Технологія вирощування будь-якої культури передбачає створення запасів посівного матеріалу з метою його постачання для сівби на випадок різних непередбачуваних обставин (неврожаю, стихійного лиха тощо). Особливого значення набуває створення засобів обробки насіння пізньостиглих культур, що нерідко підпадають під дію несприятливих погодно-кліматичних умов, внаслідок чого втрачається врожай або ж він має низьку якість.
Кукурудза відноситься до культур, які відрізняються широким асортиментом і різними групами стиглості, тому запаси посівного матеріалу мають важливе практичне значення. Свого часу для цієї культури було встановлено обсяги запасів залежно від категорії посівного матеріалу (добазове, базове, сертифіковане), а також від гібридів та їхніх батьківських компонентів.
При цьому передбачалось створення запасів за принципом щорічного оновлення, тобто умовно «старе» насіння замінювалось на свіжозібране аналогічної категорії та якості. Основним показником якості слугувала лабораторна схожість, яка мала бути не нижчою від кондиційної (87 чи 92%). Але на практиці за такого принципу нерідко партія насіння замінювалась на партію з нижчою придатністю для зберігання і, як наслідок, з нижчими господарсько-цінними показниками (польовою схожістю, ростом і розвитком рослин, їх продуктивністю).
До такого результату в більшості випадків призводило те, що чинний принцип створення основних запасів насіння недостатньо науково обґрунтований, у ньому не передбачаються спеціальні заходи щодо підготовки посівного матеріалу, здатного до тривалого зберігання.
Зазвичай підготовка здійснюється за типовими способами, режимами й показниками, які розроблено і рекомендовано застосовувати для насіння, призначеного для сівби, без урахування його довговічності. Не досліджено вплив основних операцій післязбиральної обробки – способів і режимів сушіння та сепарування на формування довговічності насіння, не встановлено показник, який мав бути основним у системі, та дружність появи сходів за відношенням «схожість заключна/діб проростання». Тому актуальним і дійсно важливим є розроблення і удосконалення принципів підготовки насіння гібридів кукурудзи до тривалого зберігання на основі нових способів, режимів і показників їх післязбиральної обробки.
Метою роботи було дослідження особливостей формування довговічності насіння гібридів кукурудзи, встановлення способів і показників післязбиральної обробки, які забезпечують тривале зберігання та високу якість насіння.
Дослідження виконували в лабораторії методів збереження та стандартизації зерна Державної установи «Інститут зернових культур НААН» (ДУ ІЗК НААН) у 2018–2021 рр. Для досліджень використовували насіння гібридів кукурудзи селекції ДУ ІЗК, його збирали за різної вологості та залежно від неї спрямовували на післязбиральну обробку з метою підготовки до тривалого зберігання.
Післязбиральна обробка включала сушіння у разі підвищеної збиральної вологості, сепарування у режимах очищення, сортування та калібрування для відбору високоякісних фракцій посівного матеріалу, їх хімічну обробку.
Сушіння виконували різними способами і з різними температурними режимами в сушарках і на установках активного вентилювання (природне сушіння – контроль), сепарування проводили на ситах і на гравітаційних поверхнях за різними ознаками і фізіко-механічними властивостями насіння, хімічну обробку здійснювали протруйниками, рекомендованими для кукурудзи (Вітавакс 200 ФФ). Зберігання проводили за різної вологості насінини (7–8, 9–11, 12–14%) і пакували в паперовий, тканинний і поліетиленовий матеріал. Якість насіння визначали в лабораторних умовах за показниками вологості, маси 1000 насінин, схожості, енергії проростання відповідно до методів ДСТУ 4138, а також методів польової оцінки.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
З усіх операцій післязбиральної обробки сушіння відноситься до основних процесів і значним чином може впливати на якість насіння та його придатність до тривалого зберігання. Вплив сушіння в дослідах вивчався за показником схожості, яку визначали в лабораторних і польових умовах, на початку і наприкінці зберігання насіння.
