Меню сайта Рубрики

Физические и физиологические свойства семян сои

 

Физические свойства семян имеют большое значение для технологии их хранения. К свойствам, характеризующим отдельные семена, относятся: форма, размеры, масса, выполненность, парусность и сопротивление сжатию, а также коэффициент трения и теплопроводность, что имеет важное значение и для семенной массы, которую характеризуют плотность, скважность, сыпучесть, трение, расслоение (самосортирование) и теплопроводность.

Форма семян сои разнообразна и характерна для каждого сорта. Она изменяется под влиянием условий роста и созревания семян, от чего зависит степень их выполнения. Семена бывают округло-выпуклые, овальные, овально-удлиненные.

Размеры семян определяются в миллиметрах. Наиболее постоянные показатели – длина, ширина и толщина – отличаются большой изменчивостью в зависимости от условий окружающей среды. Знание размеров семян имеет важное значение для правильного выбора технологии очистки и сортировки.

Между формой и размерами семян существует определенная связь. Часто пользуются выражением «крупные» и «мелкие» семена для обозначения их размеров в отличие от «тяжелых» и «легких», что означает их массу. Отделение крупных семян от мелких, тяжелых от легких имеет большое значение не только для операций, связанных с хранением, но и для продуктивности растений, вырастающих из таких семян. Продуктивность растений, выращенных из крупных семян, выше, чем у растений из мелких семян.

Растения, выросшие из крупных семян, имеют преимущества по высоте стебля, объемам корневой системы, площади листьев и меньше поражаются болезнями, особенно грибковыми и вирусными. В нормальных условиях выращивания, к крупной фракции относятся семена, которые первыми сформировались на растении, они отличаются также высокой биологической активностью. Но в загущенных посевах такой закономерности нет.

Устойчивость семян сои к повреждениям (вызванным статическими и динамическими нагрузками) варьирует в широких пределах. При этом семена мелкой фракции менее устойчивы к статической нагрузке, чем крупной. При динамической нагрузке повреждается 20–80 % семян. Семена мелкой фракции в 1,5–2,0 раза устойчивее по этому показателю, чем крупной.

Различают три определения массы семян: масса 1000 семян, плотность семян и натуральная (объемная) масса.

Масса 1000 семян как показатель качества имеет большое значение в семеноводстве. Она включает и влажность, которая бывает неодинаковой в зависимости от условий уборки и других факторов. Изменчивость массы 1000 семян может характеризовать экологическую пластичность сорта и степень его акклиматизации в тех или иных районах. Чем меньше изменяется этот показатель, тем больше сорт подходит для данного района.

Плотность – показатель содержания запасных веществ в семени. В ряде случаев по плотности оценивают качество семян, например, она может показать степень зрелости и выполненности семян. Зная плотность семян для данного сорта и примеси, можно применять различные способы очистки для получения посевного материала, очищенного надлежащим образом.

Натуральная масса семян зависит от их плотности и влажности. Между плотностью и натуральной массой существует некоторая зависимость, так как на натуральную массу в значительной степени влияют форма, характер поверхности и чистота семян, а также количество и характер примесей. Между влажностью семян и их натуральной массой также наблюдаются корреляции, так как более влажные семена имеют меньшую плотность.

Выполненность. Урожай семян представляет собой популяцию, сформированную в неодинаковой степени. В ней могут быть хорошо выполненные семена наряду со щуплыми и недоразвитыми, форма, величина и масса которых отличаются от средних показателей. Степень выполненности семян выражают в процентах к выполненности нормальных семян. Для этого проводят фракционирование 1 кг семян так, чтобы выделить примерно 100 г крупных семян, для которых вычисляют массу 1000 семян.


Выравненность – признак, характеризующий качество семян. Семена, составляющие популяцию, должны быть по возможности однородными. Выравненные семена способствуют не только получению хороших всходов, но и дружному их появлению, равномерному росту и развитию растений на протяжении всех фаз вегетации.

Парусность. Неодинаковое строение семян, различные масса и размеры обусловливают разницу в аэродинамических свойствах. Если семена очень легкие, то они могут держаться в воздухе довольно долго и падают медленно. Показателем парусности семян является скорость падения (в м/с), ее определяют на приборе, который имеет прозрачную трубу. Поток воздуха в трубе регулируют. Воздух проходит через семена, лежащие на дне из сетки, и при достаточно большой скорости подымает их. Эта скорость, называемая критической, считывается на измерительном устройстве, вмонтированном в прибор.

Сопротивление сжатию зависит от строения и структуры семян, а также от их эластичности, которая в значительной степени связана с анатомическим строением семян, главным образом со строением семенной оболочки.

