Люди начали выращивать злаковые растения еще до нашей эры в теплых странах, как Индия, Эфиопия, Македония, поняв, что из них можно получить муку для макарон и выпечки хлебобулочных изделий, крупу для каш. Позже из них догадались варить пиво. Из самого растения можно получить патоку, крахмал, спирт, сахар, который добывается из тростника. Список можно продолжать бесконечно. Неудивительно, что сейчас почти в каждой стране массово выращивают зерновые культуры, стараясь повысить и улучшить их производство.
Бывали случаи недовольства народом из-за неурожая зерновых культур, но нет ни одного восстания из-за нехватки овощей, мяса. Если крупа в достатке, то из нее можно сварить сытную и вкусную кашу или испечь хлеб. При наличии различных видов зерновых культур, голод народу не будет грозить, так как даже в чистом виде зерна обладают жизненно важными и питательными веществами.
Рассмотрим перечень распространенных зерновых культур, которые выращивают во всем мире.
Не зря она на первом месте, так как это самый популярный злак во всем мире. Пшеницу начали выращивать еще десять тысяч лет назад в Средней Азии. У пшеницы есть множество видов, но самыми популярными являются мягкие и твердые сорта. Первые сорта прекрасно прорастают только в теплых странах с влажным климатом, например, в Австралии. А твердые сорта — в странах с сухим климатом, например США, Западная Азия, Россия. Можно сказать, твердый сорт пшеницы распространеннее мягкого.
Мука из мягкого сорта пшеницы получается очень рассыпчатой, плохо впитывает жидкость, поэтому ее используют только в выпечке кондитерских изделий, так как она быстро черствеет и хлеб портится уже на следующий день. Чтобы понять, из какого сорта сделана мука, то на упаковках муку из мягкого сорта обозначают «группой В», а из твердого сорта «группой А».
Твердый сорт пшеницы ценен тем, что из него можно сделать отличную белую муку, из которой можно испечь хлеб высшего сорта, обладающий отличными вкусовыми свойствами и легко усваивающийся организмом. Это все благодаря тому, что белковый состав пшеницы образует глютен, связывающий тесто. Помимо муки, из пшеницы можно сделать отруби, удерживающие в себе ценные белки, жиры, минеральные вещества, так полезные человеческому организму. Не зря большинство людей очень любят сухие завтраки из отрубей.
Рожь стали выращивать случайно, долгое время она считалась сорняком, который каждый раз уничтожали среди ростков пшеницы. Люди заметили, что пшеница в холодных странах часто погибает, а прохладное лето для ржи нипочем. После чего решили попробовать перемолоть ее зерна и получили прекрасную муку, из которой испекли вкусный темный ржаной хлеб. Теперь выносливую и сильную рожь массово выращивают в основном в северных странах. Для нее нипочем бедная и кислая почва, плохие погодные условия, она может выдержать даже низкую температуру до -22 градусов. Благодаря чему она всегда выдает богатый урожай, этим нередко спасала народ от голода.
Рожь в отличие от пшеницы, содержит мало белка, но очень богата минеральными веществами, витаминами, незаменимыми для человека. Является прекрасным диетическим продуктом, особенно в виде обойной муки, содержащей частицы оболочек зерна. А также отвары из ржи помогают от многих болезней. Препаратами из ржи лечат онкологические заболевания, печень, почки, артриты, астму, сахарный диабет и многие болезни. Зерна ржи могут быть разными: овальными, удлиненными. Длина зернышка может быть до 9 миллиметров. Бывают желтоватыми, коричневыми, серыми, зеленоватыми. Со дня посадки всходит очень быстро, уже на 50 день можно собирать урожай.
Исторические заметки гласят, что первым в мире зерновым злаком, который специально выращивали, был ячмень. Его зерна находили даже в захоронениях фараонов. До распространения пшеницы и ржи по всему миру, ячмень был очень популярным, из него в древние времена даже научились варить пиво. Да, пиво из ячменя является самым древним напитком. И сейчас ячмень выращивают не только для корма животных и птиц, но и для производства солода, из чего делают любимое человечеством пиво. В военные голодные годы из ячмени делали напиток, напоминающий по вкусу кофе. Из ячмени в нетрадиционной медицине делают успокаивающие, очищающие препараты. Отваром из ячмени можно вылечить сухой кашель и цистит.
Благодаря быстрому вызреванию, яровую ячмень научились выращивать в северных странах, где пшеница и рожь за короткое лето не успевают вызревать. А озимая ячмень популярна в странах, где нередки засухи и держится высокая температура воздуха. Благодаря своей нетребовательности, ячмень можно выращивать на любой почве. Сама ячменная крупа очень грубоватая, поэтому ее долго вымачивают в воде перед готовкой. А чтобы получить из ячмени полезную перловку для каши, его зернышки шлифуют от кожицы мякины. Из перловки делают муку, из которой выпекают полезный хлеб. Желающие похудеть употребляют ячменные каши, так как они выводят из организма лишний холестерин и шлаки.
Он еще более легко приспосабливается к почвенным и погодным условиям, чем рожь. Без проблем прорастает на любой почве: глинистой, песчаной, торфяной. Является самоопыляемой культурой, обладающей высоким показателем продуктивности. Благодаря этим качествам, овес с успехом выращивают в северных странах, как Россия, Германия, Казахстан, США, где он легко переносит летние заморозки. Зерно овса содержит большое количество растительных жиров, высококачественный белок и полезные вещества, например, железо и кальций. Из всех сортов овса самым ценным считается белое зерно. Зерна других цветов, как красный, черный, сероватый, считаются менее полезными.
Почти 90 процентов овса используется в качестве корма для птиц и животных, только остальные 10 процентов идет в пищу населению. Но он почти не употребляется в цельном виде, его перерабатывают в крупу для каш, или делают из него полезные овсяные хлопья. Хлеб из овсяной муки нежелательно печь, так как в нем мало клейковины. Зато из него пекут знаменитое на весь мир полезное и вкусное овсяное печенье.
Для южных стран рис является главным злаком, как для северных стран пшеница. Трудно сказать, когда начали его выращивать. На древних раскопках находили глиняную посуду с отпечатками следов риса. Помимо его употребления в пищу, древние люди использовали рис в качестве ритуальных приношений богам. Рис на 89 процентов богат крахмалом, из него же люди получают основную часть калорий. Благодаря большому количеству аминокислот, рис легко усваивается организмом и является диетическим продуктом.
Поскольку рис любит тепло и влагу, его в широких масштабах выращивают в Таиланде, Китае, Индии и Вьетнаме, благодаря их влажной тропической среде. Сейчас многие страны, например, Мексика, США, Бразилия, получили возможность выращивать рис, благодаря искусственному увлажнению почвы, но азиатские страны удерживают пальму первенства.
На свете существует множество сортов риса, но их обработка делится на три вида: коричневый, шлифованный, пропаренный. Рис первого вида подвергается минимальной обработке, сохраняя все свои полезные свойства. Шлифованный рис после нескольких стадий шлифовки становится гладким и белым. Это самый популярный вид риса. Последний вид риса получают путем пропаривания с сохранением своих полезных свойств. Данный рис приходится варить дольше, так как он тверже вышеописанных видов.
Гречиха — один из популярных и любимых злаков России, Украины, Белоруссии, где она и до сих пор с успехом выращивается. На данный момент европейские страны, оценив ее неприхотливость и полезность, начали выращивать гречиху у себя, поскольку она даже на бедной почве может прорастать. Гречиха в первую очередь популярна в виде крупы, из которой готовят вкуснейшую и полезную кашу. Помимо того, она может употребляться в пищу в виде муки или хлопьев. Из очищенной гречихи можно приготовить огромное количество блюд: супы, запеканки, фрикадельки, хлеб, колбасу, клецки, блины.
Даже отходы гречихи приносят пользу, их дают на корм животным или набивают ею подушки. Гречиха богата витамином группы В, растительным белком и аминокислотами. Ускоряет обмен веществ, выводит лишнюю воду из организма. Благодаря этим качествам, гречневая крупа входит в список многих диет. Главное, не добавлять сахар в гречку. Из цветков гречихи можно заваривать чай.
Благодаря древним раскопкам, было установлено, что кукуруза по миру распространилась из Мексики. Отличие кукурузы от остальных злаковых культур состоит в том, что помимо крупы, крахмала и муки, из нее добывают еще и растительное масло, правда, не очень популярное в мире. Кукурузная мука пригодна только в течение четырех месяцев, так как позже она становится горькой. В промышленных масштабах кукурузу выращивают в США, где она идет не только на корм животным, но и в качестве сырья для изготовления виски.
А также из нее делают сахарный сироп, крахмал для супов, десертов. Кукурузные початки можно просто сварить и употреблять, всего лишь посыпав сверху солью. Кукурузные хлопья завоевали весь мир благодаря своей простоте и полезным свойствам. Их достаточно залить молоком, чтобы получить вкусный завтрак. Благодаря регулярному употреблению в пищу кукурузы замедляется старение организма. Но кукуруза не является диетическим блюдом из-за ее высокой калорийности.
Среди полевых культур наибольшее значение имеют зерновые культуры, дающие основной продукт питания человека - зерно. К зерновым культурам относятся пшеница, рожь, ячмень, овес, тритикале, рис, просо, кукуруза, сорго и гречиха.
В мировом земледелии зерновые культуры занимают ведущее место, они возделываются почти повсеместно и имеют важнейшее значение для населения всего земного шара, что связано с их большой ценностью и разнообразным использованием. Зерно содержит необходимые питательные вещества - белки, углеводы, жиры. Зерновые культуры широко используют в животноводстве в качестве концентрированного корма в виде зерна (ячмень, овес, тритикале, кукуруза) и отрубей (отходы переработки зерна). Солому и мякину также используют для кормления животных. Зерно служит сырьем для многих отраслей промышленности (крахмало-паточной, декстриновой, пивоваренной, спиртовой) и для производства биотоплива.
Высокий уровень производства зерна позволяет успешно решать зерновую проблему, обеспечивать население разнообразными продуктами питания, развивать животноводство и повышать его продуктивность, создавать государственные резервы зерна и обеспечивать продовольственную безопасность страны.
Увеличению производства зерна уделяется большое внимание - внедряются высокопроизводительная техника, новые высокопродуктивные сорта растений, минеральные и органические удобрения, средства защиты посевов от болезней и вредителей, что позволяет значительно увеличивать урожайность и валовые сборы зерна пшеницы, особенно твердых и сильных сортов, крупяных культур и гречихи. Задача состоит в том, чтобы в ближайшие годы обеспечить возрастающие потребности страны в высококачественном продовольственном и фуражном зерне.
Ботаническое описание. Зерновые культуры (кроме гречихи) относятся к семейству мятликовых (Роасеае ) (или злаковых (Сгаттеае )). Гречиха относится к семейству гречишных (Ро 1 у%опасеае ). По строению и развитию они имеют много общего. Рассмотрим их морфологические отличия.