Виявлено, що схожість гібридів кукурудзи, яка проявлялась у процесі зберігання, залежала від впливу комплексу чинників – вологості при збиранні, способів і температурних режимів сушіння (табл. 1). Із вологістю схожість була пов’язана оберненою залежністю – за нижчої вологості в межах 19–30% в дослідах схожість підвищувалась таким чином: лабораторна на 3–4%, польова на 5–6% (початок зберігання) та 4–6 і 8–10% (наприкінці зберігання) порівняно із насінням, зібраним за вологості 31–36%. Найвищою схожість була у насіння, зібраного за вологості 25–30%, а за вологості 19–24% вона дещо знижувалась внаслідок домішки травмованого зерна, що з’являлась за більш пізнього збирання і сушіння качанів. За нашими даними, вміст такого зерна може становити в межах 4–10% і призводити до погіршення якості насіння, у тому числі при зберіганні.
Вплив інших, окрім збиральної вологості, чинників на схожість насіння у процесі його тривалого зберігання був також особливим. Зокрема, схожість залишалась високою внаслідок термічного способу сушіння, вона була вищою на 4–8% (лабораторна) і 3–11% (польова) на початку зберігання та відповідно на 5–15% і 7–17% наприкінці порівняно із природним способом.
При цьому перевага термічного способу посилювалась при сушінні насіння з підвищеною вологістю, яка в дослідах становила 31–36%. Такі дані збігаються з отриманими раніше і свідчать про ефективність інтенсивного термічного сушіння вологих качанів кукурудзи порівняно із повільним, наприклад, у режимі вентилювання не підігрітим повітрям.
Читати по темі: Сівба кукурудзи – на що звернути увагу
Було встановлено, що швидке сушіння впливає на життєдіяльність патогенної мікрофлори на насінині, обмежує і пригнічує її розвиток, тобто складалися умови для безпечного анабіозу і безпечно тривалого зберігання насіння.
Однак термічне сушіння впливає позитивно лише за певних температурних режимів його проведення. В дослідах встановлено температурні межі, за яких досягається висока схожість насіння і його тривале зберігання залежно від рівня збиральної вологості. Виявлено, що за вологості 31–36% температурний режим сушіння має бути в межах 36–40°С, за нього лабораторна схожість насіння за стандарт-методом становила 95%, холодним тестом – 88%, польова – 86% на початку зберігання та відповідно 94, 85 і 82% наприкінці. За вологості 19–30% температурний режим сушіння допустимо підвищували до 40–44°С, подальше збільшення призводило до зниження схожості насіння як на початку так і наприкінці зберігання.
Не менш важливе значення для тривалого зберігання насіння мають способи його сепарування. В дослідах сепарування проводили найбільш поширеним способом – на ситах із круглими отворами діаметром 8–9, 7–8 і 6–7 мм, з яких отримували 3 фракції за крупністю насінин: умовно крупну, середню і дрібну. Виявлено, що за рахунок ситового сепарування можна сформувати фракції різної якості та стійкості в умовах тривалого зберігання (табл. 2). В наших дослідах найвищою якістю при тривалому зберіганні відрізнялось насіння крупне та середнє, його лабораторна схожість зростала на 2–3% (стандарт-метод), 7–10% (холодний тест), польова на 10–12% порівняно з насінням дрібної фракції.
Вперше також виявлено особливий вплив сепарування в режимі гравітаційного сортування на якість окремих фракцій насіння гібридів кукурудзи. За такого способу насіння розміщували на гравітаційних поверхнях і сепарували за комплексом ознак: маси, питомої маси, парусності насінини. Встановлено, що гравітаційне сортування підвищує схожість насіння усіх фракцій, але найбільше дрібного, підвищення становило в межах 3–7%. Особливо відчутним, в межах 4–12%, було підвищення схожості насіння після тривалого зберігання.
Загалом досліди дали змогу зробити такі висновки: по-перше, ситове сепарування поділяє насіння на 3 фракції за крупністю (умовно крупне, середнє, дрібне) із різною якістю і здатністю до тривалого зберігання; по-друге, насіння крупної та середньої фракцій має найвищу схожість як на початку, так і наприкінці зберігання; по-трете, схожість насіння дрібної фракції можна суттєво підвищити за рахунок гравітаційного сепарування. При цьому виявлено, що ефект гравітаційного сепарування досягається відбором із фракцій легковагових насінин зі зниженою питомою масою, які швидко знижують схожість у процесі тривалого зберігання. В наших дослідах вміст таких насінин був різним, що залежало від крупності фракцій, і становив 6–20% від початкової маси.
