Прорастание

В процессе послеуборочного дозревания происходят уменьшение содержания в зерне водорастворимых веществ, постепенное снижение активности ферментов, сокращение интенсивности дыхания, а также синтез сложных химических веществ (белков, крахмала, жиров). В результате зерно становится физиологически зрелым и вступает в состояние покоя, приобретая повышенную устойчивость при хранении. Послеуборочное дозревание происходит только в том случае, если синтетические процессы в семенах преобладают над гидролитическими. А для этого необходимо, чтобы зерно находилось в сухом состоянии (с влажностью ниже критической). Это главное условие для нормально протекающего процесса дозревания. В свежеубранном зерне с повышенной влажностью преобладание процессов гидролиза приводит не к уменьшению физиологической активности, а к ее дальнейшему росту. Семена не только не улучшают своих посевных качеств, но могут и снизить их. Послеуборочное дозревание в таких партиях зерна не происходит.

Важнейшим условием, обеспечивающим процесс послеуборочного дозревания, является также температура. Семена дозревают только в условиях положительной температуры и наиболее интенсивно при 15-30 ^оС. Поэтому в первый период хранения сухие свежеубранные семена не следует значительно охлаждать. Наиболее интенсивно послеуборочное дозревание протекает при активном доступе воздуха к семенам. Недостаток кислорода и накопление в зерновой массе диоксида углерода замедляют дозревание. При благоприятных условиях хранения процесс послеуборочного дозревания семян основных злаковых культур заканчивается в течение полутора-двух месяцев. Таким образом, послеуборочное дозревание имеет не только технологическое, но и экономическое значение.

^ 3. Режимы хранения зерновых масс

Изучение свойств зерновой массы и влияния на нее условий окружающей среды показало, что интенсивность всех протекающих в ней физиологических процессов зависит от одних и тех же факторов, важнейшими из которых являются: влажность зерновой массы и содержание влаги в окружающей среде; температура зерновой массы; доступ воздуха к зерновой массе. Поэтому режимы хранения зерна и семян основаны на воздействии на данные факторы с целью приведения зерновой массы в состояние анабиоза.

В практике хранения зерна и семян в различных странах применяют три режима:

· хранение зерновых масс в сухом состоянии, то есть имеющих пониженную влажность (в пределах до критической);

· хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура понижена до пределов, оказывающих тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы;

· хранение зерновых масс в герметических условиях (без доступа воздуха).

Выбор режима хранения определяется технологической и экономической целесообразностью.

^ 3.1. Режим хранения в сухом состоянии

Основан на принципе ксероанабиоза, или на пониженной физиологической активности многих компонентов зерновой массы при недостатке в них воды. В зерне и семенах с влажностью в пределах до критической физиологические процессы проявляются лишь в форме замедленного дыхания и практически значения не имеют. Объясняется это отсутствием свободной воды, которая также не дает возможности развиваться микроорганизмам, прекращается развитие клещей. Зерновая масса всех злаковых и бобовых культур влажностью
12-14 % , не имеющая признаков заражения вредителями-насекомами, при правильной организации хранения в складе или элеваторе будет находиться в анабиотическом состоянии. Хранение в сухом состоянии – необходимое условие для поддержания высокой жизнеспособности семян в партиях посевного материала всех культур.

Режим хранения в сухом состоянии является наиболее приемлемым и экономически выгодным для долгосрочного хранения зерновых масс. Опыт показал, что зерновые массы в таком режиме можно хранить без перемещения в силосах элеватора 2-3 года и в складах 4-5 лет.

Надежность и эффективность хранения сухих зерновых масс привела к широкому распространению в практике различных методов сушки зерна для снижения его влажности перед закладкой на хранение. Обычно влагу удаляют, применяя следующие способы сушки:

• 
  тепловая сушка в зерносушилках различных конструкций, в которых в качестве агента сушки применяется смесь топочных газов с воздухом, имеющая высокую температуру; это наиболее эффективный и производительный способ сушки, однако дорогостоящий (на сушку 1 т сырого зерна следует израсходовать около 10 литров дизельного топлива);
• 
  сушка активным вентилированием с использованием нагретого или сухого атмосферного воздуха с низкой относительной влажностью, очень эффективна технологически и экономически;
• 
  воздушно-солнечная сушка с применением солнечной радиации, целесообразна для небольших партий семян, когда требуется снижение их влажности на 1-3 %, способствует послеуборочному дозреванию, кроме того, солнечные лучи губительно действуют на микроорганизмы; это самый дешевый способ сушки;
• 
  химическая сушка с применением сорбентов (например, сульфат натрия), хорошо поглощающих влагу из семян бобовых культур, склонных к растрескиванию, ее применение ограничено.

Обязательным условием применения любого способа сушки является сохранение всех технологических качеств зерна, а в посевном материале – и его жизнеспособности. Наряду с максимальным технологическим эффектом сушка должна быть организована наиболее экономично.

^ 3.2. Режим хранения в охлажденном состоянии

Основан на принципе термоанабиоза, на чувствительности всех живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам. Жизнедеятельность зерна основной культуры, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей при пониженных температурах резко снижается или приостанавливается совсем. Своевременным охлаждением зерновой массы различного состояния достигают ее полного консервирования на весь период хранения. Даже при хранении сухого зерна его охлаждение дает дополнительный эффект и увеличивает степень консервирования сухой зерновой массы.

Особое значение приобретает временное хранение в охлажденном состоянии партий сырого и влажного зерна, которые не представляется возможным высушить в короткое время. Для таких партий охлаждение является основным и почти единственным методом сохранения их от порчи. В системе заготовок считаются охлажденными только партии зерна, имеющие в насыпи температуру не более 10 ^оС. При этом зерновые массы с температурой во всех слоях насыпи от 0 до 10 ^оС считают охлажденными в первой степени, а с температурой ниже 0 ^оС – во второй степени. Избыточное охлаждение (до –20 ^оС и более) часто приводит к отрицательным результатам, так как ухудшаются семенные и технологические свойства зерна и создаются предпосылки для резкого перепада температур и конденсата влаги.

Способы охлаждения зерновых масс можно разделить на две группы: пассивные и активные. Пассивное охлаждение осуществляют проветриванием зернохранилищ с применением приточно-вытяжной вентиляции. В летне-осенний период его проводят в ночные часы, а с наступлением устойчивой холодной и сухой погоды – круглосуточно. Пассивное охлаждение не всегда дает достаточный эффект. Активноеохлаждение осуществляют пропуском зерна через зерноочистительные машины, зернопогрузчики, конвейеры, нории. Наиболее прогрессивным методом охлаждения является активное вентилирование, дающее самый высокий технологический эффект.

^ 3.3. Режим хранения без доступа воздуха (в герметических условиях)

Основан на принципе аноксианабиоза. Потребность подавляющей части живых компонентов зерновой массы в кислороде позволяет консервировать ее путем изоляции от атмосферного воздуха. Отсутствие кислорода значительно сокращает интенсивность дыхания зерновой массы, зерно и семена переходят на анаэробное дыхание. Почти полностью прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, так как подавляющая масса их состоит из аэробов. Исключается возможность развития насекомых и клещей, также нуждающихся в кислороде.

Хранение без доступа воздуха – это почти единственный способ, обеспечивающий сохранность фуражного зерна с повышенной влажностью, исключающий необходимость применения тепловой сушки в зерносушилках. Потеря признаков свежести при этом не имеет существенного значения для зерна, предназначенного на кормовые цели. Совершенно исключается возможность хранения без доступа воздуха всех партий зерна, которые будут использованы для посева, так как при этом режиме неизбежна частичная или полная потеря всхожести вследствие губительного действия на зародыш этилового спирта, выделяющегося при анаэробном дыхании.

Создание бескислородных условий при хранении зерновых масс достигается обычно одним из трех путей: а) естественным накоплением диоксида углерода и потерей кислорода в результате дыхания всех живых компонентов, отчего и происходит самоконсервирование (автоконсервирование) зерновой массы в герметичной емкости; б) создание в зерновой массе вакуума (применяют вакуумные насосы); в) введение в зерновую массу газов, вытесняющих воздух из межзерновых пространств (применение брикетов сухого льда, сжигание сжиженного газа в генераторах). Первый путь более доступный и дешевый, наиболее распространен в практике хранения.

^ 4. Способы хранения зерна и семян

Хранение зерна может быть временным (краткосрочным) и длительным (долгосрочным). Первое по продолжительности исчисляется в сутках или месяцах (один-три), второе длится от нескольких месяцев до нескольких лет. Как временное, так и долгосрочное хранение должно быть организовано так, чтобы не было потерь в массе (кроме неизбежных) и тем более потерь в качестве.

Даже кратковременное хранение партий зерна целесообразнее организовывать в специальных хранилищах, где обеспечивается стабильное состояние зерновой массы в пределах принятого режима хранения. Однако в практике хранения не представляется возможным сразу в период уборки урожая поместить все зерно в хорошо устроенные хранилища. Тогда возникает необходимость в организации временного хранения зерна на токах или открытых площадках, в так называемых бунтах (насыпях зерна определенной формы, уложенных по установленным правилам).

В практике применяют два способа хранения зерна: в таре (содержание в мешках) и насыпью (в складах, бункерах, силосах).

Основной способ хранения зерновых масс – хранение насыпью. Преимущества его следующие: значительно эффективнее используется зернохранилище; имеется больше возможностей для механизированного перемещения зерновых масс; облегчается борьба с вредителями хлебных запасов; удобнее организовать наблюдение за качеством зерна; отпадают расходы на тару; меньшая себестоимость хранения зерна. Хранение насыпью может быть напольным или закромным (в небольших закромах и бункерах).

Хранение в таре применяют лишь для некоторых партий посевного материала: элитные семена; семена, легко растрескивающиеся при пересыхании (фасоль); семена, содержащие эфирные масла (культур семейства сельдерейные); семена мелкосемянных культур (люцерна); калиброванные и протравленные семена кукурузы, свеклы, подсолнечника. Этот способ хранения более дорогостоящий, однако его необходимо применять в определенных случаях для предотвращения потерь зерна и семян в массе и качестве.

Доступность зерновых масс, хранящихся в бунтах, воздействию атмосферных условий делает их неустойчивыми при хранении, особенно осенью. Зерно в бунтах легко загрязняется, портится, и в некоторых случаях не исключается его истребление птицами и грызунами. Однако в уборочный период применяют временное хранение зерна в бунтах. Допускается длительное хранение в бунтах только зерна продовольственного и кормового назначения, лучше на закрытых площадках. Семенные фонды необходимо после дозревания размещать в хранилищах.

К зернохранилищам предъявляется много разносторонних требований. Все они направлены на то, чтобы можно было обеспечить сохранность зерновых партий с минимальными потерями в массе, без потерь в качестве и с наименьшими издержками при хранении. Любое зернохранилище должно быть достаточно прочным и устойчивым, т.е. выдерживать давление зерновой массы на пол и стены, давление ветра и неблагоприятное воздействие атмосферы. Зернохранилище должно иметь надежную гидроизоляцию (защищать зерновую массу от проникновения атмосферных осадков, грунтовых и поверхностных вод) и термоизоляцию (защищать зерно от резких перепадов температуры). Чрезвычайно важным требованием является надежность защиты зерновых масс от грызунов, птиц, насекомых и клещей, поэтому зернохранилище должно быть удобным для проведения мероприятий по обеззараживанию (дезинсекции). Зернохранилища сооружают из камня, кирпича, железобетона, металла по различным типовым проектам. Выбор строительных материалов зависит от местных условий, целевого назначения зернохранилищ и экономических соображений.

Основными типами зернохранилищ являются одноэтажные склады с горизонтальными или наклонными полами, а также хранилища силосного типа – элеваторы из железобетона и цилиндрические силосы и бункера (бины) различной вместимости, сделанные из различных металлов, которые можно быстро построить. Их преимущество в быстрой механизированной загрузке и выгрузке (самотеком) зерна, надежной защите от грызунов, пожаробезопасности. Основной недостаток силосных элеваторов заключается в том, что их нельзя использовать для продолжительного хранения зерновой массы любого состояния. В силосах может быть обеспечено надежное хранение партий зерна только сухого и средней сухости. Кроме того, элеватор наиболее выгоден, когда он принимает, обрабатывает и отгружает большое количество зерна.

В условиях сельскохозяйственного предприятия экономически целесообразными являются зерносклады (с приточно-вытяжной вентиляцией или с активным вентилированием, немеханизированные, частично или полностью механизированные). В настоящее время быстро окупаемыми, компактными, современными хранилищами являются вентилируемые силосы модульной сборки с горизонтальным и конусным днищем.

Для рациональной эксплуатации зернохранилищ и удешевления стоимости хранения зерна вместимость их должна быть использована максимально. Этого достигают, размещая зерновую массу в складах предельно допустимым по высоте насыпи слоем. Высота насыпи зерновой массы в хранилищах зависит от ее состояния, целевого назначения партии зерна и предполагаемого срока хранения зерна, типа хранилища и времени года. Зерно влажностью до критической, очищенное от примесей и предназначенное для продовольственных и кормовых целей, можно хранить во всех типах хранилищ с максимально возможной высотой насыпи: 30-40 м в силосах элеватора и до 4-5 м при напольном хранении в складах. При пониженной высоте насыпи (1-2,5 м) приходится хранить зерновые массы, обладающие пониженной стойкостью. При хранении зерна и семян в таре мешки укладывают в штабеля различными способами: тройником, пятериком, колодцем. Высота штабеля колеблется от 8 до 14 рядов.

^ 5. Размещение зерна на хранение и наблюдение за ним

Важнейшим мероприятием, обеспечивающим успешное хранение зерновых масс как по качеству, так и по экономическим показателям, является правильное размещение их в зернохранилищах. Только соблюдая правила размещения, можно организовать рациональное хранение зерновых масс, то есть избежать их излишнего перемещения, эффективно провести их обработку, хорошо использовать вместимость хранилищ, предотвратить потери в качестве и до минимума сократить потери в массе. Все это буде способствовать сокращению издержек при хранении и наилучшему использованию партий зерна.

В основу правил размещения зерновых масс в зернохранилищах положены следующие принципы:

· учет показателей качества каждой партии зерна и связанных с этим возможностей использования ее по тому или иному назначению;

· учет устойчивости каждой партии зерна при различных условиях хранения.

Правилами хранения запрещается смешивать партии зерна различного назначения и разной устойчивости. При этом учитывают ботанические признаки (тип, подтип и сорт зерна), целевое назначение, важнейшие показатели качества (влажность, засоренность, зараженность).

Перед приемкой зерна составляется и утверждается план размещения зерна в зернохранилищах.

За зерновыми массами необходимо систематически наблюдать в течение всего периода хранения, что позволяет своевременно предотвратить все нежелательные явления и с минимальными затратами довести зерновую массу до состояния консервирования или реализовать ее без потерь. Наблюдение организуют за каждой партией зерна. К числу показателей, по которым при систематическом наблюдении можно безошибочно определить состояние зерновой массы, относят ее температуру, влажность, содержание примесей, зараженность, показатели свежести (цвет и запах). В партиях семенного зерна дополнительно проверяют его всхожесть и энергию прорастания. Периодичность проверки зерновой массы по этим показателям зависит от ее состояния и условий хранения (времени года, типа хранилищ, высоты насыпи). Так, чем физиологически активнее зерновая масса, тем чаще проверяется ее температура. Например, в сухом зерне она измеряется один раз в 15 дней, а в сыром неохлажденном зерне – ежедневно. Сроки проверки зерна на зараженность клещами и насекомыми зависят от температуры: при температуре выше 15 ^оС – один раз в 10 дней, при температуре ниже 5 ^оС – один раз в месяц. В зависимости от влажности и температуры установлены и сроки наблюдений по другим показателям. Результаты наблюдений в хронологическом порядке заносят в журнал наблюдений.

При хранении проводят количественно-качественный учет зерна, в процессе которого в приходно-расходной книге указывают количество поступившего на склад и выбывшего из него зерна, выявляют неизбежные потери в массе (естественную убыль), потери массы, связанные с изменением качества (уменьшение влажности), и неоправданные (сверхнормативные) потери. По окончании срока хранения составляется и утверждается акт зачистки зернохранилища с указанием всех видов и величины потерь.

^ 6. Мероприятия, повышающие устойчивость
зерновых масс при хранении

К технологическим приемам, способствующим обеспечению сохранности зерновых масс и применению определенных режимов хранения, относят: сушку и очистку зерновых масс от примесей, их активное вентилирование, обеззараживание от вредителей, химическое консервирование.

^ Сушка и очистка являются приемами послеуборочной обработки зерна и семян с целью доведения их до требуемых кондиций по влажности и засоренности. Если сушка проводится при влажности зерна выше критической, то очищают от примесей все партии свежеубранного зерна.

В зависимости от состояния и целевого назначения зерна могут проводить различные виды очистки: предварительную, первичную и вторичную (для доведения семян до кондиций посевных стандартов). Очистка проводится на воздушно-решетных сепараторах, в триерах и других зерноочистительных машинах. При очистке используются различия зерна и семян основной культуры и примесей по таким физическим свойствам, как размеры, аэродинамические свойства (парусность), плотность, состояние поверхности, форма.