Корневая система у зерновых хлебов мочковатая, состоит из отдельных корешков и большого количества корневых волосков, отходящих пучками (мочками) от подземных узлов. По морфологическим, биологическим особенностям и технологии возделывания они имеют много общего. При прорастании зерна сначала образуются зародышевые (первичные) корни. Их количество у разных хлебов неодинаковое: у озимой пшеницы - чаще 3, у яровой - 5, у овса - 3-4, у ячменя - 5-8, у тритикале - 3-5, у проса, кукурузы, сорго, риса - 1. Благодаря геотропизму зародышевые корешки растут вниз, а колеоптиле - вверх, независимо от положения семени в почве. Зародышевые корни не отмирают, а в засушливые годы только они подают воду и элементы питания растениям. Из подземных стеблевых узлов образуются узловые (вторичные) корни; которые составляют основную массу корневой системы зерновых культур и играют важную роль в жизни растений.
У высокостебельных хлебов (кукурузы, сорго) корни часто развиваются из ближайших к поверхности почвы стеблевых узлов - это так называемые опорные, или воздушные, корни, они также способствуют обеспечению растений влагой и повышают устойчивость растений к полеганию.
По мере роста и развития растений корневая система удлиняется и проникает на глубину 100-120 см и более, разветвляется и пронизывает почву во всех направлениях. Однако их основная масса (75-90%) размещается в пахотном слое почвы на глубине 20-25 см, где наиболее активно протекают аэробные процессы. При помощи корней растения потребляют из почвы воду и питательные вещества и снабжают ими другие органы растения.
Стебель у зерновых культур - соломина цилиндрической формы. У большинства хлебов она полая, у кукурузы и сорго она заполнена паренхимой, состоит из 5-7 междоузлий, разделенных узлами (перегородками). У позднеспелых сортов кукурузы число междоузлий достигает 23-25. Рост стебля происходит в результате удлинения всех междоузлий. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем - последующие, которые обгоняют в росте нижние междоузлия. Такой рост называется интеркалярным, или вставочным. Длина первого междоузлия небольшая и колеблется от 1,5 до 5 см. Длина второго в 1,5-2,5 раза больше первого и достигает 5-10 см. Самое длинное верхнее междоузлие - до 35-40 см. Стебель зерновых хлебов способен куститься, образуя из нижних подземных узлов вторичные корни и боковые стеблевые побеги.
Лист состоит (рис. 4.1) из влагалища (а) и листовой пластинки (г). Влагалище прикреплено к стеблю в нижней части и охватывает его в виде трубки. В месте перехода влагалища в листовую пластинку имеется тонкая полупрозрачная пленка, называемая язычком (в), или лигулой. Язычок плотно прилегает к стеблю и предохраняет от проникновения воды и вредителей во внутрь листового влага-
Рис. 4.1.
7 - ячмень; 2 - овес; 3 - рожь; 4 - пшеница
лища. По обеим сторонам язычка располагается два полулунных ушка (auricula ) (б), охватывающих стебель и закрепляющих влагалище на стебле. Величина и форма язычка и ушек различны у разных зерновых культур и являются систематическими признаками при определении хлебов I группы в фазу кущения и выхода в трубку.
У пшеницы, тритикале, ржи и ячменя язычок короткий, у овса он сильно развит; у пшеницы и тритикале ушки небольшие, ясно выраженные, с ресничками; у ржи они короткие, без ресничек, рано опадают; у ячменя сильно развиты, без ресничек, полулунной формы; у овса отсутствуют.
Размеры и количество листьев колеблются в зависимости от культуры, сорта и условий возделывания.
Соцветие у зерновых культур бывает двух типов: сложный колос у пшеницы, ржи, тритикале и ячменя; метелка у овса, проса, риса; метелка с мужскими цветками и в пазухах листьев початки с женскими цветками у кукурузы.
Колос состоит из колосового стержня и колосков, расположенных на его уступах (рис. 4.2).
Широкая сторона стержня называется лицевой, узкая - боковой. На каждом уступе колосового стержня у пшеницы, ржи, тритикале находится один колосок, обычно двух- или многоцветковый. У ячменя на каждом уступе колосового стержня сидят три одноцветковых колоска. У многорядного ячменя в каждом колоске образуется зерно,
Рис. 4.2.
а - колосковая чешуя; б - наружная цветковая чешуя; в - внутренняя цветковая чешуя; г - тычинки; д - рыльце; е - завязь; ж - лодикула;
I - колосок; II - схема строения колоска; III - пестик и лодикула
у двухрядных - только в среднем колоске, два боковых колоска редуцированы (недоразвиты).
Метелка имеет центральную ось с узлами и междоузлиями. В узлах образуются боковые разветвления, которые, в свою очередь, могут ветвиться и создавать таким образом ветви первого, второго, третьего и других порядков. На концах каждой веточки сидит одно-или многоцветковый колосок. У пшеницы, тритикале, овса колоски многоцветковые, у ржи - двухцветковые, у проса, риса и сорго - одноцветковые.
Цветок состоит из двух цветковых чешуй: нижней, или наружной, и внутренней (верхней). У остистых форм наружная цветковая чешуя заканчивается остью. Между цветковыми чешуями расположены генеративные органы: женские - пестик с завязью и двухлопастным рыльцем и мужские - тычинки (у риса их шесть, у остальных культур три) с двухгнездным пыльником. У основания каждого цветка между цветковыми чешуями и завязью находятся две нежные пленки - ло-дикулы, при набухании которых цветок раскрывается.
Плод зерновых культур представляет собой односемянную зерновку, обычно называемую зерном. Зерновка состоит из зародыша, эндосперма и сросшихся с ними семенной и плодовой оболочек (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Строение зерновки пшеницы
- (схема):
- 1,2 - плодовые оболочки; 3, 4 - семенные оболочки; 5 - алейроновый слой эндосперма; б - шиток; 7 - почечка; 8 - зародыш; 9 - зачаточный корешок; 10 - эндосперм; 11 - хохолок
У пленчатых хлебов (овса, проса, риса, сорго) зерновка покрыта цветковыми чешуями (оболочками), причем у ячменя они срастаются с зерновкой, у остальных - плотно облегают зерновку, не срастаясь с ней.
У основания зерна с выпуклой (спинной) стороны находится зародыш, в верхней части - хохолок (у пшеницы, ржи, тритикале, овса). Зародыш с внутренней стороны прикрыт щитком, который соединяет его с эндоспермом. Зародыш состоит из почечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка, образующих зачатки будущего растения. На долю зародыша приходится у пшеницы, ржи, ячменя 2-2,5, тритикале 2,5-3, у овса 3-3,5, у кукурузы до 12% массы зерновки. Остальная часть зерновки (70-85%) представлена эндоспермом - запасными питательными веществами. Слой эндосперма, расположенный под оболочкой и состоящий из одного ряда клеток (у ячменя 3-5), называется алейроновым. Его клетки не содержат крахмала, но очень богаты белковыми веществами и ферментами, способствующими прорастанию зерна. Под алейроновым слоем находится основная часть эндосперма, состоящая из клеток с зернами крахмала. Промежутки между ними заполнены белковыми веществами. Плодовая и семенная оболочки защищают зерно от воздействия внешних условий и от различных возбудителей грибных болезней, вредителей и составляют 5-7% от массы зерновки.
Химический состав зерна. В состав зерна зерновых культур входят вода, органические и минеральные вещества (табл. 4.1), а также ферменты и витамины.
Азотистые вещества - важнейший компонент зерна хлебных злаков, состоящий главным образом из белков. По калорийности они превосходят крахмал, сахар и уступают только растительным жирам.
Таблица 4.1
Химический состав зерна хлебных культур
|
Культура | ||||||
|
Тритикале |
||||||
|
Кукуруза |
||||||
Белки , не растворимые в воде, называются клейковинными, или клейковиной. Клейковина представляет собой сгусток белковых веществ, остающихся после отмывания теста от крахмала и других составных частей. По способности белков растворяться в том или ином растворителе их разделяют на четыре группы: 1) альбумины , растворимые в воде; 2) глобулины, растворимые в солевых растворах; 3) глютенины, растворимые в щелочных растворах; 4) глиадины, растворимые в спиртовых растворах. Наибольшую ценность представляют глиадины и глютенины, от соотношения между ними зависит качество клейковины. Лучшее для хлебопечения отношение глиа-дина к глютенину 1:1. Кроме белков в клейковине содержатся в небольших количествах крахмал, жир и другие вещества. От качества клейковины зависят вкусовые и хлебопекарные свойства муки. Хорошая клейковина обладает способностью растягиваться в длину и, не разрываясь, оказывать сопротивление растяжению. Хлебопекарные качества пшеничной клейковины лучше, чем ржаной и тритикале.
Пищевые и кормовые достоинства белков определяются содержанием и соотношением в них аминокислот (табл. 4.2). Наибольшую ценность представляют незаменимые аминокислоты (валин, лизин, триптофан и др.), которые не могут быть синтезированы в организме человека и животных, а поступают в него лишь с пищей и кормами.
Безазотыстые экстрактивные вещества представлены в основном крахмалом, большая часть которого содержится в эндосперме (около 80% всех углеводов); остальное приходится на долю растворимых углеводов - сахаров, находящихся преимущественно в зародыше. Содержание крахмала в зерне увеличивается по мере продвижения пшеницы на запад и к северу, а белка - по мере продвижения на юг и восток.
Жир - это высокоэнергетическое вещество, используемое при дыхании и при прорастании зародыша. Содержание жира в зерне составляет 2-6%. Наибольшее его количество содержится в зародыше и алейроновом слое (у пшеницы и тритикале около 14%, у ржи и ячменя 12,5%). Наиболее высокое содержание жира в зародыше кукурузы - 40%, овса - 26% и проса - 20%. Повышенное содержание жира в муке и крупе может вызвать их прогоркание. Поэтому перед размолом из зерна кукурузы удаляют зародыши и используют их для получения пищевого масла.
Клетчатка. Ее основная часть располагается в оболочках зерна, а наиболее высокое содержание отмечено в зерне пленчатых культур, имеющих цветковые чешуи (ячмене, овесе, рисе, просо).
Ферменты - органические соединения, которые играют важную роль в превращении запасных питательных веществ семени в усвояемую для прорастающего зародыша форму, например, амилаза расщепляет крахмал, липаза - жиры и др.
Витамины. В зерне хлебных злаков содержатся главным образом витамины А ь В, В 2 , С, О, РР, Е. Отсутствие или недостаток их в организме нарушает обмен веществ и вызывает заболевание авитаминоз.
Отличительные признаки зерновых культур. Зерновые культуры по морфологическим признакам и биологическим особенностям делятся на две группы.
