XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Дражирование – это прием предпосевной подготовки семян путем обволакивания из защитной питательной оболочкой шаровидной формы, в результате чего семена становятся похожими на конфетки-драже.

Дражирование имеет положительные и отрицательные стороны. Для более наглядного представления об этом методе, рассмотрим положительные стороны:

В первую очередь – это защита семян от вредителей.

Улучшает условия роста растений и защищает их от болезней.

Семена становятся крупнее, они выровненные между собой по размеру.  

Экономный расход мелкосемянных культур.

Семена удобнее высевать вручную и с помощью сеялок.

При дражировании обеспечивается точный высев по размерам схемы посадки.

Отпадает надобность в прореживаниях посевов, а значит минимизируются затраты. 

Питательные вещества из оболочки доставляются непосредственно к проростку.

Осуществляется снижение расхода средств химической защиты растений, удобрений и стимуляторов роста.

Повышает урожай на 20-25%.

Отрицательные стороны дражипрования:

Требуют хорошо увлажненной почвы для распада оболочки. Вот поэтому всхожесть дражированных семян при подзимнем посеве значительно выше, чем при весеннем.

Осенью оболочка на семенах мешает поступать влаге к семени, поэтому они в это время не прорастают, как это бывает иногда с обычными семенами. А весной под воздействием влаги и тепла оболочка растрескивается, семена набухают и дают дружные всходы.

Проросшие семена сразу получают из оболочки в доступном виде все необходимые им питательные вещества, что создает лучшие условия для роста и развития растений.

Семена необходимо использовать сразу после их дрожирования, поскольку со временем они теряют всхожесть из-за того, что сквозь оболочку семя не дышит.

Процесс дражирования семян. В первую очередь нужно экспериментальным путем определить состав для оболочки, так как компоненты, входящие в состав оболочки определяют эффективность посева.

Компании, производящие семена, применяют:

— клеящие вещества: натриевую соль карбоксилметилцеллюлозы, поливиниловый спирт, полиакриламид, бентонитовую глину или обойный клей;

— наполнители: сухой торф, лигнин;

— протравители: ТМТД (тирам).

Так же в состав оболочки могут быть добавлены удобрения и стимуляторы роста.

Далее процесс дражирования, который заключается в последовательно послойном нанесении непосредственно на оболочку семян различными форсунками из разных емкостей в жидком виде ростовых веществ, фунгицида с раствором клеящего вещества и инсектицидов. Последние подают на семена после нанесения на них формообразующей массы и сушки, после чего на семена наносят нейтральное адсорбирующее вещество и выполняют повторную сушку. Вещества берут в определенном соотношении из расчета на 1 т семян. Предварительно семена проходят шлифование и калибровку.

Более эффективный и производительный способ - дражирование в специальном , вращающемся аппарате – дражираторе или грануляторе. Процесс заключается в следующем, засыпают туда откалиброванные, полновесные семена порциями, увлажняют клеющим раствором и добавляют питательную смесь. Диаметр из мелких семян доводится до 3-4 мм, крупных – до 10мм и более. Обычно на один кг семян расходуется 5-10 кг сухой смеси и 3-6 л клеющего раствора. После дражирования семена просушивают, хранить их можно до 9 месяцев ( за это время они не теряют всхожести).

Дражировать семена можно даже в домашних условиях. Принцип очень простой. Берётся на несколько чайных ложек семян (мелких, крупные не дражируют), несколько столовых ложек раствора коровяка и несколько ложек измельчённого и сухого компоста (можно торфа, а лучше всего взять их поровну).

Далее закладываем семена в литровую банку и все время трясём, понемногу добавляя остальные компоненты, пока не получатся гранулы нужного размера.

Процесс дражирования изучается ученными на протяжении многих лет. Одна из разработок – это модель функционирования процесса дражирования в общем виде и технологического процесса в виде нескольких подсистем. На основании этой модели проведена оптимизация параметров барабан-дражиратора. Необходимыми компонентами для дражирования семян служат наполнитель, клеящая жидкость, а также различные защитностимулирующие вещества. Семена необходимо подготовить к дражированию.

Предварительная подготовка семян овощных культур выключает сушку, при необходимости обмолот и шлифование, очистку, сортировку и калибрование.

Если у крупных семян, имеющих подпушки (хлопчатник) процесс обволакивания протекает идеально, то у мелкосеменных культур имеются определённые трудности. Например, при шлифовании семена моркови теряют шероховатость, что осложняет процесс формирования дражевой оболочки. Для облегчения формирования оболочки семена рекомендуется замачивать, так как набухшие, они имеют большую плотность (при этом необходимо исключать проклев), просушить, а затем дражировать. При этом дражированые семена необходимо высевать в кратчайшие сроки, поскольку они прошли ферментацию. При такой обработке значительно повышается энергия прорастания семян. Для заблаговременного дражирования требуется проводить шлифование.

Необходимо также подготовить компоненты драже. В качестве наполнителей можно использовать торф невозный перегной, торфонавозный компост, а также лигнин. Подготовка наполнителя заключается в измельчении, сушке и сепарировании. Поскольку семена большинства овощных культур (морковь, петрушка, укроп, редис) мелкие, то помол должен быть тонким для лучшего наслаивания оболочки во время дражирования.

Клеящие вещества должны придавать драже нужную прочность, не вступать в нежелательные химические реакции с почвенным поглощающим комплексом, легко растворятся в воде и быть доступными.

С учётом изложенных факторов возникает необходимость в разработке модели процесса дражирования.

В общем случаи процесс дражирования можно рассматривать как систему, на вход которой при определённой угловой скорости е поступает вектор условий функционирования. Он включает в себя: количество (подачу) и качество дражируемых семян – q c (t) и k c (t), клеящую жидкость (раствор полимера) - q n (t) и k n (t), напонитель - q h (t) и k h (t), протравитель q пр (t) и k пр (t). Управляющим воздействием служит угол наклона барабан-дражиратора. Выходные переменные, определяющие состояние конечного продукта – количество дражированных семян (семенного материала) – q см (t) с заданным качеством – k см (t).

В процессе смачивания клеящей жидкостью семена приобретают сыпучесть, что важно для оптимального протекания технологического процесса.

Таким образом, процесс формирования драже можно разбить на два этапа: предварительный – обеспечение необходимой скорости скатывания семян по внутренней поверхности барабана и заключительный – обеспечение максимального осаждения наполнителей на поверхности семян и их коагуляция. Во время подготовки семян к дражирования (шлифование или скарификация и ферментация – намачиванием, барботированием.) изменятся их физикомеханические свойства, а именно угол трения семян – они становятся сыпучими. С одной стороны, улучшается кинематический показатель, необходимый для процесса обволакивания семян, а с другой – затрудняется процесс закрепления дражевой оболочки у гладких семян. При подготовке семян и других компонентов к дражированию (в виду изменения их физико-механических свойств, в также в зависимости от производительности соответствующих установок) их загружаемая масса mc (t), mn (t), mh (t), соответственно преобразуется в подачу – qg(t), qn(t), qh(t). На предварительном этапе дражирования из-за взаимодействия семян qc(t) и клеящей жидкости у первых изменяются физико-механические свойства, что приводит к изменению скорости скатывания их по внутренней поверхности барабана – vc(t). При достаточно высокой скорости скатывания (без отрыва от поверхности) подача наполнителя qh(t) обеспечивает коагуляцию наполнителя к поверхности семян выход дражированных семян qд(t).
Свойства и особенности каждого из элементов системы можно оценить по некоторым показателям A1, который служит оператором модели. Каждый элемент модели функционирования преобразует входную переменную в выход так, что для частной модели подготовки и дозирования семян:  

qo (t) = A1 [ mc (t) ],

для частной модели подготовки и дозирования клеящей жидкости:

qn (t) = A2 [ mn (t) ] ,

для частной модели подготовки и дозирования компонентов в драже:

qH (t) = A3 [mH (t)] ,

для предварительного этапа дражирования (обеспечения кинематического режима):

vc (t) = A4 [qc (t); qn (t)],

Для заключительного этапа дражирования (процесса взаимодействия семян и компонентов драже):

qд (t) = A5 [vc (t); qH (t)],

Также проводились исследования технологии получения дражированных семян с использованием композиционных полимерных препаратов. Для разработки технологии получения дражированных семян и последующего их применении в лесопитомническом хозяйстве провели исследования по выбору ингредиентов и оптимизации соотношений композиционных полимерных составов и целевых добавок. Это позволило более рационально использовать дорогостоящие семена и в полном объеме обеспечит посадку леса стандартным посадочным материалом. Исследовали семена сосны обыкновенной первого-третьего классов качества. Масса 1000 шт. семян варьировала от 6,35 до 7,83 г, чистота от 96,0 до 99,1 %. Лабораторные исследования по определению всхожести и энергии прорастания дражированных семян хвойных пород осуществлены по разработанной нами методике. Использовали пластмассовые растильни и двойную гофрированную фильтровальную бумагу. Высота одного зубца гофрированной фильтровальной бумаги составляла (20±1) мм. Оптимальные значения концентраций ингредиентов полимерного состава для максимальных значений влагоудерживающей способности и прочности при разрыве различны. Сопоставление коэффициентов значимости позволило определить следующие оптимальные соотношения компонентов в полимерной композиции, мас. %: растительные полисахариды на основе сосны 62…70; натриевая соль карбоксилметилцеллюлозы 7…12; сапропель 5…9; вода. Наилучшие показатели качества полученных дражированных семян зафиксированы на вариантах с совместным использованием растительных полисахаридов с размером частиц 350…400 мкм. Прочность гранул дражированных семян при сжатии таких фракций была максимальной и составила 34…37 Н. Анализируя полученные опытные партии дражированных семян на этих вариантах опыта, можно отметить, что практически 100 % семян имеют оптимальный равномерный размер гранул, их прочность (20…30 Н) позволяет использовать подобные семена при механизированном посеве в лесных питомниках для выращивания посадочного_материала.

Вывод. Таким образом, дражирование – эффективный метод предпосевной обработке семян, позволяющий повысить эффективность выращивания сеянцев для лесного хозяйства, но имеющие также отрицательные следствия. Дражирование – сложный процесс, требующие максимально большого опыта и экспериментальных результатов применения для разных видов древесных растений. Дражирование требует проведение дополнительных исследований и новейших разработок с целью сокращения трудозатрат и себестоимости продукции на выходе.

Список литературы

https://cyberleninka.ru/article/n/issledovaniya-tehnologii-polucheniya-drazhirovannyh-semyan-s-ispolzovaniem-kompozitsionnyh-polimernyh-preparatov

Горбунов Н. П. Краткий обзор 50-летней деятельности МОСХ с1820 по 1870 г. М., 1871

Код для цитирования: Скопировать