Интернет-энциклопедия по электрике

Многочисленное семейство хлебных злаков - самое известное представительство класса однодольных.

Разнообразное соотношение белков, углеводов, ферментов и витаминов в составе злаковых культур соответствует потребностям организма человека, представляет ценность для животных. Для людей на основе зерна изготавливаются такие базовые продукты питания, как мука и крупы, для животных - комбикорм.

Хлебные злаки характеризуются рядом общих признаков, которые отличают их от других однодольных.

Разнообразие злаков

Злаковые культуры представлены двумя большими группами.

К первой относятся виды хлебных злаков одноимённого семейства (так называемые настоящие хлеба):

1. Пшеница (в том числе полба - предок современных твёрдых сортов пшеницы).
2. Рожь.
3. Овёс.
4. Ячмень.
5. Тритикале (гибрид, промежуточная форма ржи и пшеницы).

Вторую группу составляют зерновые культуры (просовидные хлеба) семейства злаковых:

1. Кукуруза.
2. Просо.
3. Сорго.

К роду просо относятся разновидности:

• Чумиза (головчатое просо, буда, чёрный рис) культивируется в Китае, на Дальнем Востоке.
• Пайза (дикое просо, ежовник хлебный, японское просо) возделывается на Дальнем Востоке, в Азии, Австралии, на юге Африки.
• Могар (итальянское просо, щетинник итальянский) выращивается на Северном Кавказе, в Украине, Азии, Австралии, Африке, Северной Америке.
• Дагусса (пальчатое просо, элевсина коракан) произрастает в засушливых районах Африки, Азии, Индии.

В отдельную группу можно выделить зерновые культуры:

1. Квиноа (иные названия: киноа, рисовая лебеда). Древнейший злак, заменявший инкам рис и хлеб. Семейство маревых.
2. Амарант. Использовался вместо пшеницы ацтеками и доныне популярен у горных племён Китая, Непала, Пакистана, Индии. Семейство амарантовых.
3. Гречиха. Отсутствие клейковины делает её непригодной для выпечки хлеба, она используется для лепёшек, оладий и блинов. Семейство гречишных.

Эти культуры не входят в семейство злаковых, однако подобны им по строению и пищевой ценности, имеют плод в виде зерновки.

Строение хлебных и зерновых злаков

Злаковые культуры характеризуются общими морфологическими признаками.

Корневая система мочковатая. При благоприятных условиях уходит на 1,5-2 метра в грунт. Основная масса корней располагается в верхнем слое почвы, в 25-30 см от поверхности. Корни злаковых разделяют на 3 типа:

• первичные;
• вторичные (придаточные);
• опорные (воздушные) - есть только у кукурузы и сорго.

Стебель - тонкая соломина, разделённая утолщёнными перегородками (стеблевыми узлами) по всей длине. Внутреннюю часть стебля у кукурузы и сорго наполняет паренхима (мякоть).

Лист линейной формы, листовые пластины бывают свёрнутыми.

Соцветия имеют форму:

• Колосовидную (с членистым стержнем и колосками): рожь, пшеница, тритикале, ячмень.
• Метельчатую (с центральной осью и боковыми ветвями с колосками): овёс, рис, просо, сорго.
• Сочетание метёлки и початка: кукуруза.

Цветок состоит из чешуи двух видов:

нижняя (наружная);

Цветки имеют разное развитие: у первой группы злаков сильнее развиты нижние, у второй группы - верхние.

Между цветками находится завязь (2 перистых рыльца и 3 тычинки; у риса - 6 тычинок).

Строение зерна

Плоды хлебных злаков - зерновки, имеющие такое строение:

• 2 оболочки: плодовая (наружная) и семенная (внутренняя).
• Эндосперм (мучнистое ядро), в составе которого - белок и крахмал.
• Зародыш, содержащий сахара, азотистые вещества, витамины, жир, ферменты. Состоит из 3 частей: почечка, зачаточный корешок, щиток - проводник питания для зародыша.

Отличительный признак злаков обеих групп - особенности строения зерна. У культур первой группы по брюшной части зерновки проходит продольная бороздка (широкая у пшеницы, ячменя, овса; у ржи - глубокая), верхушку венчает хохолок (опушение). Хохолок отсутствует только у ячменя. У злаков второй группы нет ни бороздки, ни опушения.

Зерновка каждой культуры отличается формой. У злаков первой группы:

• яйцевидная (пшеница);
• удлинённая, к основанию заострена (рожь);
• удлинённая, сильно зауженная по всей длине (овёс);
• эллиптическая, в виде веретена (ячмень).

Поверхность зерна отличается:

• у пшеницы и ячменя - гладкая;
• у ржи - мелкоморщинистая;
• у овса - опушенная.

У злаков второй группы (хлебные зерновые культуры) форма зерна может быть двух видов:

• удлинённо-овальная (рис);
• округлая (кукуруза, просо, сорго): зерновка кукурузы может иметь грани и заострённость в верхней части; зерновка проса - заострённость на концах.

На окраску зерна влияют пигменты (хлорофилл, каротиноиды), формирующие цветовую гамму: от белой, серой и зеленоватой до красной и чёрной.

Яровые и озимые

Существуют 2 формы злаковых:

• Озимые.
• Яровые.

Посев яровых производят весной, полный цикл развития они проходят в течение лета, урожай дают осенью (позже озимых).

Посев озимых проводится осенью. До начала зимы они успевают прорасти, на зимовку уходят в фазе кущения и в состоянии покоя, а ранней весной следующего года, продолжая свой жизненный цикл, активно развивают стебли и начинают плодоношение в середине лета.

Озимые сорта, используя весной запасы почвенной влаги, дают не только более ранний, но и более обильный урожай.

По сравнению с яровыми, озимые сорта обладают меньшей засухоустойчивостью и требуют соблюдения определённых условий при выращивании:

• высокий снежный покров и мягкие зимы;
• плодородная почва.

Хлебные злаки имеют обе формы. Озимая рожь среди них обладает наибольшей морозостойкостью.

Выращивание

Хлебные злаки неприхотливы, но всё же требуют определённого ухода. В оптимальных условиях урожайность и качество зерна будут выше.

Злаки первой группы (настоящие хлеба) предъявляют невысокие требования к теплу, но нуждаются во влаге. Это растения длинного дня, быстро развивающиеся от всходов до кущения.

В природе встречаются 70 видов, но хозяйственную ценность имеют только 11. Наиболее известен овёс посевной, идущий на изготовление крупы, овсяного кофе, толокна, муки для кондитерских изделий и блинов.

В животноводстве овёс используется как концентрированный корм или составная часть комбикорма.

Хлебные злаки отдают овсу пальму первенства по производству диетического и детского питания: овсяное печенье, мюсли, хлопья «Геркулес». Пищевая ценность овса обусловлена оптимальным содержанием белков, крахмала, органических кислот, жиров и сахара, которые легко усваиваются, нормализуют обмен веществ, защищают сердце и кровеносную систему.

Кукуруза

Среди культурных злаков кукуруза занимает особое место, так как по строению не похожа ни на представителей настоящих хлебов (первая группа), ни на «собратьев» из второй группы, к которой непосредственно относится.

Необычен стебель: прямой и мощный, способный достигать 5 метров в высоту, снабжённый воздушными корнями, расположенными на нижних надземных узлах.

Листовая пластина широкая, сами листья длинные, опушенные сверху.

Кукуруза - растение однодомное, но раздельнополое, так как у неё 2 соцветия: початок состоит из женских цветков, метёлка на верхушке - из мужских.

Селекционерами выведено огромное количество сортов и гибридов, от которых зависит форма и окраска зёрен, располагающихся на початке вертикальными рядами.

Родина кукурузы - Америка (Центральная и Южная). Древние майя считали её священным растением, достойным поклонения.

В Европе она появилась благодаря Колумбу, увидевшему её впервые на острове Куба.

Основной состав кукурузного зерна - крахмал (70 %), белок (10 %), жир (8 %).

Применение кукурузы разнообразно: молодые початки варят, зёрна замораживают и консервируют, перемалывают в крупы и муку. Дальнейшая обработка превращает зёрна в хлопья для лёгких завтраков, попкорн и другие лакомства.

В животноводстве кукуруза считается ценной кормовой культурой.

Рис

Прародитель современного риса был известен в Индии свыше 15 тыс. лет назад. Основные территории культивирования - южные районы на заливных площадях.

Сыном воды и солнца, кормильцем Востока, вторым хлебом человечества, белым золотом называют этот высококалорийный злак. И это вполне оправданно, ведь он кормит более половины населения земного шара.

Рисовое зерно на 75 % состоит из крахмала, на 8 % - из белков; рисовая оболочка богата витамином В1.

Разнообразно применение риса: из зерна делают крупы и муку, из рисовой соломы - высококачественную бумагу для письма, шляпы и циновки.

Два десятка видов и свыше тысячи сортов риса по форме объединяются в 3 типа:

• Длиннозерный - с длинным и тонким зерном. Обладает максимальной прозрачностью. Применение этой типа риса универсально для восточной и универсальной кухни: от салатов до гарниров.
• Среднезерный - с зёрнами широкими и короткими. Менее прозрачен, чем длиннозерный, со средним содержанием клейковины. Основное назначение - паэлья, ризотто, пудинги.
• Круглозерный - с зёрнами круглой формы. Такой рис непрозрачен, в нём высокое содержание крахмала. Благодаря повышенной клейкости используется для приготовления каш, пудингов, запеканок, суши.

Известна интересная особенность риса: любой сорт имеет разный вкус и цвет в зависимости от его обработки и времени приготовления.

Просо и сорго

Происхождение проса в качестве сельскохозяйственной культуры начинает отсчёт с 3 тысячелетия до нашей эры.

Археологические раскопки в Среднем Приднестровье свидетельствуют, что просо возделывали ещё древние скифы. В Европу оно пришло из Индии, Монголии и Китая. В Древнем Китае просо стояло в одном ряду с другими священными растениями: рисом, пшеницей, ячменём, соей.

Зерновой злак теплолюбив и засухоустойчив. Просяная зерновка самая мелкая и твёрдая из всех злаковых, а содержание белка в нём выше, чем у пшеницы и ячменя.

Зерно используется для изготовления крупы, известной нам как пшено, и муки, из которой выпекают лепёшки и хлеб. На корм скоту идут все части злака: зерно, лузга, солома, мучель.

В культурном земледелии существует злак, напоминающий просо. Сорго вот уже 5 тысячелетий используется в засушливых районах Африки как основной хлеб. Внешне этот зерновой злак подобен просу, по химическому составу зерна - кукурузе.

Из зёрен сорго производят крупу, муку, крахмал, из соломы - плетёные изделия, бумагу и веники. Зелёную массу используют в составе силоса.

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 СССР была 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.

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). 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.

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 комбайнированием.

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 °C). Яровые растения проходят начальные фазы развития при повышенных температурах (от 10–12 до 20 °C), 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 России 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 - Харьковская 46, Саратовская 29, Саратовская 42, Новосибирская 67, Московская 21.

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 повыше ной потребностью в тепле и засухоустойчивостью, поэтому его возделывают в районах с теплым климатом. Выращивают сорта Саратовское 853, Веселоподолянское 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 Дубовский 129, Кубань 3, Краснодарский 424, Узрос 59.

Гречиха - культура теплолюбивая и влаголюбивая. У этого растения сравнительно короткий вегетационный период, и поэтому её возделывают главным образом в зоне умеренного климата, а также как повторную культуру на юге при орошении. Основные сорта - 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 - плоскорезными 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 её 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 (см. 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-транспортных комплексов. Впервые его применили в Ипатовском районе Ставропольского края, и потому он получил название - ипатовский метод.

Ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна - ключевая проблема в сельском хозяйстве. Основной путь увеличения производства зерна - повсеместное повышение урожайности, а также его качества.

Подавляющее количество продуктов, ежедневно потребляемое мировым населением, обеспечивается самой важной отраслью сельскохозяйственного производства - растениеводством, фундаментом которого во все времена считались зерновые и масличные культуры.

Поговорим об этих важных составляющих отрасли, достижениях и перспективах.

Зерновые культуры

Зерновые составляют наиболее весомую часть во всем объеме производимых сельсхозпродуктов в мировом масштабе. Они произрастают на 60% объема всех пахотных земель, а в некоторых государствах полностью занимают посевные площади. Это неудивительно, поскольку такие культуры являются фундаментальной основой питания населения любой страны, значительной частью рациона животных и необходимым сырьем, зачастую главным для многих областей промышленности. Почти 80% производимого в мире объема зерновых заняли пшеница, кукуруза и рис. Расскажем об этих растениях.

Пшеница

Известная с древнейших времен, культура занимает лидирующие позиции среди зерновых. Селекционная работа по выведению новых, более устойчивых сортов не останавливается ни на час, благодаря чему в разных регионах выращивают адаптированные под местные условия сорта.

Наиболее продуктивными районами по возделыванию этого злака считаются равнины Америки и Канады, культурные пашни Аргентины, России, Австралии, Китая и других стран и материков.

Рис

По размерам посевов рис, являющийся основным продуктом питания для жителей азиатских государств, занимает второе место в мире. Эта культура - основная составляющая многих промышленных областей, отходы которых пополняют кормовой рацион скота.

Специфическая технология по возделыванию риса возможна лишь в условиях влажных тропиков, поэтому районами его производства географически определены южные и юго-восточные страны Азиатского континента. Несомненный лидер по возделыванию и сбору риса - Китай, серьезные производители - Япония, Таиланд, Индия.

Кукуруза

Использование ее традиционно: продукт питания и Мексиканка по происхождению, кукуруза - теплолюбивое растение, выращивание которой сконцентрировано в местах с мягким теплым климатом умеренных широт.

Основными районами ее производства выступают американские равнины, находящиеся к югу от Великих озер. Крупнейшими экспортерами кукурузы признаны страны Северной и Южной Америки.

Масличные культуры

Масличными являются растения, из плодов или семян которых получают

Семена масличных культур содержат до 60% жира и являются основой для получения растительных масел, имеющих неоценимое пищевое или техни-ческое значение. Их используют как продукты питания или сырье для производства отделочных и смазочных материалов, применяют в хлебопекарной, кондитерской, консервной, фармацевтической, парфюмерной промышленности, в лакокрасочном производстве и др.

К масличным культурам относятся ботанические виды различных маслиновых, бобовых, буковых, сосновых, молочайных, яснотковых и многих других. Их очень много, полный перечень семейств этих растений состоит из более чем 30 наименований. Масла, производимые из них, сегодня составляют 70% от размера всех жиров, потребляемых в мире.

Прогрессивные идеи замещения жиров животных растительными и относительная доступность этих продуктов значительно повысили интенсивность их производства и реализации в последнее время. Развивающиеся страны, специализирующиеся на возделывании масличных, снижают экспортные поставки масел в связи с развитием собственных мощностей по переработке и продают уже не сырье, а готовую продукцию.

Масличными культурами являются растения, обладающие ценными тонизирующими свойствами - чайные, мареновые (кофе), мальвовые (какао). Они выращиваются на очень ограниченных территориях - в тропиках и субтропиках, т. е. места их производства сосредоточены в нескольких южных азиатских странах - Малайзии, Индии и др.

Особенности производства масличных культур в России

Несмотря на то что в России большая часть территорий располагается в зонах с достаточно суровым климатом, а посевные площади сконцентрированы в умеренных и континентальных широтах (в Поволжье, Сибири, Прикавказье, на Урале и Дальнем Востоке) традиционные земледельческие отрасли, в том числе и выращивание масличных растений, интенсивно развиваются. Производство сельхозпродуктов в России охватывает многие растениеводческие отрасли, кроме возделывания экзотических растений, неприспособленных к отечественным условиям.

Подсолнечник

Представляющий масличные культуры подсолнечник - универсальное растение. На него всегда существует стабильно высокий спрос в стране, поскольку основная часть растительных масел производится именно из подсолнечника. Масло славится высокими вкусовыми качествами, в процессе производства хорошо очищается от примесей. Обширна сфера потребления этого продукта: он востребован в пищевых целях, используется в производстве красок, лаков, горюче-смазочных материалов, в мыловарении. Отходы - жмых и шрот - являются великолепной основой для производства кормов.

Культивируют подсолнечник как декоративное растение и превосходный медонос. Усилиями селекционеров выведены в культуру даже каучуконосные виды.
Подсолнечник наиболее продуктивен в теплых районах с плодородными черноземами. Ему необходима продолжительная вегетация, а во время цветения - достаточно высокая температура воздуха (25-30˚С) и обеспеченность почвенной влагой. Максимальной признана урожайность до 45 центнера с гектара. Наиболее успешными в выращивании подсолнечника в России являются Южный, Центральный и Приволжский федеральные округа.

Соя

Представляет и уроженка Восточной Азии - соя. Она не так давно культивируется в стране, но уже весьма популярна и занимает обширные территории на Дальнем Востоке (в Амурской области и Хабаровском крае) и Черноземье, представленном Ставропольем и Краснодарским краем. Ограничен ареал возделывания сои, как культуры длинного дня, требованиями достаточно влажного и теплого климата. Аналитиками рынка выдвинуто утверждение, что в ближайшие несколько лет посевы сои увеличатся вдвое в результате огромной селекционной работы, итогами которой уже сегодня является ряд районированных сортов, адаптированных к более суровым условиям произрастания.

Незначительное потребление сои в компенсирует постоянное повышение спроса на нее как на экспортируемый продукт, охотно покупаемый за рубежом. Кроме того, с начала века наблюдается резкое увеличение потребления животных кормов на соевой основе, обеспечивающих хороший прирост.

Рапс

В огромную семью под названием "масличные культуры" входит рапс, расширение посевных площадей под который стало одним из приоритетов аграрной политики РФ. Сегодня посевы рапса составили 1 млн гектаров. Рапсовое масло с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот - превосходный пищевой продукт. За рубежом оно предпочтительнее подсолнечного, занимающего лидирующие позиции в России, поэтому рынок сбыта этого продукта гарантирован в обозримом будущем.