Хлеба I группы относятся к семейству мятликовых (Роасеае) и включают пшеницу, рожь, тритикале, ячмень и овес. Растения этой группы характеризуются следующими признаками: соцветие -
|
Аминокислота |
Тритикале |
Кукуруза |
|||||||
|
Гистидин |
|||||||||
|
Аспарагиновая |
|||||||||
|
Глютаминовая |
|||||||||
|
Метионин |
|||||||||
|
Изолейцин |
|||||||||
|
Фенилаланин |
|||||||||
|
Триптофан |
колос (у овса - метелка), плод - зерновка с продольной бороздкой, стебель - соломина, обычно полая; корневая система мочковатая, зерно прорастает несколькими корешками. Растения озимые и яровые менее требовательны к теплу, но нуждаются во влаге, относятся к растениям длинного дня.
Хлеба II группы также относятся к семейству мятликовых, это кукуруза, просо, сорго, рис и чумиза. Отличительные особенности растений этой группы: соцветие - метелка (у кукурузы женское соцветие - початок, мужское - метелка), стебель - соломина с выполненной сердцевиной; корневая система мочковатая, зерно прорастает одним корешком; плод - зерновка, бороздка отсутствует. Эта группа представлена только яровыми формами, растения требовательны к теплу и свету, засухоустойчивы (кроме риса), относятся к растениям короткого дня.
Возделываемые зерновые культуры значительно различаются по реакции на длину дня, типу развития и характеру роста, длине вегетационного периода и др. По реакции на длину дня зерновые культуры делятся на растения короткого и длинного дня. У растений короткого дня (хлеба II группы) ускоренные цветение и созревание отмечаются при длине дня 10 ч, у растений длинного дня (хлеба I группы) - при длине дня 14-16 ч.
По продолжительности вегетационного периода они делятся на растения с коротким периодом вегетации - 60-80 сут (ячмень, просо, гречиха и др.); со средним периодом вегетации - 90-100 сут (тритикале, яровая пшеница, овес и др.) и длинным периодом вегетации - 120-140 сут (кукуруза, рис и др.). На продолжительность вегетационного периода большое влияние оказывают почвенно-климатические условия, особенности сорта и другие факторы.
У зерновых культур различают следующие биологические формы: озимые, яровые и двуручки. Озимые - это хлеба, которые для прохождения стадии яровизации в начальный период развития требуют невысоких температур (-1-+10°С) в течение 20-50 сут. Поэтому их высевают осенью за 50-60 сут до наступления устойчивых морозов, а урожай получают в следующем году. При весеннем посеве растения, как правило, кустятся и не образуют стебля и колоса.
Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур (5-20°С) в течение 7-20 сут, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.
Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3-15°С в течение 10-15 сут. В южных районах страны имеются сорта, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.
Рост и развитие зерновых культур. В процессе индивидуального роста и развития зерновые культуры проходят ряд фенологических фаз и этапов органогенеза, каждый из которых характеризуется образованием новых органов и рядом внешних морфологических признаков. Рост - это накопление сухой биомассы. Развитые - это образование новых специализированных органов и частей растений для выполнения своей основной и важной функции в формировании зерна и урожая. В жизненном цикле растений Ф.М. Куперман установлено 12 этапов органогенеза (табл. 4.3).
Фазы роста, этапы органогенеза и формирование элементов продуктивности пшеницы (по Куперман и Семенову)
Таблица 4.3
|
Этапы органогенеза |
Показатели продуктивности |
Агротехнические приемы ухода |
|
|
Прорастание всходы. Третий лист, кущение |
I. Дифференциация и рост зародышевых органов II. Дифференциация основания конуса на зачаточные узлы, междоузлия и стеблевые листья III. Дифференциация главной оси зачаточного соцветия |
Полевая всхожесть, густота стояния растений. Габитус растения (высота, число листьев), коэффициент кущения |
Прикатывание, боронование до всходов или по всходам. Обработка гербицидами до всходов. Подкормка. Защита от сорняков, вредителей,болезней, снежной плесени |
|
Начало выхода в трубку |
IV. Образование конусов нарастания второго порядка(колосковых бугорков) |
Число члеников колосового Число колосков |
Подкормка Защита от вредителей, болезней и полегания |
|
Выход в трубку - начало стеблевания |
V. Закладка покровных органов цветка, тычинок и пестиков VI. Формирование соцветия и цветка (микро- и макроспо-рогенез) VII. Гаметофи-тогенез, рост покровных органов, удлинение члеников колосового стержня |
Число цветков в колосках Фертильность цветков, плотность колоса |
Защита от болезней, вредителей и полегания. Подкормка |
|
Этапы органогенеза |
Показатели продуктивности |
Агротехнические приемы ухода |
|
|
Колошение |
VIII. Гаметогенез, завершение процессов формирования всех органов соцветия |
Некорневая подкормка азотом, защита от вредителей и болезней |
|
|
Цветение |
IX. Оплодотворение и образование зиготы X. Рост и формирование зерновки |
Озерненность Величина зерновки |
|
|
Налив зерна. Молочная тестообразная спелость зерна |
XI. Накопление питательных веществ в зерновке (семени) |
Масса зерновки |
Некорневая азотная подкормка. Сеникация |
|
Восковая спелость |
XII. Превращение питательных веществ в запасные вещества в зерновке(семени) |
Уборка и послеуборочная обработка зерна |
Более широкое распространение в международном плане получили шкала Фекеса и код Задокса, так называемый ЕС-код, разработанный для зерновых культур. Сегодня в Европе принята и используется расширенная шкала (код ВВСН) для установления стадий развития растений, основой которой являются признаки, возникающие при образовании у них новых органов. В своем развитии от посева семян до образования нового зерна зерновые культуры проходят стадии роста и развития (табл. 4.4).
Таблица 4.4
Сравнительная характеристика стадий фенологического развития
зерновых культур
|
Описание |
по 7абок5, (ОС, ЕС), |
||
|
по Ку-перман |
|||
|
0. Прорастание Сухие семена |
|||
|
Описание |
по 7абок5, (ОС, ЕС), |
||
|
по Ку-перман |
|||
|
Начало набухания | |||
|
Конец набухания |
|||
|
Появление зародышевого корня |
|||
|
Появление колеоптиля |
|||
|
Выход колеоптиля из почвы |
|||
|
1. Развитие листа Выход первого листа из колеоптиля (всходы) | |||
|
Первый лист развернут |
|||
|
Второй лист развернут |
|||
|
Третий лист развернут |
|||
|
Девять листьев развернуты |
|||
|
2. Кущение Появление первого побега кущения | |||
|
Появление второго побега кущения |
|||
|
Появление третьего побега кущения |
|||
|
Восемь побегов кущения |
|||
|
Более девяти побегов кущения |
|||
|
3. Выход в трубку Листовое влагалище направляется вверх, образование стебля | |||
|
Первый узел виден на поверхности почвы (начало выхода в трубку) |
|||
|
Второй узел виден на поверхности почвы |
|||
|
Третий узел виден на поверхности почвы |
|||
|
Шесть узлов видны на поверхности почвы |
|||
|
Появление флагового листа |
|||
|
Виден листовой язычок флагового листа |
|||
|
Описание |
по 7абок5, (ОС, ЕС), |
||
|
по Ку-перман |
|||
|
4. Набухание соцветий Удлинение листового влагалища флагового листа | |||
|
Начало набухания листового влагалища флагового листа |
|||
|
Набухание листового влагалища листа |
|||
|
Открытие листового влагалища |
|||
|
Появление ости над лигулой флагового листа |
|||
|
5. Появление соцветий Начало появления соцветия (колошение) | |||
|
Появление 25% соцветий |
|||
|
Появление половины соцветий |
|||
|
Появление 75% соцветий |
|||
|
Конец колошения |
|||
|
6. Цветение Начало цветения, появление первых тычинок | |||
|
Полное цветение 50% зрелых тычинок |
|||
|
Конец цветения |
|||
|
7. Образование зерен | |||
|
Средняя молочная спелость |
|||
|
Поздняя молочная спелость, содержание зерна молочное |
|||
|
8. Созревание зерна Мягкая восковая спелость. Вмятина от ногтя выпрямляется | |||
|
Твердая восковая спелость. Вмятина от ногтя не выпрямляется |
|||
|
9. Отмирание Полная спелость |
|||
|
Поздняя полная спелость. Узлы соломы сухие |
|||
Фазы роста и развития зерновых культур. В течение вегетации у зерновых культур отмечают следующие фазы роста и развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение или выметывание, цветение и созревание (рис. 4.4).
Началом фазы считают день, когда в нее вступает не менее 10% растений; полная фаза отмечается при наличии соответствующих признаков у 75% растений. У озимых культур первые два этапа органогенеза и две фазы при благоприятных условиях протекают осенью, остальные - весной и летом следующего года; у яровых - весной и летом в год посева. Фазе всходов предшествуют набухание и прорастание семян.
Набухание и прорастание семян (1-2-й этапы органогенеза). Для того чтобы семена проросли, они должны набухнуть, т.е. поглотить определенное количество воды, что зависит от их крупности и химического состава. Например, семена ржи поглощают 55-65% воды от массы, пшеницы - 47-48, тритикале - 50-60, ячменя -
1 2 3 4 5 6 7 8
Рис. 4.4. Фазы роста и развития пшеницы:
1 - всходы; 2 - кущение; 3 - выход в трубку; 4 - колошение; 5 - цветение; б -
молочная; 7 - восковая и 8 - полная спелость
48-57, овса - 60-75, кукурузы - 37-44, проса и сорго - 25-38%. Для набухания семян зерновых бобовых культур требуется 100-125% воды от их массы. При набухании в семенах происходят биохимические и физиологические процессы. Под воздействием ферментов сложные химические соединения (крахмал, белки, жиры и др.) переходят в простые растворимые соединения. Они становятся доступными для питания зародыша и через щиток перемещаются в него. Получив питание, зародыш из состояния покоя переходит к активной жизнедеятельности. Семена начинают прорастать. В это время им необходимы влага, кислород и определенные температурные условия.
Минимальные температуры, при которых могут прорастать семена зерновых культур: хлебов I группы 1-2°С (оптимальная 15- 25°С), хлебов II группы 8-12°С (оптимальная 25-30°С). Недостаток влаги, пониженные или повышенные (выше оптимальных) температуры, слабый доступ воздуха в почву задерживают прорастание семян и появление всходов.
