Физико-механические свойства семян

2,55К

Очистку и сортировку семян от посторонних примесей проводят на специальных установках. В связи с этим особое значение имеют физико‑механические свойства семян культурных растений и наиболее часто встречающихся в них примесей, позволяющие выбирать оптимальные разделяющие факторы (размеры отверстий решет, скорость воздушного потока и пр.)

К физическим свойствам зерна и семян относятся: геометрические признаки, весовые характеристики отдельных зерновок.

К механическим свойствам относятся: аэродинамические и фракционные свойства, связанные с процессом самосортирования зерновых масс под действием внешних сил и нарушения внутренних связей.

Линейные размеры семян - это три величины, определяемые по трем взаимно перпендикулярным направлениям (длина, ширина, толщина).

Рис. 2. Линейные размеры зерна пшеницы (схема):1– продольный разрез; 2 – поперечный разрез; а – длина; б – ширина; в – толщина; г – хохолок (бородка); д – зародыш; е – спинная сторона; ж – брюшная сторона; з – бороздка

Длина - расстояние между основанием и верхушкой зерна (наибольший размер). Семена по длине разделяются на триерах. При вращении триера семена, у которых длина больше диаметра ячейки, скатываются при небольшом подъеме вниз. Семена с меньшим диаметром укладываются в ячейки и поднимаются при повороте триера значительно выше и удаляются в желоб. Более длинные семена идут по низу цилиндра и сразу выводятся. При разделении семян по длине надо учитывать изменчивость семян основной культуры, сорняков, размеры ячеек и количество пропусков.

Ширина - наибольшее расстояние между боковыми сторонами (наибольший поперечный размер). Разделение на фракции по ширине производят на решетах с круглыми отверстиями. Прохождение зерна через круглое отверстие зависит только от его ширины. Длинные семена, длина которых больше ширины в два раза, не могут принять вертикальное положение и пройти через круглые отверстия решет.

По ширине хорошо разделяется горох, просо, гречиха и др. Для выделения по ширине длинных семян требуются специальные гофрированные решета.

Толщина - между спинной и брюшной сторонами (наименьший поперечный размер).

Семена по толщине сортируют на решетах с продолговатыми отверстиями. Семена должны в процессе движения вдоль отверстий при горизонтальных колебаниях стать на ребро, в этом случае они могут пройти через решето. Изменчивость семян по толщине незначительна, поэтому основную культуру можно хорошо отделить от примесей.

Из трех размеров толщина в наибольшей степени характеризует мукомольные свойства зерна.

Совокупность линейных размеров называется крупностью. Крупное зерно в технологическом отношении является наиболее ценным, т. к. у него более высокое содержание эндосперма, следовательно, и повышенный выход муки и крупы. Влияние крупности на прорастание в посте Решета Фадеева

Зерно, однородное по крупности, получило название выравненного. Крупность и выравненность зерна определяются путем просеивания навесок на ситах с отверстиями различного сечения. При этом, если основная масса зерна остается на каком‑либо одном сите или на двух смежных ситах, то такая партия зерна считается выравненной. Для выравненного зерна при его очистке на зерноочистительных машинах легче подобрать сита, отрегулировать воздушный поток, и в отходах меньше попадет зерна основной культуры. Пост в тему Сильные семена

Форма зерна определяется как соотношением размеров (длины, ширины, толщины), так и выполненностью, т. е. объемом и очертаниями.

Форма зерен и семян весьма разнообразна, присуща данной культуре, виду, разновидности и сорту. Даже у одних и тех же культур форма семян весьма разнообразна.

Например, семена фасоли могут быть овальными, почкообразными, цилиндрическими, яйцевидными. Разные виды пшеницы также различаются по форме. У вида мягкой пшеницы зерна округло‑удлиненные, у твердой – более удлиненные. Выполненные зерна пшеницы более овальные, а щуплые более удлиненные.

Форма зерна может быть удлиненно‑овальной (у пшеницы), удлиненной (у ржи, овса), яйцевидной (у пшеницы, фасоли), шарообразной (у гороха, горчицы, рапса), округлой (у проса, сорго), чечевицеобразной (у чечевицы), эллипсоида вращения (у фасоли, сои, бобов), треугольной (у гречихи).

Для характеристики формы зерна введены понятия «коэффициент формы» и «показатель сферичности».

Коэффициент формы – это отношение площади поверхности зерновки несферической формы к поверхности эквивалентного шара, объем которого равен объему зерновки.

Показатель сферичности – это отношение площади поверхности равновеликого по объему шара к площади внешней поверхности зерновки несферической формы. Для шарообразных зерен эти характеристики равны 1, для зерна иной формы они всегда больше 1, а показатель сферичности меньше 1.

Форма зерна тесно связана с содержанием пленок и оболочек. У зерен, по форме близких к шару, при прочих равных условиях обычно ниже пленчатость и содержание оболочек.

Форма зерна влияет и на свойства зерновой массы. Зерновая масса, состоящая из зерен шаровидной формы, имеет большую сыпучесть, но меньшую скважистость по сравнению с зерновой массой, состоящей из зерен иной формы.

Форма и размер зерна и семян положены в основу очистки зерна от примесей и выделения крупных фракций, имеющих повышенные посевные и технологические показатели качества. Размеры семян и зерна варьируются довольно широко

Таблица 1. Физико-механические свойства семян культурных растений

Таблица 2. Физико-механические свойства семян сорных растений

Различают следующие типы форм семян (по Н. Н. Ульриху).

