Рис. 29. Возможные пути потери жизнеспособности семян

Проведенные в 1947 г. Уаймпером и Бредли исследования с высушенными семенами пшеницы до уровня влажности 4,1 % и помещенными в герметичные емкости для предотвращения сорбции влаги семенами из водяных паров воздуха показали, что при таких условиях всхожесть сохранялась до 19 лет.

Как предполагают эти исследователи, в оптимальных лабораторных условиях хранения семена могут сохранять жизнеспособность не менее 50 лет.

Таковы потенциальные возможности долговечности семян пшеницы. В производственной же практике хранить так долго зерно и семена не имеет смысла, т. к. затраты на хранение превысят их стоимость.

Снижение жизнеспособности при длительном хранении товарных партий продовольственного зерна всегда служит сигналом ухудшения их технологических свойств.

Как видим, семена обладают способностью длительное время сохранять жизнеспособность, находиться в состоянии покоя. Для практики хранения имеет большое значение создание для хранящихся семян вынужденного покоя, связанного с отсутствием необходимых условий для прорастания семян. Главным фактором, определяющим состояние покоя, является вода. Снижение количества воды в семенах определяет переход их от активного метаболизирующего состояния к состоянию вынужденного покоя, когда жизнедеятельность семян сведена к минимуму. При прочих равных условиях низкое содержание воды в семенах обеспечивает лучшую их сохранность.

Исследования, проведенные К. Н. Дановичем и другими учеными, изучавшими состояние воды в семенах, показали наличие ряда водных фракций со специфическими физико-химическими параметрами и типами взаимодействия с различными структурами и биохимическими веществами семени. При этом в семенах были выделены 4 фракции воды: первая фракция – гидратная вода белка; вторая – вода, гидратирующая запасные полисахариды; третья – иммобилизованная структурными белками зародышевой части семени; четвертая – вода жидкой фракции (аналогичная свободной, чистой воде).

Изучение влияния отдельных водных фракций на сохранность семян показало, что содержание второй фракции (крахмально-гидратного комплекса) воды положительно коррелирует с сохранностью семян. Семена злаков, содержащие значительное количество запасных углеводов, в основном крахмала, имеют высокую сохранность, по сравнению с семенами других видов, видимо, из-за буферной роли крахмала. На сохранность семян злаковых культур, колебания влажности атмосферного воздуха оказывают меньшее влияние, по сравнению с сохранностью семян других культур. Но при избытке влаги она передается структурными белками и начинается их гидролиз, семена выходят из состояния покоя.

Третья водная фракция, сосредоточенная в основном в зародышевой части семени, устойчива к физическим воздействиям, и ее потеря семенами, видимо, имела бы катастрофическое воздействие на жизненные процессы, протекающие в зародыше. Влага зародыша, предположительно, является одной из сторон механизма защиты наиболее важной в воспроизводстве вида части семени – зародыша – от влияния неблагоприятных факторов внешней среды.

С повышением влажности семена выходят из состояния вынужденного покоя, они способны прорастать. Для обоснования теоретических основ хранения семян следует учитывать, что при сорбции воды семенами из водяных паров воздуха и повышении влажности семян на 10–15 % от исходной вся вода адсорбируется крахмало-гидратом семян. При прямом же контакте семян с водой она появляется внутри семени в свободном виде. Семена, высеянные в почву, начинают прорастать при наличии в ней капельно-жидкой влаги.