Всходы. По мере набухания семена начинают прорастать. Первыми трогаются в рост зародышевые корешки, затем - стеблевой побег (3-й этап органогенеза). Прорвав семенную оболочку, у голозерных хлебов стебель появляется возле щитка, у пленчатых культур он проходит под цветковой чешуей и выходит у верхней части зерна, начиная пробиваться на поверхность почвы. Сверху он покрыт тонкой прозрачной пленкой в виде чехлика, называемого колеоп-тилем. Колеоптилъ - видоизмененный первичный влагалищный лист растения, он предохраняет молодой стебель и первый лист от механических повреждений во время их роста в почве. Как только стебелек выйдет на поверхность почвы, под действием солнечного света колеоптиль прекращает рост и под давлением растущего листа разрывается, наружу выходит первый настоящий лист. В момент выхода первого зеленого листа у зерновых культур отмечается фаза всходов.
Через 10-14 сут после появления всходов у растений образуется несколько листьев (чаще три, реже четыре). Одновременно с их ростом развивается корневая система. Ко времени образования 3-4 листьев зародышевые корни разветвляются и проникают в почву на глубину 30-35 см, рост стебля и листьев временно приостанавливается, и начинается новая фаза развития растений - кущение.
Кущение. Образование побегов из подземных стеблевых узлов (3-4-й этапы). Сначала из них развиваются узловые корни, затем - боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Верхний узел главного стебля, который расположен на глубине 1-3 см от поверхности почвы, где происходит этот процесс, называется узлом кущения (рис. 4.5). Узел кущения - важный орган растения, его повреждение приводит к ослаблению роста или гибели растения.
Рис. 4.5.
7 - узел кущения; 2 - колеоптиль; 3 - подземное междоузлие (эпикотиль); 4 - зародышевые корни
Одновременно с образованием боковых побегов формируется вторичная корневая система, которая размещается в основном в поверхностном слое почвы.
Интенсивность кущения зависит от условий произрастания, видовых и сортовых особенностей зерновых культур.
При благоприятных условиях (оптимальной температуре и влажности почвы) период кущения растягивается, а число побегов увеличивается. В обычных условиях озимые культуры образуют 3-6 побегов, яровые - 2-3.
Различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимают среднее количество стеблей, которое приходится на одно растение, независимо от степени их развития. Продуктивная кустистость - среднее количество плодоносящих стеблей, приходящееся на одно растение.
Стеблевые побеги, образовавшие соцветия, но не успевшие к уборке сформировать семена, называются подгоном , а побеги без соцветий - подседом.
Выход в трубку. Этот период характеризуется началом роста стебля и формированием генеративных органов растения (5-7-й этапы). Началом выхода в трубку считают такое состояние растений, когда у поверхности почвы на высоте 3-5 см внутри листового влагалища главного стебля легко прощупываются стеблевые узлы - бугорки. В этот период растению требуется хорошая обеспеченность влагой, элементами питания и т.д., так как начинается его усиленный рост.
Колошение или выметывание. Характеризуется появлением соцветия из влагалища верхнего листа (8-й этап). Поскольку в этот период усиленно растут листья, стебель и формируется колос (метелка), растения предъявляют повышенные требования к условиям произрастания.
Цветение. Эта фаза у зерновых культур наступает во время или вскоре после колошения (выметывания) (9-10-й этапы). Так, у ячменя цветение проходит еще до полного колошения, когда колос не вышел из влагалища листа; у пшеницы - через 2-3 сут, у ржи - через 8- 10 сут, у тритикале через 5-8 сут после колошения.
По способу опыления зерновые хлеба делятся на самоопыляющиеся и перекрестноопыляемые. К самоопыляющимся относятся пшеница, тритикале, ячмень, овес, просо, рис; к перекрестноопы-ляемым - рожь, гречиха, кукуруза, сорго.
Растения-самоопылители опыляются преимущественно при закрытых цветках своей пыльцой. Иногда (при жаркой погоде) цветки раскрываются и может происходить перекрестное (спонтанное) опыление.
У перекрестноопыляемых растений во время цветения с помощью набухших лодикул раздвигаются цветковые чешуи и появляются созревшие пыльники и рыльца пестиков. Перенос пыльцы происходит с помощью ветра или насекомых. Опыление лучше протекает в теплую ясную погоду. При неблагоприятных условиях в период цветения снижается завязываемость семян и образуется череззерница. У такой культуры, как рожь, она может достигать 25-30% и более, что снижает урожайность.
У колосовых культур (пшеницы, ржи, тритикале, ячменя) цветение начинается с колосков средней части колоса, у метельчатых (овса, проса, сорго) - с верхней части метелки.
Спелость. Процесс образования зерна у хлебов Н.Н. Кулешов делит на три периода: формирование, налив и созревание. И.Г. Строна разделил первый период еще на два: образование и формирование семян.
Образование семян - период от оплодотворения до появления точки роста. Семя способно дать слабый росток. Масса 1000 семян - 8-12 г.
Налив - период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса (11 -12-й этапы) Влажность зерна снижается до 37-40%. Продолжительность периода - 20-25 сут. Период налива делят на четыре фазы:
- 1) водянистое состояние - начало формирования клеток эндосперма. Содержание сухого вещества составляет 2-3% максимального количества. Продолжительность фазы - 6 сут;
- 2) предмолочная фаза - содержимое семени водянистое с молочным оттенком. Сухое вещество составляет 10%. Продолжительность фазы - 6-7 сут;
- 3) молочное состояние - зерно содержит молокообразную белую жидкость. Содержание сухого вещества - 50% массы зрелого семени. Продолжительность фазы - 7-15 сут;
- 4) тестообразное состояние - эндосперм имеет консистенцию теста. Сухое вещество составляет 85-90%. Продолжительность фазы - 4-5 сут.
Созревание начинается с прекращения поступления пластических веществ.
Период созревания делят на две фазы:
- 1) восковой спелости - эндосперм восковидный, упругий, оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30- 35%. Продолжительность фазы - 3-6 сут. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке;
- 2) твердой спелости - эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная. Влажность в зависимости от зоны 8-22%. Продолжительность фазы - 3-5 сут. В этой фазе протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое и самое главное свойство семени - нормальная всхожесть. Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозревание и полная спелость.
Во время послеуборочного дозревания заканчивается синтез высокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, дыхание затухает. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце - нормальная. Продолжительность его колеблется от нескольких суток до нескольких месяцев в зависимости от особенностей культуры и внешних условий.
В ряде южных и юго-восточных районов страны посевы зерновых культур в период налива подвергаются действию суховеев, возникающих в условиях высокой температуры и низкой влажности. Налив зерна в таких условиях прекращается, происходит так называемый запал, или захват, - зерно становится морщинистым, щуплым, невыполненным, что приводит к резкому снижению урожайности. Основное средство борьбы с суховеями - расширение полевого лесонасаждения, накопление влаги в почве.
В условиях дождливой и теплой погоды в период налива и созревания зерна может происходить стекание (чаще наблюдается у пшениц) в результате выщелачивания из зерна растворимых веществ. Зерно теряет массу, ухудшаются его технологические свойства.
В условиях Сибири в отдельные годы период созревания зерна затягивается и посевы попадают под заморозки, в результате чего снижается урожайность и получают морозобойное зерно низкого качества. В этих районах надежное средство получения более высоких урожаев зерна хорошего качества - применение двухфазной уборки с первой половины восковой спелости.
К зерновым культурам относят представителей семейства злаковых. Пшеницу и рожь относят к основным хлебным злакам. Кукуруза, ячмень, овес имеют многоцелевое использование.
Пшеница - наиболее распространенная основная хлебная культура. Посевы ее распространены повсеместно. Озимую пшеницу выращивают в Украинской ССР, на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземной зоне, а также в южной части Нечерноземной зоны. Яровая пшеница преобладает в зоне засушливого земледелия и районах с суровыми зимами. Наиболее распространены два вида пшеницы: мягкая, или обыкновенная, и твердая пшеница.
Мягкая пшеница занимает свыше 80 % всех посевных площадей и составляет более 90 % валового сбора пшеницы. Зерно имеет овальную или округло-овальную форму, слегка расширенную к зародышу, с выраженной бородкой и глубокой бороздкой. Консистенция зерна от стекловидной до мучнистой в зависимости от сорта и района выращивания. Окраска зерновки очень разнообразная - белая, красная, желтая различных оттенков.
Особенно ценится сильная мягкая пшеница. Мука сильной пшеницы способна давать формоустойчивый хлеб большого объема, с хорошим пористым мякишем. Сильная пшеница содержит повышенное количество белка (не ниже 14 %), достаточное количество клейковины (не менее 28%), хорошую стекловидность (не менее 60-75 %). Сильная пшеница дает высококачественный хлеб и может быть использована для улучшения слабой пшеницы.
Основную массу товарного зерна составляет средняя пшеница, она может быть использована для получения хорошего хлеба,
но непригодна для улучшения слабых пшениц. Слабая пшеница дает хлеб с пониженными показателями качества. Чтобы получить стандартный хлеб, к ней добавляют сильную пшеницу.
Твердая пшеница занимает менее 10 % площадей пшеницы, высевается преимущественно как яровая, однако в южных районах страны распространена озимая твердая пшеница.
Твердая пшеница - ценное сырье для макаронной и других отраслей промышленности. Зерно крупное, удлиненное, книзу сужается, в поперечном разрезе угловатое, стекловидное. Хохолок на верхушке зерна слабо выражен. Твердую пшеницу высевают в основном в Поволжье, на Урале, Алтае, а также в Казахстане. Советскими селекционерами создана новая форма пшеницы - озимая твердая.
Зерно пшеницы при заготовках оценивают по показателям I группы (свежесть, влажность, засоренность, зараженность амбарными вредителями), а также по натуре. В партиях зерна сильной, твердой пшеницы определяют дополнительно количество и качество сырой клейковины. Для определения типового состава зерна во всех партиях пшеницы определяется стекловидность.
На зерно пшеницы, заготовляемое государственной заготовительной системой, а также поставляемое на кормовые цели и для выработки комбикормов, распространяется ГОСТ 9353-85.
В стандарте на пшеницу даны товарная классификация и основные показатели качества зерна. По товарной классификации пшеница делится на шесть типов: яровая краснозерная, яровая твердая, яровая белозерная, озимая краснозерная, озимая белозерная, озимая твердая.
В основу деления на типы положены следующие признаки: цвет (краснозерная, белозерная, янтарная), ботанический вид (твердая, мягкая), биологическая форма (яровая, озимая). Типы делят на два-пять подтипов в зависимости от процента стекловидности и оттенка цвета. Все перечисленные признаки связаны с технологическими и пищевыми свойствами зерна.
Типы и подтипы зерна не дают полного представления о его качестве и технологических свойствах. Поэтому по качеству (влажности, засоренности, массе 1 л и количеству мелких зерен) пшеницу заготовляемую делят на две группы, а распределяемую - на пять классов. В первой группе (базисные кондиции) установлены жесткие нормы качества. Так, сорной примеси допускается не более 1 %, а зерновой - не более 3 %. Классы на распределяемое зерно установлены по натуре, сорной, зерновой примесям, количеству мелких зерен. Самые высокие показатели качества у зерна первого класса.
