ПРЕДПОСЕВНАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН:
ОБЩИЙ ОБЗОР

 

В статье дается общий обзор направлений и методов предпосевной обработки семян, в т.ч. отбраковки нежизнеспособных и стимуляции покоящихся и туговсхожих семян, повышения показателей всхожести и энергии прорастания, обеззараживания семян от инфекций и вредителей, а также повышения жизнеспособности и урожайности будущих растений.

Обзор сопровождается ссылками на статьи библиотеки и на внешние ресурсы с более подробным описанием рассматриваемых методов.

Категория: общеобразовательная начального уровня.

 

ВВЕДЕНИЕ

Замачивание и проращивание семян - главная забота садоводов-огородников, с которой начинается новый сезон. Основная задача при этом - добиться максимальной всхожести недешевого семенного материала с целью минимизации его потерь, а также создать предпосылки для получения здоровой и крепкой рассады (или сеянцев) в требуемые сроки. В ход идут всевозможные самопальные приспособления на основе марли, ватных дисков, газетной бумаги и даже памперсов (!), а также всевозможные стимуляторы прорастания и протравители, начиная от покупных агропрепаратов - регуляторов роста и фунгицидов и кончая перекисью водорода и различными «народными» средствами вроде аэрированного компостного чая - АКЧ.

В то же время матушка-природа обходится без предварительного замачивания семян и проращивания их на подгузниках - они прорастают в почве, сразу укореняясь и тут же подставляя свои едва проклюнувшиеся проростки живительному солнечному свету. Причем не требуя в дальнейшем ни пикировок, ни пересадок! Так может быть, садоводы зря маятся и все эти контейнеры из-под пирожных с увлажненными подстилками для семян, размещаемые на батареях, и постоянный присмотр за ними, чтобы не заплесневело, не высохло и не переросло, попросту есть слепое следование «сарафанным» заповедям, тиражируемым под копирку тысячями сайтов, шквалом видеороликов и тоннами макулатуры?

Чтобы разобраться, действительно ли надо все это, и надо ли именно так, работают ли эти методы, в какую сторону, с какой эффективностью и т.д., необходимо вникнуть в суть всего этого разнообразия с позиций научного растениеводства. Цель настоящей серии публикаций по предпосевной обработке семян как раз в этом и заключается. Данная статья является начальной в этой серии и дает общую панораму по тематике. Для лучшего восприятия материала настоятельно рекомендуется предварительно ознакомиться со статьей Семена: что надо знать об их строении и прорастании, а также с обзорами о качестве и маркировке семян.

ПЕРЕЧЕНЬ НАПРАВЛЕНИЙ И МЕТОДОВ

Направления предпосевной обработки семян

Полный перечень методов предпосевной обработки, включенных в обзор, приведен в таблице. Перейти к соответствующему пункту данной статьи с кратким описанием метода можно по ссылке «кратко», а к отдельной статье, в которой дается полное описание метода и его критический анализ, по ссылке «статья», либо также по ссылке «подробнее» из пункта краткого описания. Кроме того, имеется возможность открыть список избранных ссылок на внешние интернет-ресурсы по ссылкам «www».

Знак «+» в графах ЛПХ и СХП означает, что метод практикуется в личных подсобных хозяйствах и на с/х предприятиях соответственно, «нет» - не практикуется.

N	Метод	ЛПХ	СХП	пункт	статья	ссылки
1	ОТБРАКОВКА	+	+	кратко	-	-
1.1	Отбраковка по внешнему виду	+	нет	кратко	-	-
1.2	Отбраковка по размеру	+	+	кратко	-	-
1.3	Отбраковка по удельному весу	+	+	кратко	-	-
1.4	Отбраковка проращиванием	+	нет	кратко	-	-
1.5	Электрофизическая отбраковка	нет	нет	кратко	-	-
2	СТИМУЛЯЦИЯ	+	+	кратко	-	-
2.1	Намачивание	+	+	кратко	-	-
2.2	Термообработка	+	+	кратко	-	-
2.3	Барботирование	+	+	кратко	-	-
2.4	Обработка стимуляторами	+	+	кратко	-	-
2.5	Электрофизическая стимуляция	нет	нет	кратко	-	-
3	ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ	+	+	кратко	-	-
3.1	Дезинфекция	+	+	кратко	-	-
3.2	Термообработка	+	+	кратко	-	-
3.3	Обработка фунгицидами	+	+	кратко	-	-
3.4	Электрофизическое обеззараживание	нет	нет	кратко	-	-
4	МОДИФИКАЦИЯ	нет	+	кратко	-	-
4.1	Скарификация	нет	+	кратко	-	-
4.2	Дражирование	нет	+	кратко	-	-