Рапс ценен как кормовая и медоносная культура. Зеленая масса и семена растения идут на корм животным, рацион которых пополняется и отходами от производства масла - жмыхом и шротом. Длительность цветения рапса - 30 дней, что позволяет использовать посевы в качестве кормовой базы для пчел.

Отметим еще и фитосанитарное действие этой культуры, ее способность накапливать органику в почве, существенно улучшая структуру.

Таким образом, масличные культуры и зерновые растения являются основой сельскохозяйственной отрасли - растениеводства.

Едва ли найдутся другие растения, из которых изготовляется столько же продуктов питания, как из зерновых. Представленные в виде хлеба или булочек, мюсли или кукурузных хлопьев, печенья или пирогов, изделий из риса, разнообразных макарон, пиццы, поленты или даже пива – злаковые зерновые продукты являются незаменимым ингредиентом питания человека, хотя мы часто не отдаем себе в этом отчета.

Хлеб как средство управления

Древний Рим. Фреска. Продавец хлеба

Насколько значимыми являлся продукты из злаковых зерновых культур свидетельствует всем известное выражение из 10-й сатиры древнеримского поэта-сатирика Ювенала «Хлеба и зрелищ!». Ювенал использовал его для описания политики государственных деятелей, которые, подкупая плебс раздачами денег и продуктов, а также цирковыми представлениями, захватывали и удерживали власть в древнем Риме.

Простые римляне питались преимущественно продуктами зерновых — кашей и хлебом. Голод в понимании римлян означал, что заканчивался основной продукт питания - зерно, об этом свидетельствуют недовольства и восстания населения из-за нехватки хлеба или неурожая зерновых. Нет свидетельств ни одного восстания из-за нехватки мяса, рыбы или овощей.

От диких трав до зерновых культур. Виды зерновых злаков

Злаки разделяются на культурные (зерновые) и дикорастущие (сорные и травы). К зерновым относятся такие культурные злак, как пшеница, овес, рис и др. Дикие злаки — например, ежа, мятлик, канареечник — к зерновым не относятся.

Из зерновых злаковых растений изготовляют крупу — древнейший продукт питания человека. Еще во времена охотников и собирателей съедобные семена растений из семейства злаковых обеспечивали человеку выживание, потому что даже в своем диком виде обладали идеальным соотношением жизненно важных и чрезвычайно питательных веществ. Когда из кочевников, наконец, образовывались оседлые общины, они начинали заниматься земледелием и обязательно селекционировали и культивировали злаки.

ПШЕНИЦА

Пшеница считается самой древней зерновой культурой, ведь ее история насчитывает около 13 000 лет. Изначально произраставшая, по всей видимости, в Средней Азии, пшеница распространилась по всему миру; ее вкус варьирует от умеренно-нейтрального до орехового, при этом в ней соединились лучшие качества зерновых культур.

Белая пшеничная мука имеет наилучшие хлебопекарные свойства по сравнению с другими зерновыми культурами и широко применяется для производства хлеба и разнообразной выпечки. Эти свойства обусловлены сбалансированным соотношением крахмала, белка и так называемой клейковины (глютена) — белкового вещества, связывающего тесто. Пшеничные отруби, состоящие из кожуры и ростков, чрезвычайно богаты минеральными веществами, микроэлементами, ценными белками и жирами. Зачастую они входят в состав смешанных продуктов из разных злаков и сухих завтраков.

ЯЧМЕНЬ

Ячмень родом из Месопотамии. Представляет собой очень восприимчивое к свету травянистое растение, которому среди всех зерновых требуется самое короткое время от посева до созревания зерна.

Как древние китайцы, так и древние греки в эпоху расцвета своей культуры чрезвычайно ценили ячмень как продукт питания. Сегодня он выращивается в Северном полушарии повсюду, где не успевают вызревать другие зерновые культуры. Ячмень имеет одну особенность: его зерна прочно срастаются с кожицей мякины. Для удаления несъедобной мякины зерно приходится не просто очищать, но и отшлифовывать — в результате получается гладкая округлая крупа продолговатой формы. Отшлифованные зерна ячменя называются перловой крупой. Ячменная крупа – довольно грубая, поэтому перед приготовлением ее следует вымачивать в воде, чтобы сделать более мягкой. Большая часть урожая ячменя отправляется в качестве солода в пивоваренные чаны различных пивоварен. А кое-кто, возможно, еще держит в памяти образ ячменя как заменителя кофе в военные годы.

ОВЕС

Овес родом из Передней Азии, сегодня выращивается, кроме Азии, также и в Америке; считается прародителем европейских злаков. Овес еще более неприхотлив к почвенным условиям, чем рожь, а в его семенах сконцентрировано наибольшее количество растительных жиров. Кроме того, он представляет собой зерновую культуру с наибольшим количеством полезных веществ.

Наряду с высокой концентрацией жиров, составляющих 7%, овес содержит высококачественный белок, жирорастворимые витамины и микроэлементы, такие как железо и кальций. Он редко употребляется в пищу как цельное зерно. Обычно мы употребляем переработанную для каш крупу. Чаще всего овес употребляется в пищу в виде овсяных хлопьев, которые являются основой любого мюсли.

РОЖЬ

Рожь является типичной северной зерновой культурой, хотя первоначально выращивалась на востоке. Она вызревает в суровых климатических условиях. Погода и бедная почва едва ли могут причинить ей большой вред, потому что рожь — очень выносливое и сильное растение.

Гладкое, голубое с оттенком зеленого зерно ржи очень питательно; оно содержит не так много растительного белка, зато гораздо больше минеральных веществ, чем зерно пшеницы. Рожь главным образом перемалывают в муку для производства темного ржаного хлеба.

ПРОСО

Просо относительно неприхотливо и вызревает даже при сильной засухе. Возможно, именно поэтому мелкие, золотисто-желтые зерна относятся на сегодняшний день к основным продуктам питания африканского населения.

Раньше просо считалось символом плодородия и богатства, поэтому на свадьбах и торжествах по поводу начала нового года на стол традиционно подавалась пшенная каша. Эти крошечные круглые зерна богаче растительными жирами, чем пшеница, содержат много жирорастворимых витаминов, белка, минералов и микроэлементов.

Зерна проса созревают на своеобразных метелках, напоминающих рис, и употребляются в пищу в основном в виде очищенной крупы – пшена, реже в виде хлопьев. Из пшена варят каши, добавляют в суп; в комбинации с другими крупами используют в приготовлении хлеба.

Полезно знать: пшено не содержит глютена и поэтому подходит для безглютеновой диеты.

ПОЛБА И ЗЕЛЕНЫЙ СЕРДЕЧНИК

Полба – это проверенная тысячелетиями «древняя пшеница» – пшеница-спельта, которую сейчас снова выращивают и ценят за ряд исключительных свойств.

Полба вынослива, морозоустойчива и менее требовательна, чем пшеница, поэтому она вызревает даже горных районах. Благодаря высокому содержанию клейковины это богатое питательными веществами зерно идеально подходит для выпечки хлеба. Зеленый сердечник – это собранная в незрелом виде полба. Полба и зеленый сердечник используются в виде зерна, шрота, крупы и муки. Граненое зерно полбы можно использовать как рис. Из жареных зерен спельты получается спельтовый кофе.

КУКУРУЗА

Кукуруза родом из Мексики. Наряду с рисом и пшеницей, она относится к основным зерновым культурам мира. Этот злак, растущий в виде толстых початков, содержит около 5% ценных растительных жиров, а также углеводы, минеральные вещества и белок; однако он несколько отстает от остальных видов злаков по этим параметрам.

Так как растительные жиры содержатся преимущественно в ростках, то вместе с жирорастворимым витамином Е они отсутствуют в большинстве продуктов из кукурузы. Однако из ростков кукурузы получается ценное масло, богатое ненасыщенными жирными кислотами. Ростки кукурузы также используют в производстве цельнозерновой кукурузной муки, которую необходимо употребить в течение 3-4 месяцев с момента производства, иначе содержащиеся в ней растительные жиры прогоркнут и мука приобретет горький вкус.

Кукуруза является не только самым крупным среди всех видов злаков, но и самым универсальным. Она используется в производстве кормов для животных, сырья для американского виски, масла для салатов, крахмала, применяемого в супах, соусах, десертах; для получения декстрозы, сахарного сиропа, жареных кукурузных початков. Очень популярна свежая кукуруза в виде отваренных початков.

Кукурузная крупа используется в приготовлении поленты — густой итальянской кукурузной каши, которую нарезают ножом. Такая каша является аналогом мамалыги. Кукурузная мука применяется в качестве ингредиента для клецок, пельменей, пирогов и хлеба. И, конечно, не стоит забывать о кукурузных хлопьях, вызвавших целый бум готовых завтраков из хлопьев и молока.

Кукурузную крупу получают дроблением, как и обычную кукурузную муку. Кукурузный крахмал отфильтровывают из простерилизованного и вымоченного до набухания зерна.

Кукуруза является, как и картофель, богатым источником крахмала — до 85 % крахмала. Этот ингредиент может быть использован для загущения супов и соусов, придания пышной и тонкой дышащей фактуры выпечке.

Строение зерна злаковых

Строение зерна одинаково для вcех злаковых культур. Зерно состоит из мучнистого тела, ростка и оболочек. Богатое крахмалом и белком мучнистое тело и росток, расположенный на тупом конце зерна, обволакивает внешняя оболочка из нескольких слоев.

Оболочка состоит из не поддающейся перевариванию клетчатки или отрубей, в простонародье называемых также пищевыми волокнами, в том числе и потому, что они заполняют желудок и кишечник и, тем самым, стимулируют пищеварение. В этих слоях хранятся минеральные вещества. Между мучнистым ядром и оболочкой расположен так называемый протеиновый слой, содержащий преимущественно белок и растительные жиры. Мучнистое ядро – это кладовая питательных веществ для ростка. Поскольку росток должен беспокоиться о продолжении рода, то он от природы в достатке снабжен питательными веществами и активными ингредиентами, такими как белки, жиры, минеральные вещества, а также витамины B и E. Росток содержит жиры, которые быстро становятся прогорклыми. По этой причине ценный росток перед производством продуктов питания в основном удаляется, и сохраняется только в цельнозерновой муке.

Старые возрожденные виды зерновых культур

КАМУТ

Камут – это древний вид пшеницы, который выращивали в Древнем Египте. История его повторного открытия похожа на настоящий роман: в 1948 году один американский пилот взял горсть древних злаков из каменного ящика, находившегося в гробнице при Дашере в Египте, и отдал 36 зерен другу, который отправил их своему отцу, фермеру Бобу Куинну, проживавшему в штате Монтана. Тот, в свою очередь, посеял гигантские зерна и возделывал этот вид пшеницы около десяти лет.

В 1990 году Министерство сельского хозяйства США признало «камут» (египетское название пшеницы) официальным названием этого сорта. С тех пор чрезвычайно богатый питательными веществами злак, который содержит на 20-40% больше белка и аминокислот, витаминов и минеральных веществ, чем пшеница, а также микроэлемент селен, ценится во всем мире. Камут хорошо переносится даже людьми с аллергией на пшеницу. Поскольку камут, как и полба, плохо реагирует на искусственные удобрения и пестициды, эта злаковая культура не представляет особого интереса для повсеместного выращивания обычным способом. Поэтому камут в настоящее время – продукт контролируемого органического земледелия.

ПШЕНИЦА-ДВУЗЕРНЯНКА и ОДНОЗЕРНЯНКА

В контролируемом органическом выращивании в последние годы все большую роль играют пшеница-двузернянка, или эммер, и однозернянка. Эти две зерновые культуры исторически принадлежат к старейшим культивируемым человеком видам пшеницы. Они вытеснялись с полей мягкими сортами пшеницы, начиная с 19 века, из-за интенсификации сельского хозяйства и перехода вкусовых предпочтений с каши и лепешек в направлении белого хлеба и кондитерских изделий. Тем не менее, около 3000 г. до н. э. они считались основными зерновыми культурами Центральной Европы.

Эммер, как родственник твердой пшеницы, имеет очень твердое зерно, мука из которого отличается зернистой структурой. Благодаря этому он отлично подходит для производства лапши без яиц. Песочное тесто из него также получается более эластичным, как и тесто для вареников и вафель. Дрожжевой хлеб и хлеб на закваске из эммера особенно долго остается свежим.

Однозернянка обращает на себя внимание своей желтой окраской, которая свидетельствует о высоком содержании каротина. Однозернянка идеально подходит для хлопьев и гарнира из круп. Из желтой, мягкой муки можно выпекать торты, печенье и блинчики. Поскольку мука из однозернянки содержит мало клейковины, выпечка хлеба несколько затрудняется, а вот результат получается необычайно вкусным и сытным. Два этих вида пшеницы дали хорошие результаты в опытах на пищевую переносимость. Однако точных медицинских данных по поводу того, пригодны ли они для больных целиакией (непереносимостью глютена), пока нет.

ПОЛЕНТА

Крупа полента грубого или тонкого помола все чаще появляется в продаже. Она играет важную роль в итальянской кухне, но и в немецкой гастрономии она нашла свое место в блюдах для гурманов. Полента на вкус одновременно солоноватая и сладкая и может сочетаться с самыми разными ингредиентами. Процесс приготовления прост: кукурузную крупу, медленно помешивая, запускают в кипящий овощной бульон и оставляют томиться на слабом огне около 30 минут. Как только полента начинает отставать от стенок посуды, это значит, что пора перекладывать ее на влажную доску. После полного остывания ее разрезают ножом на дольки, которые затем обжаривают на сковороде или на гриле. Для особо торопливых выпускается даже полуфабрикат поленты.

БУЛГУР

Булгур – это предварительно сваренная, подсушенная и очищенная пшеница, подвергаемая крупному или мелкому дроблению. Пшеницу замачивают, а затем до трех часов варят в небольшом количестве кипяченой воды; сушат на воздухе и грубо измельчают. Светлые сорта частично отбеливают в растворе едкого натра, сырье контролируемого органического земледелия – нет. Булгур прекрасно подходит для добавления в суп, а также употребляется в пищу как гарнир к рыбе, мясу, овощам и даже как сладкое блюдо. Пшеничное блюдо булгур относится испокон веков к основным продуктам питания на Ближнем и Среднем Востоке.

КУСКУС

Кускус – национальное блюдо народов Северной Африки. Приготовление кускуса по старинному рецепту на основе крупы из твердой пшеницы – довольно трудоемкое занятие: крупа смачивается соленой водой и около 40 минут томится на медленном огне в специальной кастрюле-пароварке «кускусьере» или в предварительно выложенном кухонным полотенцем картофелезапарнике, затем вынимается, смешивается с маслом и водой и томится еще 20 минут на пару.

В настоящее время кукус чаще готовят из манки. Крупа сбрызгивается соленой водой; из полученной массы формируются крупинки, которые потом обсыпаются сухой манкой или мукой, после чего просеиваются.

Кускус может сочетаться с овощами, пряными приправами, а также сладкими ингредиентами, такими как финики, инжир или изюм.

Питательная ценность одного пшеничного зерна

Пшеничное зерно содержит в среднем 13% белка, 1,9% жиров, столько же клетчатки, 1,8% минеральных веществ, железа и витаминов. Наибольшая доля отводится углеводам, которых в зерне 68%. Все остальные зерновые культуры похожи по составу, но имеют разное содержание жиров, белка и сырой клетчатки. Наибольшее количество ценных веществ содержится в овсе, в зернах которого сосредоточено также самое высокое количество растительных жиров.

Ценные псевдо-злаки

АМАРАНТ

Амарант относится к роду растений Лисохвост. Уже инки и ацтеки, а также другие ранние культуры использовали его зерна в качестве основного продукт питания. Однако лишь 500 лет спустя жители Перу открыли для себя амарант, или киуичу.

Растение не требовательно к почве и растет даже на высоте более 4000 метров. Благодаря интенсивной селекции, это растение сейчас процветает в Южной Америке в виде очень урожайных сортов. Амарант употребляется в пищу в виде цельного зерна, муки и хлопьев для мюсли. Он имеет легкий ореховый вкус и может быть использован в приготовлении многих блюд. Для выпечки бедную на глютен муку необходимо смешивать с пшеничной мукой. Зерно варится, как рис, в тройном количестве воды.

Амарант содержит на треть больше белка, чем пшеница, 75% ненасыщенных жирных кислот, витамин B12 и значительное количество витамина С; много калия, магния и фосфора. Во многих странах употребляют в пищу даже молодые, зеленые листья амаранта, приготовленные как овощное растение.

КИНОА

Киноа также является не злаковой культурой, а растением рода Марь. Это растение, называемое коренными жителями Анд «материнским зерном», растет, как и амарант, даже на высоте более 4000 м без удобрений. Сегодня она выращивается в Андах, в Мексике и на склонах Скалистых Гор.

Киноа находит применение как цельное зерно, а также в виде муки и добавок к мюсли. Имеет слегка ореховый вкус и схожие с амарантом полезные вещества в своем составе. Киноа даже считается «пищей для выживания». Поскольку она не содержит глютена, то переносится даже больными целиакией. Киноа варится, как рис, и подается в подсоленном или сладком виде.

ГРЕЧИХА

Гречиха напоминает своими зернами злаковую культуру, но относится к растениям семейства гречишных. Она также способна произрастать даже на скудных землях, ее родиной является южнорусская степь. В Европе гречиха была давно забыта, но теперь она снова выращивается в Голландии и Германии. Треугольные, блестящие коричневые плоды содержат ценный белок. Продукт из гречихи называется гречкой. Гречка употребляется в пищу в виде целого очищенного зерна, муки или хлопьев. Гречку используют в приготовлении хлеба, супов, каш, клецок, отдельных видов колбас, а также блинов и блинчиков. Популярна же она, прежде всего, как гречневая каша.

Александра ЛАПШИНА, специально для Леди-Шеф.Ру

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.