На заготовляемую сильную и твердую пшеницу установлены отдельные стандарты. Кроме общих показателей качества, в них включены показатели, характеризующие хлебопекарные достоинства зерна. Так, сильная пшеница должна иметь стекловидность
не менее 60 %, содержание клейковины не менее 28 %, которая по качеству должна соответствовать I группе. Кроме того, ограничивается содержание проросших зерен и не допускается повреждение зерновки клопом-черепашкой. От величины натуры, количества клейковины, наличия зерен пшеницы других типов твердую пшеницу подразделяют на три класса и неклассную.
В стандартах на зерно распределяемое разрешается отгрузка зерна только с нормальным запахом, одного типа, с влажностью не выше 15,5 % и сорной примесью не более 2,0 %, в том числе вредной - 0,2 %.
Рожь - ценная продовольственная и кормовая культура. Продовольственной программой страны предусмотрен стабильный рост производства озимой ржи в Нечерноземье, Поволжье, на Украине, в Белоруссии, республиках Прибалтики. Рожь перерабатывают в хлебопекарную муку, она идет на производство солода, на изготовление концентрированных кормов.
Различают рожь озимую и яровую. В посевах 98 % составляет более урожайная - озимая форма.
Зерно ржи по форме, строению, химическому составу сходно с зерном пшеницы. Зерна бывают широкие, узкие, длинные и короткие. Масса 1000 зерен составляет от 18 до 30 г, цвет зеленый, серо-зеленый, желтый, коричневый и фиолетовый. Эндосперм ржи преимущественно мучнистый или частично стекловидный. У ржи эндосперм меньше, а оболочки и алейроновый слой больше, чем у зерен пшеницы. Это снижает выход сортовой муки. Эндосперм более развит у зеленоплодной ржи.
По химическому составу рожь отличается от пшеницы. Содержание белков в ней примерно на 2 % ниже, а Сахаров - на 1,5 % выше, чем в зерне пшеницы. Клейковина имеет низкое качество, крахмала в ней меньше, а Сахаров больше, чем у пшеницы. Особенностью ржи является наличие до 2,5 % слизей, которые снижают вязкость ржаного теста.
По стандартам рожь делят на три типа: озимую северную, озимую южную и яровую. В зависимости от района произрастания рожь делят на подтипы. Для заготовительной ржи установлены базисные и ограничительные кондиции, для распределяемой установлены пять классов. В основу деления на классы положены натура, влажность, содержание примесей и мелкого зерна.
Тритикале - новый гибридный злак. Он объединяет наследственные признаки мягкой, твердой пшеницы и ржи. Это довольно зимостойкое растение, дающее урожай до 70 ц/га. Отличается от ржи повышенным содержанием белков, лизина и аспарагиновой кислоты. Из муки тритикале отмывается клейковина и по хлебопекарным свойствам он близок к пшенице.
Ячмень по посевам и сборам зерна занимает второе место после пшеницы. Зерно ячменя используется для продовольственных, кормовых и технических целей. Из него вырабатывают муку, перловую и ячневую крупы, изготовляют солод для пивоварения.
Ячмень - ценный концентрированный корм, используемый в животноводстве.
В производстве преобладают сорта двухрядного низкопленчатого ячменя с крупными выравненными зернами полустекловидной консистенции. Зерно ячменя продолговатое, с заостренными концами, покрыто цветковой пленкой, сросшейся с оболочкой (при производстве муки и крупы пленки удаляют).
Особенностью строения зерна является сильное развитие алейронового слоя. Эндосперм не превышает 70 % массы зерна. По консистенции он бывает мучнистым, стекловидным и полустекловидным. Для крупяных предприятий большую ценность представляет стекловидный ячмень, а для пивоварения - ячмень с мучнистым эндоспермом.
При заготовках ячменя на продовольственные и кормовые цели установлены только общие показатели качества. Ячмень, отпускаемый для производства пива, должен соответствовать требованиям стандарта по жизнеспособности семян (не ниже 95 %). При выработке крупы высокие требования предъявляются к натуре ячменя (не ниже 630 г/л), нормируется также содержание мелких зерен и зерновой примеси.
Овес ценится как кормовая и продовольственная культура. Он используется для производства питательной крупы, богатой биологически активными веществами, для выработки кондитерской муки, толокна, суррогата кофе, солода. Овес очень ценный концентрированный корм в животноводстве. В посевах преобладает яровой овес.
Плод овса - зерновка, преимущественно веретенообразной формы, пленчатая. Пленчатость зерна овса довольно высокая в зависимости от сорта, района и условий выращивания (от 20 до 40%). Поверхность пленок белая или желтая с различными оттенками. Пленки легко темнеют при неблагоприятных условиях выращивания и уборки овса.
Ядро овса по всей поверхности покрыто волосками. Эндосперм белый, мучнистый; составляет 51-53% массы зерновки. Особенностью химического состава является пониженное содержание крахмала, повышенное - клетчатки, жира и минеральных веществ. Жиры овса прогоркают.
Стандартом предусмотрено определение у овса заготовляемого обязательных показателей и натуры. У овса крупяного дополнительно определяют наличие зерна мелкого, пленчатость, вычисляют содержание ядра.
Овес заготовляемый по стандарту делят на два типа: I - продовольственный (два подтипа: овес белый, зерно крупное, выполненное; овес желтый) и II - кормовой (зерно длинное, узкое, игольчатой формы).
Кукуруза - высокоурожайная зерновая культура многоцелевого использования. Из кукурузы получают более 150 продовольственных и технических продуктов: крахмал, патоку, спирт, крупы, хлопья, муку и др. Из зародыша кукурузы приготовляют ценное масло.
Соцветие кукурузы - початок, в котором правильными рядами расположены от 300 до 1000 зерновок. Стержень составляет примерно 20-25 % массы початка.
Кукуруза отличается от других хлебных злаков сильным развитием зародыша зерна, на долю которого приходится около 12 % массы зерновки. В нем содержится до 35 % жира и до 8 % золы. Эндосперм кукурузы составляет около 70 % массы зерновки. Он может быть мучнистым или стекловидным (роговидным). Зерна бывают белого, желтого, красного, реже синего цвета. Пищевая и фуражная ценность кукурузы зависит от содержания в белках незаменимых аминокислот.
Советскими селекционерами созданы и внедрены в производство гибриды кукурузы с повышенным содержанием лизина и триптофана.
При заготовках кукурузы определяют цвет и форму зерна, консистенцию эндосперма. В соответствии с ботаническими особенностями стандартом предусмотрено деление кукурузы на девять типов: I - зубовидная желтая, II - зубовидная белая, III - кремнистая желтая, IV - кремнистая белая, V - полузубовидная желтая, VI - полузубовидная белая, VII - лопающаяся белая, VIII - лопающаяся желтая, IX - восковидная.
Стандартами установлены базисные и ограничительные кондиции на заготовляемое зерно кукурузы. Так, по влажности ограничительные кондиции колеблются от 22 до 25 %, по зерновой примеси - до 15, по сорной примеси - до 8 %. В ГОСТе указаны рекомендованные типы зерна и нормы его качества при отпуске для крупяной, мукомольной, пищеконцентратной промышленности, для предприятий торговли и общественного питания. Зерно, направляемое на технические цели, должно иметь влажность не выше 15%, сорную примесь не более 2 %, в том числе зерен, пораженных болезнями, не более 1 %.
Для крупяной промышленности преимущественно поставляется кукуруза кремнистая и полузубовидная; для пищеконцентратной промышленности - зубовидная желтая или белая, кремнистая желтая и белая; для предприятий торговли и общественного питания - кремнистая и лопающаяся. Смесь типов не допускается.
ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Зерновые культуры по морфологическим признакам и биологическим особенностям делятся на две группы.
Хлеба первой группы относятся к семейству Мятликовые (Роасеае) и включают пшеницу, рожь, ячмень, овес и тритикале. Растения этой группы характеризуются следующими признаками: соцветие – колос (у овса – метелка), плод – зерновка с продольной бороздкой, стебель – соломина, обычно полая; корневая система мочковатая, зерно прорастает несколькими корешками. Растения озимые и яровые, менее требовательны к теплу, но нуждаются во влаге, относятся к растениям длинного дня.
Хлеба второй группы также относятся к семейству Мятликовые, это кукуруза , сорго, рис и чумиза. Отличительные особенности растений этой группы: соцветие – метелка (у кукурузы женское соцветие – початок, мужское – метелка), стебель – соломина с выполненной сердцевиной; корневая система мочковатая, зерно прорастает одним корешком; плод – зерновка, бороздка отсутствует. Представлена только яровыми формами, растения более требовательны к теплу и свету, засухоустойчивые (кроме риса), относятся к растениям короткого дня.
Наибольшая площадь посева среди сельскохозяйственных культур занята пшеницей, площадь которой в мировом земледелии составляет 210,6 млн га, из них в России 22,6 млн га. Пшеницу используют прежде всего в пищу. По хлебопекарным качествам муки мягкие пшеницы, имеющие 42 хромосомы в соматических клетках, делят на три группы: сильные, средние и слабые. Содержание белка в зерне сильной пшеницы составляет не менее 14 %, сырой клейковины – 28, стекловидность – не менее 60%. Из такой муки пекут хлеб самого высокого качества.
Средняя по силе пшеница обладает хорошими хлебопекарными свойствами, способна давать хлеб вполне удовлетворительного качества без добавления сильной муки , но она не улучшает муку слабой пшеницы. Зерно содержит 11–13,9% белка и 25–27% клейковины.
Слабая пшеница имеет небольшую хлебопекарную силу. В зерне слабой пшеницы белка содержится менее 11%, а клейковины – менее 25 %. Мука из слабой пшеницы при замесе поглощает относительно мало воды, тесто получается неэластичное. Хлеб, выпеченный из такой муки, характеризуется пониженным объемом, малой пористостью и расплывается по поду. Выпечь хлеб стандартного качества из муки слабой пшеницы без добавления улучшителей не удается. Зерно или муку из слабой пшеницы улучшают, смешивая ее с зерном или мукой, полученной из сильной пшеницы.
Твердая пшеница, имеющая в соматических клетках 28 хромосом, отличается ценными свойствами: стекловидностью, хорошим качеством белка, высоким содержанием глиадина. Она незаменима для производства манной крупы, макарон, а также кондитерских изделий.
Технологические свойства пшеницы в основном зависят от группы так называемых запасных белков. Глиадины и глютенины – белки, образующие клейковину. Именно они обусловливают хлебопекарные свойства мягкой пшеницы и качество макарон. Глютенин обладает свойством эластичности и растяжимости. Глиадин растягивается плохо, а при высыхании становится твердым , хрупким и прозрачным. От соотношения между глиадином и глютенином зависит качество клейковины. Лучшее соотношение для хлебопечения 1: 1. В зерне твердой пшеницы преобладает глиадин, и по этой причине из ее муки производят только макароны. Нормальный хлеб из муки твердой пшеницы испечь трудно, так как из-за преобладания глиадина в запасном белке он плохо поднимается на поду при выпечке.
