Гречиха зерновая культура. Хлеба и зрелищ! История и разноообразие злаковых культур

К зерновым культурам относят однодольные растения семейства мятликовых (злаков): пшеницу , рожь , ячмень , овес , кукурузу , рис , просо , сорго , а также гречиху из семейства гречишных. Все эти культуры выращивают прежде всего для получения зерна - основного продукта сельского хозяйства, из которого изготовляют хлеб, крупу, макаронные и кондитерские изделия и др.

Зерно идет также на корм животным в чистом виде и в различных смесях - комбикормах; на технические цели: из него вырабатывают крахмал, аминокислоты, лекарственные средства, спирты и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют в основном как корм и на подстилку скоту. Многие зерновые культуры, особенно в смеси с бобовыми, выращивают для получения зеленого корма, сена, сенажа, силоса.

Пшеница и рожь - основные продовольственные хлебные культуры; ячмень, овес, кукуруза, сорго относят к зернофуражным; рис, гречиху и просо - к крупяным культурам.

В РФ получена новая зернокормовая культура - тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Зерно отличается очень высокой питательностью и калорийностью, хорошо хранится, удобно для перевозок и переработки. Эти качества зерна были известны человеку в глубокой древности, и потому зерновые культуры стали основой развития растениеводства. Пшеница известна с 7-го тысячелетия до н.э., рис - с 3-го тысячелетия до н.э.; одно из древнейших растений - кукуруза, которую местное население Америки выращивало с незапамятных времен.

В наше время более половины всей пашни земного шара, свыше 750 млн. га, занято посевами зерновых культур . Их выращивают на всех континентах. В РФ зерновыми культурами засевают более 125 млн. га. Отрасль сельского хозяйства РФ, занимающаяся возделыванием зерновых культур для получения зерна, называется зерновым хозяйством.

Биологические особенности всех хлебных злаков имеют много общего. Корневая система их мочковатая. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (основные), 80- 90% корней располагается в пахотном слое почвы.

У гречихи корневая система стержневая, она проникает на большую глубину, но разветвляется в основном также в поверхностном слое почвы. Стебель (соломина) у хлебных злаков в большинстве случаев полый, у него 5-7 стеблевых узлов и междоузлий. Высота стебля - от 50 до 200 см, а у кукурузы и сорго больше.

Селекционеры стремятся выводить сорта зерновых (карликовые и полукарликовые) с прочной и короткой соломиной, чтобы предотвратить полегание растений. У гречихи стебель обычно ветвистый, высотой от 30 до 150 см, красноватого цвета. Лист у зерновых злаков линейный, а у гречихи стреловидный. У хлебных злаков соцветие - колос (пшеница , ячмень , рожь ) или метелка (овес , просо , рис , сорго ).

Рис. Зерновые культуры : 1 - (побег с цветками и плоды);пшеница (остистая и безостая);2 - рожь; 3 - гречиха; 4 - рис (безостый и остистый);5 - просо

У кукурузы мужское соцветие метелка, а женское - початок. Соцветие у гречихи - кисть. Цветки у всех зерновых культур, кроме кукурузы, обоеполые. Рожь , кукуруза , сорго , гречиха - растения перекрестноопыляющиеся. .Пыльцу переносит ветер, а гречиха опыляется в основном насекомыми (чаще пчелами). Остальные культуры самоопыляющиеся.

Плод у хлебных злаков - голая или пленчатая зерновка (зерно), а у гречихи-трехгранный орешек. В сельскохозяйственном производстве его тоже называют зерном. Химический состав зерна зависит от вида и сорта растения, почвенно-климатических условий, агротехники. Например, в условиях сухого жаркого климата в зерне пшеницы повышенное содержание белка (до 18%), а в зоне с умеренным климатом и при обилии осадков - пониженное. Содержание белка в зерне составляет от 10 до 18% (иногда выше).

