Факторы, влияющие на интенсивность дыхания
Введение
Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и т.д.
Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского хозяйства.
Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на улучшение качества зерна, и прежде всего на расширение производства твердых и сильных пшениц, а также важнейших крупяных и фуражных культур.
Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды, совершенствовать структуру посевных площадей. Большое значение придается также эффективному использованию удобрений, расширению посевов на мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения.
Зерно - живой организм с большим запасом питательных веществ, который проявляет жизнь дыханием, происходящим за счет содержащихся в зерне углеводов. Если зерно хранят при низких температурах, то дыхание его почти полностью прекращается.
Дыхание
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.