Плотность укладки и скважность семян зависят от их формы, размеров и характера поверхности. В связи с этим семена содержат неодинаковое количество воздуха в межзерновом пространстве, от чего зависит более рыхлая или более компактная их укладка. Плотность укладки семян – это отношение объема, занятого ими, к общему объему семенной массы вместе с воздухом в межзерновом пространстве. Скважность семян – отношение объема, занятого воздухом в пространстве между семенами, к общему объему, занятому семенной массой, выраженное в процентах. При хранении плотность укладки семян со временем возрастает, а скважность уменьшается.

Сыпучесть и трение. Наибольшей сыпучестью отличается масса из шаровидных и гладких семян. Чем больше форма семян отличается от шаровидной, тем меньше их сыпучесть. Сыпучесть зависит от влажности семян, количества и вида примесей и от поверхности материала, по которому движутся семена. Она характеризуется и внутренним трением одних семян о другие.

Самосортирование семян происходит вследствие их неоднородности. При механическом перемещении семенная масса расслаивается, семена с более высокой плотностью отделяются от более легких.

Теплопроводность. Семена являются плохим проводником тепла. Это обусловлено составом органических соединений семян, а также тем, что в семенной массе воздух занимает 40–45 % ее объема. Изменения температуры в семенной массе выражены слабее, чем в окружающем воздухе, температура семян изменяется параллельно изменениям температуры окружающего воздуха, но это происходит с большим запаздыванием. Семена, наиболее отдаленные от поверхности насыпи, а также от стен и пола, в течение продолжительного времени сохраняют первоначальную температуру. Знание теплопроводности семян используют в практике хранения. Если соответствующими мероприятиями удается сохранить низкую температуру семян, которую они имели при поступлении на хранение, плохая теплопроводность семян будет способствовать поддержанию холода в семенной массе на протяжении длительного периода, что позволит сохранить хорошую всхожесть. В то же время плохая теплопроводность семян затрудняет отвод от них избыточного тепла, которое может возникать в процессе дыхания семян и микроорганизмов, и тем самым способствует самосогреванию семенной массы. Разница температуры между отдельными слоями семенной массы в силу плохой теплопроводности может вызывать конденсацию влаги, и, таким образом, начало физиологических процессов, снижающих посевные качества семян. Последствия, вызываемые плохой теплопроводностью семян, в значительной степени зависят от принятого способа хранения (насыпь, мешки), а также типа хранилища и использованных при их строительстве материалов.

Жизнеспособность. Часто зрелые семена сои в полевых условиях и при хранении теряют жизнеспособность, особенно при повышенной влажности. Семенная кожура является главным барьером для диффузии воды и газов в семядоли, поэтому ценны сорта, семена которых устойчивы к впитыванию влаги из атмосферы.

Всхожесть семян сои зависит не только от условий хранения, но и от степени спелости при уборке и влажности, качества и состояния семенной кожуры, а также химического их состава. Недозрелые семена с высокой влажностью или подвергнутые засухе и плохо выполненные быстрее теряют всхожесть, чем нормально развитые. Семена первого класса имеют наивысшую всхожесть и энергию прорастания. Уже через 2–3 дня они в основном прорастают.

В случае длительного перестоя сои на корню в дождливую теплую осень всхожесть семян снижается до 25 %, а иногда она вовсе утрачивается, хотя внешне семена бывают нормальными. Снижение всхожести при перестое прежде наступает у скороспелых сортов.

Главным фактором, обусловливающим наступление покоя семян, является высокая температура во время их развития и созревания, которая ослабляет их физиологическую активность. Чем дольше созревающие семена находятся при высоких температурах, тем уже интервал температур, при которых они могут прорастать. Противоположно влияют низкие температуры, расширяя этот интервал.


Для определения всхожести семена сои в четырех пробах по 100 штук проращивают на песке в темноте при постоянной температуре 20 °С или переменной – 20–30 °С (6 ч при 30 °С и 18 ч при 20 °С) в течение 7 дней. Энергию прорастания учитывают в течение первых четырех дней.

Жизнеспособность семян сои определяют по методу окрашивания или путем проращивания при пониженных температурах (8–12 °С) в первые трое суток.

Для определения жизнеспособности путем окрашивания используют тетразол, индигокармин или кислый фуксин на двух пробах по 100 нормальных семян. Очень сухие семена замачивают на 16–18 ч в воде при комнатной температуре и на 5–6 ч при 30–40 °С.

Допускается не замачивать семена сои предварительно, а непосредственно заливать указанными выше красителями на 18–20 ч при 18–20 °С. Затем раствор сливают, промывают семена водой, освобождают от семенной кожуры и подсчитывают количество жизнеспособных семян.

