Естественная неоднородность семян подсолнечника и возможности ее снижения Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

557.15:665.347.8.002.33

ЕСТЕСТВЕННАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ СНИЖЕНИЯ

С.Ю. КСАНДОПУЛО

'■Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

Биохимическая неоднородность семян значительно влияет на процессы, происходящие в подсолнечнике при послеуборочном дозревании и последующем хранении, определяя во многом технологические качества [1, 2]. Различают естественную и индуцированную неоднородность семян. Первая возникает в результате неравноценного развития семян в соцветии, у подсолнечника — в корзинке и зависит от их местоположения относи-тельно центра соцветия [1], вторая — вследствие поступления на хранение и переработку семян различных сроков уборки и условий созревания (почвенных, погодных и др.) Показана возможность снижения естественной неоднородно'сти путем применения фракционирования семян по линейным размерам по существующей технологии [3].

Цель работы — определение рационального количества групп семян по естественной неоднородности с обоснованием возможного способа их разделения.

Использовали кластерный метод анализа, позволяющий визуально оценить возможность разделения единичных семян на классы [4]. Основой для обнаружения классов является матрица различия классифицируемых образцов, представленная в методе матрицей евклидовых расстояний

где с/,-/ — евклидово расстояние между <-м и /-м объектами;

Хш Л/к — значение к-го признака /-го и /-го объектов соответственно;

Р — число признаков.

После вычисления матрицы расстояний класси-

фицируемые объекты (к — число объектов) объединяли в группы последовательно (за п-1 шагов). Различия между классами (кластерами) вычисляли методом средней связи, позволяющим выделять кластеры сложной формы. Последовательно совокупность объектов делили на 2, 3 и 4 кластера. Оценку качества разделения проводили путем визуализации граней полученных кластеров в координатах признаков — показателей биологической активности.

Исследовали семена подсолнечника сорта Передовик, созревшие на опытных полях ВНИИМК в 1979—1987 гг. и убранные в различной стадии зрелости на 26, 35 и 56-й день от начала массового цветения. Семена, расположенные на одинаковом расстоянии от центра соцветия-корзинки, отбирали вручную. Их биохимическую неоднородность оценивали по активности ферментного комплекса — липазы А л, мкмоль С18/мин -мг [5], липоок-сигеназы А 0, мэкв Ог/мин -мг [6], каталазы А к. мкмоль 02/мин -мг [7]; жизнеспособность семян— по всхожести [81, технологическое качество — по массовой доле липидов М, кислотному числу Км. и перекисному числу Пл. масла в семенах [9].

Установлено, что пределы изменения естественной неоднородности семян по результатам исследований в 1983—1987 гг, различны в зависимости от сроков уборки (табл. 1).

Таблица 1

Срок уборки, день от начала массового цветения А л А0ЧО~* СО 1 О

26-й 0,22—0,35 6,2—11,1 6,0—15,2

35-й 0.09—0,38 4,6—12,2 О 1_ ОС

56-й 0,02—0,57 3,8—14,6 2,1—20,6

Чем больше к моменту уборки созревших семян, тем разнокачественней они по активности ферментного комплекса, Значительная их неоднородность по активности гидролитических и окислительных ферментов может являться основанием для разделения таких семян на группы по естественной неоднородности.

Кластерный анализ биохимической неоднородности семян подсолнечника различных степеней

зрелоси цветени ристика ко на л

4

рйрова:

уборочі

Класс с

I

Количес обр а, % 1

II

Количе(

обра,

% :

Так; на осн активи не гарі

.002.33

) объе-иагов). исляли

ІІДЄЛЯТБ

о сово-астера. гем ви-в коор-ческой

э Пере-МК в стадии ссового аковом зтбира-ідность

ІМПЛЄК-

ІИПООК-

зы А к, ;мян— - по л у К.ч. [91.

бствен-

иссле-

амости

\6лица 1

■](Г3

1-15.2

1-18,3

-20,6

семян,

ермен-

дность

!ЛЬНЫХ

разде-

ІЄННОЙ

.нород-

;пеней

зрелости, убранных на 25, 35 и 56-й день после цветения, показал, что по биохимическим характеристикам наиболее четко семена разделяются только на две группы. Сделанные выводы проиллюст-

Степень зрелости семян, день от начала

Класс семян массового цветения

26-й 35-й 56-й

Предуборочная зрелость Уборочная зрелость Полная физиологическая зрелость

і

Количество

образцов.. о/ /О 5 5 4

50 50 40

и

Количество

образцов, % 5 '5 ' 6

50 50 60

Наиболее четкое разделение достигается при использовании в качестве критерия разделения величины всхожести семян (рис. 2). Семена первой группы имеют низкую всхожесть при высокой активности А л, А 0, А к; семена второй группы —

Рис. 1

рированы на результатах исследований для семян уборочной зрелости.

Таблица 2

Также установлено, что выделение групп семян на основании критерия разделения по неличине активности одного из выбранных нами ферментов не гарантирует четкого разделения (рис. !).

высокую всхожесть при низкои активности этих ферментов. С увеличением степени зрелости семян четкость их разделения на группы увеличивается, о чем свидетельствуют результаты кластеризации по критериям всхожести — А л семян (рис. 3).

Следует отметить, что во время полной физиологической зрелости (на 56-й день) массовая доля семян I класса меньше (табл. 2), что подтверждает продолжающиеся в них процессы созревания и высокий биохимический потенциал для дозревания. Результаты классификации по годам наблюдения значительно не отличаются.

Как следует из полученных данных, разделение семян по естественной биохимической неоднородности рациональней проводить по величине их всхожести. Однако это трудно осуществить на практике прежде всего из-за длительности анализа и отсутствия технологического оборудования для разделения семенной массы по данному признаку.

