RESEARCH PAPER
Assessment of mechanical damage to wheat grain as detected by means of the X-ray technique
 
More details
Hide details
1
Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland
Publish date: 1994-06-06
 
Acta Agroph. 1994, (2), 3–56
KEYWORDS
ABSTRACT
The study presents a method for definite digital recording of the status of internal damage (mainly cracks of endosperm) of wheat kernel. The method consists in the identification of damage in the particular fields of a square grid covering the X-ray image of the kernel under study. A number of indices have been proposed, making use of that identification. Some of those can also (to a certain extent) take into consideration the location of the damage. This means that, basing on the value of such an index, it is possible to reconstruct the damage condition of a kernel with an accuracy corresponding to the kernel division. In the study an overall index was employed, defined as the number of the rectangles of the grid in which damage was observed. It allowed for performance of qualitative and quantitative analyses of the damage status of the wheat grain samples under study. The damage was caused by the effect of mechanical loading. The test material was constituted by samples of ordinary winter wheat (Gama, Liwilla, Jara) and spring wheat (Henika, Jara, Kadett) originating from machine threshing. The destructive factor was introduced by means of the application levels - 4 MPa and 8 MPa) and dynamic loading of individual kernels (two levels - 20 m/s and 25 m/s). Among other things, the study allowed for the formulation of the following conclusions: 1. The quantitative assessment of the status of damage of the wheat grain samples studied showed a significant intervarietal differentiation, not only as a result of the effect of the types of loading applied, and especially of their levels, but also in the control material. The control samples of all the varieties tested were characterized by indexes significantly above zero, with spring varieties showing a considerably higher level of initial damage. 2. The grain of the winter varieties turned out to be more susceptible to damage under static loading, and that of the spring varieties – under dynamic loading. In the case of the spring varieties, the application of dynamic loading resulted in the appearance of a large number of kernels with the highest level of destruction. 3. The application of the proposed method for the assessment of the status of damage to wheat grain permits the verification of a number of known hypothesis and the solution of new problems concerning the study of the effect of various factors on the status of damage to grain and of its relation to the other properties of the grain – physical, biological, and technological.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Ocena uszkodzeń mechanicznych ziarna pszenicy wykrywanych techniką rentgenograficzną
agrofizyka, zboża, pszenica, ziarno, uszkodzenia mechaniczne, rentgenografia
W gospodarce żywnościowej człowieka ziarno pszenicy jest jednym z najbar¬dziej cenionych surowców roślin-nych. Z tego względu uprawa pszenicy, jej zbiór, przechowalnictwo oraz przetwórstwo ziarna są w kręgu zaintere-sowań i badań bardzo wielu ośrodków naukowych. Jednym z problemów niezwykle ważnym z punktu widzenia możliwych skutków, głównie strat ilościowych i jakościowych, są uszkodzenia ziarna. Zajmuje się nim wiele ośrodków w kraju i na świecie. Przedmiotem badań jednego z zespołów Zakładu Fizyki Materiałów Roślinnych Instytutu Agrofizyki w Lublinie są uszkodzenia mechaniczne ziarna pszenicy. Usz¬kodzenia te rozumiane są jako naruszenie naturalnej ciągłości tkanek ziarniaka w wyniku działania zewnętrznych czynników fizycznych. Obecność uszkodzeń me¬chanicznych może mieć wpływ na inicjację niekorzystnych przemian chemicznych i biologicznych w ziarnie, a w konsekwencji może spowodować obniżenie jego wartości technologicznej i reprodukcyjnej. Znaczna część uszkodzeń mechanicznych powstaje wskutek działania sił zew¬nętrznych, pochodzących od ele-mentów roboczych maszyn i urządzeń biorących udział w procesach technologicznych zbioru, omłotu i transportu ziarna. Chodzi więc o to, by w praktyce stosować takie technologie, które minimalizowałyby następcze skutki uszkodzeń mechanicznych, a z drugiej strony - wprowadzać takie odmiany i stosować takie zabiegi agrotechniczne, które zapewniałyby maksymalną odporność ziarna na uszkodzenia. Konieczne są zatem badania podstawowe nad budową ziarna w aspekcie jego wytrzymałości mechanicznej, rozumianej często jako odporność ziarna na uszko-dzenia oraz nad mechanizmem powstania tych usz¬kodzeń. Do prowadzenia tego rodzaju badań niezbędne są metody wykrywania, iden¬tyfikowania i oceniania stanu uszkodzeń ziarna. W literaturze znanych jest już ich wiele, lecz w praktyce stosowane są tylko nieliczne. Jedne z nich mają zastoso¬wanie do tak zwanych uszkodzeń zewnętrznych ziarna (otwartych), a inne – do uszkodzeń we-wnętrznych (zamkniętych). Jedną z technik, która pozwala wykrywać uszkodzenia (głównie wewnętrzne) w pojedynczych ziarniakach jest rentgenografia. Jednakże, jak dotąd, nie została opracowana metoda, która umożliwiałaby w zadowalający sposób ocenę stanu usz¬kodzeń ziarna wykrywanych tą techniką. Dotychczasowe metody oparte były bo¬wiem na ocenach jakościowych. Możliwość wyrażania określonej cechy nie tylko w kategoriach jakościowych lecz także ilościowo, jest niezwykle ważna. Umożliwia bowiem stosowanie bar¬dziej skutecznego aparatu matematycznego do porównywania wielkości tej cechy dla różnych obiektów oraz znajdowania związków pomiędzy innymi badanymi cechami w obrębie tego samego obiektu lub grupy obiektów.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125