Более половины мягкой пшеницы, производимой на земном шаре, – это зерно слабых пшениц, нуждающихся в улучшении. Средних пшениц на земном шаре производится в два раза меньше – 25–30 % и еще меньше (10–15 %) сильных пшениц.
В России основным поставщиком сильной пшеницы является Поволжье. Определенное сочетание погодных условий и черноземные почвы – факторы, обусловливающие мировую славу этих пшениц.
Урожайность зерна пшеницы в странах-экспортерах следующая (т/га): США –2,37; Канада – 1,76; Мексика – 5,15; Австралия – 0,85. Наивысшую урожайность получают в Германии (6,9 т/га) и во Франции (7,4 т/га).
Хлебные злаки принято делить на озимые, яровые и двуручки.
Для нормального развития озимых хлебов (озимая рожь, озимая пшеница, озимый ячмень) необходим осенний посев. При весеннем посеве они лишь кустятся и не образуют соломины и колоса. Озимые хлеба для прохождения стадии яровизации требуют пониженной температуры – от 0 до 10 °С в течение 30–65 сут (в зависимости от сорта).
Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур (5–20 °С) в течение 7–20 сут, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.
Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3–15°С. В южных районах страны имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.
Устойчивость пшеницы к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки принято называть зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких температур называется морозоустойчивостью.
Из озимых культур наиболее морозоустойчива рожь, которая выдерживает морозы до –20 °С и более на глубине узла кущения. Менее устойчива в этом отношении озимая пшеница, для которой опасны температуры ниже –16 °С. Озимый ячмень повреждается при морозе –12 °С.
Основная причина гибели или повреждения озимой пшеницы зимой – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах растений замерзает вода и образуются кристаллы льда. Одновременно образующиеся ледяные кристаллы оттягивают воду из клеток, это повышает концентрацию клеточного сока и обезвоживает протоплазму. В результате обезвоживания и механического давления поверхность протоплазмы повреждается, вследствие чего теряет свою водопроницаемость. Обезвоживание протоплазмы до известного предела влечет за собой ее коагуляцию, свертывание коллоидов и смерть клеток.
Принято считать, что при температуре воздуха –30 °С озимая пшеница не вымерзает при глубине снежного покрова 20 см. Для предотвращения гибели озимых от вымерзания проводят следующее мероприятия: подготавливают почву таким образом, чтобы ко времени высева на глубине заделки семян образовалось достаточное количество влаги; соблюдают оптимальную норму высева; добиваются дружных всходов, достаточной густоты стояния, хорошего развития растений до ухода в зиму ; используют морозоустойчивые сорта, проводят снегозадержание.
Под ледяной коркой озимые гибнут от недостатка кислорода и механического давления льда на ткани. Бороться с ледяной коркой довольно трудно. Наиболее эффективное средство борьбы с ней – снегозадержание. Проводимое даже после образования ледяной корки, оно предохраняет посевы от вымерзания. Снег не только утепляет посевы, но во время оттепелей талая вода разрушает корку, она становится более рыхлой и губчатой. Для уничтожения ледяной корки по поверхности рассеивают перегной, торфяную крошку (3–5 т/га) или калийную соль (0,1–0,3 т/га). Когда ледяная корка после дождей и оттепелей становится рыхлой, ее разрушают кольчато-шпоровыми катками. Чтобы не образовывались колеи, эту работу проводят по утренним заморозкам и выполняют осторожно, чтобы не повредить узлы кущения.
Выпревание наблюдается, когда снег выпадает рано на непро- мерзшую почву. Это явление присуще главным образом Нечерноземной зоне, где продолжительное время (4–5 мес) сохраняется мощный снежный покров при температуре почвы около О °С. Растения в данном случае гибнут не от недостатка кислорода , а от истощения. Расходуя накопленные питательные вещества (главным образом углеводы) на дыхание, растения в условиях почти полной темноты (под снегом) не восполняют их запасы путем ассимиляции. Для предотвращения гибели озимых от выпревания посевы осенью укатывают (после выпадения снега на талую землю). Благодаря указанному приему уплотняется снег, ускоряется промерзание почвы, в результате чего в растениях прекращается жизнедеятельность и они не выпревают. Своевременный посев также играет важную роль: слишком ранние и загущенные посевы увеличивают опасность гибели от выпревания.
Вымокание озимой пшеницы наблюдается в районах избыточного увлажнения, а также на пониженных местах рельефа, где застаивается вода. В качестве мер борьбы используют открытый дренаж. Для этого в увлажненной зоне после посева устоаивают разгонные борозды, отводящие лишнюю воду и препятствующие ее застою. В «блюдцах» закладывают скважины до песчаного слоя и спускают излишнюю влагу. Применяют также гребневые посевы и посев устойчивых к вымоканию сортов.
Выпирание происходит при посеве семян в свежевспаханную почву без прикатывания. У растений, высеянных в чрезмерно рыхлую почву, при ее оседании под влиянием собственной массы и осадков узлы кущения оказываются на поверхности. Под действием морозов такие растения гибнут или ослабевают. При обнажении узлов кущения рекомендуется весеннее укатывание озимых посевов кольчатыми катками. В результате узел кущения прижимается к почве, к нему вызывается приток влаги и ускоряется образование новых, вторичных корней.
ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА
Народно-хозяйственное значение , районы возделывания, урожайность, сорта. В зерновом балансе страны на долю озимой пшеницы приходится от 20 до 24 % валового сбора зерна.
Озимая пшеница хорошо использует осеннюю и весеннюю влагу. У нее развивается мощная корневая система, глубоко проникающая в почву, благодаря чему она хорошо усваивает питательные вещества и меньше страдает от засухи, чем яровые культуры. От засухи и суховеев она также предохраняется вследствие раннего созревания. Имея почти одинаковое продовольственное значение с яровой, озимая пшеница весьма ценна в организационно-хозяйственном отношении. Посев осенью и более ранняя (на 7-10 сут) уборка ее по сравнению с яровой пшеницей позволяют полнее использовать труд и средства производства.
В России озимую пшеницу выращивают, начиная с юга Архангельской области и кончая южными районами страны. Наиболее благоприятны для нее южные районы. Самую большую площадь в России эта культура занимает на Северном Кавказе (почти 50 % посевной площади озимой пшеницы). На Северном Кавказе она является основной продовольственной культурой. В последние годы значительно возросли площади озимой пшеницы в Поволжье. Большие площади озимая пшеница занимает также в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.
В лесостепных и степных районах Сибири озимая пшеница практически не возделывается, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке ее не высевают совсем. Главное препятствие для успешного возделывания озимой пшеницы в этих районах – отсутствие зимостойких сортов.
Средняя урожайность озимой пшеницы 2,9 т/га, а возделываемой по интенсивной технологии 5–6 т/га.
Селекционеры России создали большое количество ценных сортов пшеницы, не имеющих себе равных по зимостойкости, засухоустойчивости, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Наибольшее распространение получили сорта Заря , Безенчук ская 380, Мироновская 808, Московская 39, Саратовская 90, Тарасовская 29.
В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. Минимальная температура прорастания семян 1–2 °С.
Оптимальные сроки высева озимой пшеницы приходятся ко времени, когда температура воздуха равна 14–17 °С. Для осеннего развития ее при посеве по черному пару требуется примерно 45– 50 сут, по занятому – 50–55 сут. Растения за этот период (при переходе среднесуточных температур воздуха через 5 °С и достаточном увлажнении) хорошо развиваются и достигают высокой зимостойкости.
Озимая пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8– 10 °С. С понижением температуры до 3–4 °С кущение прекращается. Сроки посева влияют на устойчивость озимой пшеницы к низким температурам. При своевременном посеве до ухода в зиму растения образуют три-четыре стебля. Высокая температура в весенний период и недостаток влаги в почве не благоприятствуют кущению.
Высокая температура (35–40 °С) при большой сухости воздуха во время налива зерна отрицательно влияет на его выполненность: зерно образуется мелким и щуплым. В фазе созревания пшеницы наиболее благоприятна температура воздуха 22–25 °С.
Общая сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850–2200 °С. Продолжительность вегетационного периода колеблется (включая зиму) от 275 до 350 дней.
Для набухания и начала прорастания семян пшеницы требуется 45–60 % влаги к массе воздушно-сухого зерна. В первый период развития озимой пшеницы, когда корневая система только начинает формироваться, важное значение имеет увлажнение верхнего слоя почвы. Дружные всходы появляются при наличии более 10 мм влаги в 10-сантиметровом слое почвы.
Наибольшее количество влаги озимая пшеница потребляет в период от выхода в трубку до цветения. После цветения и до конца молочной спелости формируется зерно. Недостаток влаги после цветения может привести к череззернице и пустоколосости. При недостатке влаги в конце молочной и начале восковой спелости снижается масса 1000 зерен.
С наступлением восковой спелости стебли желтеют, большинство листьев желтеет и отмирает, поэтому потребность растений во влаге уменьшается, а в конце восковой спелости пшеница вообще не нуждается в воде.
Оптимальная влажность почвы для озимой пшеницы в зоне распространения основной массы корней (до 60 см) не менее 70– 75 % (особенно в фазе колошения), а при отсутствии атмосферной засухи 65 % ППВ.
Озимая пшеница предъявляет высокие требования к почве. Она должна быть высокоплодородной, структурной, содержать достаточное количество элементов питания, обладать нейтральной или слабокислой (рН 6,0–7,5) реакцией почвенного раствора. Лучше всего озимую пшеницу возделывать на черноземах, но она с успехом произрастает и на слабоподзолистых суглинистых почвах Нечерноземной зоны при достаточном внесении органических и минеральных удобрений. Кислые и легкие песчаные почвы для озимой пшеницы малопригодны.
Место в севообороте. Озимая пшеница более требовательна к предшественникам , чем другие озимые культуры. Она может давать высокие урожаи, если до ухода в зиму у нее хорошо разовьются корневая система и вегетативная масса. Такие условия создают паровой обработкой почвы и применением удобрений. Лучшие предшественники для озимой пшеницы – чистые и занятые пары, зерновые бобовые культуры, пласт многолетних трав и др. Однако в отдельных зонах возделывания пшеницы предпочтение нужно отдавать конкретным предшественникам.
Удобрения. У озимой пшеницы отмечаются два периода усиленного потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а во второй – к заметному ухудшению качества зерна, меньшему накоплению белков.
Наибольшая потребность в фосфоре отмечается со времени появления всходов до цветения. Фосфорные удобрения наиболее энергично используются в течение четырех-пяти недель роста (фаза кущения). Фосфор активизирует рост корневой системы и ускоряет созревание хлебов.
Калий поступает из почвы с первых дней роста растений до цветения. Однако большее его потребление наблюдается в фазы выхода озимой пшеницы в трубку и колошения. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной.
Обработка почвы. Система обработки почвы под озимую пшеницу зависит от предшественника, засоренности полей, района возделывания.
Обработку черного пара начинают осенью с лущения почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование) и последующими рыхлениями запаздывать нельзя. Они необходимы для сохранения влаги и провоцирования прорастания сорняков.
Сущность весенне-летней послойной обработки черного пара отвальными орудиями состоит в том, чтобы каждая прослойка почвы в этот период некоторое время находилась в верхней части пахотного слоя. Для этого глубину каждой последующей обработки увеличивают на несколько сантиметров (3–5 см). Таких обработок проводят от 3 до 5, постепенно увеличивая ее глубину до 10–12 см. Вывернутые на поверхность семена сорных растений прорастают , всходы их уничтожают, а последующей более глубокой обработкой захватывают все новые порции семян сорных растений. Таким образом пахотный слой очищают от тех сорняков, семена которых способны прорасти. Послойную обработку пара применяют только в районах достаточного увлажнения.
Если весной в пар вносят навоз, то первую обработку совмещают с его запашкой плугами без предплужников на глубину 18–20 см.
В районах достаточного увлажнения, особенно на подзолистых почвах, подверженных заплыванию, кроме того, за три-четыре недели до сева проводят перепашку – двоение пара. Опаздывать с этим нельзя, потому что сорняки, вывернутые при перепашке, не успевают прорасти до посева озимых и не будут уничтожены предпосевной культивацией. После двоения пара до посева почва должна осесть.
В засушливых и полузасушливых районах в отличие от районов достаточного увлажнения весенне-летние обработки имеют обратную последовательность: от более глубокой к менее глубокой и заканчиваются на глубине заделки семян. Во влажные годы обработку чистого пара проводят чаще и глубже. В засушливые годы , когда влаги в почве мало, а сорняки появляются медленнее, число и глубину весенне-летних обработок уменьшают и почву прикатывают.
Уход за посевами. При посеве озимой пшеницы в рыхлую почву по занятым парам и непаровым предшественникам, особенно в засушливые годы, поле обязательно прикатывают кольчатыми катками с одновременным боронованием легкими боронами. Прикатывание способствует перемещению влаги в верхние слои почвы, что содействует быстрому и дружному появлению всходов и хорошему осеннему кущению, а также устраняет возможность оседания почвы, в результате улучшаются условия перезимовки.
Уборка урожая. Серьезный фактор увеличения валовых сборов зерна озимой пшеницы – борьба с потерями при уборке. Сократить ее сроки и довести потери зерна до минимума можно правильным применением раздельного способа уборки и разумным сочетанием его с прямым комбайнированием.
ОЗИМАЯ РОЖЬ
Народно-хозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта. Озимая рожь – одна из важнейших продовольственных культур нашей страны. Из ржаной муки выпекают разнообразные сорта хлеба , обладающие высокими вкусовыми качествами (минский, бородинский, заварной, украинский, рижский и др.) и содержащие полноценные белки и витамины В 1 , В 2 , В 6 , РР, Е. По калорийности ржаной хлеб значительно превосходит пшеничный, хотя и уступает ему по переваримости и усвояемости. Многим людям, особенно страдающим полнотой, лучше питаться ржаным хлебом, чем белым. Институт питания АМН РФ рекомендует включать в рацион питания большинства групп населения страны от общей нормы суточного потребления хлеба 16–18 % ржаного.
Ржаное зерно используют на кормовые цели. Из растений приготовляют сенную муку, силос, сенаж, зеленый корм, сено. Зерно ржи имеет и техническое значение. Его применяют в винокуренной и крахмалопаточной промышленности. Ржаную солому широко применяют в быту для поделки матов , корзин, шляп, ее также используют как ценный подстилочный материал в животноводстве. Из ржаной соломы делают бумагу, получают целлюлозу, лигнин и другие материалы.
Химический состав зерна ржи изменяется в зависимости от почвенных и климатических условий, уровня агротехники и сортовых особенностей. Во влажные годы количество белка резко снижается (до 7–8%), а в засушливые – повышается до 15–16%. Наибольшее содержание белка отмечается в южных и восточных районах страны, а самое низкое – в северных и западных.
В мировом земледелии рожь занимает 9,5 млн га, что составляет всего лишь 4,6% площади, которую занимает пшеница. Из европейских стран значительные площади ржи имеются в Польше – 1,58 млн га и Германии – 728 тыс. га. В странах – экспортерах зерна посевы ржи незначительны.
В Западной Европе рожь некогда была главным хлебом для населения большинства стран региона. Ныне ее посевы сузились. В результате длительной конкуренции она сохранила свои позиции лишь в условиях, не вполне благоприятных для пшеницы: на бедных, особенно на песчаных, землях в зонах прохладного климата, то есть в северных или предгорных районах. Единственный пищевой продукт массового потребления – ржаной хлеб быстро вытесняется из рациона питания западноевропейского населения. В настоящее время в западных странах на продовольствие используется меньше ржи, чем на корм. Но эта тенденция ее превращения из продовольственной культуры в кормовую рассматривается как результат воздействия на зерновую отрасль со стороны правительств, поддерживающих производство этой культуры путем чрезвычайно высоких цен с таким расчетом , чтобы фермеры не разорялись и не покидали эти земли, пригодные для возделывания из зерновых культур только озимой ржи.
В нашей стране с ее суровыми климатическими условиями культура ржи играла и будет играть существенную роль в экономике, а, следовательно, и в питании населения. В России сосредоточены самые большие площади посевов ржи в мире – 3,5 млн га.
Основные посевы сосредоточены в Средневолжском, Центральном, Волго-Вятском районах, а также в Центральном Черноземье и Западной Сибири.
Средняя урожайность ржи в мире 2,22 т/га, в России 1,83 т/га; самая высокая – в Германии (5,0 т/га).
Наиболее распространенный сорт ржи – Чулпан, обладающий короткой соломиной и устойчивостью к полеганию. На значительных площадях высевают также сорта Вятка 2, Восход 2, Саратовская 6, Пурга, Таловская 33 и Татарская 1.
Требования к факторам внешней среды. Зерна ржи при наличии влаги в почве могут прорастать при температуре 1–2 °С, а всходы появляются при 4–5 °С.
Общая кустистость озимой ржи к концу осенней вегетации составляет в среднем 4–5 побегов, что несколько выше, чем у озимой пшеницы. Особенно хорошо она кустится при среднесуточной температуре воздуха в сентябре 12 °С.
Осенью озимая рожь нормально развивается за 50–55 сут (в зависимости от зоны) при сумме среднесуточных температур 450– 550 °С. Весной она кустится сильнее в тех случаях, когда осеннее кущение было сравнительно слабым. Сильное кущение растений и быстрый рост их подавляют сорную растительность в посевах. Поэтому рожь имеет большое значение в севообороте как соро-очищающая культура.
Среди озимых хлебов озимая рожь – самая морозоустойчивая культура. В бесснежные зимы она переносит морозы до -20 °С и более на глубине залегания узла кущения. Под снежным покровом толщиной 20–30 см рожь выдерживает температуру воздуха –50...
При дефиците влаги осенью рожь уходит в зиму недостаточно раскустившейся, в результате изреживаются посевы и снижается урожай.
Озимая рожь относится к числу сравнительно засухоустойчивых растений, что объясняется хорошим развитием ее корневой системы. Это позволяет озимой ржи переносить весеннюю засуху , используя влагу из глубоких слоев почвы. Наибольший расход влаги отмечается в период быстрого роста от выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период вызывает образование мелких и малопродуктивных колосьев.
Озимая рожь менее требовательна к почве, чем другие зерновые культуры. Она широко распространена на подзолистых почвах Нечерноземной зоны и на легких суглинистых. Корневая система ржи (в сравнении с другими зерновыми) лучше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. Например, озимая рожь лучше, чем пшеница, использует фосфорную кислоту, особенно из труднорастворимых соединений фосфора.
Озимую рожь широко возделывают на подзолистых, легких супесчаных и легких суглинистых почвах, а также на почвах с повышенной кислотностью (рН 5,3). Легкие супесчаные почвы часто называют «ржаными», так как рожь удается хорошо (Брянская область). Однако лучшими почвами для ржи считаются черноземы. Таким образом, озимую рожь можно успешно возделывать как на подзолистых почвах севера, так и на южных черноземах.
Интенсивная технология возделывания. Место в севообороте. Озимая рожь менее требовательна к предшественникам, чем озимая пшеница. В центральных и западных районах Нечерноземной зоны России хорошей парозанимающей культурой служат люпин , бобово-овсяные смеси (вика, горох в смеси с овсом). Ценность их как предшественника озимых заключается в раннем сроке уборки, так как их поукосная спелость наступает через 65–75 сут после посева.
В пригородных хозяйствах очень выгодно применять пар, занятый ранним картофелем. Чтобы создать хорошие условия для развития озимой ржи, картофель необходимо убирать не позднее чем за две недели до ее высева (в конце июля – начале августа). В качестве парового предшественника в Нечерноземной зоне иногда используют лен.
В северо -восточных районах, Предуралье (Республика Марий Эл и Удмуртская Республика, Кировская и Пермская области), западных районах Свердловской области озимая рожь дает высокие урожаи только по чистым, хорошо удобренным парам. Значение чистого пара объясняется низким плодородием, слабой окульту- ренностью подзолистых и дерново-подзолистых почв и более коротким, чем в других зонах, вегетационным периодом.
На большей части Центрально-Черноземной зоны увлажнение неустойчивое и недостаточное, особенно во второй половине лета, поэтому и здесь важную роль играют чистые пары. Хорошие предшественники в данной зоне – бобово-овсяные смеси , кукуруза на зеленый корм и ранний силос, а также ранние зерновые бобовые (горох). Горох убирают за 1,5 мес до посева озимой ржи, что дает возможность подготовить почву и в оптимальные сроки посеять озимую рожь.
В лесостепной зоне Поволжья (Башкортостан, Ульяновская, Пензенская области и лесостепные районы Самарской области) лучшие предшественники озимой ржи – чистый пар и клевер. Хорошие парозанимающие культуры – горох, викоовсяная смесь, чина на сено.
В степных районах Поволжья (Саратовская, Волгоградская области), Западной и Восточной Сибири озимую рожь размещают в основном по чистым парам.
Рожь сама для себя является хорошим предшественником, так как дает полноценный урожай зерна на одном и том же месте два года подряд. Возможность повторного посева ржи основана главным образом на том, что она мало подвергается заболеванию корневой гнилью. Однако при длительном возделывании на одном и том же поле урожай озимой ржи заметно снижается, особенно в Нечерноземной зоне.
