Превращение веществ при послеуборочном дозревании
У растений, убранных с поля в недозрелом состоянии, процессы накопления и превращения веществ в зерне продолжается и после уборки. Они происходят за счет оттока пластических веществ из вегетативных органов и дальнейшего превращения их в зерне. Однако отток веществ из вегетативных органов в зерно у срезанных растений может происходить лишь до восковой спелости, когда влажность зерна не опустилась ниже 35—40%. После этого поступление веществ в зерно прекращается, но продолжаются процессы превращения веществ, поступивших в зерно раньше.
В.Г. Конарев и Г.С. Курашмин показали, что при уборке растений кукурузы сорта Стерлинг в фазе формирования зерна и выдерживании их в помещении при 10—20° в течение 40 дней вес зерна на одно растение за это время увеличился с 4,5 до 33 г. Причем абсолютное количество общего азота в зерне увеличилось в 4 раза, белкового азота — в 4,2 раза и общего фосфора — в 5,8 раза. За время послеуборочного дозревания на стебле в зерне накопилось (из расчета на одно растение) 553 мг общего азота, 496 мг белкового азота и 135 мг фосфора. У растений, убранных в фазе молочной спелости, эти величины составляют соответственно 400, 334 и 104,8 мг. При дозревании зерен в початках без обверток (в пучках) при 40° в течение трех-четырех дней накопление азота и фосфора в семенах практически не происходило.
В вегетационном опыте с раннеспелой кукурузой сорта Воронежская 70 нами изучались изменения в химическом составе зерна при eго послеуборочном дозревании (неопубликованные данные). Початки в количестве 40 штук были сняты с растений в фазе молочной спелости. Одна часть зерен была сразу же зафиксирована горячим паром в аппарате Коха, а другая — оставлена для дозревания в початках с листьями обвертки в вегетационном домике на срок 15 дней (табл. 15).
В результате 15-дневного дозревания зерна в початках, убранных в молочной спелости, вес 1000 зерен за счет оттока веществ из стержня и листьев обвертки увеличился на 19%. Содержание общего азота при этом также несколько повысилось. Из приведенных в табл. 15 данных видно также, что в период дозревания в зерне продолжали идти синтетические процессы, в результате чего содержание свободных аминокислот заметно снизилось, а содержание белка повысилось. Повышение содержания белка шло в основном за счет спирторастворимого белка — зеина, содержание которого (в % от общего азота) повысилось с 25,5 до 29,0. Заметно снизилось содержание сахарозы (с 5,06 до 1,08%) вследствие ее траты на синтез крахмала.
Для того чтобы ускорить дозревание зерна, убранного в недозрелом состоянии, часто применяют тепловую сушку. Исследованиями биохимических изменений, происходящих в зерне кукурузы при тепловой сушке при температуре около 50°, установлено, что такое высушивание ускоряет процессы, идущие в семенах при обычном дозревании. Имеются данные о том, что тепловая обработка зерна при температуре 50° и выше вызывала в какой-то мере денатурацию солерастворимых белков зародыша, что было причиной снижения всхожести и особенно энергии прорастания семян. Высушивание зерна, имеющего влажность ниже 24%, при 45° не оказывало заметного влияния на содержание солерастворимых белков зародыша и на всхожесть семян.
В зерне, убранном в полной технической спелости, также продолжают идти, хотя и в замедленных темпах, биохимические превращения веществ. М.Г. Голик отмечает, что при хранении насыпей початков в производственных условиях на протяжении приблизительно полутора месяцев после закладки свежеубранной кукурузы на хранение происходило довольно закономерное увеличение содержания крахмала в зерне при одновременном уменьшении содержания водорастворимых углеводов.
Некоторые изменения при хранении зерна, убранного в полной спелости, происходят также и в содержании белковых фракций. П.А. Цуркан наблюдал повышение содержания зеина в зерне кукурузы и сорго в предвесенние месяцы. Этот процесс, по мнению автора, является подготовительным к прорастанию.
Изучая влияние послеуборочного дозревания зерна кукурузы на его способность прорастать, М.Г. Голик показал, что при хранении зерна в початках оно достигало полной физиологической зрелости через 18 дней и имело всхожесть 99,3%. Однако максимальная энергия прорастания наступала лишь через 28 дней. Отсюда М.Г. Голик заключил, что у кукурузы имеется некоторый период, в течение которого в зерне технический сиплости еще продолжаются процессы биологического развития.
Период послеуборочного дозревания у пшеницы колеблется от 30 до 60 дней. Исследования биохимических изменений в ходе дозревания пшеницы показали, что при этом заканчиваются процессы синтеза белков, жиров и полисахаридов, а активность ферментов, в частности ка-талазы и тирозиназы, ослабевает. Завершается синтез белков за счет использования небелковых азотистых веществ, происходит уплотнение белков. Количество жира в зерне увеличивается при одновременном уменьшении его кислотного числа.