на пищевое или фуражное использование", - сказали в Минсельхозе.
В связи с этим в настоящее время особое внимание уделяется тому, чтобы уборочные работы проводились предельно организованно с использованием соответствующей техники, подчеркнули в ведомстве.
Минсельхоз предоставил регионам методические указания по вопросам послеуборочной подработки зерна и его надлежащему хранению.
Как заявлял ранее "Интерфаксу" вице-президент российского Зернового союза Александр Корбут, зерно с проростками нельзя использовать на мукомольные, а значит и хлебопекарные цели, оно идет на корм скоту. Кроме животноводов, пророщенное зерно может использовать спиртовая промышленность. "Есть примеры того, что его неплохо закупали за рубежом", - говорил он.
Между тем, по данным Россельхозцентра, качество зерна по мере продвижения уборочной кампании за Урал улучшается. Так, доля пшеницы сильных и ценных сортов (с содержанием клейковины более 23%) в новом урожае к 22 августа выросла до 24,1% (2,1 млн тонн). Всего было обследовано 8,8 млн тонн пшеницы нового урожая, что составляет 16,1% от ее сбора на эту дату.
Читайте также: