Кирпа М.Я. Оптимізація процесів обробляння і зберігання насіння кукурудзи та методи поліпшення його якостей

Короткий зміст

Стан та перспективи розвитку системи обробляння і зберігання насіння кукурудзи (огляд наукової літератури)

Охарактеризовано стан виробництва зерна кукурудзи, значення і місце в ньому післязбиральної обробки, зберігання і підготовки насіння до посіву, зроблено аналіз проведених досліджень з питань  впливу  окремих  технологічних процесів на якість  насіннєвого матеріалу, розглянуто методи поліпшення його посівних якостей і врожайних властивостей. Подана оцінка технологій та матеріально-технічної бази з обробки насіння кукурудзи в різних системах - господарствах і на спеціальних кукурудзообробних заводах, наведені енерговитрати в разі збирання і сушіння вологої кукурудзи. Поданий вітчизняний та зарубіжний досвід з  особливостей післязбиральної обробки і зберігання насіння  батьківських форм гібридів кукурудзи.

На необхідність збільшення виробництва кукурудзи, у тому числі за рахунок нових науково-обгрунтованих технологій післязбиральної обробки і підготовки  високоякісного насіння  наголошено в роботах В.С. Цикова,   Б.В. Дзюбецького, В.М. Соколова, Л.В. Козубенка, В.С.  Сотченка та інших.

Проблемі розробки способів та режимів сушіння і сепарування насіння, як  найбільш важливих технологічних операцій, в післязбиральній обробці кукурудзи присвячені фундаментальні дослідження А.М. Репіна, О.І. Науменка,  В.С. Уколова, М.Г. Голіка, В.І. Анискіна, Л.Г. Чижикова, О.Н. Зюліна, Г.М. Станкевича та інших.

Методи поліпшення посівних якостей і врожайних властивостей насіння та природа його різноякісності розкриті у роботах М.М. Кулєшова, І.Г. Строни,  М.О. Кіндрука, М.М. Макрушина, М.М. Гаврилюка, В.Г. Діндорого, М.К. Їжика, О.І.  Калюжного та інших.

Прийоми енергозбереження в технологіях сушіння та удосконалення зерносушарок висвітлені в працях В.І. Алейнікова, В.І. Атаназевича,           Б.І. Котова, Ю.В. Єсакова, М.В. Остапчука, А.В. Авдєєва та інших.

Аналіз огляду літератури дозволив виділити найбільш перспективні напрями подальшого розвитку систем обробляння та зберігання насіння кукурудзи шляхом оптимізації технологічних процесів та розробки нових методів поліпшення якості насіннєвого матеріалу, а також встановити ряд невирішених проблем, особливо, в частині вивчення впливу окремих технологічних процесів на посівні і врожайні властивості  насіння, виявлення нових ефективних прийомів енергозбереження і методів оцінки якості з урахуванням особливостей гібридів кукурудзи та їх батьківських форм, а також сучасних організаційно-економічних засад виробництва кукурудзи.

Умови, матеріал та методика проведення досліджень

Дослідження проводили в Інституті зернового господарства УААН та в мережі його дослідних станцій (Синельниківська, Жеребківська, Розівська), в дослідному господарстві “Дніпро”, а також в насінницьких господарствах і на кукурудзообробних заводах Дніпропетровської, Одеської, Тернопільської, Полтавської, Запорізької областей в 1985-2006 рр.

В Інституті зернового господарства виконували комплекс лабораторних і польових досліджень, пов’язаних із вивченням фізико-механічних, посівних і врожайних властивостей насіння. В лабораторних дослідах визначали чистоту, масу, крупність, вологість, травмованість, ураження  мікрофлорою, енергію проростання і схожість насіння за методами ГОСТ, які діяли на той час, та чинним ДСТУ 4138-2002. У польових дослідах визначали польову схожість, ріст і розвиток рослин, врожайність гібридів і самозапилених ліній кукурудзи, динаміку вологовіддачі та накопичення сухої речовини зерна, досліди здійснювали згідно  загальноприйнятих методичних рекомендацій (Д.С. Фільов, В.С. Циков, В.І. Золотов, 1980). Вивчали також способи зберігання та вплив біотичних і абіотичних факторів, пов’язаних із підготовкою насіння до зберігання. Для цього насіння відбирали із вологістю 8-15 %, обробляли протруйниками, мікроелементами, рістрегулюючими речовинами, пакували в різну тару (папір, поліетилен, поліпропілен). Насіння, підготовлене таким чином, зберігали при заданій температурі 3-10 ^оС у клімокамерах та при фактичній температурі, що складалась у насіннєсховищі. Тривалість зберігання становила від 4-6 місяців до 5-6 і більше років залежно від призначення насіннєвого матеріалу.