Технологический эффект от очистки тем выше, чем больше отделимых примесей удаляется из зерновой массы. Минимальный технологический эффект первичной очистки зерна должен составить не менее 60 %. Это значит, что в зерновой массе после очистки должно остаться не более 40 % содержавшихся в ней первоначально примесей.

При первичной очистке исходную зерновую смесь сепарируют на следующие фракции: продовольственное зерно 1 сорта, фуражное зерно 2 сорта, мелкие отходы, крупные отходы и легкие примеси. Очень важно организовать правильный учет выхода очищенного зерна, побочных продуктов и зерновых отходов при очистке.

^ Активное вентилирование – принудительное продувание воздухом зерновой массы, находящейся в покое, то есть без перемещения. Воздух с помощью вентиляторов, обеспечивающих необходимую подачу и развивающих нужный напор, через систему специальных каналов или труб нагнетается в больших количествах в зерновую массу и оказывает существенное влияние на ее состояние. Этот технологический прием имеет разностороннее значение и поэтому может применяться в различных целях: для сушки, охлаждения, послеуборочного дозревания зерна и семян, ликвидации самосогревания.

Все установки, применяемые для активного вентилирования, можно разделить на три группы: стационарные, напольно-переносные, и передвижные (трубные и телескопические). Очень важно установить правильный режим активного вентилирования: оптимальные количество и параметры (температура, влажность) воздуха. Удельная подача воздуха, то есть его количество в м³, нагнетаемое на 1 т зерна в час, должно быть достаточным для достижения ожидаемого эффекта и предотвращения образования в зерновой массе застойных зон. Например, для охлаждения зерна рекомендуется удельная подача воздуха составляет 50-200 м³/ч на 1 т в зависимости от влажности, для сушки и ликвидации самосогревания она должна быть на порядок выше – 1000-2000 м³/ч ^.т.

^ Меры борьбы с вредителями хлебных запасов – делят на две группы: предупредительные (профилактические) и истребительные. Все истребительные меры, направленные на уничтожение насекомых и клещей, получили название дезинсекции. Применяемые способы дезинсекции можно разделить на две большие группы физико-механические и химические (с применением ядохимикатов – пестицидов). Наиболее распространенным способом дезинсекции зернохранилищ является фумигация (газация) – обеззараживание парами или газами отравляющих веществ.

В настоящее время для фумигации складов и зерна вместо бромистого метила применяют более эффективные препараты на основе соединений фосфида водорода с металлами. Это магтоксин, фостоксин и другие препараты в виде таблеток. Их размещают на полу, на поверхности зерна, между штабелей мешков с семенами. Продолжительность фумигации при температуре 5-10 ^оС составляет 10 суток; при 11-15 ^оС - 7; при 16-20 ^оС - 6; при 21-25 ^оС - 5 суток; выше 26 ^оС - 4 суток. Допуск людей в складские помещения разрешается после полного проветривания в течение 2-5 суток, а реализация продукции - через 20 суток после фумигации.

Истребление грызунов называется дератизацией и может проводиться различными способами: механическим (отлов с помощью капканов и ловушек) и химическим (применение ядовитых приманок).

^ Химическое консервирование – это прекращение или замедление жизненных функций зерновой массы и отдельных ее компонентов при хранении путем обработки различными химическими средствами. Может применяться для консервирования зерновой массы (особенно кормового зерна) с повышенной влажностью. Цель применения химикатов – подавление обильной микрофлоры (прежде всего, плесневых грибов), имеющей на влажном зерне благоприятные условия для своего быстрого развития, которое приводит к порче зерна.

Используются следующие препараты: порошкообразный пиросульфит (метабисульфит) натрия (через 30-40 суток превращается в безвредную для животных глауберову соль), концентрат низкомолекулярных кислот (КНМК) – муравьиной, уксусной, пропионовой. На основе пропионовой кислоты созданы такие эффективные препараты, как «Пропкорн», «Люпрозил», «Кемстор». Нормы расхода этих веществ в зависимости от влажности и сроков хранения зерна могут колебаться от 0,5 до 2,5 % от массы партии зерна.

Все мероприятия по повышению устойчивости зерновых масс при хранении должны быть экономически выгодными. Они обязательно проводятся, если это необходимо для предотвращения порчи зерна и снижения потерь.