מבוא

כדי להבטיח יבול רב ואיכותי נדרשים זרעים באיכות גבוההת.

איך נקבעת איכותם של הזרעים?

חקלאים מאז ומעולם התייחסו באחריות וברצינות לתהליך גידול ואחסון הזרעים.

הזרעים הם אמצעי הרבייה של כול הגידולים וכוללים את כל המידע התורשתי בקשר עם תכונות הגידולים שיצמחו.

בתהליך האבולוציה גידולים הסתגלו לתנאי אקלים קשים אך ורק הודות לזרעים.

הזרעים מכילים מנגנון המסדיר את מצב המנוחה ומצב הנביטה שלהם.

אחרי ההבשלה הזרעים נמצאים במצב מנוחה עד שמגיעים התנאים המיטביים לנביטה.

לסוגים שונים הגורמים החשובים הם לחות וטמפרטורה, לסוגי זרעים אחרים הגורם החשוב הוא עוצמת האור.

זרעים הם אורגניזמים חיים המגיבים לשינויים באיכות הסביבה.

הם נושמים, מזדקנים, מאבדים את "כוח החיים" במשך 1 -7 שנים, אורך החיים של הזרעים תלוי כמובן בסוג ובזן של הזרעים, אך לא פחות מכך תלוי תלות ישירה בטכנולוגיית הגידול, הקטיף, הייבוש, העיבוד והאחסון שלהם.

בנבט של זרע חי מתרחשים באופן איטי תהליכי סינתזה והתפרקות.

זרעים שאיבדו את כושר הנביטה שלהם אי-אפשר להחזיר אותם לחיים.

כדי לשמור את נביטת הזרעים לתקופה ארוכה נחוץ לאחסן אותם במחסנים ובבתי אריזה באוויר יבש ובטווח טמפרטורות 5°C – 12°C כאשר תנודות טמפרטורת האוויר בחלל האחסון צריכות להיות מינימאליות. לחות יחסית יכולה לנוע מ 25% – 35% ועד 45% – 50%, הדבר תלוי בסוג וזן הזרעים.

ייבוש אוויר בחדרים לאחסון זרעי דגנים

מה קורה לזרעי דגנים במשך האחסון שלהם? למה זרע דגן מאבד את הנביטה שלו ומת? ולמה במשך הזמן זרעי דגנים נעשים לא מתאימים לאכילה?

כאשר כל הזרעים, ביניהם גם זרעי הדגנים חיים הם יכולים לנשום ולנבוט.

בשלב האחרון של החיים שלהם מתרחש תהליך התחממות פנימי כלומר הזרעים מתחממים בעצמם.

מיקרואורגניזמים כלומר בקטריות ופיטריות הם הסיבה העיקרית להתחממות שלהם.

התפתחות המיקרואורגניזמים מובילה למותם של זרעי הדגנים שכן פיטריות עובש לעיתים קרובות פוגעות בנבט שהנו החלק המזין בזרע וההגנות שלו נמוכות.

שמירה קפדנית על אחסון באולמות האחסון ובבתי האריזה בתנאים מיטביים מבחינת טמפרטורות ולחות מאפשרת לחקלאים להבטיח את איכות היבול כך שהאיבודים החזויים יהיו מינימאליים.

בנוסף לכך פרמטר חשוב הוא תכולת הרטיבות של הזרעים.

לפי סטנדרטים מקובלים תכולת הרטיבות של זרעי דגן צריכה להיות 10% – 12% כי בשיעור תכולת רטיבות זה התהליכים הביוכימיים מפסיקים להתרחש, ובנוסף, חרקים, קרציות ומיקרואורגניזמים מפסיקים להתפתח.

הודות לזה אפשר לשמור זרעי דגנים במשך כמה שנים והאיבודים הכמותיים יהיו פחות מ 0.04%.

אם מאחסנים זרעי דגן בעלי תכולת רטיבות גבוהה הנשימה שלהם מתגברת, והדבר מביא להתפתחות מיקרואורגניזמים ומזיקים שונים.

כתוצאה התחממות הזרעים גוברת בגלל פליטת חום שלהם, הזרעים מאבדים עד 8% ממשקלם, ואיכותם יורדת.

לכל זן וסוג של זרעי דגן יש תכולת רטיבות גבולית (קריטית) שמעבר אליה מתגברת משמעותית נשימת הזרע.