Нами были изучены физико-механические характеристики семян подсолнечника каждого из образцов, коррелирующие с величиной всхожести: средний эквивалентный диаметр [10] и относительная плотность [11]. На примере семян уборочной зрелости (рис. 4) их можно разделить на два класса как по эквивалентному диаметру, так и по относительной плотности, причем во втором случае разделение эффективней, так как разрыв между классами более существенен. Однако в настоящее время разделение семян по их плотности также затруднительно из-за отсутствия технологического оборудования [3].

Средний эквивалентный диаметр в качестве критерия разделения позволяет четко выделить соответствующие биохимическим показателям классы (рис. 5) для семян подсолнечника всех

степеней зрелости. На рисунке показано, что с увеличением степени зрелости средний эквивалентный диаметр, по которому идет деление семян на

5,6 С(,гтп

о 6ч

8$ \|

4.5 А —м У

О г

\ у

■

£.0 5 2 к — 5 1

Рис. 5

ЧТО с

вален-нян на

группы, увеличивается. Это подтверждается и уже известной в практике технологией выделения элитных и суперэдитных семян в элитно-семеноводческих хозяйствах [12], где для выделения проходом; недозрелых семян применяют ситовые поверхности с диаметром ; отверстий 5,2—5,5 мм, тогда как для фракционирования семян, убранных на 26-й день, — 4,5—5,0 мм.

Для подтверждения эффективности предварительного деления семян подсолнечника на два класса по эквивалентному диаметру единичных семян анализировали их технологические свойства

(рис. 6). ■ ; ....; Г

Установлено, что сформированные классы включают в себя те же образцы, что и при делении по биологической активности, причем различие между классами по технологическим свойствам увеличивается по мере зрелости семян. Это подтверждает правильность выбранного критерия разделения Разделение семян по естественной неоднородности проверено на технологических и селекционных партиях подсолнечника (табл. 3). £емена разделяли по эквивалентному диаметру на соответствующих ситовых поверхностях.

’ Таблица 3

Показатель Смесь семян 1 1 класс II клас

Технологи !еская партия семян

Ад 0,16. 0.07 , 0,23

А, ■ ИГ3 6,7 • 4,9 7,3

1 -О о 24,8 12,0 29,7

Всхожесть 30 52 21

К.ч., мг-КОН 1,47 1,12 1,78

Пл., % /2 0,06 0,04 0,09

М, % 44,8 46,2 .44.0

Ч : Селекционная партия семян

Ал ' . . о.оз : 0,01 0,06

‘‘О"3 ' 8,3 5,2 .10,0

О wl. 18,0 13,5 22,3

Всхожесть 52 66 34

К.ч.. мг КОН 1,26 0,57 1.49

Пл., % /2 ■ 0,04 0,02 ' 0,10

М, % ' 49,3 52.6 : ; 48,7

Результаты исследований свидетельствуют об эффективности разделения технологического и селекционного материала по эквивалентному диаметру единичного семени для формирования классов семян по их естественной неоднородности.

выводы

Пределы естественной неоднородности семян подсолнечника различны в зависимости от сроков их уборки. Чем более созревшими к моменту уборки являются семена, тем более разнокачественны они по естественной неоднородности.

Результаты кластерного анализа показывают, что семена различных сроков уборки по естественной неоднородности делятся четко на две группы, в качестве критерия разделения используется всхожесть семян, причем с увеличением степени зрелости четкость разделения их на группы увеличивается.

Показана возможность и целесообразность применения среднего эквивалентного диаметра для разделения семян на две группы по естественной неоднородности с корректировкой диаметра отверстий ситовых поверхностей калибрующих машин для семян различных сроков уборки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ксандопуло С.Ю., Ключкин В.В. Неоднородность семян подсолнечника по активности ферментов. Сообщение 1 / / Масло-жировая пром-сть. — 1987. — № 6.

2. Ксандопуло С.Ю., Ключкин В.В. Неоднородность семян подсолнечника по активности ферментов. Сообщение 1 // Масло-жировая пром-сть. — 1987. — № 7.

3. Ксандопуло С.Ю., Ключкин В.В. Неоднородность семян подсолнечника и пути ее ликвидации / Тез. докл. науч. конф., посвященной 35-й годовщине создания ВИХВП. — Пловдив, 1988,

4. Коленьсотерная биометрика / Под ред. В.Н. Носова. — М.: Изд-во МГУ, 1990. — 222 с.

5. Григорьева В.Н., Миронова А.Н., Петрова А.Н. Изучение гидролитических ферментов масличных семян / / То. ВНИИЖ. — 1977. — Вып. 33. — С. 3—12.

6. Активность липооксигеназы семян подсолнечника различных классов / С.Ю.Ксандопуло, В.М. Копейковский, В.Н. Григорьева, В.В. Ключкин // Масло-жировая пром-сть. — 1980. — № 12. — С. 14—16.

7. Ерлеаков А.И. Методы биохимического исследования растений. — Л.: Колос, 1972. — С. 44—47.

8. ГОСТ 10822—64 «Методы определения».

9. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности / Под ред. В.Н. Ржехина и А.Г. Сергеева. — Л.: ВНИИЖ. 1967. — Т. 1, 2.

10. Кириевский В.Н., Кукоева Л.А., Логичева В.А. Пределы колебаний интервала дисперсности величины среднего эквивалентного диаметра семян подсолнечника / Процессы и аппараты производства растительных масел и жиров / Тр. ВНИИЖ, 1979. — С. 7—12.

11. Токарев П.В. Методика определения объема и удельного веса семян. — М.: Колос, 1967. — 74 с.

12. Подсолнечник / Под ред. B.C. Пустовойта. — М.: Колос, 1975. — 587 с.

Кафедра технологии жиров

Поступила 28.07.92