Тривале зберігання насіння ще може бути пов’язаним із його хімічною обробкою – протруєнням, проте у сучасних технологіях цей захід трактується по-різному. Раніше його виконували у потоці після інших попередніх операцій післязбиральної обробки, наприклад, після сушіння та сепарування в умовах кукурудзообробного заводу, тобто насіннєвий матеріал надходив на зберігання у протруєному стані. Очікувалось, що за такого підходу забезпечувався захист насіння від складських шкідників та хвороботворних мікроорганізмів, крім того, посівний матеріал був повністю готовим до сівби. Однак останнім часом технологія підготовки насіння кукурудзи стає більш гнучкою, оскільки необхідно брати до уваги низку чинників, у тому числі економічних, адже посівний матеріал може бути не реалізованим і залишатись надалі у протруєному стані.
З огляду на сказане вище вивчався вплив протруєння у процесі тривалого зберігання насіння. Дослід включав різні способи, за яких обробка виконувалась завчасно і насіння зберігали протруєним, а також її здійснювали безпосередньо перед сівбою; контролем слугувало необроблене насіння.
Виявлено особливий вплив протруєння залежно від часу її проведення (табл. 3). Встановлено, що протруєння за будь-якого терміну підвищує польову схожість насіння на 6,5–13,7% в середньому за всі роки досліджень. Але лабораторна схожість насіння складалась по-іншому, в разі зберігання у протруєному стані вона знижувалась на 3,5% (стандарт-метод) і 11,3% (холодний тест) порівняно із контролем і зберіганням непротруєним.
Ці дані частково збігаються з результатами інших досліджень, у яких також отримували заниження лабораторної схожості насіння, якщо воно зберігалось протруєним. Ймовірно, що зниження схожості відбувається внаслідок токсичного впливу хімічної речовини протруйника на зародок насінини, що гальмує її проростання. При цьому негативна дія речовини посилювались у міру зберігання протруєного насіння: на початку (1–2 роки) схожість знижувалась на 1–3% (стандарт-метод) і 7–8% (холодний тест), наприкінці – 3–7% і 13–16% відповідно. На 4–й рік зберігання протруєне насіння було некондиційним за показником схожості, при цьому в непротруєного вона становила 92%.
Для захисту необробленого насіння в процесі тривалого зберігання нами досліджено і сформовано технологічний регламент, який включає абіотичні чинники, що обмежують і припиняють діяльність шкодочинних об’єктів – складських шкідників і хвороботворних мікроорганізмів. Такими чинниками є низька вологість насіння, його охолодження, обмежений доступ кисню. Найбільшим технологічно доступним і енергозберігаючим для насіння кукурудзи є суміщення низької вологості з герметизацією: за наявності цих чинників тривалість безпечного зберігання може становити 3–5 років в умовах звичайного насіннєсховища.
ВИСНОВКИ
Створення запасів посівного матеріалу є обов’язковою умовою насінництва гібридів кукурудзи і має включати процеси та способи післязбиральної обробки, які забезпечать якість і тривале збереження насіння. До основних процесів належить сушіння вологого насіння, його пофракційне сепарування та протруєння з урахуванням терміну зберігання і напряму використання посівного матеріалу.
Для отримання високоякісного, здатного до тривалого зберігання насіння рекомендується: сушіння качанів проводити за відношенням вологості до температури, а саме 31–36% до 36–40°С, 19–30% до 40–44°С; сепарування здійснювати в режимах ситового калібрування і гравітаційного сортування з відбором двох фракцій за крупністю насінини: умовно крупної та середньої; протруєння запасів виконувати безпосередньо перед сівбою зі збереженням насіння у непротруєному стані.
У разі тривалого зберігання необробленого насіння його захист від шкодочинних об’єктів пропонується здійснювати за суміщенням абіотичних чинників – низької вологості насіння, охолодження, обмеження доступу кисню. Найбільш практичним і економічно вигідним для гібридів кукурудзи є герметичне пакування насіння з вологістю 9–11%, що гарантує тривалість збереження посівного матеріалу до 3–5 років.
М. Я. Кирпа, Інститут зернових культур НААН України
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2023
