Основным сырьем для производства наиболее важных продуктов питания людей и кормов для животных является зерно сельскохозяйственных культур. Поэтому увеличение валового сбора зерна – важнейшая из задач, стоящих перед агропромышленным комплексом Российской Федерации. Решение данного вопроса позволит обеспечить продовольственную безопасность страны и высокий уровень жизни ее граждан. При этом главный резерв повышения производства зерна – это использование для посева высококачественного материала, очищенного от различных примесей.

В структуре валового сбора зерновых культур особое место занимает озимая рожь. Она является традиционной и наиболее распространенной в нечерноземной зоне зерновой культурой в сельскохозяйственном производстве вследствие неприхотливости к условиям произрастания, способности давать достаточно высокие и гарантированные урожаи на почвах с невысоким плодородием.

Основные качества озимой ржи

Основное назначение озимой ржи – это продовольственное. В зерне ржи от условий выращивания и сорта содержание белка колеблется в пределах 9–17 %, также содержатся витаминыА1, В1, В2, РР и Е. Ржаной хлеб по мукомольно-хлебопекарным качествам, перевариваемости и усвояемости, калорийности и вкусовым достоинствам не уступает пшенице. Мука, полученная из ржи, используется и для изготовления различных сортов смешанного ржано-пшеничного хлеба. Зерно озимой ржи также используют для получения крахмала и спирта.

В сельскохозяйственном производстве рожь широко используется в кормовых целях. Размолотое, дробленое зерно ржи, а также отруби из него являются прекрасным концентрированным кормом для всех видов животных, особенно для крупного рогатого скота и свиней. Кроме того, ценность ржи как кормовой культуры заключается в том, что она дает ранний высокопитательный зеленый корм животным. При этом высевают озимую рожь в качестве промежуточной культуры для получения раннего зеленого корма или сидерата. Благодаря хорошему кущению и быстрому росту озимая рожь заглушает сорняки и является одним из лучших предшественников для сельскохозяйственных культур [9].

Агротехнические требования

Зерна сельскохозяйственных культур часто болеют грибковыми заболеваниями. Одним из таких заболеваний является спорынья. Чаще всего поражается рожь, а во влажные годы в значительной степени проявляется на пшенице, ячмене, овсе, просе, тимофеевке, овсянице и других злаковых травах. Сильная поражаемость ржи спорыньей объясняется продолжительностью цветения и особенностями строения ее цветков, для которых характерно перекрестное опыление, и они продолжительное время бывают открытыми.

При поражении спорыньей колосьев ржи в период их созревания вместо зерен образуются склероции гриба (рожки) продолговатой формы. В зерновой массе спорынья встречается в виде продолговатых рожков черно-фиолетового цвета, имеющих длину 2–40 мм и толщину 3–5 мм (рис. 1).

а б

Рис. 1. Общий вид колоса ржи со склероцией спорыньи (а) и семян ржи с рожками спорыньи (б)

Во время уборки склероции гриба частично осыпаются на поверхность почвы, а часть их попадает в зерно в качестве примеси. Склероции, упавшие на почву и посеянные с семенным материалом, а также с дикорастущих злаков служат источником инфекции. Причем рожки сохраняются в почве до 2 лет. Развитию болезни способствуют высокая влажность, растянутый период цветения, дождливое лето, осадки в первую половину вегетации ржи.

В рожках спорыньи содержатся ядовитые вещества – алкалоиды (эрготомин, эрготоксин, эргобазин), вызывающие опасные заболевания у людей, животных и птиц. Признаками этого заболевания у людей являются головокружение, слабость, судороги и наркотические галлюцинации. Оно может привести к смертельному исходу в результате паралича дыхательного центра. В некоторых случаях при отравлении ядовитыми веществами спорыньи развивается гангрена конечностей. Поэтому продукты из зерен ржи с примесью спорыньи непригодны ни для выпечки хлеба, ни на корм животным.

Технический регламент Таможенного союза ТР ТС «О безопасности зерна» установил предельно допустимые уровни содержания спорыньи в зерне ржи, направляемом на пищевые цели – не более 0,05 %. В зерне ржи, поставляемом на кормовые цели, спорынья не должна превышать 0,1 % [8].

К семенному материалу ржи предъявляют жесткие требования как по сортовой чистоте и всхожести, так и по содержанию вредных примесей. Основной такой примесью являются склероции (рожки) спорыньи: в оригинальных семенах их наличие не допускается; в элитных семенах ржи содержание спорыньи не должно превышать 0,03 % [2].

Для выполнения данных агротехнических требований следует зерновой ворох ржи, поступающий с поля от зерноуборочных комбайнов, тщательно очистить от различных органических и минеральных примесей, в том числе от ядовитых примесей – спорыньи.

Способы очистки зерна от спорыньи

При очистке ржи от различных примесей применяют зерноочистительные машины. В зерновом материале ржи присутствующие рожки спорыньи различаются по размеру. Соответственно крупные рожки спорыньи удаляются сходом с решета Ø 6–7 мм уже при предварительной очистке зернового вороха. Мелкие рожки спорыньи, имеющие меньшую массу по сравнению с зернами ржи, выделяются воздушным потоком, а оставшиеся – проходом через решета с продолговатыми отверстиями размером 1,8x2,0 мм. Эти способы очистки реализованы в технических решениях [5, 6, 7], а в производственных условиях на первичном этапе очистки зернового вороха ржи выполняет очиститель вороха самопередвижной ОВС-25 [3].

После сушки зернового материала и первичной его очистки для сортирования семян используется зерноочистительная машина Петкус Гигант К-531. Не выделенные при предварительной и первичной очистке сорные примеси очищаются в данной машине при помощи воздушного потока, решет и триеров. Трудно отделяемые воздушным потоком и плоскими решетами длинные рожки спорыньи выделяются триерной поверхностью с ячейками Ø 8 мм, а короткие – триером с ячейками Ø 4,5–5,0 мм (рис. 2, а) [3].

Зерноочистительная машина Петкус Гигант К-531 не обеспечивает полную очистку семян ржи от рожков спорыньи, размеры и аэродинамические свойства которых одинаковы с зернами ржи. В большинстве случаев вышеперечисленные трудноотделимые примеси имеют различие по плотности и, следовательно, могут быть выделены по этому признаку на пневмосортировальных столах (ПСС) [3].

Очистка от трудноотделимых примесей и сортирование семян на ПСС являются финишной операцией технологического процесса их подготовки и производятся уже по комплексу свойств: плотности (удельному весу), форме и свойствам поверхности. Основным же принципом очистки семян на ПСС является разделение по плотности. При этом выделяются семена с большей плотностью, которые обладают более высокими посевными качествами. Удалив с помощью ПСС семена малой плотности, удается значительно повысить биологическую ценность оставшегося посевного материала. В настоящее время ОАО «ГСКБ «Зерноочистка» выпускает две модели ПСС: машину окончательной очистки семян МОС-9Н и пневматический сортировальный стол ПСС-1 (рис. 2, б) [4].

Однако при рассмотренных способах очистки не удается полностью отделить рожки спорыньи от семян ржи. Практически на 100 % выделить рожки спорыньи возможно с использованием раствора поваренной соли. Для выполнения данного процесса известна машина, состоящая из ванны для солевого раствора, зернового бункера с питателем, отгрузочных ленточных транспортеров, душевых омывателей для ополаскивания водой и вентиляторов для подсушивания воздушным потоком зерна и рожков спорыньи. Отличительная особенность машины состоит в непрерывности технологического процесса и полной механизации работ по отделению спорыньи от семян ржи [1].

Меры борьбы со спорыньей

Для борьбы с зараженностью посевов озимой ржи, а также других злаковых культур необходимо применять комплекс следующих агротехнических мер:

– тщательная очистка зерна ржи и других злаковых культур от склероций (рожков) спорыньи на зерноочистительных машинах;

– своевременное (до цветения) обкашивание злаковых трав по границам полей, дорогам, опушкам, оврагам и т.д.;

– проведение апробации посевов с целью установления пораженности спорыньей и выделение здоровых семенных участков;

– своевременная уборка урожая хлебов с предварительной отдельной уборкой краевых полос, где, как правило, растения сильнее поражаются спорыньей;

– лущение стерни и последующая глубокая зяблевая вспашка, обеспечивающая заделку склероций на большую глубину, чтобы предупредить их прорастание;

– севооборот, с возвращением поражаемых спорыньей злаков не ранее как через 2 года.

– химическая обработка семян ржи применением фунгицидов;

– выведение сортов, устойчивых к заражению спорыньей.

Заключение

Таким образом, проведенный анализ агротехнических требований к продовольственному и семенному материалу озимой ржи по содержанию ядовитой примеси – спорыньи, способов очистки зерна от данной примеси и комплекс мер борьбы с зараженностью спорыньей озимой ржи позволяет успешно проводить агрономические мероприятия по снижению заболеваемости посевов озимой ржи и других злаковых культур, и, соответственно, повышению урожайности, а при послеуборочной обработке комбайнового зернового вороха – снижению удельной энергоемкости технологического процесса по очистке сорных примесей.