Удобрения. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества соломы рожь потребляет в среднем 31 кг азота, 13,7 кг фосфора и 26 кг калия. Максимум среднесуточного поступления фосфора и калия приходится на период выхода в трубку – колошения. Максимальное поступление азота наблюдается несколько позднее, но к началу цветения оно резко снижается.
Обработка почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование и последующее рыхление) запаздывать нельзя. Такая обработка необходима для сохранения влаги в почве и провоцирования прорастания сорняков.
Наиболее эффективна послойная обработка пара, которую проводят , как и для озимой пшеницы, с учетом засоренности, степени уплотнения почвы и складывающихся погодных условий. На почвах более тяжелого гранулометрического состава, подверженных оседанию и заплыванию, не позднее чем за 20–25 сут до посева озимой ржи целесообразна перепашка (двоение пара) плугом без предплужника.
На сегодняшний день известно более 350 тысяч видов растений. Из них на класс Однодольные приходится около 60000 видов. При этом данный класс включает в себя два самых распространенных по территории обитания и хозяйственному значению семейства:
- Лилейные.
- семейство Злаковые или Мятликовые.
Подробнее ознакомимся с семейством Злаковые.
Таксономия Злаковых
Место в данное семейство занимает следующее:
Царство Растения.
Подцарство Многоклеточные.
Класс Однодольные.
Семейство Злаковые.
Всех представителей этого семейства объединяют в 900 родов. Общая численность представителей около 11000 видов. Растения семейства Злаковых встречаются как луговые, так и культурные, имеющие важное сельскохозяйственное значение.
Условия произрастания и распространение
Семейство Злаковые занимает очень обширные места обитания благодаря своей неприхотливости, влаго- и засухоустойчивости (не все виды). Поэтому можно сказать, что они охватывают собой практически всю сушу, за исключением Антарктиды и покрытых льдами территорий.
Это сразу дает понять, что растения семейства Злаковых весьма неприхотливы к условиям произрастания. Так, к примеру, представители луговых трав (тимофеевка, мятлик, пырей, ежа, костер и другие) совершенно спокойно переносят неблагоприятные условия зимы и жару лета.
Культурные же растения (рожь, овес, пшеница, рис) уже более требовательны, однако и они способны переживать довольно большие температуры воздуха.
К солнечному свету относятся одинаково нейтрально почти все представители, которые включает семейство Злаковые. Представители луга, степей, пампасов, саванн - привычные к жестким условиям растения, а окультуренные виды подвергаются постоянной заботе и обработке со стороны человека, поэтому тоже чувствуют себя комфортно в периоды малой освещенности.
Общая характеристика семейства
Семейство Злаковые включает в себя как однолетние, так и двухлетние и чаще всего многолетние растения. Внешне они, как правило, похожи, так как имеют схожее и листьев. Стебель же их имеет явные отличительные признаки от стеблей других растений - он совершенно пуст внутри и представляет собой полую трубку, которая получила название соломины.
Большая численность представителей семейства объясняется важностью их в хозяйственном плане: одни растения идут на корм скоту, другие на переработку и получение зерна и крахмала, третьи на получение белка, а четвертые на декоративные цели.
Морфологические признаки
Внешние (морфологические) признаки семейства Злаковые можно описать несколькими пунктами.
- Стебель соломина (кроме кукурузы и тростника), полый внутри.
- Хорошо выражены междоузлия на стебле.
- У некоторых представителей стебель в течение жизни одревесневает (бамбук).
- Листья простые, сидячие, с выраженным влагалищем, охватывающим стебель.
- удлиненная,
- Расположение листовых пластин очередное.
- типа, иногда в корневища превращаются подземные побеги.
Такими признаками обладают все представители, образующие семейство Злаковые.
Формула цветка
В период цветения растения данного семейства весьма непримечательны, так как склонны к самоопылению либо перекрестному опылению. Поэтому формировать огромные яркие и благоухающие цветки им смысла нет. Их цветочки мелкие, бледные, совершенно невзрачные. Собираются в соцветия разных типов:
- сложный колос (пшеница);
- початок (кукуруза);
- метелка (ковыль).
Цветки у всех одинаковы, формула цветка семейства Злаковых выглядит следующим образом: ЦЧ2+ Пл2+Т3+П1. Где ЦЧ - цветочные чешуи, Пл - пленки, Т - тычинки, П - пестик.
Формула цветка семейства Злаковых дает ясное представление о невзрачности данных растений в период цветения, а значит использовании в декоративных целях не цветков, а листьев и стеблей.
Плоды
После отцветания формируется богатый белком и крахмалом плод. Он одинаков у всех представителей, входящих в семейство Злаковые. Плод получил название зерновка. И действительно, большинство людей, далеких от биологии, знают сам термин "злаки", и он ассоциируется с зернами сельскохозяйственных растений, называемых зерновыми.
Однако не только культурные растения семейства Злаковые имеют такой плод, но и луговые. Зерна богаты витаминами, клейковиной, белком, крахмалом.
Представители Злаковых
Как уже говорилось выше, всего насчитывается около 11000 растений, образующих семейство Злаковые. Представители их встречаются среди дикорастущих и культурных видов растений.
Дикорастущие представители:
- тимофеевка;
- костер;
- ковыль;
- пырей;
- бамбук;
- житняк;
- овсяница;
- овсюг;
- щетинник и другие.
Большинство представителей дикорастущих Злаковых - это обитатели степей, лугов, лесов, саванн.
Культурные растения, образующие семейство Злаковые, плод свой образуют под влиянием разных условий окружающей среды. Именно поэтому, чтобы получить зерно достойного качества, многие из представителей Злаковых превратили в домашние культуры, за которыми осуществляется должный уход. К ним относятся:
- рожь;
- пшеница;
- сахарный тростник;
- овес;
- просо;
- ячмень;
- сорго;
- кукуруза и другие.
Культурные растения имеют большое хозяйственное значение для кормовой базы всей страны.
Однолетние растения
К однолетним растениям относятся те, которые весь жизненный цикл проходят за один То есть все основные жизненные процессы - рост, цветение, размножение и смерть - укладываются в один сезон.
Какое-то одно однолетнее растение семейства Злаковых привести в пример сложно. Их на самом деле достаточно много. Рассмотрим несколько наиболее часто встречающихся и имеющих промысловое значение.
- Гаолян. Растение из рода Сорго, является наравне с рожью, пшеницей и так далее.
- Дурра или Джугарра. Также кормовое растение, имеющее наибольшее распространение в южных частях Земли. Используется не только как зерновая культура, но в качестве сена и силоса для питания животных.
- Костер. Широко распространенное растение семейства Злаковых, которое часто принимают и расценивают как сорняк. Произрастает на любых почвах, неприхотливо к теплу и влаге, может обходиться долгое время без солнечного света. Используется только для питания животных, его плоды хозяйственного значения не имеют.
- Кукуруза. Одно из самых распространенных сельскохозяйственных культурных растений во многих странах мира. Из зерна кукурузы получают масла, муку, используют непосредственно сами зерна в вареном виде.
- Лисохвост. Травянистое растение, относящееся как к однолетним, так и к многолетним формам. Основное значение - образование травяного покрова на лугах (заливных). Идет на корм животным.
- Могар. Южная сельскохозяйственная однолетняя культура, которая выращивается не только на корм скоту, но и как продовольственное растение для получения ценного зерна. Теплолюбиво и светолюбиво, не произрастает на территории России.
- Мятлик. Существует несколько разновидностей представителей этого рода, однако все они являются степными или луговыми травами, имеющими промышленное значение в качестве корма скоту.
- Просо. Включает множество видов. Из всего многообразия в России всего 6 видов, часть из которых находит применение в декоративных целях. Вторая часть используется для получения питательного зерна на корм животным.
Многолетние растения
Большинство растений семейства являются многолетними. То есть их складывается из нескольких сезонов (вегетационных периодов). Они способны переживать неблагоприятные условия зимних периодов без потери жизнеспособности. Многие из них образуют семейство Злаковые. Характеристика таких растений очень обширна. Рассмотрим некоторых, самых важных в хозяйственном плане представителей.
- Пшеница. Самая распространенная по занимаемой мировой площади сельскохозяйственная культура, которая ценится питательными веществами своего зерна.
- Пырей. Многие знают его как злостный сорняк. Однако это не единственное его значение. Данное растение является ценной кормовой базой для питания животных.
- Рис. Очень важная сельскохозяйственная культура, не уступающая пшенице по ценности и питательности зерна. Возделывается в Восточных районах мира.
- Рожь. Один из самых востребованных злаков после пшеницы и риса. Большое количество данных растений выращивается у нас в России. Питательная ценность зерна на высоком уровне.
- Сахарный тростник. Родина его - Индия, Бразилия и Куба. Основная пищевая ценность этой культуры - это добыча сахара.
Сельскохозяйственные культуры Злаковых
К сельскохозяйственным культурным растениям данного семейства можно отнести, помимо выше перечисленных, еще сорго. Данное растение имеет все признаки семейства Злаковые, а также обладает ценным зерном. В нашей стране сорго не выращивается, так как является очень теплолюбивым растением. Однако в странах Африки, Австралии, Южной Америки это очень ценная промысловая культура.
Зерна сорго перемалываются в муку, а части стебля и листьев уходят на корм скоту. Кроме того, из листьев и стеблей изготовляют мебель, плетут красивые предметы интерьера.
Ячмень также можно отнести к важным с/х культурам. Данное растение не требует особенных условий для произрастания, поэтому легко возделывается на территориях многих стран. Основная ценность зерна уходит на пивоварение, получение перловой крупы и ячневой крупы, а также идет на корм животным.
Также настои ячменя имеют большое значение в народной и традиционной медицине (средства от заболеваний печени и ЖКТ).
Питательная ценность зерна Злаковых
Почему же так важны и широко применимы зерна представителей, образующих семейство Злаковые? Характеристика состава зерна поможет это понять.
Во-первых, все зерна Злаковых содержат белок, просто количество его у разных представителей варьируется. Самыми высокими по содержанию белка глютена считаются сорта пшеницы.
Во-вторых, зерна Злаковых содержат крахмал, а значит обладают достаточной питательной ценностью и способны образовывать муку.
В-третьих, такая культура, как рис, содержит массу витаминов разных групп, что делает его еще более полезным.
Очевидно, что полноценное употребление злаков снабжает организм набором всех ежедневно необходимых веществ. Поэтому они и пользуются такой популярностью во всех странах мира.
Гербы городов рижской губернии российской империи
Сколько варить осьминога и как, чтобы мясо было нежным и вкусным?
Удивительная, почти сказочная, история о Санта Клаусе и появлении «Coca-Cola История кока колы интересные
Как правильно варить варенье
Молоток для отбивают мясо на отбивные