Шаровидная - наблюдается совпадение измерений в 3 направлениях (семена капусты, гороха, просо, сорго).
Чечевицеобразная - длина семени равна ширине при значительно меньшей толщине (чечевица и некоторые сорняки).
Эллиптическая (эллипсоид вращения) характеризуется одинаковой шириной и толщиной, длина же значительно больше (семена многих бобовых).
Удлиненная - форма зерна даже приближенно не совпадает ни с одной правильной геометрической фигурой, по всеми трем направлениям имеет различные размеры. Им дают название форм, характерных для определенной культуры: округло‑овальная (пшеница), веретенообразная (рожь), почковидная (некоторые сорта бобовых культур) и т. д.
Треугольная - форму трехгранной пирамиды (гречишные).

Семена с треугольной формой и битое зерно хорошо отделяются на решетах с треугольными отверстиями. Семена с округлой и плоской формой легко разделяются на наклонной поверхности горок, змеек и т.д. На таких машинах семена округлой формы скатываются по поверхности, а плоские скользят и тем самым разделяются между собой. Подробнее про разделение семян по форме Здесь

Состояние поверхности семян зависит от культуры, спелости, влажности и влияет на характер их движения в различных условиях. Обычно у полновесных спелых семян поверхность гладкая, у неполновесных — сморщенная, шероховатая, что предопределяет разную величину коэффициента трения, это и используют для их разделения.

По разнице коэффициента трения (или сопротивление качения) из основной культуры выделяют примеси и неполноценные семена. Применяют магнитный способ очистки семян. Окись железа плохо прилипает к гладкой поверхности семян, но хорошо обволакивает семена с шероховатой поверхностью. Семена, на поверхности которых имеется окись железа, выделяются с помощью магнита. Этим способом удается очистить семена льна от многих карантинных сорняков.

Упругость семян - свойство принимать после деформации первоначальную форму. Более плотные спелые и сухие семена имеют большую упругость. Большая упругость семян позволяет дальше лететь семенам при их падении на отражательную поверхность. Принцип разделения семян по упругости используется в сортировальных столах. На них можно разделить легкие и тяжелые семена, в оболочках и обрушенные, выделить рожки спорыньи, семена овсюга.

Абсолютная масса семян или масса 1000 шт зерен в граммах показывает количество запасных питательных веществ, содержащихся в зерне, его крупность. Поскольку этот показатель характеризует свойства не отдельных зерновок, а их совокупность, он дает представление о средней массе семян, но не может служить признаком делимости смеси при сепарации. Масса 1000 зерен является также хорошим показателем качества семенного материала. Крупные семена дают более мощные и более продуктивные растения.

Выполненностью называют свойство зерна, достигшего при полном созревании формы с максимальной выравненностью всех структур, характерных для сорта, линии, гибрида. Выполненным может быть также не крупное, а мелкое, нормально развитое зерно.

Щуплым называется зерно недостаточно выполненное, неестественно сморщенное вследствие неблагоприятных условий его развития. Щуплое зерно мелкое, с ограниченным запасом питательных веществ, иногда состоящее почти из одной оболочечной ткани.

Плотность семян - (γ) у различных культур бывает разной и зависит от химико-биологических особенностей, спелости и влажности семян. С повышением спелости семян она возрастает. Повышение влажности легких семян (γ<1) увеличивает, тяжелых (γ>1) — уменьшает плотность, при γ=1 изменение влажности не влияет на плотность семян. Наличие воздуха в порах семян (6...35 %) значительно уменьшает их плотность. Благодаря этим особенностям по плотности можно разделить тяжелые и легкие, спелые и недозрелые, сухие и влажные семена. Разделение семян по плотности Здесь.

Цвет семян различных культур и сортов бывает неодинаков, из-за чего они по-разному отражают световые лучи. Это свойство используют в качестве признака делимости смеси. Разделение по цвету Здесь.

Скорость витания (критическая скорость, парусность) - величина относительной скорости воздушного потока, при которой помещенное в него тело находится в равновесии. Она зависит от их массы, плотности, размеров и формы.

Так, скорость витания, или взвешивающая скорость воздуха, для зерна пшеницы составляет 9,0‑12,0 м/с, ржи – 8,5‑10,0 м/с, кукурузы и ячменя 8,5‑11,0 м/с, овса – 8–9 м/с, для большинства же сорных примесей – 4–6 м/с.

Угол естественного откоса - это наибольший угол от горизонтали, на который можно поднять зерно без скольжения или качения на себя в сводной форме. Это определяет, будет ли масса зерна двигаться в потоке под действием силы тяжести или для перемещения понадобятся внешние силы. Он будет определять минимальные углы ската для гравитационного потока.

Угол естественного откоса зерна зависит от типа, сорта, содержания влаги, качества и уровня загрязнения зерна. Угол естественного откоса для обычного зерна показан ниже. Эти углы будут увеличиваться для влажного зерна и также могут незначительно отличаться.

Пост про разделение по аэродинамическим свойствам зерна Здесь.

Больше статей по семеноводству на аккаунте Реестр сортов

Источники:

1. Вадим Леонидович Пилипюк. Технология хранения зерна и семян.

Реестр сортов

Краснодарский край

161