Заготовка лесных семян

Способы заготовки и техника сбора плодов и семян. За­готовка лесосеменного сырья производится с поверхности земли после опадения плодов, с растущих или срубленных деревьев, а также изредка с водной поверхности (ольха) или по насту (липа). Наиболее эффективной является заготовка плодов и шишек с растущих деревьев и с поверх­ности земли на крупных лесосеменных плантациях и посто­янных лесосеменных участках. При этом шишки, плоды и семена большинства видов заготавливают вручную: сры­вают их с ветвей, стоя на земле, лестнице или подняв­шись в крону деревьев. Легко отделяющиеся плоды (жел­той акации, саксаула, скумпии, фисташки) ошмыгивают руками (в брезентовых рукавицах), сбивают шестами в кор­зины или на разостланные пологи, стряхивают с ветвей крючками на шестах. С более высокорослых растений пло­ды собирают с помощью различных съемных приспособле­ний с ручным или механическим приводом (очесывающего, стряхивающего, сбивающего и других типов). Для сбора плодов и шишек на высоте 8—10 м применяют переносные простые или складные лестницы и стремянки, раздвижные лестницы, установленные на платформах автомашин, спе­циальные П-образные подъемники на колесном тракторе, а также другие подъемники. Высоко в крону в основном при сборе шишек и плодов поднимаются на многозвенье­вых приставных лестницах, древолазных устройствах и те­лескопических подъемниках. Из древолазных устройств применяют древолаз Карельский ДК1, древолазное устрой­ство «Белка», древолаз конструкции ЛитНИИЛХ. Из теле­скопических подъемников, поднимающих двух рабочих на высоту 12-26 м, используют гидроподъемники АПГ-12, МШТС-2А, МШТС-2Т и ТВ-26.

С поверхности земли вручную или с помощью пневмо- сборщиков собирают крупные плоды (дуб, бук, орехи, каштан, граб, яблоня, груша, липа и др.), шишки сосны кедровой и лиственницы, а также крылатки (ясень, иль­мовые, клены остролистный и серебристый).

На лесосеках лесосеменное сырье собирают вслед за валкой деревьев, чтобы исключить потерю шишек и плодов при трелевке. В зимнее время шишки собирают до образо­вания глубокого снежного покрова. Чтобы обеспечить максимальный урожай семян с высокими наследственными свойствами, рубку высококачественных и высокопродуктив­ных насаждений проводят в урожайные годы во время сбора семян.

Приемка, учет и особенности хранения лесосеменного сырья. Лесосеменное сырье принимают от сборщиков пар­тиями после предварительной очистки от примесей. Сухие нераскрывшиеся плоды, пропуская через грохот, освобож­дают от листьев, частей веток, земли, поврежденных и пустых плодов и других примесей. Мелкие частицы отде­ляют от семян (плодов) на решетах или ситах. Здоровые желуди, орешки бука и граба можно отделять от повреж­денных методом флотации (при погружении в воду пустые плоды всплывают). Перед отправкой на переработку сырье просушивают в хорошо проветриваемых помещениях, дово­дя по влажности до установленных кондиций. Мелкие плоды при этом рассыпают под навесом на полу или на брезентах слоем 3-5 см, более крупные (желуди) — непо­средственно на земле слоем до 8 см. При сушке сырье несколько раз в сутки перелопачивают. Мелкие плоды про­сушивают ориентировочно 3—4 дня, желуди, плоды липы, кленов, ясеней — 5-7 дней и орехи — 10-15 дней. При пересушивании лесосеменного сырья теряется всхожесть семян и удлиняется период их предпосевной подготовки, особенно косточковых (уплотняется косточка). Обычно влажность сырья большинства видов лиственных доводят до 10—15%, тополей и ив — 6, желудей — 70-80 %. Вы­ход чистых плодов у дуба составляет 80—90%, лещины — 60, ореха грецкого — 80 % первоначальной массы.

Способы получения семян из лесосеменного сырья

Переработка лесосеменного сырья. Для посева исполь­зуют, как правило, переработанные и очищенные семена, извлеченные из плодов и шишек и подсушенные до опти­мальной влажности. Способность к прорастанию семян может быть сохранена лишь при создании оптимальных условий, обеспечивающих состояние покоя в процессе пере­работки лесосеменного сырья и при хранении очищенных семян до посева. Несоблюдение оптимальных условий на любом этапе (от заготовки до посева) приводит к наруше­нию биохимических процессов превращения запасных питательных веществ семени в доступные для питания зародыша формы. При нарушении равновесного состояния биологической системы семени (повышение или понижение температуры и влажности, неправильное освещение и др.) значительно усиливаются многие биологические процес­сы, проявляющиеся в первую очередь в повышении интен­сивности дыхания, а следовательно, и скорости распада веществ в семенах, что влияет на их жизнеспособность и срок хранения.

Сочные плоды и ягоды после заготовки необходимо своевременно переработать, так как при хранении они склонны к закисанию и самосогреванию.

Семена большинства хвойных пород (сосен обыкно­венной, крючковатой, крымской, черной, Банкса, желтой; елей, лиственниц и псевдотсуг) в естественных условиях выпадают (вылетают) из шишек по мере высыхания их до влажности 9—11 ^0/₀ и отгибания вследствие этого семенных чешуй при сухой морозной или жаркой погоде. Такая особенность шишек используется при искусственном извлечении из них семян в шишкосушилках с применением сухого теплого воздуха. Повышение температуры при суш­ке шишек ускоряет процесс извлечения семян, однако сле­дует помнить, что значительное повышение отрицательно влияет на их жизнеспособность. Так, например, при 35 °С продолжительность сушки свежих (влажность 20—25 %) шишек ели составляет 65, а при 45—55 °С—20—23 ч, при этом энергия прорастания семян снижается с 92 до 58 %. При воздействии высокой температуры нарушается обмен веществ в семенах, снижается активность ферментов и ос­лабляется рост зародыша. С повышением температуры до 65°С замедляются физиологические процессы, что значи­тельно увеличивает период прорастания семян хвойных пород и резко снижает их всхожесть, особенно при хране­нии. Из-за нарушения обмена веществ запасные питатель­ные вещества в семенах уплотняются, что нарушает про­цессы питания живого покоящегося зародыша.

На посевные качества семян хвойных большое влияние оказывает температура сушки при высокой влажности воздуха. Так, при сушке в абсолютно сухом воздухе семе­на сохраняют высокую всхожесть (около 80%) даже при тёмпературе 80 °С, тогда как при относительной влажности воздуха 95 % они полностью погибают уже при темпера­туре 60 °С. Поэтому продувание шишек в шишкосушилках сухим нагретым воздухом, при котором усиливается влагообмен, дает возможность повысить температуру сушки, что значительно ускоряет раскрытие шишек.

Извлечение семян из шишек хвойных растений. По спо­собам получения семян шишки хвойных разделяют на рас­крывающиеся (перерабатываемые в шишкосушилках), нераскрывающиеся (подвергающиеся дроблению или обмо­лачиванию) и шишкоягоды можжевельников.

Влажность заготовляемых раскрывающихся шишек, при которой семенные чешуи плотно прилегают, удерживая семена, обычно составляет 20-25%. Выпадают семена при влажности шишек 9—11%. Поэтому для извлечения семян шишки высушивают в шишкосушилках до раскрытия чешуй. При извлечении семян из шишек хвойных пород необходимо систематически поддерживать наиболее низкую влажность воздуха в камере сушки, загружать в камеру предварительно подсушенные шишки, сушку производить с постепенным повышением температуры от естественной до предусмотренной техническими условиями для данного типа сушилки и вида растения. Наиболее простой по кон­струкции является солнечная шишкосушилка, представля­ющая собой деревянный ящик с поднимающейся крышкой, сетчатым дном и выдвижным семяприемником. Произво­дительность такой примитивной шишкосушилки с естест­венным режимом сушки очень низкая и в солнечную пого­ду составляет 100-200 г семян с 1 м² за 3 суток. Наиболее распространенными до недавнего времени были калори­ферные (огнедействующие) шишкосушилки Каппера-Гоголицына производительностью 4,5 кг и передвижная Войта — 2,5 кг семян в сутки, в сушильных камерах которых с по­мощью калориферной печи и системы вентиляционных отверстий поддерживается необходимая температура суш­ки. Перед загрузкой в камеры шишки для снижения влажности подсушиваются в чердачном помещении при температуре 20-30 °С. Последующая сушка шишек ели и лиственницы в камерах производится при температуре 45 °С, а сосны — 55 °С. В последние годы разработаны новые конструкции шишкосушилок с полной механизацией и автоматизацией процессов, а также реконструированы сушилки Каппера-Гоголицына и Войта.