Больше всего белка у пшеницы, особенно сильных и твердых сортов, меньше - у ржи, гречихи и риса. Углеводов в зерне накапливается в среднем от 60 до 80%. Это в основном крахмал. Больше всего углеводов содержат рис, рожь, кукуруза и гречиха. Содержание жиров различно. Например, в зерне овса без пленок жиров до 7%, кукурузы- 4%, а риса без пленок - только 0,4%. Неодинаково и количество зольных веществ: в зерне риса - 0,8%, а проса - 2,7%.

Нормальное содержание воды в зрелом зерне колеблется в пределах 12-16%. Рост и развитие зерновых происходят по фазам. У большинства злаков такие фазы. Всходы-первые зеленые листья появляются на 7-10-й день после посева семян. Кущение - еще через 10-20 дней у растений появляются первые боковые побеги и вторичные узловые корни.

Выход в трубку - через 12-18 дней после кущения начинается рост нижних междоузлий, растет стебель. Колошение (выметывание метелки) - на верхушке стеблей появляются соцветия. Цветение и созревание - завершающие фазы. Для определения созревания или спелости зерна выделяют три фазы: молочную, восковую и полную спелость. В фазе молочной спелости зерно имеет зеленую окраску и содержит до 50% воды. Зерно восковой спелости подсыхает, становится желтым, а содержимое его - пластичным, как воск.

Это период раздельной уборки урожая. При полной спелости зерно затвердевает, оно легко высыпается из цветочных чешуек. В этой фазе спелости зерна урожай убирают только прямым комбайни рованием. Хлебные злаки делят на яровые и озимые.

Озимые хлеба (озимую пшеницу , озимую рожь и озимый ячмень ) сеют в конце лета или в начале осени до наступления устойчивых заморозков. Урожай собирают на следующий год. В начале роста и развития им необходимы пониженные температуры (от 0 до 10°). Яровые растения проходят начальные фазы развития при повышенных температурах (от 10-12 до 20°), поэтому их высевают весной и в том же году получают урожай зерна. Озимые хлеба по сравнению с яровыми более продуктивны,так как они лучше используют осенние и зимне- весенние запасы влаги и элементы питания,

Осенью они образуют хорошо развитую корневую систему и листовую поверхность. Однако озимые страдают от неблагоприятных условий зимовки: сильных морозов, смены оттепелей! и заморозков, ледяной корки, обилия снега и талых вод. В районах, где бывают суровые малоснежные зимы, частые осенние засухи, например в Заволжье, на Южном Урале, в Сибири, Северном Казахстане, озимые почти не возделывают.Размещение зерновых культур связано прежде всего с их биологическими особенностями и почвенно-климатическими условиями. В европейской части РФ широко распространены озимые культуры , причем в северных районах с более суровыми зимами возделывают преимущественно озимую рожь - наиболее зимостойкую культуру; в центральных, западных и южных - озимую пшеницу и в самых южных, кроме того, - озимый ячмень .

Основные районированные сорта озимой ржи - Вятка 2, Омка, Саратовская крупнозерная, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Восход 2, Чулпан (короткостебельный). Основные сорта озимой пшеницы - Безостая 1, Мироновская 808, Ильичевка, Одесская 51,Полесская 70, Краснодарская 39, Прибой, Зерноградка, Ростовчанка .

Яровая пшеница - основная зерновая культура степных засушливых районов Поволжья, Урала, Сибири, Казахстана. Основные сорта яровой пшеницы - Харьковская 46, Саратовская 29, Саратовская 42, Новосибирская 67, Московская 21 .

Рис. Зерновые культуры : 1 - овес; 2 - кукуруза (мужское соцветие, часть растения с женским соцветием, початки);3 - сорго (зерновое и веничное) 4 - ячмень (двурядный и многорядный).

Яровые ячмень и овес выращивают почти повсеместно. Районированы сорта Винер, Московский 121, Нутанс 187, Донецкий 4, Донецкий 6, Луч, Альза, Надя . Основные сорта овса - Льговский 1026, Золотой дождь, Победа, Орел, Геркулес .

Кукуруза и сорго - теплолюбивые культуры, и их распространение ограничено южными районами и средней полосой страны. Основные сорта и гибриды кукурузы - Чишминская, Воронежская 76, Буковинский ЗТВ, Днепровский 56ТВ, Днепровский 247МВ, ВИР 25, ВИР 24М, ВИР 156ТВ, Краснодарская 1/49, Одесская 10 .

Сорго как солеустойчивая и засухоустойчивая культура имеет преимущества на засоленных почвах и при недостатке влаги. Районированы сорта сорго Украинское 107, Красный янтарь .

Просо отличается повышенной потребностью в тепле и засухоустойчивостью, поэтому его возделывают в районах с теплым климатом. Выращивают сорта Саратовское 853, Весело-подолянское 38, Мироновское 51 .

Рис требует много тепла и влаги. Рисовые поля - чеки - сплошь затопляют водой. В нашей стране рис выращивают в основном на Северном Кавказе, юге Украины, в Поволжье, Средней Азии, Приморском крае, на юге Казахстана. Районированы сорта риса Дубовский 129, Кубань 3, Краснодарский 424, Узрос 59 .

Гречиха - культура теплолюбивая и влаголюбивая. У этого растения сравнительно короткий вегетационный период, и поэтому ее возделывают главным образом в зоне умеренного климата, а также как повторную культуру на юге при орошении. Основные сорта гречихи - Богатырь, Казанский местный, Калининская, Юбилейная 2 .

Зерновые культуры , кроме риса, выращивают в нашей стране без полива, но в районах с развитым орошением они занимают значительные площади поливных земель. Это в основном озимая пшеница и кукуруза, которые при поливе дают урожаи зерна 50-100 ц/га и больше.

Агротехника зерновых культур различна, но имеет и много общего. При размещении в севообороте прежде всего их разграничивают на озимые и яровые, пропашные и сплошного (рядового) посева, ранние и поздние. Озимые размещают после раноубираемых культур, особенно бобовых, по чистым и занятым парам. Они лучше, чем яровые, переносят повторные посевы, меньше страдают от сорняков. Яровые зерновые лучше всего размещать после пропашных культур, озимых, многолетних трав и зернобобовых. В засушливых районах основную зерновую культуру - яровую пшеницу - размещают по чистому пару 2 года подряд. Затем рекомендуется высевать яровой ячмень. Высокие урожаи зерна после многолетних трав дает просо.

Лучшие предшественники кукурузы - озимые, пропашные и зернобобовые. Гречиха хорошо удается после удобренных озимых и пропашных культур. Рис возделывают на рисовых оросительных системах в специальных рисовых севооборотах. В них бессменные посевы риса (3-4 года) чередуют с посевами люцерны, озимых и некоторых других культур, а также с занятым паром. Основная обработка почвы под яровые зерновые культуры обычно состоит из зяблевой обработки осенью (в зоне с достаточным увлажнением плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя, в степных засушливых районах - плоскорезнымй орудиями).

Чтобы снизить испарение влаги, весной в зонах достаточного увлажнения почву под яровые культуры боронуют зубовыми боронами, а в засушливых степных районах - игольчатыми. Затем после появления сорняков поля культивируют 1-3 раза в зависимости от срока посева культуры и засоренности. В степных засушливых районах предпосевную культивацию под яровую пшеницу обычно проводят вместе с посевом. Одновременно на поля вносят удобрения. Для этого созданы комбинированные агрегаты.

Обработку почвы под озимые проводят после уборки предшественников. Часто, особенно при недостатке влаги в почве, целесообразна поверхностная обработка (на 10-12 см) дисковыми или плоскорезными орудиями. Сеют зерновые в оптимальные сроки, которые устанавливают научно-исследовательские учреждения для каждой культуры и сорта по всем зонам страны. Поля засевают высококачественными семенами районированных сортов и гибридов. Нормы высева семян по культурам и сортам сильно различаются, они также устанавливаются научно-исследовательскими учреждениями для каждой зоны. Например, на гектар высевают яровой пшеницы 120-250 кг зерна, а кукурузы - 15-25 кг.