Внимание! Ссылки на статьи и интернет-ресурсы добавляются по мере публикации статей и добавления ссылок в базу данных. Следите за обновлениями!

 

ОТБРАКОВКА

Отбраковка семян проводится с целью исключения из посева потенциально нежизнеспособных семян (см. жизнеспособность), которые могут оказаться в принципе неспособны к прорастанию при любых сроках и стимуляциях, а также семян с показателями, которые косвенно свидетельствуют о потенциально низкой всхожести, либо о слабости и хилости будущих растений. Отбраковка позволяет не тратить время, силы, площадь рабочей зоны и инвентарь на семена, которые с большой вероятностью могут не дать желаемого результата.

Методы отбраковки семян

# ОТБРАКОВКА ПО ВНЕШНЕМУ ВИДУ

По внешнему виду обычно отбраковывают следующие семена:

• слишком мелкие и щуплые или слишком крупные, поскольку их всхожесть обычно ниже средней;
• обрушенные, раздавленные, поврежденные вредителями и имеющие другие механические дефекты;
• набухшие, загнившие, заплесневевшие и проросшие;

Кроме того, может потребоваться отбраковка семян других культур и семян сорных растений, а также различных примесей - камешков, комочков земли, живых и мертвых вредителей, колосков, семенной кожуры и пр.

Отбраковка по внешнему виду вручную возможна только для достаточно крупных семян и для небольших партий, поэтому практикуется только садоводами-любителями. Для сельхозпроизводителей метод ручной отбраковки неприемлем в связи со значительной трудоемкостью поштучного просмотра. В то же время, технические средства автоматизированного отбора по внешнему виду интенсивно разрабатываются, но пока для массового практического использования недоступны (подробнее см. в отдельных обзорах).

# ОТБРАКОВКА (СОРТИРОВАНИЕ, КАЛИБРОВКА) ПО РАЗМЕРУ

Выше уже было сказано, что слишком мелкие или слишком крупные семена имеют пониженное значение всхожести и соответствующая отбраковка в любительских условиях производится в процессе отбраковки по внешнему виду.

В условиях с/х производства отбраковка по размеру (именуется также сортированием или калибровкой) используется весьма широко и производится путем многоэтапного просеивания семян через сита и решета с различными размерами и формой отверстий. Одновременно при просеивании удаляются примеси. Перед калибровкой волосистые семена, например, семена томатов, шлифуют для удаления волосков.

В любительских условиях калибровка на ситах и решетах экономически нецелесообразна из-за высокой стоимости инвентаря и малого объема партий семян.

# ОТБРАКОВКА ПО УДЕЛЬНОМУ ВЕСУ

Считается, что низкий удельный вес является признаком недоразвитых, «пустых» семян, которые могут не прорасти или из которых могут вырасти хилые и болезненные растения. Поэтому отбраковка по удельному весу является достаточно эффективным методом повышения всхожести посеянных семян. Она проводится путем погружения семян в водный солевой раствор заданной плотности, либо путем создания т.н. кипящего слоя сухих семян.

Отбраковка в водном растворе популярна у огородников-любителей. Для отбраковки семена погружают в раствор поваренной соли определенной концентрации. Считается, что кондиционные семена имеют более высокий удельный вес и тонут, а некондиционные - меньший и поэтому всплывают. Невсплывшие семена промывают и подсушивают, всплывшие - удаляют.

Внимание! В любительских условиях часто упускается из виду тот факт, что семена разных культур могут иметь различный удельный вес и для их разбраковки требуются разные концентрации растворов, а для семян некоторых растений эффект отбраковки вообще достигается только в чистой воде.

В с/х производстве отбраковка в солевом растворе также используется, при этом кроме поваренной соли для достижения более высокой плотности раствора (для отбраковки семян большего удельного веса) могут использоваться натриевая селитра, поташ и другие вещества.

Однако в массовом с/х производстве эффективнее использовать специальные агрегаты с делением семян на фракции по удельному весу в кипящем слое - пневматические сортировальные столы, колонны и т.п. Кипящий слой семян по параметрам текучести сравним с жидкостью, удельная плоность которой равна средней удельной плотности семян, поэтому более плотные семена оседают на дно, а менее плотные - перемещаются в верхние слои.

# ОТБРАКОВКА ПРОРАЩИВАНИЕМ

Отбраковка проращиванием является самым надежным способом отбраковки нежизнеспособных семян. Она широко используется в любительской практике. В с/х производстве механизированный посев проросших семян затруднен, хотя попытки разработки соответствующих технологий имеются. Поэтому данный метод в с/х производстве применяется редко.

Для проращивания предварительно замоченные, обеззараженные и простимулированные семена размещают на увлажненных подложках из песка, бумаги или другого влагопоглощающего материала, и помещают в «растильни», где поддерживают желаемую температуру. Подложки периодически увлажняют, не допуская как их пересыхания, так и переувлажнения. Растильни вентилируют или периодически открывают для доступа свежих порций воздуха. За процессом прорастания постоянно наблюдают и проросшие в нужной степени семена высевают в грунт.

Внимание! Каждая культура требует своих индивидуальных условий проращивания в части температуры и освещенности. Также при отборе проросших семян надо учитывать их состояние по внешнему виду и состояние проростков - эпикотиля и гипокотиля. Кроме того, надо иметь в виду, что для растений проращивание и последующая высадка пророщенных семян в грунт проходят в условиях, значительно отличающихся от естественных, поэтому эти операции являются стрессовыми и могут привести к негативным последствиям для будущих растений.

# ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОТБРАКОВКА

Исследования и разработки в области отбраковки семян с помощью электрофизических методов ведутся давно. В частности, имеются наработки по использованию в роли критериев жизнеспособности показателей электропроводности как самих семян, так и их экссудата в водной среде, параметров их люминисценции в электромагнитных полях, параметров ядерного магнитного резонанса, реакции на электростатические поля и пр.

На данный момент достигаемые с помощью электрофизических методов результаты отбраковки нестабильны и неоднозначны и их практическое использование пока проблематично. Более подробно о перспективных направлениях в области отбраковки семян см. в информационно-аналитических документах Центра НИОКР.

СТИМУЛЯЦИЯ

Семена, получаемые от растений семенных посевов, разнокачественны по своей агрономической ценности, в частности, по показателям всхожести, энергии прорастания и жизнеспособности. Это обусловлено как разными экологическими параметрами произрастания растений, зависящими от почвы, климата, погоды, года урожая, так и места их вызревания на растении (матрикальная неоднокачественность). В частности, наименее качественным являются семена с нижних ярусов ветвления из-за худших условий по освещению и питанию. Неизбежны и генетические мутации.

Широкий разброс семян по параметрам всхожести, энергии прорастания приводит к разбросу сроков роста и развития растений и их параметров, что нежелательно. Кроме того, имеется определенный прцент т.н. покоящихся семян, которые в обычных условиях прорасти не могут. По этим причинам семена нуждаются в дополнительной стимуляции перед посевом. Основная цель этой стимуляции - активировать, ускорить и выровнять процесс прорастания, в т.ч. вывести из состояния покоя покоящиеся семена, тем самым снизить потери семенного материала, времени и трудозатрат, а также повысить жизнеспособность будущих растений.

Методы стимуляции прорастания семян

# НАМАЧИВАНИЕ

Намачивание (или замачивание, как принято у садоводов-огородников) в том или ином виде - практически обязательная процедура. Ее цель - повышении концентрации воды в семенах до такого уровня, при котором запускаются процессы метаболизма (обмена веществ), до этого находившиеся в заторможенном состоянии, и начинается рост и деление клеток.

Намачивание осуществляют погружением семян в воду на определенный срок для того, чтобы они набухли, но еще не начали прорастать, т.к. в противном случае при недостатке кислорода может начаться процесс отравления семян продуктами распада. Этот срок различен для различных культур. Также для различных культур может потребоваться различная температура воды. Кроме того, намачивание может производиться в один или несколько этапов с промежуточной сушкой.

Намачивание часто совмещается с такими операциями, как барботирование, стратификация, яровизация, термообработка, обработка регуляторами роста и фунгицидами, и другими операциями в водной среде.

Для предотвращения преждевременного прорастания семян при намачивании в воду добавляют калийную селитру (KNO₃), которая задерживает прорастание корешка. Такое замачивание называется осмотическим кондиционированием.

# ТЕРМООБРАБОТКА

Для активации покоящихся семян в зависимости от культур могут использоваться как прогревание при повышенных температурах (30°C - 45°C), так и охлаждение при пониженных температурах (0°C - 10°C), при этом семена могут подвергаться термообработке как в сухом виде, так и в воде или в набухшем состоянии.

Гораздо чаще используется охлаждение при пониженных температурах в воде или в набухшем состоянии. При выдержке в течение нескольких суток при температуре 5°C - 10°C у целого ряда культур повышается всхожесть и энергия прорастания.

Выдержка влажных семян при температуре около нуля в течение нескольких дней позволяет не только повысить всхожесть, но и укрепить иммунитет будущих растений, сократить сроки их развития и повысить урожайность. Такая обработка называется яровизацией. Однако она эффективна не для всех культур.

Особо длительному охлаждению подвергаются семена, которые в природе дозревают в осенний или осенне-зимний период, но были собраны раньше. Оно обеспечивает их дозревание и называется стратификацией. Длительность такой процедуры может составлять до нескольких месяцев, а температура поддерживается на уровне 1°C - 5°C.

Примечание. Прогревание сухих семян при повышенных температурах, а также быстрое прогревание в горячей воде с последующим быстрым охлаждением в холодной воде используются также для их обеззараживания (см. ниже).

# БАРБОТИРОВАНИЕ

Барботированием называется замачивание семян в воде, аэрируемой кислородом или воздухом. Кислород (чистый или содержащийся в воздухе) является необходимым для прорастания семян компонентом, поэтому в случае начала прорастания распада тканей и накопления токсичных веществ в семенах не происходит, что позволяет значительно увеличить длительность намачивания. Кроме того, кислород, как и вода, сам является активатором процессов метаболизма, что в совокупности с воздействие воды вызывает эффект синергизма (взаимного усиления действия факторов).

Барботирование обычно проводят при комнатной температуре, при этом продолжительность обработки зависит от культур и составляет при аэрации воздухом для в среднем 18-24 часа (для некоторых культур - от 8 до 48 часов). Барботирование может эффективно совмещаться с операциями обработки регуляторами роста и протравливанием фунгицидами (см. ниже).

# ОБРАБОТКА СТИМУЛЯТОРАМИ

Процесс роста и деления клеток при прорастанияя семян активируется и регулируется фитогормонами - ауксинами, цитокининами, гиббереллинами, эпибрассинолидами и др. Промышленно выпускаемые препараты - регуляторы роста являются аналогами фитогормонов и способны стимулировать и усиливать процессы, связанные с прорастанием семян.

Обработка семян регуляторами роста производится путем их замачивания в рабочих жидкостях на основе данных препаратов. Пригодность тех или иных регуляторов роста для обработки семян тех или иных культур определяется по регламентам их применения (см. базу данных Агропрепараты).

Стимулирующим эффектом также обладают и определенные микроэлементы - бор, молибден и др., т.к. они являются необходимыми компонентами в биохимических процессах при прорастании семян. Поэтому они часто добавляются в воду при намачивании.

В любительской практике широкое применение нашло стимулирование прорастания с помощью некоторых натуральных и бытовых средств. В частности, используются сок алоэ, картофельный сок, настой сушеных грибов, мед, настои смесей различных растений (т.н. АКЧ - аэрированный компостный чай), зольный настой, перекись водорода и др. Однако эффективность их проявляется не у всех и не всегда.

Примечание. Определенное стимулирующее действие перекиси водорода на прорастание семян в любительской практике объяснется ее обеззараживающим действием - см. ниже.

# ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ СТИМУЛЯЦИЯ

Уже достаточно длительное время ведутся исследования и разработки средств и методов стимулирования прорастания семян с помощью различных электрофизических воздействий - магнитным и электромагнитным полем, оптическим излучением, электрическим током, ионами, ультразвуком и т.д. Однако достигнутые результаты пока не пригодны для широкого и эффективного практического применения.

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ

Как было показано в обзоре О качестве семян, стандарты допускают наличие в семенах, предназначенных для конечного потребителя, некаратинных патогенов и вредителей. Это наличие чревато заболеванием как самого будущего растения, так и его будущих соседей по грядке и по огороду, а также распространением вредителей. Кроме того, при прорастании иммунная система зародыша будет растрачивать запас энергии и веществ на борьбу с патогеном, вследствие чего может не хватить ресурсов для прорастания. В силу этой причины обеззараживание также косвенным образом улучшает всхожесть.

Методы обеззараживания семян

# ДЕЗИНФЕКЦИЯ АНТИСЕПТИКАМИ

Под дезинфекцией здесь понимается обработка семян дезинфицирующими средствами общего назначения. Чаще всего в этом качестве используется всем известная марганцовка (марганцово-кислый калий KMnO₄). Реже используют перекись водорода (H₂O₂). Иногда применяют йодосодержащие препараты, например, средство для дезинфекции Фармайод.

Все указанные вещества обладают мощным антисептическим действием, поэтому быстро убивают любые живые клетки на поверхности семян. Однако они могут вызвать ожог тканей самих семян, особенно если проникнут внутрь. Поэтому длительность обработки этими препаратами не должна превышать нескольких десятков минут, иначе неизбежно повреждение зародыша и понижение всхожести и жизнеспособности.

Таким образом, внутреннее обеззараживание семян этими веществами обеспечено быть не может. Кроме того, при таком способе не обезвреживается вирусная инфекция, а эффективность уничтожения грибных инфекций, которые являются основными, ниже, чем бактериальных. Следует также иметь в виду, что в составе фунгицидов вещества таких типов не используются, что говорит не в их пользу.

# ТЕРМООБРАБОТКА

Термообработка является достаточно эффективным средством борьбы с наружной и внутренней инфекцией семян, а также со всеми биологическими формами вредителей в межсеменном пространстве и внутри самих семян. Наиболее распространенной формой термообработки является выдержка предварительно промытых и просушенных семян в сушильных шкафах при температуре 40°C-60°C и выше в течение нескольких часов или даже суток в зависимости от вида культур.

Такая термообработка эффективно уничтожает не только грибную и бактериальную инфекции, но также и вирусную. Она является обязательным этапом предпродажной подготовки семян у многих производителей семенного материала.

Используют также и другую форму термообработки, предусматривающую погружение семян на несколько десятков минут в воду с температурой около 50°C с последующим быстрым погружением на 2-3 минуты в холодную воду. Такая обработка в т.ч. эффективно подавляет внутренние грибные инфекции.

# ОБРАБОТКА ФУНГИЦИДАМИ

Обработка семян фунгицидами является эффективным методом их обеззараживания и защиты от внешних инфекций при прорастании в почве. Такая обработка называется протравливанием а соответствующий тип фунгицидов - протравителями. Обработка фунгицидами является обязательным элементом предпродажной подготовки семян ведущими мировыми и отечественными производителями семенного материала.

Обычно для этой цели используют химические фунгициды на основе тирама, например, ТМТД. Однако такие препараты не разрешены для применения в личных хозяйствах, поэтому огородникам-любителям доступны лишь менее эффективные биологические препараты, обладающие, преимущественно, профилактическим действием.

Если в рабочую жидкость с фунгицидом добавить соответствующий прилипатель, то на поверхности семян образуется пленка, содержащая фунгицид. Такая операция называется инкрустацией. Она создает на поверхности семян долговременный защитный барьер от внешних инфекций, поэтому часто применяется для предпосевной подготовки семян с/х производителями.

# ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ

Выше были затронуты вопросы использования электрофизических методов для отбраковки и стимуляции семян. Обеззараживание семян электрофизическими методами - обработкой ультрафиолетовым, лазерным и СВЧ излучением, ионами, электротоком, ультразвуком и пр. также теоретически возможно и такого рода исследования и разработки ведутся уже длительное время. Однако, как и в рассмотренных выше случаях, методов и средств электрофизического обеззараживания семян, пригодных для массового практического применения, пока нет.

МОДИФИКАЦИЯ

Под модификацией здесь понимается изменение физической структуры поверхности семян. Выше здесь уже рассматривалась шлифовка, которая нужна для устранения влияния волосистости семян на их калибровку на ситах и на другие операции предпосевной подготовки, а также инкрустация как метод закрепления на поверхности семян фунгицидов с целью создания инфекционного барьера. Однако существует еще два значимых метода модификации структуры поверхности семян, имеющих важное значение - скарификация и дражирование.

Методы модификации структуры семян

# СКАРИФИКАЦИЯ

Скарификацией называется искусственное повреждение твердой кожуры семян с целью повышения ее проницаемости для воды и облегчения таким образом набухания, а также снижения ее прочности с целью облегчения прорастания зародыша. Обычно семена скарифицируют путем обработки их наждаками на специальных машинах, которых существует достаточно большое разнообразие. Применяют также перетирание семян в смеси с песком и металлическими опилками. Кроме того, используют и химическую скарификацию, обрабатывая семена реагентами, размягчающими кожуру, например, соляной или серной кислотой.

В любительских условиях скарификация также распространена. Чаще всего используют перетирание семян между двумя листами наждачной бумаги. Возможно и перетерание в смеси с песком, в т.ч. встряхиванием семянно-песочной смеси в пузырьке. Крупные семена надпиливают надфилем, пилкой для ногтей или каким-либо другим подходящим инструментом. Иногда применяют и химическую скарификацию, например, слабым раствором соляной кислоты.

# ДРАЖИРОВАНИЕ

Дражированием называется покрытие одного или нескольких семян специальным составом, в результате чего получаются драже с семенами внутри. Дражирование позволяет увеличить размер и массу мелких семян и тем самым облегчить работу с ними вручную, так и механизированными методами, в том числе и улучшить качество посева.

В качестве наполнителя драже, в зависимости от назначения, могут использоваться различные природные минералы, а также торф, при этом в качестве клеящего компоненнта обычно используют синтетические клеящие вещества. В состав драж могут дополнительно включаться микроэлементы, регуляторы роста, фунгициды, гуматы и пр., которые обеспечивают сбалансированную защиту, стимуляцию и питание семян на этапе прорастания в почве.

Однако следует отметить, что в большинстве случаев дражированные семена для розничной продажи не содержат никаких дополнительных веществ, а их посевные качества устанавливаются отдельным стандартом и могут быть ниже норм на посевные качества для недражированных семян. В любительских условиях дражирование семян практикуется энтиузиастами, однако массового признания не получило.

КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ

Выше был рассмотрен полный перечень возможных направлений и методов предпосевной обработки семян, направленных на повышение их всхожести, подавление инфекций и повышение жизнеспособности и урожайности будущих растений. Большинство этих методов проверены практикой, широко используются как в профессиональном растениеводстве, так и в любительском садоводстве и огородничестве и по ним имеется большой объем информации.

Однако какого-либо одного метода обработки семян недостаточно для получения ощутимого результата. Как минимум, необходимо сочетание методов отбраковки, стимуляции и обеззараживания, а, по большому счету, и применение комплекса методов каждого вида. При этом кроме правильного выбора методов важно также выполнять их в правильной последовательности, которая зависит от входящих в нее методов.

В конечном итоге, совокупность методов предпосевной обработки семян и их последовательность должны определяться в каждом конкретном случае с учетом вида культуры, условий ее возделывания, качества приобретаемого семенного материала, имеющихся в распоряжении ресурсов и поставленных задач.

 

Предпосевная обработка семян: общий обзор
Опубликовано 30.03.18. Последнее изменение - нет