Введение

хранение подсолнечник зернохранилище

Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая - одна из основных задач государства. В связи сезонностью сельскохозяйственного производства возникает необходимость хранения сельскохозяйственных продуктов для их использования на различные нужды в течение года и более.

Продукты переработки семян масличных культур являются ценнейшим продуктом питания повседневного потребления, а также сырьем для многих отраслей народного хозяйства.

Семенное зерно подсолнечника хранится у производителей на масложировых предприятиях, на семяобрабатывающих заводах и селекционных станциях. В связи с чем, незнание основ науки о хранении может стать причиной недопустимых потерь и ухудшения качества зерна при хранении.

В связи с этим обоснование и разработка новых технологий послеуборочной обработки семян подсолнечника, позволяющая не только сохранить, но и улучшить качество семян путем ускорения их послеуборочного дозревания является актуальной.

Таким образом, целью курсовой работы является определение путей сохранения семян подсолнечника и повышения их посевных качеств.

Основные задачи таковы: изучить способы и режимы хранения зерна подсолнечника, рассчитать паспортную вместимость зернохранилища и рассчитать материальный баланс.

Зерновая масса подсолнечник как объект хранения

Подсолнечник - однолетнее травянистое растение высотой до 2,5 м. Стебель плотный, прямостоячий. Листья очередные, крупные, шероховатые, расположены на длинных черешках. Цветет в июле - августе. Цветки желтые, верхушечные, собраны в крупную корзинку, которая поворачивается к солнцу. Цветки центральной части корзинки мелкие, а ярко-желтые язычковые значительно длиннее. Плод -- продолговатая яйцевидная семянка полосатого или черного цвета. Созревает в августе - сентябре.

Родина подсолнечника -- Северная Америка. Имеются археологические свидетельства выращивания подсолнечника на территории нынешнего штата Нью-Мексико примерно в 3000 году до н. э. Некоторые археологи утверждают, что подсолнечник был одомашнен даже раньше пшеницы. В Россию его завез Петр I. Сейчас культивируется практически по всему миру.

Строение и химический состав зерна подсолнечника

Под плодовой оболочкой находится тонкий слой эндосперма, который покрывает зародыш. Зародыш состоит из двух семядолей. Между семядолями, в одном их конце находятся стебелек и корень. У семян подсолнечника (рис. 1) зародыш сильно развит и занимает основной объем семени; эндосперм состоит из одного ряда клеток.

Рисунок 1 - Семянка подсолнечника:

А - поперечный срез семянки; Б - продольный срез семянки; В - тангентельный срез семянки (воздухоносная полость окружает всё семя); 1 - воздуховодные полости; 2 - прокамбий; 3 - геммула; 4 - плодовая оболочка; 5 - семенная оболочка.

Химические вещества неравномерно распределяются по отдельным анатомическим частям зерна.

В зародыше много белков, сахаров, липидов, витаминов, а пентозанов и зольных веществ больше, чем в эндосперме. Оболочки состоят в основном из клетчатки и гемицеллюлоз - веществ, не усваиваемых человеком. Алейроновый слой богат белками и жиром.

Семена подсолнечника содержат ферменты, которые выполняют функции регуляторов биохимических процессов, происходящих в период их формирования и послеуборочной обработки. Из большого числа ферментов наибольшую важность имеют протеазы, расщепляющие белковые вещества, амилазы, расщепляющие крахмал, и липазы, расщепляющие липиды. Функцию регуляторов биохимических процессов выполняет другая группа веществ - витамины. В семенах подсолнечника присутствуют многие важные витамины: ретинол, токоферол, биотин, витамины группы B - тиамин, рибофлавин, пиридоксин. Кроме перечисленных химических веществ важную роль играют пигменты, окрашивающие плоды, семена и продукты, получаемые из зерна. К ним относятся: каротиноиды, хлорофилл, антоцианы, флавоны.

Химический состав зерна постоянно изменяется. Изменения проявляют себя с момента высева семян в поле, в период роста и развития растения, при созревании, уборке, хранении и переработке зерна на предприятиях.

В семенах масличных культур содержание белков - 12 - 30%, азотистых веществ - 13 - 19%. По содержанию в зерне углеводы, представляющие основные энергетические ресурсы, стоят на первом месте.

В состав плодов и семян наряду с белками и углеводами входят липиды. Наибольшее их содержание в группе масличных культур: до 55%.

Семена цветковых растений разнообразны по форме и размерам: могут достигать нескольких десятков сантиметров (пальмы) и быть почти неразличимы (орхидные, заразиха).

По форме - шаровидные, удлиненно-шаровидные, цилиндрические. Благодаря такой форме обеспечивается минимальный контакт поверхности семени с окружающей средой. Это позволяет семенам легче переносить неблагоприятные условия.

Строение семени

Снаружи семя покрыто семенной кожурой. Поверхность семян обычно гладкая, но может быть и шероховатая, с шипами, ребрами, волосками, сосочками и другими выростами семенной кожуры. Все эти образования - приспособление к распространению семени.

На поверхности семян заметны рубчик и пыльцевход. Рубчик - след от семяножки, с помощью которой семя прикреплялось к стенке завязи, пыльцевход сохраняется в виде маленького отверстия в кожуре семени.

Под кожурой располагается главная часть семени - зародыш. У многих растений в семенах есть специализированная запасающая ткань - эндосперм. У тех семян, где нет эндосперма, питательные вещества откладываются в семядолях зародыша.

Cтроение семян однодольных и двудольных растений не одинаково. Типичным двудольным растением является фасоль, однодольным - рожь.

Главным отличием в строении семян однодольных и двудольных растений является наличие двух семядолей в зародыше у двудольных и одной - у однодольных растений.

Функции их различны: в семенах двудольных семядоли содержат питательные вещества, они толстые, мясистые (фасоль).

У однодольных единственная семядоля - щиток - тоненькая пластиночка, расположенная между зародышем и эндоспермом семени и плотно прилегающая к эндосперму (рожь). При прорастании семени клетки щитка всасывают питательные вещества из эндосперма и подают их зародышу. Вторая семядоля редуцирована либо отсутствует.

Условия прорастания семян

Семена цветковых растений могут длительное время переносить неблагоприятные условия, сохраняя зародыш. Прорасти и дать начало новому растению могут семена с живым зародышем, их называют всхожими. Семена с погибшим зародышем становятся невсхожими, прорастать они не могут.

Для прорастания семян необходима совокупность благоприятных условий: наличие определенной температуры, воды, доступа воздуха.

Температура . Диапазон колебаний температуры, при которой могут прорастать семена, зависит от их географического происхождения. Для «северян» нужна более низкая температура, чем для выходцев из южных стран. Так, семена пшеницы прорастают при температуре от 0° до +1°С, а кукурузы - при + 12°С. Это необходимо учитывать при установлении сроков посева.

Вторым условием для прорастания семян является наличие воды . Прорасти могут только хорошо увлажненные семена. Потребность в воде для набухания семян зависит от состава питательных веществ. Наибольшее количество воды поглощают семена, богатые белками (горох, фасоль), наименьшее - богатые жирами (подсолнечник).

Вода, проникнув через семявход (пыльцевход) и через семенную кожуру, выводит семя из состояния покоя. В нем прежде всего резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под влиянием ферментов запасные питательные вещества превращаются в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, а белки - в аминокислоты.

Дыхание семян

Для активного дыхания набухающих семян необходим доступ кислорода. Во время дыхания выделяется тепло. У сырых семян дыхание более активное, чем у сухих. Если сырые семена сложены толстым слоем, они быстро разогреваются, их зародыши погибают. Поэтому на хранение засыпают только сухие семена и хранят их в хорошо проветриваемых помещениях. Для посева следует отбирать более крупные и полноценные семена без примеси семян сорных растений.

Очистку и сортировку семян производят на сортировочных и зерноочистительных машинах. Перед посевом проверяют качество семян: всхожесть, жизнеспособность, влажность, зараженность вредителями и болезнями.

При посеве необходимо учитывать глубину заделки семян в почву. Мелкие семена надо сеять на глубину 1-2см (лук, морковь, укроп), крупные - на 4-5см (фасоль, тыква). Глубина заделки семян зависит и от типа почв. В песчаные почвы сеют несколько глубже, а в глинистые - мельче. При наличии комплекса благоприятных условий всхожие семена начинают прорастать и дают начало новым растениям. Молодые растения, которые развиваются из зародыша семени, называются проростками.

У семян любых растений прорастание начинается удлинением зародышевого корешка и его выходом через пыльцевход. В момент прорастания зародыш питается гетеротрофно, используя заключенные в семени запасы питательных веществ.

У одних растений при прорастании семядоли выносятся над поверхностью почвы и становятся первыми ассимиляционными листьями. Это надземный тип прорастания (тыква, клен). У других семядоли остаются под землей и являются источником питания проростка (горох) . Аутотрофное питание начинается после появления побегов с зелеными листьями над землей. Это подземный тип прорастания.

1. Заполните схему

Вегетативные - корень, побег

Генеративные - цветок, плод

2. Выполните лабораторную работу "Строение семян двудольных растений" (см. с. 9 учебника). На рисунке подпишите части семени фасоли

1 - стебелек

2 - почечка

3 - корешок

4 - семядоли

5 - семенная кожура

3. Выполните лабораторную работу "Строение зерновки пшеницы" (см. с. 10 учебника). На рисунке подпишите части зерновки пшеницы

1 - околоплодник

2 - эндосперм

4 - почечка

5 - стебелек

6 - корешок

7 - зародыш

Вывод: фасоль является двудольным растением, поэтому имеет 2 семядоли. Пшеница - это однодольное растение, имеет одну семядолю и эндосперм

4. Заполните таблицу "Сравнение семян двудольных и однодольных растений"

Растения	Части семени	Части зародыша	Запас питательных веществ
	Зародыш, семенная кожура	Семядоли, корешок, стебелек, почечка	семядоли
пшеница		щиток, корешок, стебелек, почечка	эндосперм
миндаль	Зародыш, семенная кожура, остаток эндосперма		семядоли
лук	Зародыш, семенная кожура, эндосперм	корешок, стебелек, почечка, семядоли	эндосперм
ясень	Зародыш, семенная кожура, эндосперм	корешок, стебелек, конус нарастания, семядоли	эндосперм
частуха	Зародыш, семенная кожура	корешок, стебелек, почечка, семядоли	семядоли

5. Сравните части семени и проростка. Покажите стрелками на схеме, из каких частей семени развились соответствующие части проростка

Вывод: Из почечки - листья, из стебелька - стебель, из корешка - корень, из семядолей - первые 2 листика. Вывод: из каждой части зародыша и семени развивается определенная часть растения.

6. Изучите строение семени яблони, тыквы или подсолнечника. Зарисуйте строение одного из семени. Проанализируйте строение изученного вами семени и сделайте вывод.

Семя тыквы состоит из зародыша, 2 семядолей, семенной кожуры. Эндосперма нет. Функцию запасания веществ выполняют семядоли. Тип семян у тыквы - семена двудольных без эндосперма.

7. Объясните, почему семенные растения наиболее распространены в природе.

Семенные растения имеют наиболее развитые приспособления для размножения - двойное оплодотворение, для которого не нужна вода, защита зародыша семенной кожурой, наличие для зародыша питательных веществ, заключенных в семядолях или эндосперме

Семя — орган полового размножения и расселения растений, развивающихся в основном из оплодотворенного семязачатка. Развитие зародыша и семян после двойного оплодотворения получило название «амфимиксис» (от греч. amphi — с обеих сторон). Развитие зародыша и семян может происходить и без оплодотворения — апомиксис. В результате апомиксиса при мегаспорогенезе мейоз не происходит, поэтому все клетки зародышевого мешка диплоидны. Зародыш может образоваться из яйцеклетки (партеногенез), из любой другой клетки зародышевого мешка (апогамия), из клеток нуцеллуса и т.д. Апомиксис часто встречается у представителей семейств розовых, рутовых, пасленовых, астровых, мятликовых.Семя состоит из зародыша, эндосперма, семенной кожуры. Зародыш — это миниатюрный спорофит, являющийся основной частьюсемени. В нем различают 3 зародышевых органа: зародышевый корешок, зародышевый стебелек с зародышевой почкой и зародыше- вые листья (семядоли). Зародышевый побег представлен осью (зародышевым стебельком) и семядольными листьями, или семядолями: 2 — у двудольных и 1 — у однодольных растений (у зародыша однодольных намечаются зачатки 2 семядолей, но одна из них не получает дальнейшего развития). Участок стебелька в зародыше выше семядолей называется эпикотилем, или надсемядольным коленом, ниже семядолей — гипокотилем, или подсемядольным коленом.Семенная кожура обычно многослойна и присутствует у семени всегда. Ее главная функция — защита зародыша от чрезмерного высыхания; она также предохраняет зародыш от преждевременного прорастания. При прорастании первые порции воды проникают внутрь семени через отверстие в семенной кожуре — микропиле.Эндосперм обычно состоит из округлых клеток запасающей ткани. Это могут быть зерна крахмала или капли жирного масла, нередко в сочетании с запасными белками. Вещества эндосперма гидролизуются при набухании семян под действием ферментов и поглощаются зародышем в процессе прорастания; после этого его клетки разрушаются.Виды семян Различают 4 типа семян: 1) с эндоспермом; 2) с эндоспермом и периспермом; 3) с периспермом; 4) без эндосперма и перисперма.Семена двудольных без эндосперма. К этой категории относят семена бобовых, тыквенных, сложноцветных, крестоцветных, дуба, березы, клена и др. На рисунке 4.15 представлено строение семени и зародыша тыквы (Cucurbita реро). Под плотной кожурой находится плоский зародыш с крупными семядолями, в тканях которых сосредоточены запасы питательных веществ. Эндосперм отсутствует — он «съеден» в процессе созревания семени. На семядолях заметно зачаточное жилкование. Ось зародыша небольшая, обращенная корневым полюсом к микропиле; на этом же конце семени находится рубчик. Зародышевая почечка выражена слабо: на конусе нарастания побега еле заметны листовые бугорки — зачатки следующих за семядолями листьев.Обычный учебный объект — семена бобовых. На рисунке 4.16 изображены детали строения зрелого семени фасоли, где эндосперма нет и запасающими органами являются крупные, сильно утолщен-Рис. 4.16. Семена двудольных: клещевины (c эндоспермом); фасоли, тыквы (без эндосперма): А — клещевина: а — внешний вид семе- ни; б — продольный разрез в плоскости семядолей зародыша; в — продольный разрез, перпендикулярный плоскости семядолей; г — изолированный и полуразвернутый зародыш;Б — фасоль: а — вычлененный зародыш; б — расчлененный зародыш; в — схема зародыша в выпрямленном виде);В — тыква: а, б — продольный разрез семени во взаимно перпендикулярных плоскостях; в — вычлененный зародыш;1 — присеменник; 2 — семенная кожура; 3 — зародыш; 4 — эндосперм; 5 — семядоли; 6 — гипокотиль; 7 — эпикотиль; 8 — зародышевый корешок; 9 — почечканые семядольные листья зародыша. Хорошо развита зародышевая почечка с эпикотилем — 1-м междоузлием побега. Зародыш фасоли (и других бобовых) вследствие неравномерного разрастания оси сильно согнут. Если мысленно выпрямить его ось и семядоли, получится схема, ничем не отличающаяся от схемы прямого зародыша тыквы и др. Согнутый или спирально закрученный зародыш иногда с разнообразно сложенными в складки семядолями имеется у многих двудольных, в том числе у крестоцветных (капуста, редис и др.).Семена двудольных с эндоспермом. Между семядолями находится конус нарастания побега; почечка еще не сформирована (у семени клещевины) (см. рис. 4.16).Семена двудольных с периспермом и эндоспермом. Иногда, помимо эндосперма, в семенах развивается запасающая ткань иного происхождения — перисперм, возникающая из нуцеллуса семязачатка и лежащая под кожурой. Функционально эндосперм и перисперм равноценны, хотя морфологически имеют разное происхождение: они аналоги, но не гомологи (у семени свеклы) (рис. 4.17).Например, в семени перца черного (Piper nigrum) маленький двусемядольный зародыш погружен в небольшой эндосперм, а кнаружи от него располагается мощный перисперм (см. рис. 4.17). Иногда эндосперм в зрелом семени поглощается полностью, а перисперм остается и разрастается, как у гвоздичных, лебедовых (например, у звездчатки, куколя, свеклы).Рис. 4.17. Семена двудольных растений с периспермом: А — плодик перца черного; Б — незрелое семя свеклы (виден эндосперм, который потом исчезает); 1 — зародыш; 2 — эндосперм; 3 — семенная кожура; 4 — перисперм; 5 — околоплодникСемена однодольных с эндоспермом. К этой категории принадлежит преобладающее большинство семян однодольных. Один из самых наглядных примеров типичного строения семени однодольных — семя ириса, или касатика (любого вида, дикорастущего или культурного). На рисунке 4.18 изображено строение семени желтого водяного ириса (Iris pseudacorus). Крупные уплощенные семена со- зревают в плоде-коробочке и одеты плотной коричневой кожурой. Внутренний слой кожуры обычно отстает от наружного, образуя воздушную камеру. Это способствует увеличению плавучести семян, распространяемых с током воды. Большую часть объема семени занимает эндосперм, богатый маслами и белками. В него погружен палочковидный прямой зародыш. Зачаток корешка обращен кончиком к микропиле; он переходит в прямой гипокотиль, оканчивающийся меристематическим апексом (верхушкой) побега, смещенным вбок. Семядоля цилиндрическая; ее нижняя часть представляет собой влагалище, охватывающее конус нарастания со всех сторон и прикрывающее его. Функция влагалища семядоли — защита точки роста. Очень похожи на зародыш ириса зародыши многих представителей лилейных — центрального семейства однодольных, например лука репчатого (Allium сера). Рис. 4.18. Семена однодольных растений с эндоспермом (А — ирис) и без эндосперма (Б, В — частуха подорожниковая): А — ирис; Б, В — частуха подорожниковая (Б — незрелое семя, виден остаток эндосперма, В — зрелое, без эндосперма);.У незрелого семени частухи (Б) виден остаток эндосперма, у зрелого семени (В) эндосперм исчезает; 1 — воздушная полость; 2 — семенная кожура; 3 — эндосперм; 4 — зародыш; 5 — почечка; 6 — семядоля; 7 — околоплодникСемена злаков. Строение семени злаков (семейство Роасеае) до- вольно своеобразно (рис. 4.19). Зародыш в плоде-зерновке соприкасается с эндоспермом одной стороной, а не окружен его тканью, как у большинства других однодольных. Вследствие такого расположения семядоля злаков имеет форму плоского щитка, прижатого к эндосперму. Всасывающая функция щитка обеспечивается сильно специализированными клетками его поверхностного слоя. В отличие от большинства однодольных почечка зародыша злаков обычно довольно сильно развита, имеет несколько листовых зачатков. Наружный колпачковидный листок почечки называется колеоптилем. Гипокотиль у злаков недоразвит; зародышевый корешок окружен специальным многослойным чехлом — колеоризой, которая при прорастании набухает, на ее поверхности развиваются всасывающие во- лоски, корень пробивает ткань колеоризы, чтобы выйти наружу, в почву. Функциональное значение частей зародыша злаков в общем понятно: защита меристематических конусов нарастания колеоптилем и колеоризой, в то же время существуют весьма противоречивые гипотезы о происхождении и морфологической природе большинства зародышевых органов злаков.Зародыш у злаков имеет структуру гораздо более сложную и специализированную, чем у большинства других однодольных, и поэтому не может считаться эталоном для всего этого класса.Семена однодольных без эндосперма. Семя имеет форму подковы, под тонкой кожурой находится зародыш, сосредоточивший в семядоле все запасы, поглощенные им в ходе созревания семени; эндосперм им уже «съеден». Примером могут служить семена широко распространенных полуводных растений стрелолиста (Sagiltaria) и частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica) (см. рис. 4.18), а также полностью погруженных в воду видов рода Рдест (Potamogeton). Прорастание семян Цветковые растения размножаются семенами, созревающими внутри плода. Однако во многих случаях (например, если плоды су- хие односеменные) семена распространяются, не отделяясь от околоплодника. В таких случаях посевным материалом оказываются не семена, а плоды или их части. Если плоды срастаются между собой, посевной материал морфологически представляет собой соплодие.Для прорастания семян (многие плодовые и дикорастущие древесные) обязателен период пониженных температур. Для более быстрогопроращивания в условиях культуры семена таких растений подвергают стратификации — длительному выдерживанию при низкой температуре, во влажной среде и при хорошей аэрации. Иногда покровы семени бывают водонепроницаемыми (твердосеменные бобовые или косточковые плодовые). Такие семена подвергают скарификации (искусственное нарушение целостности покровов семени перетиранием, надрезанием, пропусканием через металлические щетки).Прорастанию семени предшествует его набухание — процесс, связанный с поглощением большого количества воды и обводнением тканей семени. Одновременно с поглощением воды активизируются ферменты, которые переводят запасные вещества семени в легкоусвояемую, доступную для зародыша форму.Для прорастания семян необходимы вода (ткани зрелых семян сильно обезвожены), кислород для дыхания, определенная темпера- тура, а иногда и свет. Прорастание семян — это переход их от со- стояния покоя к росту зародыша и формированию проростка.На первых этапах развития проросток питается органическими веществами, запасенными в семени, т.е. гетеротрофно. С появле- нием 1-го срединного листа проросток превращается в сеянец, который начинает самостоятельно синтезировать органические вещества. Однако некоторое время он еще продолжает пользоваться запасамиРис. 4.19. Зерновка пшеницы:с хема продольного разреза зерновки пшеницы; 1 — покровы зерновки; 2 — эндосперм; 3 — щиток; 4 — почечка; 5 — эпибласт; 6 — главный кореньРис. 4.20. Схема надземного и подземного прорастания двудольных растений:А — начало прорастания семени; Б, В — этапы надземного прорастания; Г, Д — этапы подземного прорастания; 1 — семядоли; 2 — гипокотиль (выделен черным цветом); 3 — главный корень; 4 — эпикотиль; 5 — при- даточные корни; 6 — боковые корни; 7 — чешуевидные листьясемени, т.е. питание его на этом этапе смешанное. И только позже сеянец полностью переходит к автотрофному питанию.Прорастание бывает надземным и подземным. При надземном прорастании (рис. 4.20) семядоли выносятся на поверхность, зеле- неют и становятся первыми ассимилирующими листьями. Вынос семядолей над почвой у двудольных чаще происходит за счет удлинения гипокотиля (фасоль, тыква, клен) либо в результате разрастания черешков семядолей (аконит). Гипокотиль, выйдя на поверхность, выпрямляется и вытаскивает семядоли. При надземном прорастании однодольных (лук, вороний глаз) выход семядоли на поверхность иной: за счет вставочного роста основания самой семядоли, которая петлеобразно изгибается, и при отсутствии роста гипокотиля.При подземном прорастании семядоли, как правило, сморщиваются и отмирают, не выходя на поверхность, остаются в почве и служат вместилищем запасных питательных веществ либо гаусторием, передающим их из запасающих тканей проростку (горох, дуб, настурция, пшеница, кукуруза), а первыми ассимилирующими листьями становятся следующие за семядолями настоящие листья (см. рис. 4.20). При подземном прорастании рост гипокотиля ограничен, и побег сразу начинает расти вверх.

1) Заполните схему.

2) Выполните лабораторную работу "Строение семян двудольных растений" (см. с. 9 учебника). На рисунке подпишите части семени фасоли.

3) Выполните лабораторную работу "Строение зерновки пшеницы" (см. с. 10 учебника). На рисунке подпишите части зерновки пшеницы.

4) Заполните таблицу "Сравнение семян двудольных и однодольных растений".

6) Изучите строение семени яблони, тыквы или подсолнечника. Зарисуйте строение одного из семени. Проанализируйте строение изученного вами семени и сделайте вывод.

Вывод: Семя тыквы состоит из зародыша, 2 семядолей, семенной кожуры. Эндосперма нет. Функцию запасания веществ выполняют семядоли. Тип семян у тыквы - семена двудольных без эндосперма.

7) Объясните, почему семенные растения наиболее распространены в природе.

Ответ: Семенные растения имеют наиболее развитые приспособления для размножения - двойное оплодотворение, для которого не нужна вода, защита зародыша семенной кожурой, наличие для зародыша питательных веществ, заключенных в семядолях или эндосперме.