На дослідних станціях здійснювали експериментальну частину роботи, яка включала напрацювання способів і регламентів сушіння, очищення, сортування, калібрування різних гібридів кукурудзи та  батьківських форм  залежно від біологічних і фізико-механічних особливостей їх насіння. Випробовували також нове обладнання – механізовані лінії, сушарки, молотарки, зерносепаратори, контрольно-вимірювальні прилади. 

На кукурудзообробних заводах вивчали способи енергозбереженння та інтенсифікації тепло-масообміну в процесі сушіння кукурудзи, визначали витрати палива,  електроенергії і продуктивність сушарок, обраховувалась інтенсивність вологовипаровування. Виробничу перевірку нових технологічних процесів і методів виконували у господарствах наведених вище областей.

Досліди вели з гібридами кукурудзи різних груп стиглості, переважно середньоранньої, середньостиглої та середньопізньостиглої, внесених до Реєстру сортів рослин України, а також їх батьківськими формами  – самозапиленими лініями  та простими гібридами. У роки досліджень складались різні погодно-кліматичні умови, що дозволило встановити природу формування посівних якостей і врожайних властивостей насіння кукурудзи, виділити при цьому  дію  різних технологічних чинників на стадіях його обробляння та зберігання.

Статистичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного аналізу (Б.А. Доспєхов, 1985) за допомогою персонального комп’ютера з використанням програмного забезпечення, розробленого в Інституті зернового господарства УААН.

Теоретичне обґрунтування чинників якості насіння кукурудзи

та прийомів енергозбереження

Проблема підвищення рівня підготовки насіння кукурудзи в системах обробляння значним чином залежить від вирішення двох її найбільш важливих складових частин - розробки і впровадження нових методів поліпшення посівних і врожайних якостей насіння та  застосування для цього оптимізованих технологічних прийомів  на основі урахування біологічних особливостей гібридів і їх батьківських форм  а також раціональних економічно виправданих енерговитрат. Тому для рішення поставлених завдань необхідно перш за все було визначити і теоретично обґрунтувати чинники якості та споживання енергії у процесах післязбиральної  обробки кукурудзи.

Шляхом аналізу багаторічних даних, одержаних в Придніпровському регіоні, визначені основні  чинники якості насіння, до яких належали агрокліматичні, техніко-технологічні і антропогенні фактори.

 До агрокліматичних факторів, що діяли незалежно в системах обробляння, відносились погодні умови періоду дозрівання та критично низькі для насіння температури під час його збирання. За тривалий проміжок часу (1978-2005 рр.) критичні температури найчастіше наступали з 2–3 декади жовтня, їх вірогідність складала 53–60 %. Значення критичних температур при цьому були такі:  -3 ^о,  -5-7 ^о та -8-9 ^оС відповідно для зерна з вологістю 35 і вище; 28–35  і  20–28 %.

З агрокліматичними факторами були тісно пов’язані техніко-технологічні, зокрема, найбільш важливі – стиглість і збиральна вологість зерна. Фізіологічна стиглість і вологість насіння кукурудзи в межах 34-36 % наступала в період з 19 серпня по 9 вересня - у сприятливі за умовами роки (1988-1989, 2000, 2002, 2005) та з 11 вересня по 20 жовтня в несприятливі (1978, 1980, 1987, 1997, 2004). Тобто збирання і обробка кукурудзи із підвищеною допустимою вологістю майже завжди дозволяє уникати негативної дії низьких температур.  Максимально можливий за календарем період, без мінусових критичних температур,  складав для пізньостиглих форм 30 діб, для середньостиглих і середньоранніх – 43-48 діб.

Ці показники і слугували базовими для оптимізації періоду збирання-обробки та одержання високоякісного насіння, а також визначення сезонного навантаження кукурудзообробних заводів.