Для окрашивания используют 5 %-ный раствор тетразола. Хранить его надо в темном месте. Под воздействием тетразола живые клетки зародыша и семядолей окрашиваются в красный цвет, а мертвые остаются неокрашенными. Семена со снятой оболочкой и неразрезанные окрашиваются в течение 1 ч. К жизнеспособным относят половинки семян с окрашенным зародышем (у неразрезанных семян он полностью окрашен), а также с интенсивно окрашенными большими пятнами на зародыше, корешках и семядолях. Нежизнеспособными считают неокрашенные семена, а также со слабой окраской кончика корешка зародыша, пятен на корешках и семядолях. При определении жизнеспособности семян методом окрашивания твердые семена относят к жизнеспособным.

Дольше всего сохраняется всхожесть семян диких форм сои, а также образцов культурной сои с черной кожурой.

Сила роста. Для характеристики качества посевного материала не достаточно знать только чистоту семян и их всхожесть. Эти показатели, позволяя выявить соотношение между количеством живых и мертвых семян и определить скорость их прорастания, не дают достаточно полной информации о степени их жизнеспособности, о возможном поведении в поле. Большое значение придается так называемой силе роста семян – наиболее объективной характеристике их биологических свойств. Проростки из семян с высокой силой роста быстрее растут и укореняются, интенсивнее накапливают сухое вещество за счет лучшего использования запасных питательных веществ и раннего фотосинтеза, что приводит к развитию более продуктивных растений.

Существует несколько методов определения силы роста семян, однако они получили ограниченное использование вследствие трудоемкости анализов. К методическим сложностям относят и то, что сила роста в полной мере проявляется только в поле, где она обусловливает уровень полевой всхожести семян и дружность появления всходов. В лабораторных же условиях можно лишь установить индексы, указывающие на нее. Во многих существующих методиках индексами силы роста служат такие признаки и свойства семян, которые слабо коррелируют с их полевой всхожестью и не предопределяют темпов роста и развития семян растений, их продуктивность. Это свидетельствует о необходимости совершенствования имеющихся в разработке новых методов определения силы роста семян.

Семена с активной жизнедеятельностью называют сильными (обладающими высокой силой роста), а те, у которых жизненные процессы протекают слабо – семенами с низкой силой роста. Это определение понятия силы роста семян учитывает особые аспекты жизнедеятельности семян, которые вызывают их разнокачественность по признакам: биохимические процессы и реакции при прорастании (активность дыхания, ферментативные реакции); скорость и дружность прорастания семян и роста проростков; скорость и дружность появления всходов в поле; возможность появления всходов при неблагоприятных условиях. Действие силы роста распространяется на рост и развитие растений, а также их продуктивность.

Среди основных причин изменений силы роста наиболее специфичны следующий: генетическая структура; внешняя среда и условия питания материнского растения; степень зрелости при уборке; размер, масса и плотность семян; механическая целостность; порча и старение; поражение патогенами. В связи с этим методы определения силы роста семян должны четко выявлять степень их разнокачественности по указанным признакам, а ее характеристики должны хорошо коррелировать с уровнем их полевой всхожести.

Силу роста определяют следующим образом: отсчитывают две пробы по 100 семян. Их высевают в сосуд с кварцевым песком, увлажненным до 60 % ПВ па глубину 2 см, а затем засыпают воздушно-сухим крупнозернистым песком слоем 5 см. Сосуды накрывают стеклянной пластинкой и оставляют на свету для проращивания при 16–18 °С (для свежеубранных семян вначале при 8–12 °С 4 дня, а затем при 16–18 °С); стеклянную пластинку снимают, когда первые ростки достигнут ее поверхности. На 10-й день появившиеся на поверхности всходы срезают, подсчитывают и взвешивают. Подсчитывают также ростки нормальные, но не появившиеся на поверхности, больные и ненормально проросшие. В перерасчете на 100 растений определяют процент семян, образовавших нормальные проростки, появившиеся на поверхности ко времени учета, и массу ростков.

Существуют и другие методы определения силы роста семян. По одному из них полосы гофрированной фильтровальной бумаги шириной 8–10 см, в складки которой укладывали семена, свертывают в трубки, обвязывали снизу шпагатом и устанавливали в растильне с водой под углом 40–60 °С. Через 8 дней измеряли длину ростков и корней.

Измерить развиваемую проростками силу и производимую ими работу можно следующим образом: бюкс с проращиваемыми в увлажненном песке семенами (100 штук) закрывают крышкой с прокладкой из пористого материала и ставили под упор. Развиваемая проростками сила передается на измеряющий механизм и одновременно фиксируется самописцем. Чтобы определить выполненную проростками работу, в цилиндр диаметром 60 и высотой 120 мм помещают бюкс с проращиваемыми в песке семенами (50 штук), также закрывают крышкой с прокладкой из пористого материала с грузом массой 100 г. Проростки поднимают крышку с грузом, высота подъема которого определяла силу роста.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *