Контрольная работа по "Растениеводство"

 

Химический  состав зерна хлебных  злаков, влияние химического  состава на его  интенсивность. 

      Среди полевых растений важнейшее значение имеют зерновые культуры, представленные тремя семействами: мятликовые, или  злаковые (Poaceae), гречишные (Polygonaceae), и бобовые, или мотыльковые (Fabaceae). Эти культуры составляют основной пищевой фонд человечества и занимают половину посевных площадей в мировом земледелии (731 млн.га). 

  Зерно – это не только продукт питания для человека, но и корм для сельскохозяйственных животных, сырье для промышленности. Солома и полова зерновых хлебов, отруби и другие отходы переработки зерна широко используются в животноводстве. Зерновое хозяйство – основа всего сельскохозяйственного производства. Непрерывное и возрастающее увеличение производства зерна имеет решающее значение для подъема всех агропромышленных отраслей, является необходимым условием более полного удовлетворения растущих потребностей населения в продуктах питания.

   Плод злаковых зерновых хлебов – зерновка (зерно) – сухой, односемянный, с приросшим к семени околоплодником (плодовая оболочка). Зерновка состоит из зародыша, эндосперма, семенных и плодовых оболочек. На долю зародыша приходится от 2 (пшеница, ячмень) до 12% (кукуруза) массы зерновки. В зародыше различают зародышевый корешок и стебелек, почечку и щиток (видоизмененная семядоля).

  Основную массу зерновки (70-85%) составляет эндосперм. Ткани эндосперма состоят из паренхимных клеток, заполненных крахмальными зернами, между которыми располагается белковое вещество. Форма крахмальных зерен характерна для каждой культуры. Периферийная часть эндосперма – алейроновый слой – крахмала не содержит; он образован крупными клетками, заполненными растворимым белковым веществом. В алейроновом слое содержатся вещества, способствующие прорастанию зерна. Плодовая и семенные оболочки составляют 5-7% массы зерновки.

  Химический состав зерновок сильно варьирует и зависит от вида и сорта хлебного злака, от плодородия почвы, погодно климатических условий и агротехники. 
 
 
 
 

Химический состав зерна некоторых культур: 

 

Основное  содержание зерновки составляют безазотистые экстрактивные вещества – БЭВ (главным  образом крахмал, сахар, гемицеллюлоза). Они сосредоточены в эндосперме. Больше всего крахмала в зернах ржи, пшеницы (60-75%) и кукурузы. 

Белки зерновых хлебов содержат незаменимые  аминокислоты. Наиболее богатого белками  зерно пшеницы (до 24%), меньше всего  их в зерне риса. Простые белки  представлены протеинами, сложные – протеидами (нуклеопротеиды, липопротеиды). Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК и пр.) – очень сложные химические соединения, входящие в состав нуклеопротеидов. Больше всего их содержится в зародышах. К простым белкам относятся альбумины (водорастворимые), глютелины(растворимые в кислотах и щелочах), глобулины (растворимые в растворах солей), проламины (растворимые в спирте.) 

Качество  муки характеризуется содержанием  и качеством клейковины. Клейковина (сырая клейковина) - сгусток нерастворимых в воде белковых веществ, остающихся после отмывания теста от крахмала, клетчатки и других компонентов. Кроме белков, клейковина содержит в небольших количествах жир, крахмал и зольные элементы. Наиболее высококачественная клейковина в центральной части зерна. Качество клейковины резко снижается в морозобойном, а также в проросшем или поврежденном клопом – черепашкой зерне. Жиры и липиды находятся преимущественно в зародышах. Особенно богаты ими зародыши зерна кукурузы, овса и проса. Из липидов наибольшее значение имеют фосфатиды и стерины. Клетчатка – высокомолекулярный полисахарид; входит в состав стенок клеток, оболочек зерна и чешуи (у пленчатых хлебов). Зола зерновок состоит из оксидов фосфора, калия, серы, кремния, магния, кальция и др. Больше всего золы в оболочках и чешуях зерновок (овес, просо, рис).

В зерновках  находятся многочисленные ферменты (амилаза, протеаза, мальтаза, цитаза и  др.), а также различные витамины (В1,В2,В6,РР, Е, А, и др.). 

http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=433952 
 
 
 

Дыхание – это нормальный процесс жизнедеятельности зерна при хранении. Кроме того, в свежеубранных зернах идут биохимические процессы, получившие название послеуборочного дозревания. При неправильном хранении зерновых масс наблюдается прорастание зерен. Зерна для поддержания жизни получают необходимую им энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров. Расходуемые сахара пополняются в результате гидролиза крахмала или окисления жиров. Диссимиляция сахаров может происходить аэробно, то есть окислением, или анаэробно. При хранении зерна наблюдаются оба вида диссимиляции.  

Аэробный  процесс диссимиляции происходит при аэробном дыхании, когда наблюдается полное окисление гексозы (глюкозы) с выделением исходных продуктов фотосинтеза - диоксида углерода и воды. При анаэробном дыхании идет анаэробная диссимиляция, которая представляет собой спиртовое брожение, при этом гексоза расщепляется с образованием этилового спирта. При достаточном доступе воздуха в зерне преобладает процесс аэробного дыхания.  

Представление о типе дыхания можно получить по дыхательному коэффициенту ДК = CO2 : О2. При полностью аэробном дыхании ДК = 1. При анаэробных процессах увеличивается количество выделяемого диоксида углерода (без потребления кислорода воздуха). Если часть кислорода семена расходуют не только на дыхание, но и на другие нужды, например на окисление жиров, дыхательный коэффициент меньше единицы. Это характерно для семян масличных культур.  

Величина  дыхательного коэффициента у зерна злаковых и семян бобовых культур при хранении всегда больше единицы при низкой влажности зерна, приближается к единице у зерна влажностью 16 - 17% и меньше единицы при влажности более 17%. В результате диссимиляции в зернах происходят такие изменения, как потеря массы сухих веществ зерна, увеличение гигроскопической влаги в зерне и повышение влажности воздуха межзерновых пространств, изменение состава воздуха межзерновых пространств, выделение тепла. Вода, выделяющаяся при дыхания, удерживается зерном. В результате увеличивается его влажность, что приводит к более интенсивному газообмену и создает условия для развития микроорганизмов.  

Влагонасыщенность воздуха межзерновых пространств может возрастать до предела и приводить к образованию конденсата на поверхности зерен — их «отпотеванию». Такие явления особенно характерны для свежеубранной зерновой массы. В результате дыхания зерна выделяется также диоксид углерода. Если хранящееся зерно не перемещают, то диоксид углерода задерживается в межзерновых пространствах. В зерновой массе создаются условия, вынуждающие живые организмы переходить на анаэробный тип дыхания. Продукт анаэробного дыхания - этиловый спирт. Он угнетающе действует на функции клеток и приводит к потере жизнеспособности зерна. Особенно это наблюдается во внутренних участках большиx насыпей и в достаточно герметичных хранилищах. В процессе диссимиляции освобождается энергия. В покоящихся зернах почти все тепло выделяется в окружающую среду. Образующееся в зерновой массе тепло вследствие ее плохой теплопроводности может задерживаться в ней и приводить к самосогреванию. Таким образом, при дыхании зерна происходят потери массы сухого вещества, увеличивается влажность зерновой массы, изменяется состав воздуха межзерновых пространств и накапливается тепло. Все это приводит к необходимости организации хранения зерновых масс в условиях, сокращающих до минимума процессы дыхания.

 Факторы, влияющие на интенсивность дыхания

Интенсивность процесса дыхания выражают несколькими показателями:

потерей массы сухих веществ (в миллиграммах или процентах),

количеством тепла, выделяемого при дыхании (калориметрически),

количеством поглощенного кислорода или выделенного  диоксида углерода. Для определения  интенсивности дыхания используют различные аппараты.

Факторы, влияющие на интенсивность  дыхания зерна всех культур делят на две группы:

влияющие  на интенсивность дыхания в любой  зерновой массе (к ним относят  влажность, температуру и степень  аэрации зерновой массы)

имеющие значение только при хранении отдельных  партий зерна со специфическими особенностями.

Критическая влажность зерна  и семян

 Чем зерно влажнее, тем интенсивнее оно дышит. Интенсивность дыхания очень сухих зерен (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы и бобовых влажностью до 11 - 12% и высокомасличных влажностью 4...5%) ничтожна. Наоборот, очень сырое зерно (влажностью более 30%) и семена масличных (влажностью более 15...20 %), находящиеся в неохлажденном состоянии при свободном доступе воздуха, теряют 0,05...0,2 % сухих веществ в сутки.  

Влажность, при которой в зерне появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность дыхания зерна  и семян, называют критической.  

Величины  критической влажности зерна  и семян различных культур  следующие (%):

гороха, фасоли, чечевицы - 15...16

пшеницы, ржи, ячменя - 14,5...15,5

кукурузы, пpoca, сорго, столовой свеклы - 12,5...14

томатов – 11,5…12,5

подсолнечника (среднемасличного), моркови - 10...11

огурцов - 9,5...10,5

капусты – 9…10

подсолнечника (высокомасличного) – 0…8  

Зерно и семена основных злаковых культур  влажностью до 14 % (ниже критической) устойчивы. Их можно хранить в насыпи большой  высоты (до 30 м и более). Зерно средней  сухости, находящееся на грани критической  влажности, дышит примерно в два - четыре раза интенсивнее сухого, но у него малый газообмен, поэтому такое зерно достаточно устойчиво при хранении. Влажное зерно дышит в 4…8 раз интенсивнее сухого, сырое (влажностью свыше 17 %) - в 20...30 раз энергичнее сухого.  

Температура зерновой массы с повышением температуры интенсивность дыхания зерна увеличивается.  

При высоких  температурах (50°С и более) интенсивность  дыхания снижается вследствие разрушения веществ, входящих в состав клеток зерна (белков, ферментных систем и др.).  

Влияние температуры на дыхание зерна  зависит и от времени воздействия  данной температуры. Так, максимальная интенсивность дыхания зерна  пшеницы при температуре 50...55°С проявляется  только короткий срок.  

При пониженных температурах газообмен резко снижается.  

При температуре 0 и 10°С интенсивность дыхания зерна  даже влажностью 18 % ничтожна. Критическая  влажность зерна пшеницы отчетливо  проявляется лишь при температуре 18°С и выше. Поэтому для сохранения зерна так важно поддерживать пониженные (до 10°С) температуры.  

Состав  газовой среды. Интенсивность и  характер дыхания зерна и семян  напрямую зависят от состава окружающей среды. Только в присутствии кислорода  возможно их нормальное (аэробное) дыхание. Особенно это важно для семян  с влажностью, близкой к критической или выше ее. На сухое же зерно существенно не влияют даже большие концентрации диоксида углерода и отсутствие кислорода, так как интенсивность дыхания у такого зерна ничтожно мала.  

При длительном хранении зерновых насыпей без перемещения  и вентиляции в межзерновых пространствах иногда создаются условия для накопления диоксида углерода и потери кислорода. Состав газовой среды чаще изменяется в зерновых массах, хранящихся во железобетонных силосах элеватора, а также в складах из камня, кирпича и железобетона с плотными полами (асфальтовыми и т.п.)  

Таким образом, зерновые массы (основных зерновых и бобовых) влажностью ниже критической  на 2-3% довольно длительное время сохраняют  всхожесть и энергию прорастания  без обмена окружающего газового состава воздуха. Зерновые массы влажностью, близкой к критической и выше, при недостатке кислорода теряют посевные качества в первые месяцы хранения.  

Интенсивность дыхания зависит от вида зерна. Так, дыхание у зерен кукурузы, проса, овса, семян подсолнечника более интенсивное, чем у пшеницы, ржи, ячменя, бобовых. Примесь недозрелых, щуплых, травмированных, проросших зерен резко увеличивает интенсивность дыхания.