Зерновые культурные растения. Знакомство со злаковыми культурами. Злаки – особенности выращивания

Выращивание зерновых культур представляет собой важнейшую с/х отрасль. Эти растения дают корма для животных, промышленное сырье. Зерновые культуры занимают одно из важнейших мест в пищевой промышленности.

Общая классификация

Зерновые сельскохозяйственные культуры разделяются на бобовые и хлебные. Последние в большинстве своем относятся к ботаническому злаковому семейству. Основные зерновые культуры - это:

• Просо.
• Сорго.
• Кукуруза.
• Ячмень.
• Пшено.
• Рожь.
• Пшеница.
• Гречиха и прочие.

Значение растений

Продукция зерновых культур используется для развития животноводства и птицеводства. Большое количество питательных веществ, содержащихся в растениях, способствует активному росту скота, увеличению надоев. Из зерна вырабатываются и такие важнейшие продукты, как макаронные и хлебные изделия, мука, крупа. Растения выступают в качестве сырья для получения крахмала, спирта, патоки и так далее.

Химический состав

Зерновые культуры богаты углеводами и белками. Последние присутствуют в количестве от 10 до 16%. Углеводов в растениях содержится от 55 до 70%. В большинстве зерновых культур присутствует от 1.5 до 4.5% жиров. В кукурузе и овсе его содержится около 6%. Процент белка в зерновых культурах непостоянен. Его доля зависит от сортовых и видовых особенностей, агротехнических приемов, климата, погоды. Так, размещение зерновых культур на территориях с континентальным климатом, в областях, где много света и тепла, позволяет получить растения с большим количеством белка, чем в районах с мягкими условиями и дождливой погодой. Кроме этого, повышение содержания этого соединения отмечается на почвах, богатых фосфором и азотом. Зерновые культуры богаты витаминами В группы, РР. В проросших злаках содержатся С, А и Д.

Важность белков

Особую ценность представляют соединения, которые образуют клейковину. От ее качества и количества будут зависеть хлебопекарные свойства полученной муки (объем изделий, пористость, упругость теста). Зерно пшеницы может содержать от 16 до 40% сырой клейковины. В белке хлебных злаков присутствуют аминокислоты. В их числе есть и незаменимые - те, которые не синтезируются в организме человека и животных. К ним, например, относят триптофан, метионин, лизин и прочие. Эти аминокислоты должны поступать в организм с пищей. В этой связи повышенное их содержание в злаках благоприятно сказывается на состоянии животных и человека.

Питательная ценность

Она измеряется в кормовых единицах. За 1 ед. принято считать питательность килограмма сухого овса. Таким образом, у 1 кг пшеницы и ржи показатель 1.18, ячменя - 1.27, кукурузы - 1.34. Питательная ценность килограмма соломы может составлять от 0.2 (пшеница, рожь) до 0.3-0.35 (ячмень, овес) кормовой единицы.

Актуальные вопросы отрасли

Ежегодно разрабатываются программы, позволяющие повысить урожайность зерновых культур. Однако это не единственная задача агропромышленного комплекса сегодня. Вместе с увеличением объемов сырья особое внимание уделяется его качеству. Упор, прежде всего, делается на производство зерновых культур, наиболее востребованных в пищевой и с/х промышленности. К ним относят сильную и твердую пшеницы, важнейшие фуражные и крупяные сорта. Многие хлебные злаковые, например овес, ячмень, рожь и пшеница, имеют озимые и яровые формы. Они отличаются друг от друга способом выращивания. Развитие озимых связано с условиями зимовки. Посев зерновых культур осуществляют осенью, а сбор - на будущий год. Яровые формы могут выдержать воздействие низкой температуры лишь непродолжительный период. Посадка зерновых культур в этом случае осуществляется весной, а сбор - в тот же год.

Строение: корневая система

Все зерновые культуры имеют примерно одинаковую структуру. Корневую систему составляет множество придаточных ветвей, которые собраны в мочку (пучок). Различают зародышевые (первичные) корни и вторичные. Последние формируются из стеблевых узлов, расположенных под землей. Большая часть корней развивается в пахотном (верхнем) слое земли. Вглубь почвы проникают только некоторые ответвления: у кукурузы, риса, овса и ячменя - на 100-150 см, у ржи и пшеницы - на 180-200 см, у сорго - на 200-250 см. При прорастании зерно сначала формирует первичные корни. Из подземных узлов стебля впоследствии начинают развиваться вторичные ответвления. При достаточном количестве воды они начинают достаточно быстро расти. Отмирания первичных корней не происходит. Они выполняют главную роль в доставке влаги и питательных веществ наземным частям. У сорго и кукурузы из надземных узлов, ближайших к поверхности, формируются воздушные (опорные) корни.

Стебель

Его называют соломиной. Зерновые культуры, как правило, имеют полый стебель с 5-6 узлами, разделяющими его на междоузлия. Соломина может достигать в высоту от 50 до 200 см - это зависит от биологических особенностей сорта и условий его произрастания. Кукуруза и сорго имеют стебель высотой 3-4 и более метров. Однако большая высота не всегда считается достоинством сорта. Это обусловлено тем, что при длинном стебле понижается устойчивость к полеганию.

Количество междоузлий совпадает с числом листьев. Первым в рост трогается самое нижнее, далее - все последующие. Стебель развивается всеми междоузлиями. Верхнее к концу развития становится длиннее нижнего. У твердой пшеницы и кукурузы стебель наполнен губчатой тканью. Нижняя часть погружена в почву вместе с узлами. Из них формируются корни и вторичные стебли. Эта часть называется узлом кущения. При его повреждении растение гибнет.

Листья и соцветия

Зерновые культуры могут иметь линейные (рис, овес, рожь, пшеница), средние (ячмень) или широкие (просо, сорго, кукуруза) листья. Также их различают в зависимости от местоположения. Листья могут быть стеблевыми, прикорневыми (розеточными) и зародышевыми. Все они состоят из влагалища, которое охватывает стебель, и пластинки. В участке, где влагалище переходит в пластинку, расположен язычок - пленчатое образование. У тритикале, ячменя, ржи, пшеницы соцветие представляет собой сложный колос. Рис, сорго, просо и овес имеют метелку. На одном растении кукурузы формируется метелка, в которой присутствуют мужские цветки (султаны), и початок, где находятся женские цветки. В колосе выделяется стержень. На его уступах с обеих сторон поочередно образуются мелкие колоски. В метелке присутствуют ветви 1, 2 и 3-го порядка. На их концах также располагаются колоски. Цветки имеют небольшой размер. Как правило, они зеленоватые. В цветках выделяется две чешуйки: внутреннюю и внешнюю (у остистых форм она переходит в ость). Внутри между ними располагается пестик. Он состоит из завязи, в которой присутствует три тычинки и два перистых рыльца. Зерновые культуры имеют обоеполые цветки. Их количество в колоске бывает разным.

Плод

В качестве него выступает односемянная зерновка, называемая зерном. У сорго, риса, ячменя, овса и проса плоды покрыты чешуйками. Зерно пшеницы сверху покрывает семенная оболочка. Под ней располагается эндосперм - мучнистая ткань. Она обеспечивает питание растения в процессе прорастания. В эндосперме присутствует порядка 22% белка и 80% углеводов от общей массы зерна. Под оболочкой, слева в нижнем углу, находятся зародышевый корешок и почечка.

Семена зерновых культур: устойчивость

Сухие плоды не теряют своей всхожести даже после пребывания в жидком водороде. Таким образом, они выдерживают охлаждение до -250 град. При этом прорастающее зерно не переносит температуру -3…-5 град. Плоды обладают высокой стойкостью к засухе. Они сохраняют свою жизнеспособность даже в случаях, когда теряют практически всю влагу. Во время активного роста, однако, зерновые культуры становятся весьма чувствительны к обезвоживанию. Они могут погибать и при незначительных потерях влаги.

Фазы развития

В ходе вегетационного периода растения проходят несколько стадий. Выделяют следующие фазы развития:

• Прорастание семян.
• Формирование всходов.
• Кущение.
• Образование трубки.
• Выметывание (колошение).
• Цветение.
• Образование и налив зерен.
• Созревание.

Для прорастания необходимо достаточное количество воздуха, влаги и тепла. Этот процесс начинается после набухания зерна. При достаточном поступлении тепла в нем запускается ферментная система. В результате ее деятельности крахмал, жиры и белки трансформируются в растворимые в воде, более простые органические соединения. Они являются питательными веществами для зародыша. При их поступлении начинают расти первичные корешки, а затем и стебель. При появлении первого развернутого листа над поверхностью земли наступает фаза формирования всходов. Они появляются на 7-10 день.

Пшеница

Она выступает в качестве одной из основных зерновых культур. По ботаническим особенностям выделяют мягкую и твердую пшеницу. В зависимости от времени посева культура подразделяется на озимую и яровую. Мягкая пшеница отличается плодом мучнистой, полустекловидной либо стекловидной консистенции. Зерно имеет округлую или овальную форму, слегка расширено к зародышу, с глубокой бороздкой и выраженной бородкой. Плод может быть желтым, красным или белым. Мягкую пшеницу используют в хлебопекарном и кондитерском производствах. В зависимости от технологических свойств сырье разделяется на три категории:

Твердая пшеница имеет существенные отличия от мягкой. Ее плоды удлиненные, с утолщением на зародышевой спинке. Ребристое зерно на разрезе просвечивающееся, стекловидное. Бородка плода развита слабо, входящая неглубоко внутрь бороздка открыта. Цвет зерна может варьировать от светлого до темного янтарного. В нем содержится больше сахара, белка и минеральных соединений, чем в плодах мягкой пшеницы. Твердые сорта используются при изготовлении манной крупы, макаронных изделий. Их также добавляют в пшеницу, отличающуюся плохими хлебопекарными свойствами. Кроме этого, ее используют для получения муки-крупчатки.

Рожь

Это зимостойкое озимое растение. Зерна ржи длиннее, чем пшеницы. Цвет плода может быть коричневым, фиолетовым, серо-зеленым, желтым. Серо-зеленые зерна крупнее прочих. В нем содержится больше белка. Такие зерна отличаются высокими хлебопекарными свойствами. Во ржи, меньше чем в пшенице, присутствует эндосперма. Это, в свою очередь, обуславливает большое количество оболочек, в которых содержится алейроновый слой. В среднем во ржи присутствует порядка 9-13% белков. Их особенность заключается в том, что они не могут образовывать клейковину. В этой связи рожь используется преимущественно для получения муки. Незначительное ее количество идет на производство спирта и солода.

Тритикале

Это гибрид ржи и пшеницы. Тритикале - хлебный злак, отличающийся зимостойкостью. Его зерна крупнее ржаных и пшеничных. Из муки, полученной из тритикале, отмывается клейковина. В этой связи, его хлебопекарные свойства близки к пшеничным. В зависимости от сорта цвет хлеба из тритикале может быть темным, серым или белым.

Просо

Эта крупяная культура отличается устойчивостью к засухе. Просо - теплолюбивое растение. Его выращивают как яровую культуру. Плод растения покрывают цветочные пленки. Они достаточно легко отделяются от ядер. Зерно проса может быть овально-удлиненным или шаровидным, а эндосперм - мучнистым или стекловидным.

Ячмень

Эта яровая культура отличается коротким периодом созревания (вегетация продолжается 70 дней). Ячмень может быть двух- или шестирядным. Произрастает культура повсеместно. Из ячменя вырабатывают крупы (ячневую и перловую). Небольшое количество идет на производство солода и муки. Ячмень считается главным пивоваренным сырьем. Злак также используется как корм для скота.

Рис

Эта зерновая культура любит тепло и влагу. Форма плода может быть продолговатой (широкой и узкой) или округлой. Эндосперм бывает мучнистым, полустекловидным и стекловидным. Последний считается наиболее ценным. Это обусловлено тем, что в процессе обрушивания (технологического процесса, в ходе которого происходит отделение крупы от оболочек) стекловидный рис меньше подвержен дроблению и дает больший объем крупы.

Овес

Это достаточно требовательная культура. Овес любит влагу и тепло. Растение выращивают повсеместно как яровую культуру. Процесс созревания проходит достаточно быстро. Зерно имеет желтый или белый цвет. Кроме белков и крахмала, в овсе присутствует достаточно большой процент жира - около 4-6. Культура используется при откорме скота и для получения круп.

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.

Зерном называют продукт, который состоит из совокупности большого количества зерен или семян той или иной культуры — злаковой, бобовой, масличной.

Товарная партия зерна получает название определенной зерновой культуры (пшеницы, ржи и т.д.), если она содержит не менее 85 % зерен данной культуры. Если количество зерен основной культуры меньше этой нормы, партия называется смесью зерна разных культур с указанием из состава в процентах. Например, смесь: пшеница + рожь (60 + 40).

Исключительное значение среди растений, культивируемых человеком, имеют растения с сухими плодами — зерновками (у злаков), бобами (у бобовых), семенами (у некоторых масличных) и т.д.

Зерна злаковых, семена бобовых и масличных культур хорошо сохраняются, поэтому естественно, что человек с незапамятных времен начал их использовать в пишу, скармливать животным.

Строение зерна всех злаковых культур примерно одинаковое, и его можно рассмотреть на примере зерна пшеницы. Форма его овальная. Выпуклая сторона его называется спинкой, противоположная — брюшком. Вдоль брюшка проходит выемка (бороздка). На остром конце зерна имеется опушение (хохолок, бородка), а на тупом — зародыш.

Плодовая оболочка покрывает его снаружи и защищает зерно. Она состоит из четырех слоев полупрозрачных клеток, содержит много клетчатки, лигнина, пенгозанов, минеральных солей, которые составляют 5-6 % массы зерна. Организмом плодовые оболочки не усваиваются.

Семенная оболочка состоит из трех слоев клеток и составляет 6-8 % массы зерна. Они более богаты минеральными, азотистыми веществами, сахарами и в них меньше клетчатки, пентозанов. Пигментный слой семенной оболочки придает зерну соответствующую окраску.

Оболочки плодовые и семенные ухудшают товарный вид муки и крупы, их пищевую ценность, консистенцию, поэтому при получении муки и крупы их отделяют.

Внутренняя часть зерна (рис. 2.1). Эндосперм, или мучнистое ядро, составляет 80-85 % массы зерна и является самой ценной его частью для получения муки и крупы. Состоит в основном из крахмала и белков, содержит небольшое количество сахара, жира, витаминов и очень мало минеральных веществ. Все ценные продукты переработки зерна получают из эндосперма.

Рис. 2.1. Продольный разрез зерна пшеницы: 1 — зачаточные корешки; 2- зародыш; 3 — почечка; 4 — щиток; 5 — эндосперм; 6 — хохолок

Зародыш составляет в среднем 3 % массы зерна и содержит много , Сахаров, ферментов. Однако при переработке его удаляют, так как жир в процессе хранения прогоркает, вызывая порчу продуктов переработки зерна — муки и крупы.

Алейроновый (внешний) слой мучнистого ядра примыкает к семенной оболочке. Он составляет 4-13,5 % массы зерна, содержит большое количество белков, жиров, Сахаров, минеральных веществ, витаминов, но эти ценные вещества почти не усваиваются, гак как клетки, в которых они находятся, покрыты толстыми оболочками из клетчатки. При шлифовке зерна алейроновый слой отделяют вместе с оболочками.

Семена бобовых растений состоят из зародыша и двух семядолей, практически не имеют эндосперма. Семя защищено плотной семенной оболочкой, внешняя часть ее покрыта кутикулой — тонкой пленкой из кутина.

Семена подсолнечника и сои состоят в основном из зародыша с одним рядом клеток эндосперма и защищены семенной оболочкой.

Злаковые культуры

Основные злаковые культуры — пшеница, рожь, просо, ячмень, рис, овес, кукуруза, гречиха.

Пшеница - основная зерновая культура. По срокам посева ее подразделяют на яровую и озимую. В зависимости от ботанических особенностей делят на основные виды — мягкую и твердую (рис. 2.2).

Мягкая пшеница имеет зерно стекловидной, полустекловидной или мучнистой консистенции, округлой или овальной формы, слегка расширенной к зародышу, с выраженной бородкой и глубокой бороздкой. Цвет зерна может быть белый, красный или желтый. Мягкая пшеница используется в кондитерском и хлебопекарном производствах.

Рис. 2.2. Зерно пшеницы: а — мягкой; б — твердой

По технологическим свойствам мягкую пшеницу делят на три группы:

• сильная пшеница — содержит повышенное количество белка (свыше 16 %), упругую, эластичную клейковину и не менее 60 % стекловидных зерен;
• средняя занимает промежуточное положение, характеризуется усредненными показателями качества;
• слабая содержит 9-12% белка и дает клейковину низкого качества, для улучшения хлебопекарных свойств в нее добавляют сильную или твердую пшеницу.

Твердая пшеница значительно отличается от мягкой. Зерно ее более удлиненной формы с утолщением на спинке у зародыша, ребристое, на разрезе стекловидное, просвечивающее, бородка развита слабо, бороздка открытая, неглубоко входящая внутрь зерна. Цвет от светло- до темно-янтарного. Оно содержит больше белка, сахара и минеральных веществ, чем мягкая пшеница. Твердую пшеницу используют для производства макаронных изделий, манной крупы, добавляют при размоле пшеницы с низкими хлебопекарными свойствами, получают муку-крупчатку.

Рожь — зимостойкая озимая культура. Зерно ржи длиннее зерна пшеницы. Цвет зерна желтый, серо-зеленый, фиолетовый, коричневый. Зерно серо-зеленого цвета крупнее остальных, содержит больше белков и обладает лучшими хлебопекарными свойствами.

Рожь меньше, чем пшеница, содержит эндосперма, следовательно, больше оболочек с алейроновым слоем, меньше в ней и белков (9-13 %). Особенностью белков ржи является то, что они не способны образовывать клейковину. Используют в основном для получения муки и в небольшом количестве-для получения солода и спирта.

Тритикале — хлебный зимостойкий злак, гибрид пшеницы и ржи. Зерно крупнее пшеничного и ржаного. Белки этого злака полноценны и хорошо усваиваются организмом. Из муки тритикале клейковина отмывается, поэтому по хлебопекарным качествам она ближе к пшеничной. В зависимости от сорта хлеб из тритикале может иметь белый, серый или темный цвет.

Просо - ценная теплолюбивая и засухоустойчивая крупяная культура, выращивается как яровая культура. Зерно покрыто цветочными пленками, которые легко отделяются от ядра, форма зерна может быть шаровидная, овально-удлиненная, а эндосперм стекловидный или мучнистый.

Ячмень - быстросозревающая (вегетационный период длится 70 дней) яровая культура, произрастающая повсеместно. Делится на шестирядный и двурядный. Из ячменя вырабатывают перловую и ячневую крупы, частично получают муку и солод. Этот злак является главным сырьем пивоваренного производства и используется на корм скоту.

Рис - влаго- и теплолюбивая зерновая культура. По форме бывает продолговатый (узкий и широкий) и округлый. Эндосперм его может быть стекловидным, полустекловидным и мучнистым. Наиболее ценным является рис стекловидный, так как при обрушивании (технологический процесс, в результате которого крупа отделяется от оболочек) он меньше дробится и дает больший выход крупы.

Овес - влаголюбивая и довольно требовательная к теплу культура. Выращивают повсеместно, сеют как яровую культуру, созревает быстро. Цвет зерна белый или желтый. Помимо крахмала и белковых веществ в зерне содержится много жира (4-6 %). Используется на откорм скоту и для получения круп.

Кукуруза по форме, строению початка и зерна подразделяется на кремнистую, зубовидную, полузубовидную, сахарную, пленчатую, крахмалистую, восковидную, лопающуюся и др. Содержит меньше, чем другие злаки, белка, но больше жира (до 5 %), который находится в основном в зародыше. Зародыш отделяют и используют для производства масла. Из кукурузы получают крупы, крахмал, спирт, патоку.

Гречиха имеет плод трехгранной формы, покрытый не цветочными пленками, как у злаков, а плотной плодовой оболочкой, под которой находится ядро, состоящее из семенной оболочки, алейронового слоя, эндосперма и крупного зародыша в виде S-образно изогнутой пластины. Плод гречихи — трехгранный орешек серой, коричневой или черной окраски, масса 100 плодов 20-30 г, пленчатость 18-30 %.

Бобовые культуры

Продовольственное значение имеют горох, фасоль, чечевица, чина, нут, соя, бобы (рис. 2.3). Семена бобовых культур снаружи покрыты плотной оболочкой, под которой лежат две семядоли, соединенные ростком.

Бобовые культуры содержат: белков 30 % и более (ценные по составу, так как богаты незаменимыми аминокислотами), углеводов до 60 %, жира около 2 % (кроме сои, содержащей жиров до 20 %, углеводов до 30 %, белков до 40 %).

Недостатком бобовых культур является медленная развариваемость их семян (от 90 до 120 мин). Для ускорения разваривавемости семена некоторых бобовых культур (гороха, чечевицы) обрушивают, т.е. удаляют семенную оболочку. Это сокращает варку примерно в 2 раза.

Горох происходит из Афганистана и Восточной Индии. Плод гороха — боб — состоит из створок и семян. По строению створок бобов сорта гороха делят на сахарные и лущильные. Бобы сахарных сортов используют в пищу вместе с семенами в виде так называемых лопаток. Створки лущильных сортов не съедобны. При созревании семян створки бобов легко разлущиваются, поэтому такие сорта гороха называют лущильными.

Рис. 2.3. Бобы различных зерновых бобовых растений: а — горох; 6- чечевица; в — нут; г — фасоль; д — вика; е — кормовые бобы; ж — соя; з — люпин

Лущильные сорта подразделяют на мозговые, которые в молочной спелости используют для приготовления овощных консервов (зеленый горошек), и гладкосеменные, которые в полной зрелости делят на два типа: продовольственный и кормовой. Продовольственный горох в зависимости от окраски семядолей бывает белым, желтым и зеленым. По крупности семян горох подразделяют на крупный, средний и мелкий.

Семена гороха сохраняют питательные и вкусовые свойства в течение 10-12 лет.

Фасоль по цвету делят на три типа: белая, цветная однотонная и цветная пестрая.

Чечевица — древнейшая сельскохозяйственная культура, в России известна с XIV в. Семена диаметром 5 мм напоминают двояковыпуклую линзу. Бывает двух типов — северная, произрастающая в центральных районах России, и южная, выращиваемая на Украине.

Соя - универсальная мировая бобовая культура. Из сои получают муку, масло, молоко, сыр; ее добавляют в кондитерские изделия, консервы, соусы и другие продукты питания. Сою используют только после промышленной обработки. В натуральном виде соевые бобы в пищу не пригодны.

Нут и чина во многом сходны с горохом. В пищу их употребляют, как и горох, в свежем, вареном и жареном виде. Из них приготавливают консервы, а из муки — печенье и другие изделия.

Бобовые культуры в России появились в VIII-Х вв. В пищу идут в зеленом и зрелом виде, а также перерабатываются на консервы.

Классификация зерна и семян бобовых осуществляется по целевому назначению, химическому составу, ботаническим признакам.

По целевому назначению зерновые и бобовые делят на следующие группы:

• продовольственные (мукомольные и крупяные) — зерно пшеницы, ржи, крупяных культур (гречихи, проса, риса и др.) и семена бобовых (гороха, фасоли, чечевицы и др.);
• фуражные — ячмень, овес и кукуруза, а также семена некоторых бобовых (вика, чина, кормовые бобы и др.);
• технические — ячмень пивоваренный, соя, рожь и овес для переработки на солод.

По химическому составу зерновые и бобовые делят на три группы: богатые крахмалом (зерновые злаки, плоды гречихи); богатые белком (семена бобовых); богатые маслом (соя, семена масличных и эфирно-масличных).

По ботаническим признакам зерновые и бобовые делят на однодольные (злаковые и гречиха) и двудольные (семена бобовых). Злаковые (рожь, ячмень, овес), зерно которых имеет опушение (бородку) и углубление (бороздку), бывают озимой и яровой форм; просовидные хлеба, или ложные (просо, рис, кукуруза, сорго), зерно которых не имеет бородки и бороздки, выращиваются яровой формы.

По ботаническим признакам зерновые культуры делят также на семейства, семейства подразделяют на роды, роды — на виды, виды — на разновидности и последние уже по хозяйственным признакам делят на селекционные сорта.

Ботанические признаки — вид, разновидность, форма, размеры, цвет, консистенция, строение зерна — широко применяются в товарных классификациях для установления типа и подтипа зерна и семян. Такое деление позволяет формировать партии зерна и семян со сходными технологическими и пищевыми свойствами.

Злаковые растения относятся к классу однодольных. Есть среди них травянистые однолетники и многолетники, кустарники и деревья. Злаки могут быть длиннокорневищными, столонообразующими или дерновинными.

Побеги у злаков бывают генеративными и вегетативными, стебли полые, типа соломины, а листовые пластины очередные, двурядные, длинные и узкие, с параллельно расположенными жилками. Соцветия бывают колосовидные, метельчатые, кистевидные или в виде початка и состоят из множества элементарных колосковых соцветий. Цветки мелкие и бледные, состоящие из трех тычинок, одного плодника, укороченного столбика и двух перистых рыльцев. Плод представляет собой зерновку – сросшееся с оболочкой семя.

Зерновые злаковые растения

Пшеница.

Пшеница (лат. Triticum) – род травянистых, преимущественно однолетних растений семейства Злаки. Пшеница является ведущей зерновой культурой в большинстве стран. Из муки, которую производят из пшеницы, выпекают хлеб, делают макаронные и кондитерские изделия. Она входит в рецепты некоторых сортов пива и водки. Основной производитель пшеницы в современном мире – Китай, после которого соответственно следуют США, Франция, Австралия, Канада, Россия, Аргентина, Германия, Украина, Казахстан и Бразилия.

В культуре пшеница уже около 10 000 лет. Происхождение ее прослеживается из Малой Азии, Северной Африки и Южной Европы – именно там росли три злака, которые, по всей вероятности, и являются предками современной пшеницы. С тех пор введенные в культуру растения под влиянием новых условий меняли свой облик. Например, однозернянка и полба увеличили размер зерен и утратили ломкость колоса после созревания, и уже те колосья, что были обнаружены в гробницах фараонов, мало чем отличаются от современных видов. Наиболее древним видом пшеницы является полба – зерно этого вида трудно размолоть в муку, поскольку к нему прирастают цветковые и колосковые чешуи. Всего существует 20 видов пшеницы и 10 гибридов – 3 межродовых и 7 внутривидовых.

Пшеница представляет собой травянистое растение высотой от 30 до 150 см с прямостоячими полыми и выровненными стеблями, плоскими линейными или широколинейными листьями шириной 15-20 см, шероховатыми на ощупь, голыми или волосистыми. Общее соцветие – прямой, яйцевидный или продолговатый колос длиной до 15 см. Одиночные сидячие колоски длиной до 17 см с тесно сближенными цветками расположены на оси колосьев продольными правильными рядами.

Значение для экономики имеет три вида пшеницы:

• – пшеница обыкновенная, или летняя, или мягкая – Triticum aestivum. Это пшеница, выращиваемая по всему миру и используемая для выпекания хлебобулочных изделий. Наиболее известные безостые сорта – Сандомирка, Гирка, Куявская, Костромка, а из остистых сортов самыми популярными являются Саксонка, Самарка, Красноколоска, Белоколоска и другие;
• – пшеница твердая – Triticum durum, богатая клейковиной и выращиваемая для изготовления макаронных изделий яровая пшеница. Все сорта твердой пшеницы остистые и яровые – Кубанка, Белотурка, Краснотурка, Черноколоска, Гарновка;
• – пшеница карликовая, или плотноколосая – Triticum compactum, используемая для рассыпчатой выпечки.

Выращивают в культуре и такие виды пшеницы, как полба (пшеница-двузернянка), спельта, эммер, польская, английская (или тучная).

Культивируют пшеницу практически во всех климатических зонах, за исключением тропиков. Все культурные сорта делятся на озимые, которые сеют осенью и убирают летом, и яровые, которые сеют весной – с марта по май. Для вызревания яровой пшенице требуется как минимум 100 дней без заморозков. Озимую пшеницу выращивают не только на зерно, но и на корм скоту, который выпускают пастись на поле, когда всходы достигают в высоту 13-20 см.

Рожь.

Рожь посевная, или рожь культурная (лат. Secale cereal) является двулетним или однолетним травянистым растением. Вид объединяет более сорока разновидностей. Культивируют рожь в основном в Северном полушарии. В условиях средней полосы выращивают около 40 сортов культуры. Рожь, как и пшеница, бывает яровой и озимой. Предполагают, что современные сорта ржи посевной происходят от многолетнего вида Secale montanum, который до сих пор растет в дикой природе на юге Европы, а также в центре и на юго-западе Азии. В культуре рожь стала однолетней. Есть предположение, что возделывать рожь стали восточные народы, причем намного позже, чем пшеницу. Самые ранние остатки ржи относятся к концу бронзового века и были найдены в Моравии. Наиболее точные указания о культуре в Европе появились в первом веке нашей эры – Плиний пишет о том, что у подножья Альп тавры возделывают рожь и другие культурные растения, а первое упоминание о выращивание ржи на Руси можно прочесть в летописях Нестора, датированные XI веком.

У ржи мочковатая корневая система, уходящая в глубину на 1-2 метра, поэтому ее можно сеять даже на песке. Стебель у ржи полый, прямой, с 5-6 междоузлиями, высотой от 70 до 200 см, голый, опушенный лишь под колосьями. Листья плоские, широколинейные, сизого цвета, как и стебель. Длина листовой пластины от 15 до 30 см, ширина до 2,5 см. На верхушке стебля образуется соцветие в виде удлиненного поникающего сложного колоса с неразламывающейся на членики осью длиной от 5 до 15 см и шириной до 12 мм. Колос состоит из четырехгранного стержня и плоских двуцветковых колосков. У цветков ржи три тычинки с удлиненными пыльниками, завязь верхняя, опыляются они ветром. Зерновка ржи имеет продолговатую, несколько сжатую с боков форму с глубокой бороздкой посередине с внутренней стороны. Зеленоватое, белое, желтое, серое или темно-коричневое зерно достигает в длину от 5 до 10 мм, а в ширину от 1,5 до 3,5 мм.

Сегодня сеют преимущественно озимую рожь, причем эта культура отличается большей зимостойкостью, чем какие-либо другие культурные злаки. Рожь не особенно чувствительна к кислотности почвы, но лучше всего она растет в почве с водородным показателем 5,3-6,5 pH. Да и к другим условиям выращивания она не так требовательна, как пшеница – рожь хорошо растет не только в песке, но и на непригодных для пшеницы подзолистых почвах. Лучшим грунтом для ржи являются черноземы и серые лесные почвы среднего и легкого суглинка. Непригодны для выращивания ржи глинистые, заболоченные или засоленные почвы. Озимую рожь сеют после льна, кукурузы и зернобобовых культур, а в районах с суровым или засушливым климатом – по чистым парам. К наиболее популярным озимым сортам ржи относятся среднеспелые Восход 2, Вятка 2, Чулпан, Саратовская 5, а также короткостебельные, устойчивые к болезням сорта Пурга, Короткостебельная 69, Безенчукская 87, Дымка и другие.

Рожь – зерновая культура, из которой производят муку, делают квас, производят крахмал. Используют рожь для производства спирта. Выращиваемая в качестве сидерата, рожь успешно подавляет сорную траву, структурирует суглинистую почву, делая ее более влаго- и воздухопроницаемой и легкой. Свежие стебли ржи можно использовать как фураж.

В мире рожь возделывают больше всего в Германии, Польше, Украине, странах Скандинавии, России, Китае, Беларуси, Канаде и США.

Кукуруза.

Кукуруза сахарная, или маис (лат. Zea mays) – однолетнее травянистое растение, единственный культурный представитель рода кукуруза. Кроме кукурузы сахарной, род включает еще четыре дикорастущих вида и три подвида. Существует предположение, что кукуруза является самым древним представителем злаков, введенным в культуру 7-12 тысяч лет назад на территории Мексики, причем в те времена кукурузные початки достигали в длину только 3-4 см. Есть неоспоримые доказательства того, что в качестве культурного растения кукуруза возделывалась 8700 лет назад в центре долины Бальсас.

Роль кукурузы переоценить невозможно: появление и расцвет всех мезоамериканских цивилизаций (ольмеков, майя, ацтеков) стали возможны благодаря культурной кукурузе, поскольку именно она легла в основу высокопродуктивного земледелия. Доказательством значимости этого злака для американских индейцев служит факт, что одним из центральных богов ацтеков был бог кукурузы Центеотль (Шилонен). До начала Конкисты кукуруза успела распространиться как на юг, так и на север Америки, а испанские моряки привезли ее в Европу, где она достаточно быстро приобрела популярность в странах Средиземноморья. В Россию кукуруза попала через Украину и Кавказ, но признание получила не сразу, а только тогда, когда в середине XIX века был издан указ о бесплатной раздаче семян кукурузы крестьянству.

У кукурузы развитая мочковатая корневая система, проникающая на глубину 1-1,5 м, прямостоячий стебель, достигающий в высоту 4 м, а в диаметре 7 см, не полый внутри, как у большей части злаков. Листья линейно-ланцетные, шириной до 10 см и длиной до 1 м. На одном растении их может быть от 8 до 42. Цветки однополые: мужские – верхушечные, в крупных метелках, женские – в пазушных початках длиной от 4 до 50 см и диаметром от 2 до 10 см. На одном растении образуется обычно не более 2 початков. Опыляется культура ветром. Плоды кукурузы – кубические или округлые зерновки, образующиеся и созревающие в початках. Они плотно прижаты друг к другу и имеют в зависимости от разновидности и сорта желтую, красноватую, фиолетовую, синюю и даже черную окраску. Вегетационный период кукурузы от 90 до 150 дней. Кукуруза теплолюбива и нуждается в хорошем освещении.

Культурный вид кукурузы делится на девять ботанических групп, которые различаются между собой строением зерна: зубовидная, полузубовидная, лопающаяся, сахарная, мучнистая или крахмалистая, крахмалисто-сахарная, восковидная и пленчатая.

Кукуруза является второй в мире после пшеницы зерновой культурой по продаваемости. Лидером продаж являются Соединенные Штаты Америки, за ними следуют такие страны, как Китай, Бразилия, Мексика, Индонезия, Индия, Франция, Аргентина, ЮАР, Россия, Украина и Канада. Выращивают кукурузу как ценный пищевой и кормовой продукт, используют ее также в качестве сырья для лекарственных препаратов. С 1997 года в коммерческих целях стали выращивать генетически модифицированную кукурузу, которая приобретает все большую популярность в мире.

Рис.

Рис (лат. Oryza) является крупяной культурой, однолетним травянистым растением семейства Злаки. Он очень требователен к условиям выращивания, но несмотря на это является во многих азиатских странах основной сельскохозяйственной культурой, опережая даже пшеницу. Рис иногда называют сарацинским зерном или сарацинской пшеницей. В культуру рис был введен около 9 000 лет назад в Восточной Азии, затем он распространился в Южную Азию, где и был полностью одомашнен. Предком риса посевного является, по всей вероятности, дикорастущий вид Oryza nivara. В Африке культивируют голый рис (Oryza glaberrima), который одомашнили на берегах Нила два или три тысячелетия назад, но в последнее время он в качестве сельскохозяйственной культуры вытесняется азиатскими видами и используется преимущественно в ритуалах. Выращивают африканцы и такие виды риса, как точечный (Oryza punctata) и короткоязычковый (Oryza barthii).

Стебли риса достигают в высоту полутора метров, листья у него широкие, шероховатые по краям, темно-зеленые. На вершине стебля формируется метельчатое соцветие из колосков, каждый из которых содержит четыре остистых или безостых чешуйки, прикрывающих собой цветок. В цветке риса 6 тычинок и пестик с двумя рыльцами. Зерновки покрыты чешуйками.

Рис посевной (Oryza sativa) выращивается в тропиках и субтропиках Америки, Азии, Африки и Австралии, а также в теплых районах умеренного пояса. Для защиты от воздействия прямых солнечных лучей рисовые поля до созревания зерен заливают водой, которая к тому же предохраняет культуру от сорняков. Осушают поля только перед уборкой урожая.

Зерна риса отличаются высоким содержанием углеводов, при этом белка в них совсем немного. В Китае и странах Юго-Восточной Азии эта культура является основным национальным продуктом. Производят из риса крахмал, крупу, а из зародышей получают масло. Рисовая мука для приготовления хлеба непригодна, но из нее варят каши и пекут пироги. А с крупой варят супы, готовят вторые блюда и используют в качестве гарнира. Широкую популярность приобрели такие блюда из риса, как плов, ризотто и паэлья, а в Японии для чайной церемонии из риса выпекают лепешки и делают сладости. В Азии, Африке и Америке рис используют также для получения спирта и изготовления спиртных напитков. Из рисовой соломы производят бумагу, картон и плетеные изделия. Отрубями и мякиной риса кормят домашний скот и птицу.

Основными разновидностями риса посевного являются:

• – рис длиннозернистый, длина зерен которого составляет 6 мм. Этот рис после приготовления остается рассыпчатым;
• – рис средний – длина зерен около 5 мм, и они в зависимости от цвета и производителя могут после варки слипаться;
• – рис круглозернистый – длина зерен, слипающихся в процессе приготовления, 4-5 мм.

По типу механической обработки после сбора урожая рис делится на:

• – необрушенный рис, или нелущенный;
• – бурый, или грузовой – рис характерного бежевого оттенка, обладающий ореховым ароматом;
• – белый, или нешлифованный – тот же бурый рис, но без верхнего слоя;
• – шлифованный – белый рис, очищенный и отполированный, а в некоторых странах еще и обогащенный микроэлементами и витаминами;
• – глазированный – шлифованный рис, покрытый слоем талька с глюкозой;
• – пропаренный – необрушенный рис, вымытый и вымоченный в горячей воде, затем обработанный паром при низком давлении, отшлифованный и отбеленный;
• – Камолино – полированный рис, покрытый тонким слоем масла;
• – вздутый – рис, жареный на горячем песке или обработанный жаром сначала при высоком, а затем при низком давлении;
• – дикий – очень дорогой продукт, который является не рисом, а зерном болотной травы. Для продажи его смешивают с бурым рисом.

К элитным сортам риса относятся индийский Басмати, тайский Жасмин и итальянский Арборио.

Овес.

Овес посевной (лат. Avena sativa), или овес кормовой, или овес обыкновенный является однолетним травянистым растением, широко используемым в сельском хозяйстве. Это неприхотливая к условиям выращивания культура, которую можно успешно культивировать даже в северных районах. Родом овес из Монголии и северо-восточных провинций Китая, в культуру он был введен во втором тысячелетии до нашей эры. Интересно, что сначала с ним боролись, поскольку он засорял посевы полбы, но со временем, когда стали известны его замечательные кормовые свойства, холодостойкий овес вытеснил полбу. В Европе первые следы овса обнаружили в поселениях бронзового века на территории Дании, Швейцарии и Франции. Плиний Старший писал, что германские племена выращивали овес и питались им, за что древние греки и римляне презирали варваров, считая, что овес годится исключительно на корм скоту. Диоскорид же использовал овес в медицинской практике. С VIII века н.э. и на протяжении многих веков в Великобритании и Шотландии овсяные лепешки были основной пищей, поскольку только эта культура способна давать хорошие урожаи в холодном климате. А в XVII веке немецкие пивовары научились варить из овса белое пиво. Столетиями овес и толокно (овсяная мука) кормили народ на Руси. А в Америку овес вместе с другими зерновыми культурами был завезен шотландцами, посеявшими его на островах близ Массачусетса, откуда он вскоре распространился по всем штатам сначала как кормовая культура, но потом его стали использовать для приготовления каш, пудингов и выпечки.

В высоту стебли овса диаметром 3-6 см с несколькими голыми узлами достигают от 50 до 170 см. Корни у растения мочковатые, листья очередные, линейные, зеленые или сизоватые, влагалищные, с шероховатой поверхностью, длиной от 20 до 45 и шириной до 3 см. Мелкие цветки, собранные по несколько штук в колоски и образующие однобокую или раскидистую метелку длиной до 25 см, зацветают в июне-августе. Плод овса – зерновка. В состав зерен овса входят крахмал, белки, Жиры, клетчатка, витамины группы B, алкалоиды, холин, органические кислоты, марганец, цинк, кобальт и железо.

Главными поставщиками овса в мире являются Россия, Канада, Австралия, Польша, США и Испания. Овес может быть голозерным или пленчатым. Голозерный овес требователен к влаге и не очень распространен, а пленочный овес занимает большие посевные площади. К почве овес не так прихотлив, как другие злаковые растения. Лучшими предшественниками для овса являются пропашные культуры – кукуруза и картофель, а также лен, зернобобовые и бахчевые растения. Наиболее востребованным является зерно овса белого цвета, чуть менее ценным является черное зерно, а красное и серое зерно выращивается на фураж. Самыми возделываемыми сортами овса считаются Кречет, Талисман, Гунтер, Дэнс, Льговский 1026, Астор и Нарымский 943.

Ячмень.

Ячмень посевной, или обыкновенный (лат. Hordeum vulgare) является важной сельскохозяйственной культурой, одомашненной на Ближнем Востоке около 17 тысяч лет назад. Сеяли его в значительных количествах и древние палестинцы, и древние евреи, и все их соседи. Ячменная мука была предметом жертвоприношения, а хлеб из ячменя хоть и был грубее и тяжелее пшеничного, но считался более здоровой пищей. В Европу ячмень попал из Малой Азии за 3-4 тысячелетия до нашей эры, а в Средние века его выращивали уже во всех странах этой части света. А вот для Америке эта культура является сравнительно новой, поскольку завезли ячмень в Новый Свет в XVI-XVIII веках.

Ячмень – однолетнее травянистое растение высотой до 90 см, с прямыми голыми стеблями, плоскими, гладкими листьями длиной до 30 и шириной до 3 см с ушками у основания листовой пластины. Ячмень образует колос длиной до 10 см с остью, причем каждый четырех-шестигранный колосок одноцветковый. Ячмень растение самоопыляющееся, однако вполне возможно и перекрестное опыление. Плод ячменя -зерновка. В состав зерен входят белки, углеводы, жиры, клетчатка, зола, жирное масло, витамины D, E, A, K, C, B, натрий, йод, фосфор, магний, цинк, селен, железо, медь, кальций, бром и ферменты.

Сегодня ячмень выращивают не только как кормовую и техническую культуру, но и как продовольственную, для производства перловой и ячневой крупы и муки, а также пива, которое является древнейшим напитком эпохи неолита. В промышленных масштабах ячмень культивируют в некоторых странах Западной Европы, в Украине, Беларуси, России, США, Канаде, Китае, Индии и странах Малой Азии, а в Тибете этот злак является основной пищей. Озимый ячмень – не такая древняя культура, как ячмень яровой, но в настоящее время на выращивание озимого ячменя полностью перешли такие страны, как Румыния и Болгария, много озимого ячменя сеют в Германии, Франции, Польше и Венгрии. Наиболее популярными сортами ячменя являются Себастьян, Дункан, Талбот, Водограй, Гелиос, Сталкер, Вакула, а из новых сортов отлично зарекомендовали себя продукты украинской селекции Авгий, Юкатан, Псел и Сонцедар.

Просо.

Просо (лат. Panicum) является родом однолетних и многолетних травянистых растений семейства Злаки. Представители рода отличаются непритязательностью к условиям выращивания и прекрасно переносят жару и сухость почвы. В природе Африки, Америки, Европы и Азии растет около 450 видов проса, но наибольшую ценность представляет вид просо обыкновенное (Panicum milliaceum) – однолетнее растение родом из Юго-Восточной Азии. Монголы, жители Маньчжурии и юго-восточного Казахстана возделывали этот злак испокон веков, а в Европу просо попало вместе с войском Чингиз-хана. Культивировали просо также в Индии, причем еще в первом тысячелетии до нашей эры, а оттуда культуру завезли в Иран и на Кавказ. В бронзовом веке просо благодаря греческим торговцам появилось в Европе – в Венгрии, Швейцарии, на юге Италии и на Сицилии. Выращивали просо кельты, скифы, сарматы и галлы. В XIX веке украинские переселенцы завезли просо в Западную Канаду и Северную Америку.

Полые, слабо опушенные, цилиндрические стебли проса, состоящие из 8-10 междоузлий и образующие куст, достигают в высоту от 50 до 150 см. Корень у растения мочковатый, проникающий в почву до полутора и более метров, в ширину корневая система может разрастись на метр и более. Листья у проса очередные, голые или опушенные, линейно-ланцетные, зеленые или слегка красноватые, достигающие в длину от 18 до 65, а в ширину от 1,5 до 4 см. Двуцветковые колоски длиной от 3 до 6 см собраны в метельчатое соцветие длиной от 10 до 60 см. Плод растения – округлая, овальная или удлиненная зерновка диаметром 1-2 мм. Цвет плода в зависимости от сорта может быть желтым, белым, коричневым или красным.

В состав зерен проса входят белки, жир, крахмал, каротин, медь, марганец, никель, цинк, витамины B1, B2, PP. Просо практически не содержит глютен, поэтому его включают в состав диеты для людей, страдающих от целиакии. Из зерна производят пшено, которое используется для приготовления супов и каш, а также в качестве корма для домашней птицы.

Выращивают просо на любых грунтах, даже на засоленных. Не переносит растение только повышенной кислотности. В больших объемах культура выращивается в таких странах, как Украина, Россия, Индия, страны Ближнего Востока. В США просо культивируют как диетический продукт или на корм птице. К наиболее распространенным сортам проса относятся Саратовское 853, Веселоподолянское 367, Казанское 506, Долинское 86, Скороспелое 66, Омское 9, Оренбургское 42, Харьковское 25.

Существуют также декоративные виды и сорта культуры, которые широко выращиваются в садоводстве:

• – вид просо волосовидное, метелки которого используются для составления сухих букетов;
• – вид просо прутьевидное, сорта Блу Тауэр, Клауд Найн, Хэви Мэтал, Прэйри Скай, Рэд Клауд, Стриктум и другие.

Декоративные злаковые растения

Бамбук.

Бамбук обыкновенный (лат. Bambusa vulgaris) – травянистое растение, вид рода Бамбук. Всего род насчитывает около 130 видов вечнозеленых растений, произрастающих во влажных районах тропиков и субтропиков Азии, обеих Америк, Африки и Австралии. Бамбук обыкновенный – наиболее узнаваемый из всех видов этого рода. Родина бамбука обыкновенного неизвестна, а разводят его на Мадагаскаре, в тропиках Африки и по всей Восточной, Южной и Юго-Восточной Азии. Распространен этот вид также в Пакистане, Танзании, Бразилии, в Пуэрто-Рико и США. С начала XVIII века бамбук стал популярным в Европе тепличным растением.

Бамбук – листопадное растение. У него ярко-желтые негнущиеся стебли с толстыми стенками и зелеными полосками и темно-зеленые опушенные копьевидные листья, растущие в верхней части стебля. В высоту растение достигает 10-20 м, а толщина стебля может быть от 4 до 10 см. Узловые перетяжки на стеблях вздутые, длина колен от 20 до 45 см. Цветет бамбук редко, но один раз в несколько десятилетий одновременно зацветает вся популяция бамбука. Семян растение тоже не дает, и плоды формируются очень редко. Размножают бамбук вегетативными способами – черенкованием, отводками, отростками, делением корневищ. В состав стеблей бамбука входит целлюлоза, жиры, белки, кальций, фосфор, железо, витамин C, лигнин, зола и диоксид кремния.

Стебли бамбука употребляют как топливо, строительный материал и сырье для изготовления мебели, удочек, рукояток для инструментов, трубок для курения и флейт, а листья бамбука идут на корм скоту. Выращивают бамбук и как декоративное растение, высаживая его в качестве живой изгороди. Молодые побеги бамбука едят вареными и консервируют.

Существует три разновидности бамбука обыкновенного – зеленоствольный, золотой, или желтоствольный и Bambusa vulgaris var. Wamin. Наиболее интересными сортами декоративного бамбука являются:

• – ауреовариегата – бамбук с золотистыми стеблями с тонкими зелеными полосками;
• – стриата – компактный сорт с ярко-желтыми перетяжками между коленами и светло-зелеными и темно-зелеными полосами;
• – виттата – сорт со стеблями с мелкими полосками, напоминающими штрих-код;
• – макулата – растение с зелеными стеблями в черную крапину, стебли которого с возрастом чернеют полностью.

Тростник.

Тростник (лат. Phragmites) – род многолетних травянистых растений, самым известным видом которого является тростник обыкновенный (Phragmites australis), произрастающий в Европе, Азии, Северной Африке и обеих Америках вокруг озер, болот, прудов и по берегам рек. Можно встретить это влаголюбивое растение отдельными островками и в пустынных местах, и это является верным признаком того, что в этом месте неглубоко залегают грунтовые воды.

Тростник – многолетнее прибрежное растение, развивающее мощные, толстые и ветвистые подземные корневища длиной до 2 м. Стебли у бамбука прямые, гибкие, полые, гладкие, сизо-зеленые, толщиной до 1 см. Кроме стеблей, тростник образует ползучие побеги. Листья у тростника плотные, жесткие, длинные и узкие, линейные или ланцетно-линейные, суживающиеся к концам и шероховатые по краям. Ширина листьев от 5 до 25 см, цвет серо- или темно-зеленый. Особенность листьев тростника в том, что они всегда поворачиваются к ветру ребром. Стебель тростника венчает развесистая густая поникающая метелка фиолетовых, желтоватых или темно-бурых колосков, в каждом из которых по 3-7 цветков – нижний мужской, а верхние обоеполые. Цветет тростник с июля по сентябрь. Плод – продолговатая зерновка.

До начала цветения молодой тростник содержит экстрактивные вещества, белок, жир, каротин, целлюлозу и витамин C. В состав листьев растения входят витамины, фитонциды и каротин. В корневищах много крахмала и клетчатки. Побеги тростника используют для изготовления бумаги, корзин, циновок, а из прессованного тростника получают камышит – отличный строительный материал. Из стеблей растения делают музыкальные инструменты – кларнеты, свирели и пищики для флейт. Используется тростник и на силос.

Сахарный тростник (Saccharum officinarum), или тростник благородный тоже злаковое растение, однако относится к подсемейству Просовые. Это растение, наряду с сахарной свеклой, используется для получения сахара. Происходят растения этого рода из юго-западной части тихоокеанского региона. В дикой форме они встречаются в тропических районах Среднего Востока, Северной Африки, Китая, Индии, Тайваня, Новой Гвинеи и Малайзии. Сахарный тростник – очень древняя культура, его название обнаружено в документах на санскрите. Китайцы рафинировали сахар из тростника уже в VIII веке н. э., в IX веке культуру выращивали по берегам Персидского залива, в XII веке арабы завезли тростник в Египет, на Мальту и Сицилию, в XV веке он рос уже на Канарских островах и Мадейре, в 1492 году он был перевезен на Антильские острова, а на Сан-Доминго его стали выращивать во множестве, поскольку к тому времени сахар стал уже необходимым продуктом. Чуть позже сахарный тростник достиг границ Бразилии, а затем и Мексики, Гвианы и островов Мартиника и Маврикий. Выращивать сахар в Европе было сложно из-за климатических условий, дешевле было привозить его из тропических стран, а с того времени, как сахар стали вырабатывать из свеклы, объемы импорта тростникового сахара сильно сократились. Сегодня основные плантации сахарного тростника находятся в Индии, Индонезии, на Филиппинах и Кубе, в Аргентине и Бразилии.

Сахарный тростник – быстрорастущий многолетник высотой до 6 м. Корневище у него короткочленистое. Многочисленные плотные, голые, узловатые стебли цилиндрической формы диаметром до 5 см окрашены в желтый, зеленый или фиолетовый цвет. Листья тростника длиной от 60 до 150 и шириной 4-5 см напоминают кукурузные. Стебель оканчивается пирамидальным метельчатым соцветием длиной от 30 до 60 см, состоящим из мелких, опушенных одноцветных колосьев, собранных попарно.

Чтобы получить из тростника сахар, его стебли срезают до начала цветения и, поместив под металлические валы, выжимают из них сок, к которому добавляют свежегашеную известь, нагревают до 70 ºC, после чего фильтруют и выпаривают до появления кристаллов. Доля сахарного тростника в мировом производстве сахара составляет 65 %. Больше всего тростникового сахара производят такие страны, как Бразилия, Индия, Китай, Таиланд, Пакистан, Мексика, Филиппины, США, Австралия, Аргентина и Индонезия.

Мискантус.

Мискантус (лат. Miscanthus), или веерник – род травянистых растений семейства Мятликовые, название которого образовано из двух греческих слов, означающих «черешок, ножка» и «цветок». Распространены мискантусы в субтропиках и тропиках Африки, Азии и Австралии. Это нетребовательные растения, которым подойдет любая почва, кроме тяжелой глины. Не смущают мискантусы переувлажненные грунты, выживают они и в сухих местах, хотя разрастаются не так сильно.

Мискантус представляет собой растение высотой от 80 до 200 см, образующее крупные рыхлые дерновины с ползучим корневищем. Стебли у мискантуса прямостоячие, листья чешуевидные, кожистые, с жесткими линейными или ланцетно-линейными листовыми пластинами шириной до 2 см. Живописные веерообразные метелки с длинными боковыми ветками и очень короткой остью достигают в длину 10-30 см.

Мискантус очень популярен в садоводстве. Им украшают берега водоемов, его высаживают в рокариях и миксбордерах. Все виды мискантуса отличаются длительным периодом декоративности, она привлекательны даже осенью, когда их листья окрашиваются в разные оттенки желтого, бордового и коричневого цветов. Метельчатые соцветия мискантуса включают в сухие букеты и композиции. Используют растение и в качестве биоэнергетического топлива.

Род насчитывает около сорока видов, но чаще всего в культуре выращивают:

• – мискантус гигантский – мощное растение, используемое в качестве ширмы или акцента на заднем плане;
• – мискантус китайский, или китайский камыш – зимостойкое растение, лучшими сортами которого являются Блондо, Фламинго, Морнинг Лайт, Ниррон, Стриктус, Вариегатус и Зебринус;
• – мискантус сахароцветный – растение с белыми или розовато-серебристыми метелками. Популярна также разновидность мискантуса сахароцветного Робустус – более крупное, чем основной вид, растение.

Амарант.

Амарант (лат. Amaranthus), или щирица, бархатник, лисий (кошачий) хвост, петушиные гребешки, аксамитник – широко распространенный в культуре род травянистых однолетников. С греческого название рода переводится, как «неувядающий». Происходит растение из Южной Америки, где в природе до сих пор растет большая часть видов рода. В течение восьми тысячелетий амарант был одной из основных пищевых культур аборигенов Южной и Центральной Америки наряду с кукурузой и бобами. Оттуда амарант был перевезен в Северную Америку, а также в Индию, Пакистан, Непал и Китай. Из привезенных испанцами в Европу семян амаранта стали выращивать сначала декоративные растения, но с XVIII столетия появился интерес к амаранту как к крупяной и кормовой культуре.

Стебли у амаранта простые, листья цельные, по форме ромбовидные, яйцевидные или ланцетовидные, очередные, с острой верхушкой, а у основания плавно переходящие в черешок. Цветки располагаются пучками в пазухах или формируются на верхушках стеблей в виде колосовидных метелок. Плод амаранта – коробочка с зернами. Все части растения окрашены либо в зеленый цвет, либо в пурпурно-красный оттенок.

Молодые или высушенные листья амаранта используют для приготовления горячих блюд или для салатов. Зерно растения является ценным кормом для домашней птицы, а зелень – для крупного рогатого скота. У силоса из щирицы приятный яблочный запах.

Четыре вида амаранта выращивают как декоративные растения:

• – амарант метельчатый, или багряный – буровато-красное растение, лучшими сортами которого являются Ротер Дам, Ротер Париж, Цвергфакел, Хот Бисквитс, Грюне Факел;
• – амарант печальный, или темный. Лучшие сорта – Грин Там, Пиджми Торч;
• – амарант хвостатый, имеющий несколько декоративных разновидностей. Самые известные сорта – Грюншванц и Ротшванц;
• – амарант трехцветный – декоративно-лиственное растение. Лучшие сорта – Аврора, Эрли Сплендор, Иллюминейшн.

Высушенные соцветия амаранта могут сохранять форму и цвет несколько месяцев.

Амаранты предпочитают легкие питательные известкованные грунты. Не подходит для них переувлажненная почва кислой реакции.

Ковыль.

Ковыль (лат. Stipa) – род однодольных травянистых многолетников, название которого переводится с греческого, как «пакля». В природе насчитывается более 300 видов ковыля, которые преимущественно являются полустепными или степными растениями. К ценным кормовым культурам ковыль не относится, наоборот, его считают сорняком и вредным растением: во второй половине лета на заковыленных пастбищах ости растения впиваются в кожу животных и вызывают в ней воспалительные процессы.

Корневище у ковыля короткое, из него прорастает большой пучок жестких листьев, похожих на проволоку. Иногда листья собраны в трубку. Колоски, образующие соцветия, содержат по одному цветку. Плод ковыля – зерновка.

Самыми известными видами ковыля являются перистый, волосатый (или волосовидный, или Тырса), красивейший, гигантский, Залесского, галечниковый, кавказский, волосистолистный, Клеменца, Лессинга, великолепный, сибирский и узколистный.

Некоторые разновидности ковыля красивейшего, перистого и узколистного введены в культуру для выращивания в альпинариях и составления сухих букетов. Привлекают внимание садоводов и ландшафтных дизайнеров такие среднеазиатские виды ковыля, как mastlifica, longiplutnosa, lipskyi и lingua. А вид ковыля эспарто, или Stipa tenacissima служит сырьем для искусственного шелка и бумаги.

Канареечник.

Канареечник (лат. Phalaris) – род травянистых злаковых растений, в который входит около 20 видов, распространенных на всех частях света, кроме Антарктиды. Растут эти травы и в засушливых районах, и на болотах.

Свое научное название безобидная на вид, но опасная травка получила в честь мифологического героя Фалариса, которого жители избрали царем и доверили ему храм Зевса в Агригенте. Фаларис, воспользовавшись доверием горожан, превратился в кровожадного деспота, пропагандировавшего каннибализм, пожиравшего младенцев и зажаривавшего врагов в бронзовом быке, как в жаровне. Жители восстали против Фалариса, и его постигла участь его врагов – он был зажарен в быке.

В культуре выращивается только один вид рода – многолетний двукисточник тростниковый (Phalaris arundinacea), или шелковая травка. В высоту это растение достигает одного метра, у него узкие длинные полосатые листья и неприметные мелкие колосовидные верхушечные соцветия. Корневище у двукисточника ползучее, располагающееся в почве горизонтально. На расстоянии 1,5-2 м на корневище развиваются мочковатые корни, от которых отрастают дернины шелковой травки. Этот вид имеет несколько пестролистных разновидностей, различающихся интенсивностью контраста полос бело-розового, светло-желтого или белого цвета на зеленом фоне.

У других видов канареечника листья зеленые и малопривлекательные. Кроме того, виды, обитающие на влажных лугах, являются инвазийными, а в некоторых из них содержится алкалоид грамин, способный поразить нервную систему пасущихся овец.

Свойства злаковых растений

Плоды злаковых культур – псевдомонокарпии, то есть зерновки, пленчатый околоплодник которых плотно прилегает к семени, а иногда и слипается со спермодермой. Зерновки злаков содержат много крахмала и протеина, а в состав зерен некоторых растений входят кумарины и эфирные масла.

Злаки являются древнейшими культурными растениями, из которых вырабатывают продукты первой необходимости – муку, крупы, сахар, корма для домашнего скота, а также строительные материалы и волокна, а дикорастущие злаки используют как корм для скота.

Злаки – особенности выращивания

При выращивании злаков необходимо соблюдать севооборот и правильные сроки посева. Озимые подвиды злаков сеют в конце лета или в начале осени, стараясь успеть до начала стойких заморозков. Для того чтобы начать расти и развиваться, озимым зерновым нужны пониженные температуры – от 0 до 10 ºC. Яровые зерновые проходят первые этапы развития при температуре от 10-12 до 20 ºC, поэтому и сеют их весной. Более продуктивными считаются озимые сорта злаков, поскольку они лучше используют элементы питания, а также зимние и весенние запасы влаги. Озимые сорта сеют после раноубираемых культур, например, после бобовых, а также по чистым парам. Яровые лучше сеять после пропашных, озимых, зернобобовых культур и многолетних трав.

Основное внесение удобрения осуществляют осенью, под зяблевую обработку: в ряды при посеве вносят гранулированные азотные и фосфорные удобрения. Весной злакам также необходима азотная или азотно-фосфорная подкормка.

Декоративные злаки, которых насчитывается около 200 видов, выращивают на альпийских горках, в рокариях, ими обрамляют клумбы, водоемы, озеленяют большие пространства. Сеют их в основном на открытых солнечных участках, хотя растут они и в полутени. Основным преимуществом декоративных злаков является то, что они способны украшать участок и летом, и зимой. Многолетники размножают вегетативно – делением кустов, хотя вполне применим и семенной способ. Вредителями злаки почти не поражаются, причинить им неприятности могут только тля и клещи – сосущие насекомые, от которых избавляются при помощи акарицидных препаратов. Весенний уход за декоративными многолетними злаками состоит в первую очередь в обрезке засохших стеблей, причем работать нужно в перчатках, поскольку листья у злаков жесткие и острые. Для того чтобы растения не рассыпали по участку свои семена, желательно заблаговременно удалять поросль.

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.