Культуры сплошного посева сеют рядовыми зерновыми или зернотуковыми сеялками, а пропашные, например кукурузу, - сеялками точного высева. Одновременно вносят удобрения. В засушливых степных районах зерновые культуры сеют стерневыми сеялками при одновременной культивации. При рядовом посеве расстояния между рядками растений - 15 см, узкорядном - 7-8 см.

Гречиху и просо часто сеют широкорядным способом, расстояние между рядками растений составляет 45-60 см, чтобы можно было проводить междурядную обработку почвы для ее рыхления и уничтожения сорняков. Семена проса, сорго заделывают в землю на глубину 2-4 см, кукурузы - до 8-10 см. Чем меньше влажность верхнего слоя почвы, тем глубже заделывают семена. Чтобы получать высокие урожаи, под все зерновые культуры вносят органические и минеральные удобрения.

Основное внесение удобрений - главным образом органических и минеральных фосфорно-калийных - лучше всего проводить осенью под зяблевую обработку. В рядки при посеве вносят гранулированные фосфорные и азотные удобрения. Для подкормок в период вегетации, особенно в ранние фазы развития, - азотные и фосфорные. Дозы рассчитывают по данным агрохимических картограмм, в зависимости от потребностей растений в питательных веществах и запланированного урожая. Очень важны осенняя и весенняя азотная и азотно-фосфорная подкормки озимых.

При необходимости применяют химические средства борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений (пестициды, гербициды ). На орошаемых землях проводят поливы посевов во время основных фаз развития растений.

Для гречихи, проса и кукурузы основной уход - рыхление междурядий одновременно с подкормкой, уничтожение сорняков. На посевы гречихи во время цветения вывозят пчел для опыления. Современная индустриальная технология возделывания зерновых культур, основанная на комплексной механизации всех процессов, позволяет полностью отказаться от применения ручного труда. Убирают урожай зерновых культур раздельным способом (скашивание массы в валки жатками, подбор и обмолот валков комбайнами) и прямым комбайнированием.

Раздельный способ позволяет начинать уборку зерна восковой спелости и значительно снизить потери. Початки кукурузы убирают чаще кукурузоуборочными комбайнами. Лучший метод организации уборки урожая зерна - поточный - путем создания машинных уборочно-тран-спортных комплексов. Впервые его применили в Ипатовском районе Ставропольского края, и потому он получил название - ипатовский метод.

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.

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.

1. Стебель соломина (кроме кукурузы и тростника), полый внутри.
2. Хорошо выражены междоузлия на стебле.
3. У некоторых представителей стебель в течение жизни одревесневает (бамбук).
4. Листья простые, сидячие, с выраженным влагалищем, охватывающим стебель.
5. удлиненная,
6. Расположение листовых пластин очередное.
7. 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.

1. Гаолян. Растение из рода Сорго, является наравне с рожью, пшеницей и так далее.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Лисохвост. Травянистое растение, относящееся как к однолетним, так и к многолетним формам. Основное значение - образование травяного покрова на лугах (заливных). Идет на корм животным.
6. 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.
7. Мятлик. Существует несколько разновидностей представителей этого рода, однако все они являются степными или луговыми травами, имеющими промышленное значение в качестве корма скоту.
8. 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.

1. Пшеница. Самая распространенная по занимаемой мировой площади сельскохозяйственная культура, которая ценится питательными веществами своего зерна.
2. Пырей. Многие знают его как злостный сорняк. Однако это не единственное его значение. Данное растение является ценной кормовой базой для питания животных.
3. Рис. Очень важная сельскохозяйственная культура, не уступающая пшенице по ценности и питательности зерна. Возделывается в Восточных районах мира.
4. 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.
5. 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.

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

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 -

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

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

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.

В южных районах страны, где пшеница с давних пор - основная, ведущая культура, при правильной агротехнике получают еще более высокие урожаи. Так, например, новый сорт озимой пшеницы Безостая-4 дал на колхозных полях средний урожай в 40 Ц с гектара. А в совхозе им. Калинина Кореневского района, Краснодарского края, этот же сорт озимой пшеницы дал 48,6 Ц с гектара. На одном из полей совхоза, площадью в 149 га, урожай был даже 54,5 Ц с гектара. Урожай другого нового сорта - Безостая-41- в 1959 г. достиг на сортоиспытательных участках 50-60 Ц с гектара. В Сибири и Казахстане на вновь осваиваемых целинных и залежных землях посевная площадь в основном занята яровой пшеницей, урожай которой в 1958 г. в ряде совхозов превышал 40 Ц с гектара.

После пшеницы наибольшая посевная площадь в СССР занята рожью. А во всем мире ее посевная площадь стоит на четвертом месте - после пшеницы, риса и кукурузы. К почвенным и климатическим условиям рожь менее требовательна, чем пшеница. Она растет и на песчаных почвах, а на супесчаных дает высокие урожаи. Кроме того, она более морозоустойчива: ее посевы перешагнули через Полярный круг и доходят теперь до 69° с. ш. По сравнению с дореволюционным периодом ее посевы в СССР сократились за счет увеличения посевов пшеницы. Но во многих районах страны она остается основной продовольственной культурой.

Среди сортов ржи есть и озимые и яровые. Основная площадь посевов ржи занята в СССР озимыми сортами, как более урожайными. Лучший предшественник для озимой ржи - удобренный пар.

Во многих областях Европейской части СССР урожаи озимой ржи высотой и устойчивостью значительно превосходят урожаи яровых хлебов. Так, например, передовые колхозы Чувашской АССР, Московской, Курской и других областей получают урожаи ржи по 40 и по 50 Ц с гектара.

Из ржаного зерна изготовляется черный хлеб. Солома ржи применяется в сельском хозяйстве: она идет на подстилку скоту, из нее вяжут маты для парников. Ржаная солома используется и в промышленности- как сырье для изготовления бумаги и картона.

Озимую рожь выращивают иногда для весенней подкормки продуктивного рогатого скота, так как рожь раньше других растений дает в изобилии высококачественный зеленый корм.

Овес выращивается главным образом на корм скоту. Но из него вырабатывают много и пищевых продуктов: крупу, толокно, овсяные хлопья (геркулес).

Овсяное зерно очень питательно. В зерне пленчатых сортов до 18% белка, около 6% жира и до 40% крахмала. В зерне голозерного овса до 23% белка. Овсяная мука хорошо усваивается организмом животного и особенно полезна молодняку. Овсяное толокно - диетический продукт для детей. Солома и полова овса идут на корм скоту. Овсяная солома питательнее, чем солома других злаков.

Большинство известных видов овса произрастает среди дикой флоры. Культурный вид овса - так называемый посевной овес - подразделяется на пленчатые сорта и голозерные. Сортов посевного овса очень много, и каждый из них приспособлен к определенным почвенным и климатическим условиям.

В СССР культивируются главным образом пленчатые сорта. Они выведены советскими селекционерами путем отбора из стародавних местных сортов.

Наиболее высокие урожаи овес дает при мягком климате и достаточном количестве атмосферных осадков. К почве он менее требователен, чем другие зерновые хлеба; поэтому посевом овса, как правило, заканчивается любой севооборот. По сравнению с другими зерновыми овес наименее ценная культура. Поэтому расширение посевов других зерновых, например кукурузы, должно идти в первую очередь за счет сокращения посевов овса.

Значительно меньшую посевную площадь, чем пшеница, рожь или овес, занимает в Советском Союзе ячмень . Используется он главным образом на корм скоту, в пивоваренной промышленности и для приготовления ячменного кофе. Но есть страны, например Тибет, где ячмень - основное хлебное растение, так как другие хлебные злаки там не вызревают: из всех хлебных злаков ячмень - наиболее скороспелое растение.

Хлебные злаки, зерно которых идет не на муку и не на выпечку хлеба, а для приготовления каш, называют крупяными. Наибольшее значение из крупяных злаков в Советском Союзе имеет просо. Культурное просо делится по форме метелки на три основные группы: развесистое - с длинными ветвями и рыхлым строением метелки, пониклое - с длинными и плотноприлегающими друг к другу ветвями и компактное - с короткими ветвями, очень плотно прилегающими друг к другу. Зерна проса покрыты пленками и после их обрушения (очистки) получается продовольственное пшено.

Среди всех злаков просо - самая засухоустойчивая культура. Поэтому в СССР его больше всего высевают в юго-восточных районах страны. При хорошем уходе урожаи проса достигают 60 Ц с гектара и более.

Наивысшие урожаи просо дает при посеве по пласту целины или сеяных многолетних трав. Поэтому в практике земледелия просо считается пластовой культурой. Можно культивировать просо и на мягких землях, но они должны быть обязательно чистыми от сорняков. Всходы проса развиваются очень медленно и поэтому на засоренных почвах сильно забиваются сорняками. Кроме пласта целины и сеяных многолетних трав, хороший предшественник для проса - пропашные культуры: картофель и сахарная свекла. В свою очередь, просо считается хорошим предшественником для яровой пшеницы, ячменя и овса. Просо очень отзывчиво на фосфорные удобрения.

Лучший способ посева - широкорядный, так как просо - светолюбивое растение. Норма высева семян при обычном рядовом посеве 20- 25 кГ на гектар, а при широкорядном - в два раза меньше, большое значение имеет и приспособленность сорта к почвенно-климатическим условиям. Поэтому посев сортовыми и районированными семенами - обязательное агротехническое мероприятие. В СССР посевные площади проса сосредоточены в Казахской ССР, в Поволжье и в Центрально-Черноземной зоне. Просо созревает неравномерно и легко осыпается. Борьба с потерями зерна при уборке проса имеет первостепенное значение.

Для половины населения земного шара основная пища - рис . Такое же значение, как у нас хлеб, рис имеет в Японии, Китае, Индии, Индонезии, Бирме, Вьетнаме. Возделывать его начали очень давно. В Юго-Восточной Азии рис был известен как культурное растение уже 4- 5 тыс. лет назад. Выращивают рис на полях, заливаемых водой. Но рис не болотное, а горное растение. Дикие его виды растут хотя и во влажном климате, но на почве, не залитой водой. В Индии, Бирме и Вьетнаме его первоначально возделывали на отлогих склонах гор. Муссоны приносили на эти горы обильные осадки. Но так как муссоны - явление сезонное, то при таком земледелии можно было снимать лишь один урожай в год. Чтобы ливни не сносили с горных склонов землю, вокруг посевов риса стали возводить каменные и земляные валы. Так образовались террасы, и вода муссонных ливней задерживалась на них. Для культурного риса такое обильное увлажнение оказалось полезным. Он стал давать большие урожаи, причем по два-три урожая в год. По урожайности орошаемый рис превосходит даже просо. Постепенно культура риса спустилась с гор в долины, где многоводные реки использовались для орошения посевов. Там же, где нет больших рек, например на о-ве Ява, рис до сих пор возделывается на горных террасах.

При постоянном затоплении рисовых полей затухает в почве полезная деятельность микроорганизмов. Поэтому лучше применять укороченное затопление: после посева производят 3-4 полива, а когда рис достигнет восковой спелости, вода с поля сбрасывается.

Сортов культурного риса насчитывается теперь больше 10 тысяч. Советские селекционеры вывели сорта, пригодные для нашего климата. В нашей стране рис возделывается в Средней Азии, в Краснодарском крае, на юге Украины и в Молдавской ССР. Зерно риса отличается высоким содержанием питательных веществ. Примерно на 75% оно состоит из углеводов. Рисовая солома - ценное сырье. Из нее изготовляют тонкую и прочную бумагу, веревки, канаты, корзины, головные уборы.