Из новых конструкций стационарных сушилок наиболь­ший интерес представляют шишкосушилка непрерывного действия Тихвинского лесхоза производительностью 24 кг семян сосны в сутки, шишкосушилка стеллажного типа Калининского управления лесного хозяйства МЛХ РСФСР производительностью 80—100 кг семян сосны и 180 кг семян ели в сутки (авторы проекта Л. В. Галеев и П. И. Чикизов) и шишкосушилка научно-производственного объ­единения «Силава» производительностью 40—50 кг семян в сутки (типовой проект). Сушилка конструкции Тихвин­ского лесхоза работает по принципу противотока, в кото­ром шишки с помощью транспортеров движутся сверху вниз навстречу потоку теплого воздуха по зигзагообразной линии сначала в камере предварительной сушки, где авто­матически поддерживается температура 35—40 °С, а затем в основной камере при температуре 50—60 °С.

Сушилка стеллажного типа проста в эксплуатации, а выпускаемые серийно многие узлы и агрегаты облегчают ее строительство. В ней обеспечивается оптимальный ре­жим извлечения семян благодаря конструкции сушильной камеры, в которой расположены один над другим четыре сетчатых (типа решетчатой жалюзи) стеллажа, заполня­емые слоями (25—40 см) шишек. Подогретый в теплооб­меннике воздухонагревателя ВПТ-400 атмосферный воз­дух под давлением попадает снизу, последовательно подсу­шивая сначала нижний, а затем следующие слои шишек. При этом температура воздуха снизу вверх снижается от 45 °С для ели и 50 °С для сосны до 20—30 °С. Соответствен­но средняя влажность шишек на верхнем стеллаже (пер­воначальная) составляет 22—23%, на втором — 14—16, третьем — 7—8 и нижнем (окончательная)—4—5%. Ос­новное количество влаги (около 70%) удаляется из шишек на двух верхних стеллажах при температуре, не превышающей 31 °С. Таким образом, в стеллажных сушил­ках семена подсушиваются при оптимальном сочетании температуры и влажности воздуха. Все процессы переме­щения шишек механизированы с помощью ленточных и пневмотранспортеров, люков, жалюзи и других приспособ­лений, которые включаются специальными автоматически­ми устройствами. Шишки с верхних стеллажей через каж­дые 3 ч последовательно перемещаются на нижние в открытые жалюзи. Раскрывшиеся шишки и семена чет­вертого (нижнего) стеллажа поступают во вращающийся сетчатый барабан для разделения. При этом семена через каждые 3 ч подают в специальный ящик. Затем они на­правляются для обескрыливания и очистки в машину МОС-1, а шишки поступают в бункер-накопитель и отпра­вляются к месту потребления. Жалюзи опустевшего ниж­него стеллажа закрывают и на него пересыпают не пол­ностью раскрывшиеся шишки с третьего и соответственно со второго на третий, с первого на второй стеллажи. На верхний (первый) освободившийся стеллаж загружают 1,5 т свежих шишек. Процесс сушки длится 12 ч, причем через каждые 3 ч получают около 12—15 кг семян сосны или 20—24 кг семян ели.

В отличие от большинства хвойных пород шишки лиственницы европейской из-за плотно сомкнутых чешуй и высокого содержания смолы раскрываются плохо и семе­на из них выпадают лишь частично, поэтому их извлекают путем дробления шишек в машине МИС-3. У кедровых сосен (сибирской, корейской, европейской и стланника) в естественных условиях шишки опадают нераскрывши­мися вместе с семенами, а у пихт они рассыпаются при достижении морфологической спелости семян. В свя­зи с этим извлечение семян из шишек пихт, собран­ных до рассыпания, и кедровых сосен производят путем механического их разрушения на машине МИС-2. Для извлечения кедровых орехов используют также машину МК-1, которая, кроме того, очищает орехи от примесей.

Из трудно раскрывающихся шишек сосен эльдарской, пицундской и алепской семена извлекают с помощью агре­гата-самоотделителя АС-0,5.

Шишкоягоды можжевельников предварительно намачи­вают, а затем раздавливают, растирают и из полученной массы отмывают семена.

Извлечение семян из сухих и сочных плодов. Сухие пло­ды после подсушивания обычно обмолачивают или проти­рают, освобождая и отделяя семена на семяочистительных машинах МОС-1 или СУМ-1 от примесей (коробочек, че­шуек, створок бобов, остатков сережек, крылышек, а так­же от мусора, листвы, частей веток, земли и т. д.).

Сочные плоды и ягоды по возможности перерабатыва­ют сразу после заготовки и только холодным способом, так как закисание и самосогревание резко снижает жизне­способность семян. Семена из сочных плодов можно получать одновременно с изготовлением соков, сырья для варенья и джемов, но без тепловой обработки. Для извле­чения семян из крупных плодов семечковых (яблони, гру­ши, айвы) используют плододробилки, плодорезки и пло- дотерки, а также машину МИС-1. Плоды ореха грецкого, черного и других видов очищают от околоплодника на ма­шине МОО-1, на фисташкоочистительной машине ФОК-М. Семена косточковых (вишня, терн, алыча, слива и др.) отделяют на косточковыбивальных машинах. Для получе­ния семян из сочных плодов можно использовать и универ­сальную семяочистительную машину СУМ-1, а также ме­тод раздавливания и растирания с последующей отмывкой их от мязги водой.

Обескрыливание, очистка и сортировка семян. После переработки лесосеменного сырья полученные семена обескрыливают (при необходимости), очищают от приме­сей и сортируют.

Одновременно с очисткой обычно производят сортиров­ку семян с целью повышения их посевных качеств. Более крупные или полнозернистые семена обладают лучшими посевными качествами. Целесообразно сортировать семе­на по комплексу факторов. Например, фирма «Вильморен» (Франция) сортирует семена поштучно на электронной сортировочной машине, в основу программы которой положены цвет и полнозернистость. Каждое семя проходит через фотоэлемент, который пропускает лишь семена, соответствующие заложенному семени-эталону. После такой сортировки семена имеют стандартные размеры, цвет и полнозернистость.

Обескрыливание, очистку и сортировку семян часто про­изводят одновременно на специальных машинах. Для семян сосны, ели, лиственницы и пихты наиболее часто применяют машину МОС-1, процесс обескрыливания в ко­торой происходит в сетчатых барабанах с вращающимися щетками. При этом семена вместе с обломками крылышек проваливаются через сетку барабана в приемник, из которого поступают на очистку и сортировку. В дальней­шем семена очищают от обломков крылышек отвеиванием и сортируют на решетах и ситах. Обычно семена ясеней, кленов, ильмовых и других высевают с крылышками, одна­ко их также можно обескрыливать на семяочистительной универсальной машине СУМ-1. Желуди дуба, орешки бука, граба и другие семена, не имеющие крылаток, очи­щают от мусора, используя грохот, решета, сита.

Выход чистых семян из сырья в зависимости от вида растений колеблется от 1 до 90 % (см. табл. 3).

Паспортизация семян. Однородные семена, заготовлен­ные для посевных целей, после очистки и сортировки формируют в партии, на которые составляется паспорт с регистрацией его в специальной книге. В паспорте отме­чаются все основные данные о семенах, включая их геогра­фическое происхождение и принадлежность к тому или иному экотипу. Сведения из паспорта, показатели каче­ства лесосеменного сырья, количество партий и другие данные о семенах, а в последующем и результаты провер­ки их посевных качеств заносят в книгу лесных семян.

Посевные качества семян

Стандартизация семян. В настоящее время на все семе­на установлены определенные показатели, характеризу­ющие требования, предъявляемые к их посевным качествам. В соответствии с этими требованиями государственными стандартами предусмотрены правила, методы и техниче­ские условия определения посевных качеств семян (ГОСТ 13056.1—13056.11). Проверка качества семян не всегда возможна на месте заготовки или хранения их из-за сложности проведения и отсутствия специальных приборов и оборудования. Поэтому качество семян обычно проверя­ют на зональных контрольных лесосеменных станциях, куда доставляются отобранные от каждой партии средние образцы. Масса образцов определена стандартом. Впервые в России специальная контрольная станция по определе­нию посевных качеств лесных семян была организована В. Д. Огиевским в 1920 г. в Петербурге при Лесном инсти­туте. В настоящее время в СССР функционирует 50 зо­нальных контрольных лесосеменных станций (в том числе 7 на Украине), возглавляемых Всесоюзной лесосеменной станцией.

Средний образец для анализа отбирают не позже чем через 10 дней после формирования партии (для ильмовых не позже 2 дней) и направляют в лесосеменную станцию (в течение 2 дней после отбора) вместе с копией паспорта, этикеткой, актом отбора и сопроводительными докумен­тами. Образец отбирают из партий семян методом выемок. ГОСТ предусматривает правила и методы отбора образ­ца и его массу в зависимости от крупности семян, способа их хранения, количества мест тары, а также прави­ла оформления и отправки образцов на контрольную стан­цию.

Лесосеменные станции определяют посевные качества семян и по наименьшему значению устанавливают класс качества, согласно ГОСТ 14161. Запрещается использо­вать для посева семена, не отвечающие требованиям ГОСТа.

По результатам анализов на каждую партию лесосе­менные станции выдают документ с указанием основных показателей качества семян, определяющих их класс.

Показатели посевных качеств семян. Качество лесных семян определяют по внешним признакам, наличию при­месей, физическим и физиологическим свойствам, а при необходимости также по влажности и зараженности вре­дителями и болезнями. По внешним признакам качество семян определяется визуально, на запах, вкус и осязание.

По наличию в образце неполноценных семян и приме­сей определяют чистоту, процентное содержание чистых семян в партии.

Из физических свойств главным показателем их каче­ства является абсолютная масса — масса 1000 семян в воздушно-сухом состоянии. Абсолютная масса семян изменяется в зависимости от географического происхожде­ния, климатических и лесорастительных условий, возраста растений и т. д. Она зависит также от химического соста­ва и удельной массы семян. Абсолютная и удельная масса зависят не только от крупности, но и от полнозернистости семян, которую практически определяют взрезыванием, про­щупыванием (ильмовые), раздавливанием после кипяче­ния и просвечиванием (береза).

Основным показателем посевных качеств семян явля­ется всхожесть. Различают техническую, абсолютную и грунтовую всхожесть. Наиболее достоверной является грунтовая (определяется при прорастании семян после посева в почву). Однако в этом случае нельзя определить всхожесть семян до начала весенних посевов, кроме того> она зависит от почвенно-грунтовых и погодных условий. Поэтому всхожесть определяют проращиванием семян в лабораторных условиях при определенном режиме в те­чение установленного ГОСТом срока, обеспечивающего прорастание основной массы семян. При этом определяют техническую и абсолютную всхожесть, а также другой важный физиологический показатель — энергию прораста­ния. Техническая всхожесть выражает процентное отно­шение нормально проросших к общему количеству взятых для проращивания семян, а абсолютная — проросших; количеству полнозернистых. От энергии прорастания зависит дружность появления всходов. Она определяется в установленные ГОСТом сроки. Более высокая энергия прорастания свойственна свежесобранным семенам. Ла­бораторная всхожесть в значительной мере определяет грунтовую. Грунтовая всхожесть наиболее качественных семян хвойных пород составляет около 60, а семян III класса — 20-25 %.

Проращивают семена обычно в специальных аппаратах с электрическим подогревом. Аппарат представляет собой металлическую ванну для воды, сверху которой устанавли­вается поднос с отверстиями, где размещают специальное ложе для семян. Ложе состоит из фланелевой с фитилем и бумажной (фильтровальной) подкладок, покрываемых стеклянным колпаком. В колпаке сверху есть отверстие для удаления теплого воздуха и углекислоты. Температура ложа днем составляет 20—30 °С, ночью — 20 °С. На таком ложе создаются оптимальные условия для прорастания семян за счет теплового режима, подъема воды по фитиль­ку и удерживания влаги фланелевой прокладкой.

Крупные семена проращивают в ящиках с песком в соотношении 1:3 при влажности субстрата 60% полной влагоемкости. Нормально проросшими считаются семена, у которых развились здоровые корешки длиной не менее длины семени.

Жизнеспособность семян с глубоким семенным покоем определяют методом окрашивания зародышей красителя­ми. Ее определяют так же и у некоторых семян с вынуж­денным семенным покоем в случае их срочного посева или отправки. Определение жизнеспособности основано на том, что живые клетки семян не проницаемы для органических красителей и не окрашиваются ими, а неорганические красители легко проникают в живую клетку, окрашивая «е содержимое. Согласно ГОСТу, окрашивание производят на свету, помещая извлеченные из предварительно намо­ченных до полного набухания семян зародыши в раство­ры индигокармина, тетразола или иодистого калия. При этом индигокармин окрашивает только мертвые ткани, а тетразол и йодистый калий — живые, содержащие крах­мал. Жизнеспособность можно определить также люмине­сцентным методом, который основан на различном свечении живых и мертвых тканей семени на срезах под воздей­ствием ультрафиолетовых лучей. Для усиления контраст­ности срезы предварительно окрашивают флуоресциру­ющими красителями (флуорохромами).

Доброкачественность семян определяют по характерно­му цвету зародыша и эндосперма при взрезывании. Семе­на бука, граба, кленов, ореха Зибольда при этом предва­рительно намачивают в воде. Доброкачественность опре­деляют у семян, для которых методы определения всхо­жести и жизнеспособности не установлены, а также у крупных семян, требующих много места для проращива­ния (желуди дуба, орех грецкий). К доброкачественным семенам относят полнозернистые, у которых зародыш и эндосперм имеют здоровый вид и нормальную окраску, свойственную данному растению. Используют также рент­генографический метод определения доброкачественности, который основан на определении по негативу полнозернистости, состояния зародыша и развития при прораста­нии. Для этого семена предварительно намачивают в раст­ворах, которые проникают в мертвые ткани (хлористого бария, азотно-кислого серебра или уксусно-кислого свинца) и поглощают рентгеновские лучи.

У семян некоторых видов березы и ильмовых доброка­чественность можно определить также методом просвечи­вания после намачивания их в спирте и последующего добавления глицерина или раздавливания между стекла­ми после кратковременного кипячения (береза).

При необходимости определяют зараженность вредите­лями, болезнями и влажность семян (содержание влаги в процентах к массе исходной навески). Влажность оп­ределяют методом высушивания в сушильном шкафу в течение 1—3 ч при температуре 130°С или влагомером в соответствии с ГОСТ 13056.3—67.

По результатам лабораторных анализов на кондицион­ные семена, посевные качества которых удовлетворяют требованиям ГОСТа, лесосеменные станции выдают «Удо­стоверение о кондиционности семян». На семена, посевные качества которых не отвечают требованиям стандарта или не проверены по всем показателям, а также в случае обнаружения карантинных сорняков, болезней или вреди­телей, независимо от результатов анализа, выдается доку­мент, называемый «Результаты анализа семян». На семе­на, нормы посевных качеств которых еще не разработаны, выдается «Справка».