למשל, תכולת הרטיבות הגבולית של זרעי כוסמת, חיטה, שיפון, אורז ושעורה היא 14.5% – 15.5%, תכולת הרטיבות הגבולית לזרעי אפונה ושעועית היא 15% – 16%, וזרעי דוחן, תירס ושבולת-שועל היא 13.5% – 14.5%.

כאשר תכולת הרטיבות גבוהה מהערך הקריטי (גבולי), מתחיל תהליך התפתחות של פיטריות עובש וכתוצאה מזה קיימת הפרשת רעלנים וטוכסינים שהם חומרים המכילים רעל ומסוכנים לחיות ולבני-אדם.

דוגמאות לקשר בין תנאי טמפרטורה ולחות יחסית במחסנים ובבתי אריזה לבין תכולת הרטיבות של זרעי הדגן אפשר לראות בטבלאות 1 ו- 2.

טבלה 1. זמן אחסון משוער של זרעי דגן

זמן אחסון משוער של זרעי דגן, שבועות
תכולת רטיבות של זרעי דגן, %												טמפ' ⁰C
25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14
10-15	20-30	20-30	40-60	40-60	40-60	40-60	80-120	מ 80 שבועות עד 240 ימים				5
10-15	10-15	10-15	20-30	20-30	40-60	40-60	40-60	80-120	מ 80 שבועות עד 240 ימים			10
5-8	5-8	10-15	10-15	20-30	20-30	20-30	40-60	40-60	80-120	מ 80 שבועות עד 240 ימים		15
3-5	3-5	5-8	5-8	10-15	10-15	10-15	20-30	40-60	40-60	80-120	80-240	20
3-5	3-5	3-5	3-5	3-5	5-8	5-8	10-15	20-30	20-30	40-60	80-120	25
3-5	3-5	3-5	3-5	3-5	3-5	3-5	5-8	10-15	10-15	20-30	40-60	30

 

טבלה 2. דוגמאת טמפרטורה ולחות יחסית האופטימאליות לאחסון אורז בעל תכולות רטיבות שונות.

טמפרטורת אחסון,  ⁰C
44	40	36	32	28	24	22	לחות יחסית, %
9.9	10	10.2	10.5	10.7	10.9	11.2	50
10.4	10.6	10.8	11	11.2	11.5	11.7	55
11	11.2	11.4	11.6	11.8	12	12.3	60
11.6	11.8	12	12.2	12.4	12.6	12.7	65
12.3	12.5	12.6	12.8	13.1	13.3	13.5	70
13	13.2	13.4	13.6	13.8	14	14.3	75
13.4	13.5	13.7	13.9	14.1	14.3	14.6	77
13.7	13.9	14.1	14.3	14.5	14.7	14.9	79
14.1	14.3	14.5	14.6	14.9	15.1	15.3	81
14.5	14.7	14.9	15.1	15.3	15.7	15.7	83
15	15.1	15.3	15.5	15.7	15.9	16.1	85
15.5	15.6	15.8	16	16.2	16.4	16.6	87
16.1	16.2	16.4	16.6	16.8	17	17.2	89
16.7	16.9	17.1	17.3	17.5	17.7	17.9	91

 

לאחסנת זרעי דגן חשוב מאוד לשמור על טמפרטורה אופטימאלית במחסנים או בבתי האריזה.

ערך הטמפרטורה המקובל ביותר באופן כללי לזרעי דגן הוא 10⁰C כי בטמפרטורה זו עצמת הנשימה שלהם היא נמוכה, מיקרואורגניזמים ומזיקים אחרים מתפתחים באופן איטי ואין תהליך התחממות הזרעים.

זרעי דגן מאוחסנים במחסנים, בבתי-אריזה ובממגורות.

לפני קבלת הזרעים כדאי לבצע ריסוס נגד חרקים באמצעות גז או בתרסיס אירוסול.

תהליך אחסון זרעים כולל ניקוי מתערובות צדדיות (כגון רגב קרקע, עשבים וזרעיהם), ייבוש וקירור.

חשוב מאוד לבדוק באופן סדיר מס' פרמטרים: משקל הזרעים הנמצאים באחסון, הימצאות חרקים בגושי הזרעים ותנאי אקלים בחדר אחסון.

שכן בדיקות סדירות של טמפרטורת האוויר והלחות בחלל מבטיחים מידע בזמן אמת לגבי סטיות מערכי תקן ומאפשרים לתקן את המצב.

תנאי לחות באחסון זרעי פירות וירקות

לאחסון של רוב סוגי הזרעים מתאימות טמפרטורות קבועות בטווח 12⁰C – 16⁰C ולחות יחסית של 50%.

לזרעים של אפונה, מלפפון, כרוב, צנונית, סלק, עגבנייה, שעועית וקישואים לחות יחסית של אוויר מקסימאלית היא 60%.

במהלך אחסון זרעים של פירות וירקות, בדומה לזרעי דגן, מתרחשים תהליכים ביולוגיים חשובים כגון נשימת זרעים.

בזמן הנשימה תאי זרעים מתחמצנים וכתוצאה מזה התהליכים הביולוגיים שלהם נפחתים.

ככל שהנשימה שלהם אינטנסיבית יותר כך כושר החיות שלהם נמוך יותר.

תנאי אחסון הזרעים נחשבים לטובים אם הצורך בחומר מזין לנשימה שלהם הוא מינימאלי.

לפי דיווחי המחקר זרעי פירות שומרים על כושר נביטה גבוה במשך מספר שנים.

כדי שאחסון פירות יהיה מיטבי וממושך חשוב שתכולת רטיבות שלהם לא תהיה גבוהה מ 10%.

אם תכולת הרטיבות של הזרעים גבוהה יותר נחוץ ליבש אותם לפני האחסון.

יש לאחסן אותם בחדרים יבשים וסגורים בלחות יחסית 50% – 70% ובטווח טמפרטורות 16⁰C – 20⁰C.

חומרים סופחי מים כגון מלח שולחן (NaCl), דשנים מינראליים, בנזין, נפט, מלט וכדומה אסורים בחדרי אחסון.

תקופות אחסון אופטימאלית של זרעי הירקות כאשר הנביטה שלהם לא משתנה נמצאות בטבלה 3.

הסיבות העיקריות לירידת הנביטה של הזרעים בזמן האחסון הן עליית שיעורי הלחות באוויר ופגיעה כתוצאה ממחלות ומזיקים.

 טבלה 3. תקופות אחסון אופטימאלית של זרעי ירקות כאשר כושר הנביטה שלהם לא משתנה

זן זרעי ירוקות	תקופת אחסון, שנים
מלפפון, אבטיח, מלון, קישוא, דלעת	6 – 8
אפונה, תירס, שעועית	5 – 6
כרוב לבן, כרוב אדום, כרובית, צנון, צנונית, סלק, עגבניות	4 – 5
חציל, בצל, גזר, פלפל, חסה	3 – 4
פטרוזיליה, שמיר	2 – 3
כרפס	1 – 2

 

טווח טמפרטורות אופטימאלי לשימור זרעי ירקות הוא 0°C – 5°С ולחות יחסית צריכה להיות פחות מ- 55%.

תנאי קריטי לאחסון הזרעים הוא שיעור יובש האוויר בחללי האחסון.

חשוב שלא יהיה תנודות גדולות ופתאומיות בטווחי הטמפרטורות כי תנודות מטמפרטורה גבוהה לטמפרטורה נמוכה גורמות להזעת הזרעים, תכולת הרטיבות שלהם עולה וכתוצאה מזה הם מתקלקלים. כאשר טמפרטורת האחסון גבוהה מ  17°C תכולת הרטיבות שלהם מתקרבת ל 0% כלומר הזרעים עלולים להתייבש לגמרי.

לפי ניסיון של עבודה מעשית נקבע שכאשר תכולת הרטיבות של הזרעים יורדת יותר מדי הם נמצאים בסיכון למוות.

כאשר תכולת הרטיבות שלהם היא 4% – 5% מהערך הנקבע בתקן הדבר מביא לפליטת פחמן דו-חמצני פי 3 – 4.

במילים אחרות עוצמת הנשימה של הזרעים עולה.

עליית הטמפרטורה בחלל אחסון הזרעים מגבירה גם היא את עוצמת נשימה שלהם, יחד עם זאת בלחות יחסית נמוכה התהליך מתרחש באופן חלש ואיטי.

למשל בעליה של טמפרטורת האוויר בחדר אחסון מ- 4°C – 5°С ל- 20⁰С – 25⁰C עוצמת הנשימה של הזרעים גדלה רק  פי 1.5 – 2.

עלייה בטווחי טמפרטורות ובשיעורי לחות יחסית של האוויר בחללי האחסון בו-זמנית גורמת לעוצמת הנשימה לעלות בצורה משמעותית.

לסיכום, כדאי לאחסן זרעים של פירות וירקות בחדר יבש וקריר.

עליה בעוצמת הנשימה של הזרעים פוגעת בתהליכי החיים שלהם.

במקרה בו נצפית עלייה בעוצמת הנשימה יש להוריד את הטמפרטורה ו/או לחות בחדר כדי להבטיח תנאי אחסון אופטימאליים.

טמפרטורה ולחות הם הגורמים העיקרים המשפיעים על האנרגיה ועל תהליך נשימת הזרעים. לזנים ולסוגים שונים של זרעים יש תהליכי נשימה שונים.

ייבוש אוויר באחסון זרעי חמניות

לזרעי חמניות, מייד אחרי הקציר והאסיף, יש כושר עמידות נמוך בכול הקשור לתנאי האחסון שלהם, במיוחד בטמפרטורות גבוהות ובשיעורי לחות יחסית גבוהים.

באחסון הזרעים שינויים כימיים מתרחשים קודם כל בשומנים ואחר כך בחומרי חלבון.

הגורם המשפיע על אורך-חייהם בתקופת האחסון באופן מיוחד הוא הבשלה לא אחידה בתוך פרח החמנית.

ההבדלים במידות הזרעים וברמת הבשלות שלהם קשורים בעיקר בתכונת הרטיבות שלהם תלוי באזור שהזרע נמצא בכיוון רדיאלי בתוך פרח שלו.

תכולת שמן גבוהה בזרעי החמנית משפיעה על המבנה שלהם ועל התכונות הפיזיקאליות, ביולוגיות, מכאניות שלהם ולכן כושר העמידות שלהם באחסון הוא נמוך.

אפילו כמה שעות של אחסון זרעי חמניות, מייד אחרי קציר בתנאי אחסון לא מתאימים מבחינת שיעורי טמפרטורה ולחות מביאה להתחממות עצמית של הזרעים ולקלקול מאסיבי שיפגע משמעותית באיכות השמן המופק. תהליך ההתחממות העצמי של זרעי החמניות מתרחש מהר מאוד.

השלב הראשון של ההתחממות העצמית הוא עליית טמפרטורה של זרעי החמנית מ-  15⁰Сעד 25⁰C. צבע, ריח, טעם, ניידות הזרע ונביטה של זרעי החמניות לא משתנים.

בשלב שני טמפרטורת הזרעים עולה מ 25⁰C עד 40⁰C והתפתחות אינטנסיבית של מיקרואורגניזמים מתרחשת בהם.

הזרעים נעשים בעלי ריח לא נעים, טעם מר, הם מאבדים את הברק שלהם ומתכסים בעובש.

הצבע של גרעין הזרעים משתנה, חומציות השמן שלהם עולה, הנביטה שלהם יורדת וכתוצאה מזה הזרעים מאבדים משמעותית מהאיכות שלהם.

בשלב שלישי מתרחשות תנודות טמפרטורה של זרעי חמניות בין 40⁰C ל 55⁰C ומתפתחות בקטריות האוהבות חום.

הריח הלא נעים והטעם המר של הזרעים מתגברים.

הקליפה החיצונית שלהם נעשה כהה והצבע של גרעין משתנה עד צהוב כהה וכתוצאה מזה שיעור הפגומים עולה עד 80% – 85%.

הנביטה שלהם יורדת עד אפס וחומציות השמן שלהם עולה.

בשלב רביעי טמפרטורת הזרעים עולה עד ערכים גבוהים מ- 55⁰C בגלל פעילות גבוהה של בקטריות האוהבות חום ובגלל ההתפתחות של התהליכים הכימיים.

הצבע של הקליפה החיצונית והצבע של גרעין הזרעים משתנים עד חום כהה ושחור.

שיעור הפגומים מגיע ל 100%. חומציות השמן שלהם עולה עד ערכים עוד יותר גבוהים.

הגורמים החשובים המשפיעים על האופי והעוצמה של תהליכי החמצון וההידרוליזה שמתרחשים בזרעי חמניות בזמן האחסון שלהם הם תכולת הרטיבות של הזרעים, הטמפרטורה והאיכות שלהם.

תכולת הרטיבות של הזרעים היא תנאי חשוב ביותר לעלייה בעוצמת הנשימה שלהם.

עוצמת הנשימה של הזרעים מתגברת באופן משמעותי כאשר תכולת הרטיבות שלהם מגיעה לערך מוגדר.

אפשר לאחסן זרעי חמניות באמינות גבוהה כאשר תכולת הרטיבות שלהם פחותה מ 7% והטמפרטורה שלהם לא יותר גבוהה מ- 10⁰C.

בתכולת רטיבות גבוהה מתכולת הרטיבות הגבולית ובטמפרטורת זרעים בטווח של 20⁰С – 25⁰C, המאפיינת זרעים מייד אחרי קציר, מתחילה התפתחות אינטנסיבית של מיקרואורגניזמים ותהליכי חמצון והידרוליזה מתרחשים בהם מהר יותר.

הדבר מביא לירידת באיכות זרעי החמניות כחומר גלם לייצור שמן.

סיבה נוספת הגורמת לעמידות נמוכה של זרעי חמניות באחסון היא אי-אחידות של פיזור הזרעים לפי תכולת הרטיבות שלהם.

הדבר קורה בעיקר בגלל אי-אחידות בהבשלת הזרעים.

ייבוש האוויר ושמירה על טווח טמפרטורות מתאים יצמצם תופעות אלה.

תקופות אחסון זרעי חמניות בהתאמה לטמפרטורת אוויר ותכולת הרטיבות שלהם נמצאות בטבלה 4.

טבלה 4. תקופה משוערת של אחסון עמיד של זרעי חמניות

תכולת רטיבות של הזרעים, %	טמפרטורת אוויר, ⁰C
8	20	10	1	10-
10	1.5	4.5	יותר מ 6	יותר מ 6
12	0	3	יותר מ 6	יותר מ 6
14	0	1.5	5	יותר מ 6
16	0	0.5	3.3	יותר מ 6
18	0	0	2	יותר מ 6
20	0	0	1.3	6
22	0	0	0.5	4.5
24	0	0	0	3
8	0	0	0	2

 

סיכום – ייבוש אוויר אופטימלי

מכול הכתוב לעיל ברור מעל לכול צל של ספק שטווח טמפרטורות ושיעורי לחות אופטימאליים בחללי האחסון ובבתי האריזה הם תנאי קריטי לשמירה על איכותם ושרידותם של הזרעים השונים.

לחות גבוהה מדי יוצרת מצע נוח להתחממות עצמית של הזרעים ולהתפתחות של מיקרואורגניזמים הגורמים לנזקים.

תנודות גדולות פתאומיות בטווחי טמפרטורות ובשיעורי לחות פוגעות אף אחד בתנאים הנדרשים לשמירה על איכות הזרעים.

בדיקה סדירה של  טווח הטמפרטורות ושיעורי הלחות עוזרת לצמצום הנזק ולמונעת איבוד מסה של זרעים בזמן האחסון.

שימוש מושכל ביבשני אוויר ובמרטיבי אוויר מבטיח תנאים האופטימאליים לאחסון כול סוגי הזרעים.

 

כתבה: קלרה שנדריי, MS טכניון, MA הנדסת מכונות.

קלרה עובדת שנים רבות בעינב טכנולוגיות קירור.

חברה המתמחה בתכנון, ייצור והרכבה של מוצרים ומערכות לטיפול באוויר בתחומי הקירור, הייבוש, ההרטבה והחימום.

עינב טכנולוגיות מייצרת יבשנים המבוססים על עיבוי מים, והיא יבואנית של יבשנים כימיים.

 

רשימה ביבליוגרפית

1. Seed drying &storage. Bry-Air. www.bry-air.com
2. Storage of seeds. Gale Encyclopedia of food & culture.
3. Seed storage management. Ball, horticultural Company Australia.
4. Storing Vegetable and flower Seeds. J.E. Ells, L.N. Bass and D. Whiting. Colorado State University.