Если создать рису наилучшие условия для роста и развития, можно собрать исключительно высокий урожай. До 1958 г. самым большим урожаем риса считалось 170 Ц с гектара. С 1958 г. в Китайской Народной Республике на опытных участках стали получать урожаи свыше 1000 Ц с гектара.

Такие баснословные урожаи получили наши китайские друзья в результате загущения посевов, глубокой обработки почвы и обильного внесения минеральных и органических удобрений. Культура риса в Китае - пересадочная. Раньше там на гектаре посева размещалось около миллиона растений риса; на гектаре же опытных участков их бывает в десятки раз больше - за счет пересадки с других участков. При такой густоте посева почти нет свободного пространства между растениями. Рис на загущенном участке, только дозревает на корню, а площадь других участков освобождается для новой посадки. Выросшие и окрепшие растения пересаживали на опытный участок в глубоко вспаханную и в несколько слоев удобренную землю. Удобряли ее навозом, илом, размолотыми костями, листьями лубяных культур, химическими удобрениями.

Но высокие урожаи риса наши китайские друзья получают не только с опытных участков. Так, например, в пяти провинциях - Цзянсу, Аньхой, Хубей, Сычуань и Хэнань - получен в 1958 г. средний урожай риса по 375 Ц с гектара.

Зерно гречихи химическим составом близко к зерну хлебных злаков. Гречиха используется для приготовления крупы. Поэтому гречиха и рассматривается нами в одном разделе с хлебными злаками, хотя и принадлежит к семейству гречишных.

Гречиха - однолетнее травянистое растение с сильно ветвящимся, красноватым и ребристым, неполегающим стеблем, высотой до метра. Возделывается она во всех странах умеренного климата, но первое место по размерам посевных площадей и валовому сбору зерна принадлежит Советскому Союзу.

Наибольшее хозяйственное значение имеет гречиха посевная. Питательность ее зерна выше, чем у зерна хлебных злаков. В зерне гречихи много железа и органических кислот (лимонной и яблочной). Ее белок и углеводы хорошо усваиваются организмом. У гречневой крупы хорошие вкусовые качества.

Гречиха - важнейшее медоносное растение, но мед от нее получается темный. Цветение гречихи начинается от нижних соцветий, переходит к верхним и растягивается во времени до самой уборки, поэтому период медосбора с гречишных посевов довольно продолжителен. Созревает гречиха также неравномерно, а спелое зерно может осыпаться. Поэтому к уборке гречихи приступают обычно, когда две трети зерен на растении достигнут полной спелости.

Гречиха - скороспелая культура. От ее всходов до созревания проходит от 65 до 80 дней. В южных районах СССР, если во второй половине лета выпадает достаточное количество атмосферных осадков, она может давать при хорошей агротехнике высокие урожаи и в пожнивном посеве, т. е. в посеве после уборки хлебов.

При посеве весной хорошим предшественником для нее будет озимая рожь, пшеница, картофель, свекла, лен. Всходы гречихи чувствительны к заморозкам, а семена ее хорошо прорастают при температуре почвы в 12-13°.

Корни гречихи хорошо растворяют вещества, содержащие фосфорную кислоту. Поэтому под гречиху целесообразно вносить не суперфосфат, а более дешевую фосфоритную муку (см. ст. «Удобрения и их применение»). Тогда, при норме в 5-6 Ц на гектар, она может увеличить урожай зерна в полтора-два раза. Свежий навоз или исключительно азотные удобрения вызывают у гречихи сильное разрастание зеленой массы в ущерб формированию зерна. Если же внести в почву азотные, фосфорные и калийные удобрения, урожайность гречихи резко повышается.

Урожаи гречихи в прошлом были невысокие и неустойчивые. В настоящее время передовые колхозы Украины, Тульской, Московской, Горьковской и других областей получают урожаи гречихи по 15-25 и даже по 30 Ц с га.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .