Зерновые культуры строение и развитие
ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ
Зерновые культуры выращивают для получения зерна, которое используют для приготовления важнейших продуктов питания человека хлеб, крупа и различные кондитерские изделия, а такжё как концентрированное сырье для легкой промышленности. Зерно идет на корм животным в чистом виде и в различных смесях комбикормах. Из зерна вырабатывают крахмал, спирты, аминокислоты, лекарственные средства и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют на корм и в качестве подстилки скоту. Многие зерновые культуры выращивают для получения зеленого корма, сена, силоса, сенажа.
Зерновые культуры подразделяют на зерновые и зерновые бобовые культуры. У первых зерном называют плоды - зерновки, а у вторых - семена. Основная доля в производстве зерна приходится на зерновые культуры. К ним относятся пшеница, рожь, тритикале, ячмень, овес, кукуруза, сорго, рис, просо, гречиха. Обычно зерновыми культурами называют только эту группу культур, поэтому в дальнейшем мы и будем их так называть. Зерно ячменя, овса, кукурузы, сорго используется в основном на корм скоту, поэтому эти культуры обычно называют зернофуражными. Из зерна риса, проса и гречихи изготовляют в основном крупы, эти культуры называют крупяными.
По морфологическим признакам (по строению и форме) и биологическим особенностям зерновые культуры дёлят следующим образом:
хлеба первой группы (типичные хлеба) - пшеница, рожь, ячмень, овес и тритикале;
хлеба второй группы (просовидные хлеба) - кукуруза, просо, сорго, рис, гречиха;
зернобобовые культуры - горох, фасоль, соя, бобы, чечевица, чина, нут, люпин.
Строение и развитие зерновых культур
По современной терминологии зерновые культуры относит к семейству мятликовых, а не злаковых. Однако, как еще принято, их называют и хлебными злаками. Но одна зерновая культура не является членом семейства мятликовых, а относится к семейству гречишных - гречиха.
Строение важнейших органов (корни, стебли, листья, соцветия) у хлебных злаков очень сходно.
Корневая система у злаков мочковатая. Зерно при прорастании сначала образует зародышевые, или первичные, корни. Затем из подземных стеблевых узлов развиваются вторичные корни, которые при наличии влаги начинают быстро расти. Первичные корни не отмирают, а играют главную роль в снабжении растений водой и пищей. Корни хлебных злаков проникают в почву на глубину 100 - 120 см и распространяются в ширину до 100 см, однако преобладающая их масса находится на глубине 20 - 25 см. У кукурузы и сорго из ближайших к поверхности надземных узлов развиваются опорные, или воздушные, корни.
Стебель у хлебных злаков - соломина, состоящая из 5…6 междоузлий. Количество междоузлий равно количеству листьев. Стебель растет всеми междоузлиями. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем последующие. Верхнее междоузлие длиннее нижнего.
Соломина большинства хлебных злаков полая и лишь у кукурузы и твердой пшеницы она заполнена губчатой тканью. В почву погружена нижняя часть стебля со стеблевыми узлами. Из них развиваются вторичные стебли и корни - эту часть называют узлом кущения (рис. 34). Повреждение узла кущения приводит к гибели растения.
Листья злаков линейные (у пшеницы, ржи, овса, тритикале и риса), средние (у ячменя) или широкие кукурузы, сорго, проса). Различают зародышевые, прикорневые (розеточные) и стеблевые листья.
Лист состоит из листовой пластинки и влагалища, охватывающего стебель (рис. 35). В месте перехода влагалища в листовую пластинку находится пленчатое образование - язычок.
Соцвётие у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале - сложный колос (рис. 36); у овса, проса, сорго, риса - метелка; у кукурузы на одном растении образуется метелка с мужскими цветками (султанами) и початок с женскими цветками (рис. 37, а, б).
Цветки у злаков мелкие, обычно зеленоватые, имеют две цветковые чешуйки - внешнюю, у остистых форм переходящую в ость, и внутреннюю. Внутри цветка между его чешуйками находятся пестик, состоящий из завязи с двумя перистыми рыльцами, и три тычинки. Цветки у всех хлебов обоеполые. Число цветков в колоске различно.
Колос состоит из стержня, на уступах которого поочередно с обеих сторон формируются колоски. Метелка имеет ветви первого, второго и третьего порядка, на концах, которых также расположены колоски.
Плод у хлебных злаков - односемянная зерновка, которую называют зерном. ГIленчатые хлеба (овес, ячмень, просо, сорго, рис) имеют зерна, покрытые чешуйками.
Зерно пшеницы снаружи покрыто семенной оболочкой, под которой находится мучнистая ткань - эндосперм, которая служит для питания растения при прорастании (рис. 38). Эндосперм содержит до 80 % углеводов и до 22 % белка от массы зерна. Наиболее ценная часть зерна - белок - определяет пищевое и кормовое достоинство хлебных злаков.
Под семенной оболочкой, в нижнем левом углу зерновки расположены почечка зародыша и зародышевый корешок.
Сухие зерна не теряют всхожести даже после погружения в жидкий водород, т. е. переносят 8 охлаждение до -250 °С. Прорастающее зерно не выдерживает охлаждения до -3... -5 °С. Что касается способности семян переносить обезвоживание, то они остаются жизнеспособными даже тогда, когда теряют почти всю воду. В период активного роста зерновые культуры очень чувствительны к потере воды и погибают при значительно меньшем обезвоживании.
Фазы вегетации злаков . Период от начала появления всходов до созревания семян называют вегетационным. За это время растения проходят определенные фазы роста и развития, выражающиеся во внешних морфологических изменениях.
В развитии хлебных злаков отмечают следующие фазы роста - всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревания - молочная, восковая и полная спелости (рис. 39).
Развитие растений начинается с фазы всходы - прорастание семян. У хлебов первой группы прорастание начинается при температуре почвы 1... 2 °С, у хлебов второй группы- при 8... 10 °С. Прорастание семян сопровождается поглощением воды, набуханием, появлением первичных корешков и зародышевого стебелька. У злаковых зерновых культур над поверхностью почвы появляется колеоптиль (от гр. koleos- ножны + prilon - перо) - первый зародышевый лист, подобно футляру защищающий почку проростка и первым пробивающий почву. Появление первых зеленых листьев и есть развитие фазы всходов.
Фаза кущения - появление первых боковых побегов - листьев и узловых корней - гипокотилей (от гр. hupo - внизу, снизу, под + kotyle - впадина, углубление) - подсемядольных колен - частей стеблей в зародыше или проростке между корнем и первыми листьями (семядолями).
Фаза выхода в трубку (трубкования) характеризуется началом интенсивного роста стебля и появлением первого стеблевого узла над поверхностью почвы, который называют эпикотиль (от гр. epi - на, над, сверх + kotyle - впадина, углубление) - надсемядольное колено - часть стебля в зародыше или в проростке, находящаяся между семядолями и первыми листьями.
Фаза колошения (у растений с соцветием колосков) или выметывания (у растений с соцветием метелок) наступает с появлением соцветий на верхушках стеблей.
Фаза цветения отмечается выбрасыванием пыльцы из пыльников.
У овса и ячменя цветение может происходить до полного появления соцветия. В период цветения пыльца попадает на рыльца пестиков и оплодотворяет находящиеся в завязях семяпочки, из которых образуются семена.
У ячменя, овса, пшеницы, проса, риса цветение протекает таким образом, что пыльца всегда или в большинстве случаев попадает на рыльце пестика в том же цветке, поэтому эти культуры относят к самоопыляющимся. Перекрестное опыление, характеризующееся переносом пыльцы с цветков одного растения на цветке другого, происходит у ржи, кукурузы и сорго.
В фазе молочной спелости (формирование зерна) зерно еще зеленое. Имеет влажность 50... 65 %. На растении в это время начинают желтеть и отмирать нижние листья.
Фаза восковой спелости наступает через 10... 15 дней после наступления фазы молочной спелости. К этому времени зерно приобретает желтую окраску, легко режется ногтем, влажность уменьшается до 25 ...40 %.
Фаза полной (твердой) спелости наступает при подсыхании зерна, которое становится твердым и приобретает свойственную ему окраску. В зависимости от зоны возделывания влажность спелого зерна составляет 8... 10 %. В начале фазы полной спелости желательно начинать уборку зерновых комбайнами. В фазу полной спелости зерно легко высыпается из цветочных чешуек.
По сезонным особенностям роста и развития зерновые делятся на озимые и яровые.
Озимые культуры проходят полный цикл развития после перезимовки в почве. При весеннем посеве они не образуют вегетативных органов и, следовательно, не могут дать урожая зерна.
Яровые культуры не могут перезимовывать и проходят полный цикл развития при весеннем или летнем посеве.
У некоторых зерновых культур есть сорта, обладающие свойствами озимых и яровых растений. Их можно возделывать как осенью, так и весной. Такие сорта зерновых культур называют двуручками.
Едва ли найдутся другие растения, из которых изготовляется столько же продуктов питания, как из зерновых. Представленные в виде хлеба или булочек, мюсли или кукурузных хлопьев, печенья или пирогов, изделий из риса, разнообразных макарон, пиццы, поленты или даже пива – злаковые зерновые продукты являются незаменимым ингредиентом питания человека, хотя мы часто не отдаем себе в этом отчета.
Хлеб как средство управления
Древний Рим. Фреска. Продавец хлеба
Насколько значимыми являлся продукты из злаковых зерновых культур свидетельствует всем известное выражение из 10-й сатиры древнеримского поэта-сатирика Ювенала «Хлеба и зрелищ!». Ювенал использовал его для описания политики государственных деятелей, которые, подкупая плебс раздачами денег и продуктов, а также цирковыми представлениями, захватывали и удерживали власть в древнем Риме.
Простые римляне питались преимущественно продуктами зерновых — кашей и хлебом. Голод в понимании римлян означал, что заканчивался основной продукт питания - зерно, об этом свидетельствуют недовольства и восстания населения из-за нехватки хлеба или неурожая зерновых. Нет свидетельств ни одного восстания из-за нехватки мяса, рыбы или овощей.
От диких трав до зерновых культур. Виды зерновых злаков
Злаки разделяются на культурные (зерновые) и дикорастущие (сорные и травы). К зерновым относятся такие культурные злак, как пшеница, овес, рис и др. Дикие злаки — например, ежа, мятлик, канареечник — к зерновым не относятся.
Из зерновых злаковых растений изготовляют крупу — древнейший продукт питания человека. Еще во времена охотников и собирателей съедобные семена растений из семейства злаковых обеспечивали человеку выживание, потому что даже в своем диком виде обладали идеальным соотношением жизненно важных и чрезвычайно питательных веществ. Когда из кочевников, наконец, образовывались оседлые общины, они начинали заниматься земледелием и обязательно селекционировали и культивировали злаки.
ПШЕНИЦА
Пшеница считается самой древней зерновой культурой, ведь ее история насчитывает около 13 000 лет. Изначально произраставшая, по всей видимости, в Средней Азии, пшеница распространилась по всему миру; ее вкус варьирует от умеренно-нейтрального до орехового, при этом в ней соединились лучшие качества зерновых культур.
Белая пшеничная мука имеет наилучшие хлебопекарные свойства по сравнению с другими зерновыми культурами и широко применяется для производства хлеба и разнообразной выпечки. Эти свойства обусловлены сбалансированным соотношением крахмала, белка и так называемой клейковины (глютена) — белкового вещества, связывающего тесто. Пшеничные отруби, состоящие из кожуры и ростков, чрезвычайно богаты минеральными веществами, микроэлементами, ценными белками и жирами. Зачастую они входят в состав смешанных продуктов из разных злаков и сухих завтраков.
ЯЧМЕНЬ
Ячмень родом из Месопотамии. Представляет собой очень восприимчивое к свету травянистое растение, которому среди всех зерновых требуется самое короткое время от посева до созревания зерна.
Как древние китайцы, так и древние греки в эпоху расцвета своей культуры чрезвычайно ценили ячмень как продукт питания. Сегодня он выращивается в Северном полушарии повсюду, где не успевают вызревать другие зерновые культуры. Ячмень имеет одну особенность: его зерна прочно срастаются с кожицей мякины. Для удаления несъедобной мякины зерно приходится не просто очищать, но и отшлифовывать — в результате получается гладкая округлая крупа продолговатой формы. Отшлифованные зерна ячменя называются перловой крупой. Ячменная крупа – довольно грубая, поэтому перед приготовлением ее следует вымачивать в воде, чтобы сделать более мягкой. Большая часть урожая ячменя отправляется в качестве солода в пивоваренные чаны различных пивоварен. А кое-кто, возможно, еще держит в памяти образ ячменя как заменителя кофе в военные годы.
ОВЕС
Овес родом из Передней Азии, сегодня выращивается, кроме Азии, также и в Америке; считается прародителем европейских злаков. Овес еще более неприхотлив к почвенным условиям, чем рожь, а в его семенах сконцентрировано наибольшее количество растительных жиров. Кроме того, он представляет собой зерновую культуру с наибольшим количеством полезных веществ.
Наряду с высокой концентрацией жиров, составляющих 7%, овес содержит высококачественный белок, жирорастворимые витамины и микроэлементы, такие как железо и кальций. Он редко употребляется в пищу как цельное зерно. Обычно мы употребляем переработанную для каш крупу. Чаще всего овес употребляется в пищу в виде овсяных хлопьев, которые являются основой любого мюсли.
РОЖЬ
Рожь является типичной северной зерновой культурой, хотя первоначально выращивалась на востоке. Она вызревает в суровых климатических условиях. Погода и бедная почва едва ли могут причинить ей большой вред, потому что рожь — очень выносливое и сильное растение.
Гладкое, голубое с оттенком зеленого зерно ржи очень питательно; оно содержит не так много растительного белка, зато гораздо больше минеральных веществ, чем зерно пшеницы. Рожь главным образом перемалывают в муку для производства темного ржаного хлеба.
ПРОСО
Просо относительно неприхотливо и вызревает даже при сильной засухе. Возможно, именно поэтому мелкие, золотисто-желтые зерна относятся на сегодняшний день к основным продуктам питания африканского населения.
Раньше просо считалось символом плодородия и богатства, поэтому на свадьбах и торжествах по поводу начала нового года на стол традиционно подавалась пшенная каша. Эти крошечные круглые зерна богаче растительными жирами, чем пшеница, содержат много жирорастворимых витаминов, белка, минералов и микроэлементов.
Зерна проса созревают на своеобразных метелках, напоминающих рис, и употребляются в пищу в основном в виде очищенной крупы – пшена, реже в виде хлопьев. Из пшена варят каши, добавляют в суп; в комбинации с другими крупами используют в приготовлении хлеба.
Полезно знать: пшено не содержит глютена и поэтому подходит для безглютеновой диеты.
ПОЛБА И ЗЕЛЕНЫЙ СЕРДЕЧНИК
Полба – это проверенная тысячелетиями «древняя пшеница» – пшеница-спельта, которую сейчас снова выращивают и ценят за ряд исключительных свойств.
Полба вынослива, морозоустойчива и менее требовательна, чем пшеница, поэтому она вызревает даже горных районах. Благодаря высокому содержанию клейковины это богатое питательными веществами зерно идеально подходит для выпечки хлеба. Зеленый сердечник – это собранная в незрелом виде полба. Полба и зеленый сердечник используются в виде зерна, шрота, крупы и муки. Граненое зерно полбы можно использовать как рис. Из жареных зерен спельты получается спельтовый кофе.
КУКУРУЗА
Кукуруза родом из Мексики. Наряду с рисом и пшеницей, она относится к основным зерновым культурам мира. Этот злак, растущий в виде толстых початков, содержит около 5% ценных растительных жиров, а также углеводы, минеральные вещества и белок; однако он несколько отстает от остальных видов злаков по этим параметрам.
Так как растительные жиры содержатся преимущественно в ростках, то вместе с жирорастворимым витамином Е они отсутствуют в большинстве продуктов из кукурузы. Однако из ростков кукурузы получается ценное масло, богатое ненасыщенными жирными кислотами. Ростки кукурузы также используют в производстве цельнозерновой кукурузной муки, которую необходимо употребить в течение 3-4 месяцев с момента производства, иначе содержащиеся в ней растительные жиры прогоркнут и мука приобретет горький вкус.
Кукуруза является не только самым крупным среди всех видов злаков, но и самым универсальным. Она используется в производстве кормов для животных, сырья для американского виски, масла для салатов, крахмала, применяемого в супах, соусах, десертах; для получения декстрозы, сахарного сиропа, жареных кукурузных початков. Очень популярна свежая кукуруза в виде отваренных початков.
Кукурузная крупа используется в приготовлении поленты — густой итальянской кукурузной каши, которую нарезают ножом. Такая каша является аналогом мамалыги. Кукурузная мука применяется в качестве ингредиента для клецок, пельменей, пирогов и хлеба. И, конечно, не стоит забывать о кукурузных хлопьях, вызвавших целый бум готовых завтраков из хлопьев и молока.
Кукурузную крупу получают дроблением, как и обычную кукурузную муку. Кукурузный крахмал отфильтровывают из простерилизованного и вымоченного до набухания зерна.
Кукуруза является, как и картофель, богатым источником крахмала — до 85 % крахмала. Этот ингредиент может быть использован для загущения супов и соусов, придания пышной и тонкой дышащей фактуры выпечке.
Строение зерна злаковых
Строение зерна одинаково для вcех злаковых культур. Зерно состоит из мучнистого тела, ростка и оболочек. Богатое крахмалом и белком мучнистое тело и росток, расположенный на тупом конце зерна, обволакивает внешняя оболочка из нескольких слоев.
Оболочка состоит из не поддающейся перевариванию клетчатки или отрубей, в простонародье называемых также пищевыми волокнами, в том числе и потому, что они заполняют желудок и кишечник и, тем самым, стимулируют пищеварение. В этих слоях хранятся минеральные вещества. Между мучнистым ядром и оболочкой расположен так называемый протеиновый слой, содержащий преимущественно белок и растительные жиры. Мучнистое ядро – это кладовая питательных веществ для ростка. Поскольку росток должен беспокоиться о продолжении рода, то он от природы в достатке снабжен питательными веществами и активными ингредиентами, такими как белки, жиры, минеральные вещества, а также витамины B и E. Росток содержит жиры, которые быстро становятся прогорклыми. По этой причине ценный росток перед производством продуктов питания в основном удаляется, и сохраняется только в цельнозерновой муке.
Старые возрожденные виды зерновых культур
КАМУТ
Камут – это древний вид пшеницы, который выращивали в Древнем Египте. История его повторного открытия похожа на настоящий роман: в 1948 году один американский пилот взял горсть древних злаков из каменного ящика, находившегося в гробнице при Дашере в Египте, и отдал 36 зерен другу, который отправил их своему отцу, фермеру Бобу Куинну, проживавшему в штате Монтана. Тот, в свою очередь, посеял гигантские зерна и возделывал этот вид пшеницы около десяти лет.
В 1990 году Министерство сельского хозяйства США признало «камут» (египетское название пшеницы) официальным названием этого сорта. С тех пор чрезвычайно богатый питательными веществами злак, который содержит на 20-40% больше белка и аминокислот, витаминов и минеральных веществ, чем пшеница, а также микроэлемент селен, ценится во всем мире. Камут хорошо переносится даже людьми с аллергией на пшеницу. Поскольку камут, как и полба, плохо реагирует на искусственные удобрения и пестициды, эта злаковая культура не представляет особого интереса для повсеместного выращивания обычным способом. Поэтому камут в настоящее время – продукт контролируемого органического земледелия.
ПШЕНИЦА-ДВУЗЕРНЯНКА и ОДНОЗЕРНЯНКА
В контролируемом органическом выращивании в последние годы все большую роль играют пшеница-двузернянка, или эммер, и однозернянка. Эти две зерновые культуры исторически принадлежат к старейшим культивируемым человеком видам пшеницы. Они вытеснялись с полей мягкими сортами пшеницы, начиная с 19 века, из-за интенсификации сельского хозяйства и перехода вкусовых предпочтений с каши и лепешек в направлении белого хлеба и кондитерских изделий. Тем не менее, около 3000 г. до н. э. они считались основными зерновыми культурами Центральной Европы.
Эммер, как родственник твердой пшеницы, имеет очень твердое зерно, мука из которого отличается зернистой структурой. Благодаря этому он отлично подходит для производства лапши без яиц. Песочное тесто из него также получается более эластичным, как и тесто для вареников и вафель. Дрожжевой хлеб и хлеб на закваске из эммера особенно долго остается свежим.
Однозернянка обращает на себя внимание своей желтой окраской, которая свидетельствует о высоком содержании каротина. Однозернянка идеально подходит для хлопьев и гарнира из круп. Из желтой, мягкой муки можно выпекать торты, печенье и блинчики. Поскольку мука из однозернянки содержит мало клейковины, выпечка хлеба несколько затрудняется, а вот результат получается необычайно вкусным и сытным. Два этих вида пшеницы дали хорошие результаты в опытах на пищевую переносимость. Однако точных медицинских данных по поводу того, пригодны ли они для больных целиакией (непереносимостью глютена), пока нет.
ПОЛЕНТА
Крупа полента грубого или тонкого помола все чаще появляется в продаже. Она играет важную роль в итальянской кухне, но и в немецкой гастрономии она нашла свое место в блюдах для гурманов. Полента на вкус одновременно солоноватая и сладкая и может сочетаться с самыми разными ингредиентами. Процесс приготовления прост: кукурузную крупу, медленно помешивая, запускают в кипящий овощной бульон и оставляют томиться на слабом огне около 30 минут. Как только полента начинает отставать от стенок посуды, это значит, что пора перекладывать ее на влажную доску. После полного остывания ее разрезают ножом на дольки, которые затем обжаривают на сковороде или на гриле. Для особо торопливых выпускается даже полуфабрикат поленты.
БУЛГУР
Булгур – это предварительно сваренная, подсушенная и очищенная пшеница, подвергаемая крупному или мелкому дроблению. Пшеницу замачивают, а затем до трех часов варят в небольшом количестве кипяченой воды; сушат на воздухе и грубо измельчают. Светлые сорта частично отбеливают в растворе едкого натра, сырье контролируемого органического земледелия – нет. Булгур прекрасно подходит для добавления в суп, а также употребляется в пищу как гарнир к рыбе, мясу, овощам и даже как сладкое блюдо. Пшеничное блюдо булгур относится испокон веков к основным продуктам питания на Ближнем и Среднем Востоке.
КУСКУС
Кускус – национальное блюдо народов Северной Африки. Приготовление кускуса по старинному рецепту на основе крупы из твердой пшеницы – довольно трудоемкое занятие: крупа смачивается соленой водой и около 40 минут томится на медленном огне в специальной кастрюле-пароварке «кускусьере» или в предварительно выложенном кухонным полотенцем картофелезапарнике, затем вынимается, смешивается с маслом и водой и томится еще 20 минут на пару.
В настоящее время кукус чаще готовят из манки. Крупа сбрызгивается соленой водой; из полученной массы формируются крупинки, которые потом обсыпаются сухой манкой или мукой, после чего просеиваются.
Кускус может сочетаться с овощами, пряными приправами, а также сладкими ингредиентами, такими как финики, инжир или изюм.
Питательная ценность одного пшеничного зерна
Пшеничное зерно содержит в среднем 13% белка, 1,9% жиров, столько же клетчатки, 1,8% минеральных веществ, железа и витаминов. Наибольшая доля отводится углеводам, которых в зерне 68%. Все остальные зерновые культуры похожи по составу, но имеют разное содержание жиров, белка и сырой клетчатки. Наибольшее количество ценных веществ содержится в овсе, в зернах которого сосредоточено также самое высокое количество растительных жиров.
Ценные псевдо-злаки
АМАРАНТ
Амарант относится к роду растений Лисохвост. Уже инки и ацтеки, а также другие ранние культуры использовали его зерна в качестве основного продукт питания. Однако лишь 500 лет спустя жители Перу открыли для себя амарант, или киуичу.
Растение не требовательно к почве и растет даже на высоте более 4000 метров. Благодаря интенсивной селекции, это растение сейчас процветает в Южной Америке в виде очень урожайных сортов. Амарант употребляется в пищу в виде цельного зерна, муки и хлопьев для мюсли. Он имеет легкий ореховый вкус и может быть использован в приготовлении многих блюд. Для выпечки бедную на глютен муку необходимо смешивать с пшеничной мукой. Зерно варится, как рис, в тройном количестве воды.
Амарант содержит на треть больше белка, чем пшеница, 75% ненасыщенных жирных кислот, витамин B12 и значительное количество витамина С; много калия, магния и фосфора. Во многих странах употребляют в пищу даже молодые, зеленые листья амаранта, приготовленные как овощное растение.
КИНОА
Киноа также является не злаковой культурой, а растением рода Марь. Это растение, называемое коренными жителями Анд «материнским зерном», растет, как и амарант, даже на высоте более 4000 м без удобрений. Сегодня она выращивается в Андах, в Мексике и на склонах Скалистых Гор.
Киноа находит применение как цельное зерно, а также в виде муки и добавок к мюсли. Имеет слегка ореховый вкус и схожие с амарантом полезные вещества в своем составе. Киноа даже считается «пищей для выживания». Поскольку она не содержит глютена, то переносится даже больными целиакией. Киноа варится, как рис, и подается в подсоленном или сладком виде.
ГРЕЧИХА
Гречиха напоминает своими зернами злаковую культуру, но относится к растениям семейства гречишных. Она также способна произрастать даже на скудных землях, ее родиной является южнорусская степь. В Европе гречиха была давно забыта, но теперь она снова выращивается в Голландии и Германии. Треугольные, блестящие коричневые плоды содержат ценный белок. Продукт из гречихи называется гречкой. Гречка употребляется в пищу в виде целого очищенного зерна, муки или хлопьев. Гречку используют в приготовлении хлеба, супов, каш, клецок, отдельных видов колбас, а также блинов и блинчиков. Популярна же она, прежде всего, как гречневая каша.
Александра ЛАПШИНА, специально для Леди-Шеф.Ру
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.
Принимая решение о том, какую сельхозкультуру стоит выращивать, любой аграрий руководствуется двумя основными критериями - фактической возможностью выращивать тот или иной вид растений на своих полях и их рентабельностью. Первый критерий определяется совокупностью различных факторов, начиная с климатических условий и заканчивая технической оснащенностью предприятия. Второй критерий определяется в основном рыночной конъюнктурой. Исходя из этих двух критериев, наиболее предпочтительными для выращивания в России являются зерновые, а также некоторые технические культуры.
Значение зерновых культур в современной России
В основе мирового растениеводства лежит группа зерновых культур, на которые приходится львиная доля производимой продукции в отрасли. В этом смысле Россия отнюдь не является исключением. В нашей стране под пшеницу, рожь , ячмень и другие зерновые ежегодно отводится около половины посевных площадей, что само по себе свидетельствует о важности растений этой группы.
Такая популярность зерновых у российских аграриев объясняется не только подходящими климатическими условиями, позволяющими успешно выращивать их на значительной части территории страны, но и большим экономическим значением этих растений. По подсчетам специалистов, каждый россиянин ежегодно съедает около 120 кг хлеба и макаронных изделий. Также наши сограждане едят много крупяных каш. В весовом исчислении на эти продукты приходится от четверти до трети всех продуктов, потребляемых среднестатистическим россиянином. Таким образом, именно зерновые культуры составляют основу рациона наших соотечественников, ввиду чего внутренний спрос на зерновую продукцию в России стабильно высок.
Также зерновые культуры имеют большое значение для животноводческой отрасли, тесно связанной с растениеводством. Многие корма для скота также содержат большое количество злаков. К примеру, около 70% выращиваемого ячменя и почти весь овес используются для подкормки сельскохозяйственных животных. Без крупномасштабных поставок зерновых культур животноводческие хозяйства не смогли бы добиваться нынешних показателей производительности.
Всё вышесказанное означает, что отведение больших площадей пашни под выращивание зерновых культур - это объективная необходимость. В этой продукции остро нуждается как пищевая промышленность, так и животноводство. Засеяв поле пшеницей, рожью или ячменем, российский аграрий может быть полностью уверен, что сможет легко реализовать выращенный урожай.
Обзор основных зерновых культур в России
Российские аграрии специализируются на выращивании следующих зерновых культур:
Вне всяких сомнений, важнейшим сельскохозяйственным растением в России является пшеница. На полях страны ежегодно выращивается порядка 45-50 млн. тонн пшеничного зерна, переоценить значение которого совершенно невозможно. Во-первых, из него делают муку, которая используется для выпекания хлеба и хлебобулочных изделий - практически сакрального продукта для русского человека. Также мука используется для изготовления макаронных и кондитерских изделий. Даже при производстве водки и пива нередко используется этот злак. Наконец, фуражные сорта пшеницы входят в состав кормовых смесей для скота. По мнению многих аграриев, пшеница - самая выгодная культура в растениеводстве России, так она имеет достаточно высокие показатели рентабельности, относительно непритязательна к погодным условиям и ее просто выращивать.
Второй по масштабам выращивания культурой является ячмень. Большую популярность ему обеспечивают отличные показатели устойчивости к различным погодным условиям. Ячмень настолько вынослив и неприхотлив, что его выращивают практически во всех регионах страны вплоть до зон вечной мерзлоты. Около 30% ячменного зерна, выращенного российскими аграриями, используется в пищевой промышленности. В частности большие объемы этой продукции потребляют предприятия-производители пива, перловой и ячневой крупы. Оставшиеся 70% ячменя идут на корм сельскохозяйственным животным.
Говоря о том, какие бывают хлебные культуры в растениеводстве, не стоит забывать о ржи. Исторически хлебом на Руси называли именно ржаной («черный») хлеб. Сегодня он значительно уступает в популярности «белому» пшеничному, поэтому рожь постепенно теряет свое значение, и посевные площади под ней неуклонно сокращаются. К тому же ржаное зерно дешевле, а потому менее рентабельно. Тем не менее, спрос на рожь остается значительным как в пищевой промышленности, так и в производстве спирта и в животноводстве.
Овес - важная сельхозкультура для тех регионов России, где пшеница чувствует себя не очень хорошо. В основном его выращивают на фураж, но некоторая часть урожая идет на производство круп.
Кукурузу, просо, гречиху, рис и другие зерновые культуры в России также выращивают, но в существенно меньших объемах. Кукуруза и просо используются и как фуражная, и как продовольственная культура. Гречиху и рис используют почти исключительно при производстве круп.
Значение технических культур
Техническими культурами принято именовать те виды сельскохозяйственных растений, которые выращивают ради получения из них технического сырья. Классическим примером такой культуры является лен, из которого получают волокна (сырье для текстильной промышленности) и непищевое растительное масло. Тем не менее, многие культуры, относящиеся к техническим, могут также выращиваться и как продовольственные. Например, картофель - это и основная овощная культура, и источник крахмала. Таким образом, разделение отраслей растениеводства на продовольственные и технические культуры достаточно условно.
Важно отметить, что техническое сырье, получаемое в результате обработки растений, вовсе не обязательно в дальнейшем используется для производства непродовольственных товаров. Гораздо чаще из технических культур получают именно пищевые продукты, которые используются для придания готовой еде определенных вкусовых или иных качеств. Например, получаемый из сахарного тростника и сахарной свеклы сахар является популярнейшим подсластителем, а растительное масло, источником получения которого являются десятки различных растений, используется для жарки еды, заправки салатов и других кулинарных целей.
Как правило, выращивание технических культур представляет собой более сложную производственную задачу, нежели культивирование зерновых. Растения этой группы более требовательны к погодным условиям и характеристикам почвы, из-за чего список культивируемых в России технических растений совсем невелик. Также процесс уборки сопряжен с определенными техническими сложностями, поскольку требуются специальные уборочные машины. Наконец, собранные с полей растения необходимо соответствующим образом переработать. В то время как помол зерна на муку представляет собой предельно простую техническую задачу, переработка свеклы на сахар или льна на волокна потребует гораздо больших усилий и дорогостоящих технологий.
Учитывая, с какими сложностями приходится сталкиваться при выращивании технических культур, очевидно, что единственной причиной для их культивирования является высокая рентабельность. Именно перспектива получения хорошей прибыли толкает сельхозпредприятия на выращивание столь требовательных и привередливых растений.
Обзор основных технических культур в России
Эта группа охватывает достаточно широкий круг растений, которые можно объединить в несколько подгрупп:
- прядильные;
- масличные;
- сахароносы;
- красильные;
- каучуконосы.
На сегодняшний день российское растениеводство сосредоточились в основном на сахароносных, масличных и прядильных непродовольственных культурах. При этом шире всего представлена подгруппа масличных. Первую скрипку здесь играет, конечно же, подсолнечник. Именно на него приходится две трети площадей, отведенных под все технические культуры в России. Подсолнечник выращивают ради растительного масла, которое тотально доминирует в отечественной кулинарии. В значительно меньших масштабах у нас выращивают другие масличные культуры - сою, рапс , горчицу, лен-кудряш - дающие совокупно лишь около 10% растительного масла России.
Главной сахароносной культурой в мире является сахарный тростник, однако в нашей стране нет таких регионов, где бы климат полностью подходил для его возделывания. В то же время значительная часть российской территории пригодна для выращивания сахарной свеклы - мирового сахароноса №2. Сахар не просто сладкая добавка в чай или кофе - это стратегическое сырье для пищевой промышленности. Его используют в производстве не только кондитерских изделий и сладких безалкогольных напитков, но и большинства других готовых к употреблению продуктов питания, начиная с хлебобулочных изделий и заканчивая фруктовыми соками. Некоторое количество сахара используется в химической промышленности.
Прядильные технические культуры в растениеводстве России представлены льном-долгунцом, три четверти мирового урожая которого выращивается именно в нашей стране. Для льна просто идеальны условия Нечерноземья, где летом достаточно прохладно и дождливо. Получаемое изо льна волокно используется для производства льняных тканей, отличающихся большой прочностью и привлекательным внешним видом. Льняная пряжа считается более прочной, чем хлопчато-бумажная и шерстяная. Только шелк может посоперничать с льном в этом вопросе.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Зерновые культуры по морфологическим признакам и биологическим особенностям делятся на две группы.
Хлеба первой группы относятся к семейству Мятликовые (Роасеае) и включают пшеницу, рожь, ячмень, овес и тритикале. Растения этой группы характеризуются следующими признаками: соцветие – колос (у овса – метелка), плод – зерновка с продольной бороздкой, стебель – соломина, обычно полая; корневая система мочковатая, зерно прорастает несколькими корешками. Растения озимые и яровые, менее требовательны к теплу, но нуждаются во влаге, относятся к растениям длинного дня.
Хлеба второй группы также относятся к семейству Мятликовые, это кукуруза , сорго, рис и чумиза. Отличительные особенности растений этой группы: соцветие – метелка (у кукурузы женское соцветие – початок, мужское – метелка), стебель – соломина с выполненной сердцевиной; корневая система мочковатая, зерно прорастает одним корешком; плод – зерновка, бороздка отсутствует. Представлена только яровыми формами, растения более требовательны к теплу и свету, засухоустойчивые (кроме риса), относятся к растениям короткого дня.
Наибольшая площадь посева среди сельскохозяйственных культур занята пшеницей, площадь которой в мировом земледелии составляет 210,6 млн га, из них в России 22,6 млн га. Пшеницу используют прежде всего в пищу. По хлебопекарным качествам муки мягкие пшеницы, имеющие 42 хромосомы в соматических клетках, делят на три группы: сильные, средние и слабые. Содержание белка в зерне сильной пшеницы составляет не менее 14 %, сырой клейковины – 28, стекловидность – не менее 60%. Из такой муки пекут хлеб самого высокого качества.
Средняя по силе пшеница обладает хорошими хлебопекарными свойствами, способна давать хлеб вполне удовлетворительного качества без добавления сильной муки , но она не улучшает муку слабой пшеницы. Зерно содержит 11–13,9% белка и 25–27% клейковины.
Слабая пшеница имеет небольшую хлебопекарную силу. В зерне слабой пшеницы белка содержится менее 11%, а клейковины – менее 25 %. Мука из слабой пшеницы при замесе поглощает относительно мало воды, тесто получается неэластичное. Хлеб, выпеченный из такой муки, характеризуется пониженным объемом, малой пористостью и расплывается по поду. Выпечь хлеб стандартного качества из муки слабой пшеницы без добавления улучшителей не удается. Зерно или муку из слабой пшеницы улучшают, смешивая ее с зерном или мукой, полученной из сильной пшеницы.
Твердая пшеница, имеющая в соматических клетках 28 хромосом, отличается ценными свойствами: стекловидностью, хорошим качеством белка, высоким содержанием глиадина. Она незаменима для производства манной крупы, макарон, а также кондитерских изделий.
Технологические свойства пшеницы в основном зависят от группы так называемых запасных белков. Глиадины и глютенины – белки, образующие клейковину. Именно они обусловливают хлебопекарные свойства мягкой пшеницы и качество макарон. Глютенин обладает свойством эластичности и растяжимости. Глиадин растягивается плохо, а при высыхании становится твердым , хрупким и прозрачным. От соотношения между глиадином и глютенином зависит качество клейковины. Лучшее соотношение для хлебопечения 1: 1. В зерне твердой пшеницы преобладает глиадин, и по этой причине из ее муки производят только макароны. Нормальный хлеб из муки твердой пшеницы испечь трудно, так как из-за преобладания глиадина в запасном белке он плохо поднимается на поду при выпечке.
Более половины мягкой пшеницы, производимой на земном шаре, – это зерно слабых пшениц, нуждающихся в улучшении. Средних пшениц на земном шаре производится в два раза меньше – 25–30 % и еще меньше (10–15 %) сильных пшениц.
В России основным поставщиком сильной пшеницы является Поволжье. Определенное сочетание погодных условий и черноземные почвы – факторы, обусловливающие мировую славу этих пшениц.
Урожайность зерна пшеницы в странах-экспортерах следующая (т/га): США –2,37; Канада – 1,76; Мексика – 5,15; Австралия – 0,85. Наивысшую урожайность получают в Германии (6,9 т/га) и во Франции (7,4 т/га).
Хлебные злаки принято делить на озимые, яровые и двуручки.
Для нормального развития озимых хлебов (озимая рожь, озимая пшеница, озимый ячмень) необходим осенний посев. При весеннем посеве они лишь кустятся и не образуют соломины и колоса. Озимые хлеба для прохождения стадии яровизации требуют пониженной температуры – от 0 до 10 °С в течение 30–65 сут (в зависимости от сорта).
Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур (5–20 °С) в течение 7–20 сут, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.
Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3–15°С. В южных районах страны имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.
Устойчивость пшеницы к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки принято называть зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких температур называется морозоустойчивостью.
Из озимых культур наиболее морозоустойчива рожь, которая выдерживает морозы до –20 °С и более на глубине узла кущения. Менее устойчива в этом отношении озимая пшеница, для которой опасны температуры ниже –16 °С. Озимый ячмень повреждается при морозе –12 °С.
Основная причина гибели или повреждения озимой пшеницы зимой – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах растений замерзает вода и образуются кристаллы льда. Одновременно образующиеся ледяные кристаллы оттягивают воду из клеток, это повышает концентрацию клеточного сока и обезвоживает протоплазму. В результате обезвоживания и механического давления поверхность протоплазмы повреждается, вследствие чего теряет свою водопроницаемость. Обезвоживание протоплазмы до известного предела влечет за собой ее коагуляцию, свертывание коллоидов и смерть клеток.
Принято считать, что при температуре воздуха –30 °С озимая пшеница не вымерзает при глубине снежного покрова 20 см. Для предотвращения гибели озимых от вымерзания проводят следующее мероприятия: подготавливают почву таким образом, чтобы ко времени высева на глубине заделки семян образовалось достаточное количество влаги; соблюдают оптимальную норму высева; добиваются дружных всходов, достаточной густоты стояния, хорошего развития растений до ухода в зиму ; используют морозоустойчивые сорта, проводят снегозадержание.
Под ледяной коркой озимые гибнут от недостатка кислорода и механического давления льда на ткани. Бороться с ледяной коркой довольно трудно. Наиболее эффективное средство борьбы с ней – снегозадержание. Проводимое даже после образования ледяной корки, оно предохраняет посевы от вымерзания. Снег не только утепляет посевы, но во время оттепелей талая вода разрушает корку, она становится более рыхлой и губчатой. Для уничтожения ледяной корки по поверхности рассеивают перегной, торфяную крошку (3–5 т/га) или калийную соль (0,1–0,3 т/га). Когда ледяная корка после дождей и оттепелей становится рыхлой, ее разрушают кольчато-шпоровыми катками. Чтобы не образовывались колеи, эту работу проводят по утренним заморозкам и выполняют осторожно, чтобы не повредить узлы кущения.
Выпревание наблюдается, когда снег выпадает рано на непро- мерзшую почву. Это явление присуще главным образом Нечерноземной зоне, где продолжительное время (4–5 мес) сохраняется мощный снежный покров при температуре почвы около О °С. Растения в данном случае гибнут не от недостатка кислорода , а от истощения. Расходуя накопленные питательные вещества (главным образом углеводы) на дыхание, растения в условиях почти полной темноты (под снегом) не восполняют их запасы путем ассимиляции. Для предотвращения гибели озимых от выпревания посевы осенью укатывают (после выпадения снега на талую землю). Благодаря указанному приему уплотняется снег, ускоряется промерзание почвы, в результате чего в растениях прекращается жизнедеятельность и они не выпревают. Своевременный посев также играет важную роль: слишком ранние и загущенные посевы увеличивают опасность гибели от выпревания.
Вымокание озимой пшеницы наблюдается в районах избыточного увлажнения, а также на пониженных местах рельефа, где застаивается вода. В качестве мер борьбы используют открытый дренаж. Для этого в увлажненной зоне после посева устоаивают разгонные борозды, отводящие лишнюю воду и препятствующие ее застою. В «блюдцах» закладывают скважины до песчаного слоя и спускают излишнюю влагу. Применяют также гребневые посевы и посев устойчивых к вымоканию сортов.
Выпирание происходит при посеве семян в свежевспаханную почву без прикатывания. У растений, высеянных в чрезмерно рыхлую почву, при ее оседании под влиянием собственной массы и осадков узлы кущения оказываются на поверхности. Под действием морозов такие растения гибнут или ослабевают. При обнажении узлов кущения рекомендуется весеннее укатывание озимых посевов кольчатыми катками. В результате узел кущения прижимается к почве, к нему вызывается приток влаги и ускоряется образование новых, вторичных корней.
ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА
Народно-хозяйственное значение , районы возделывания, урожайность, сорта. В зерновом балансе страны на долю озимой пшеницы приходится от 20 до 24 % валового сбора зерна.
Озимая пшеница хорошо использует осеннюю и весеннюю влагу. У нее развивается мощная корневая система, глубоко проникающая в почву, благодаря чему она хорошо усваивает питательные вещества и меньше страдает от засухи, чем яровые культуры. От засухи и суховеев она также предохраняется вследствие раннего созревания. Имея почти одинаковое продовольственное значение с яровой, озимая пшеница весьма ценна в организационно-хозяйственном отношении. Посев осенью и более ранняя (на 7-10 сут) уборка ее по сравнению с яровой пшеницей позволяют полнее использовать труд и средства производства.
В России озимую пшеницу выращивают, начиная с юга Архангельской области и кончая южными районами страны. Наиболее благоприятны для нее южные районы. Самую большую площадь в России эта культура занимает на Северном Кавказе (почти 50 % посевной площади озимой пшеницы). На Северном Кавказе она является основной продовольственной культурой. В последние годы значительно возросли площади озимой пшеницы в Поволжье. Большие площади озимая пшеница занимает также в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.
В лесостепных и степных районах Сибири озимая пшеница практически не возделывается, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке ее не высевают совсем. Главное препятствие для успешного возделывания озимой пшеницы в этих районах – отсутствие зимостойких сортов.
Средняя урожайность озимой пшеницы 2,9 т/га, а возделываемой по интенсивной технологии 5–6 т/га.
Селекционеры России создали большое количество ценных сортов пшеницы, не имеющих себе равных по зимостойкости, засухоустойчивости, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Наибольшее распространение получили сорта Заря , Безенчук ская 380, Мироновская 808, Московская 39, Саратовская 90, Тарасовская 29.
В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. Минимальная температура прорастания семян 1–2 °С.
Оптимальные сроки высева озимой пшеницы приходятся ко времени, когда температура воздуха равна 14–17 °С. Для осеннего развития ее при посеве по черному пару требуется примерно 45– 50 сут, по занятому – 50–55 сут. Растения за этот период (при переходе среднесуточных температур воздуха через 5 °С и достаточном увлажнении) хорошо развиваются и достигают высокой зимостойкости.
Озимая пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8– 10 °С. С понижением температуры до 3–4 °С кущение прекращается. Сроки посева влияют на устойчивость озимой пшеницы к низким температурам. При своевременном посеве до ухода в зиму растения образуют три-четыре стебля. Высокая температура в весенний период и недостаток влаги в почве не благоприятствуют кущению.
Высокая температура (35–40 °С) при большой сухости воздуха во время налива зерна отрицательно влияет на его выполненность: зерно образуется мелким и щуплым. В фазе созревания пшеницы наиболее благоприятна температура воздуха 22–25 °С.
Общая сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850–2200 °С. Продолжительность вегетационного периода колеблется (включая зиму) от 275 до 350 дней.
Для набухания и начала прорастания семян пшеницы требуется 45–60 % влаги к массе воздушно-сухого зерна. В первый период развития озимой пшеницы, когда корневая система только начинает формироваться, важное значение имеет увлажнение верхнего слоя почвы. Дружные всходы появляются при наличии более 10 мм влаги в 10-сантиметровом слое почвы.
Наибольшее количество влаги озимая пшеница потребляет в период от выхода в трубку до цветения. После цветения и до конца молочной спелости формируется зерно. Недостаток влаги после цветения может привести к череззернице и пустоколосости. При недостатке влаги в конце молочной и начале восковой спелости снижается масса 1000 зерен.
С наступлением восковой спелости стебли желтеют, большинство листьев желтеет и отмирает, поэтому потребность растений во влаге уменьшается, а в конце восковой спелости пшеница вообще не нуждается в воде.
Оптимальная влажность почвы для озимой пшеницы в зоне распространения основной массы корней (до 60 см) не менее 70– 75 % (особенно в фазе колошения), а при отсутствии атмосферной засухи 65 % ППВ.
Озимая пшеница предъявляет высокие требования к почве. Она должна быть высокоплодородной, структурной, содержать достаточное количество элементов питания, обладать нейтральной или слабокислой (рН 6,0–7,5) реакцией почвенного раствора. Лучше всего озимую пшеницу возделывать на черноземах, но она с успехом произрастает и на слабоподзолистых суглинистых почвах Нечерноземной зоны при достаточном внесении органических и минеральных удобрений. Кислые и легкие песчаные почвы для озимой пшеницы малопригодны.
Место в севообороте. Озимая пшеница более требовательна к предшественникам , чем другие озимые культуры. Она может давать высокие урожаи, если до ухода в зиму у нее хорошо разовьются корневая система и вегетативная масса. Такие условия создают паровой обработкой почвы и применением удобрений. Лучшие предшественники для озимой пшеницы – чистые и занятые пары, зерновые бобовые культуры, пласт многолетних трав и др. Однако в отдельных зонах возделывания пшеницы предпочтение нужно отдавать конкретным предшественникам.
Удобрения. У озимой пшеницы отмечаются два периода усиленного потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а во второй – к заметному ухудшению качества зерна, меньшему накоплению белков.
Наибольшая потребность в фосфоре отмечается со времени появления всходов до цветения. Фосфорные удобрения наиболее энергично используются в течение четырех-пяти недель роста (фаза кущения). Фосфор активизирует рост корневой системы и ускоряет созревание хлебов.
Калий поступает из почвы с первых дней роста растений до цветения. Однако большее его потребление наблюдается в фазы выхода озимой пшеницы в трубку и колошения. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной.
Обработка почвы. Система обработки почвы под озимую пшеницу зависит от предшественника, засоренности полей, района возделывания.
Обработку черного пара начинают осенью с лущения почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование) и последующими рыхлениями запаздывать нельзя. Они необходимы для сохранения влаги и провоцирования прорастания сорняков.
Сущность весенне-летней послойной обработки черного пара отвальными орудиями состоит в том, чтобы каждая прослойка почвы в этот период некоторое время находилась в верхней части пахотного слоя. Для этого глубину каждой последующей обработки увеличивают на несколько сантиметров (3–5 см). Таких обработок проводят от 3 до 5, постепенно увеличивая ее глубину до 10–12 см. Вывернутые на поверхность семена сорных растений прорастают , всходы их уничтожают, а последующей более глубокой обработкой захватывают все новые порции семян сорных растений. Таким образом пахотный слой очищают от тех сорняков, семена которых способны прорасти. Послойную обработку пара применяют только в районах достаточного увлажнения.
Если весной в пар вносят навоз, то первую обработку совмещают с его запашкой плугами без предплужников на глубину 18–20 см.
В районах достаточного увлажнения, особенно на подзолистых почвах, подверженных заплыванию, кроме того, за три-четыре недели до сева проводят перепашку – двоение пара. Опаздывать с этим нельзя, потому что сорняки, вывернутые при перепашке, не успевают прорасти до посева озимых и не будут уничтожены предпосевной культивацией. После двоения пара до посева почва должна осесть.
В засушливых и полузасушливых районах в отличие от районов достаточного увлажнения весенне-летние обработки имеют обратную последовательность: от более глубокой к менее глубокой и заканчиваются на глубине заделки семян. Во влажные годы обработку чистого пара проводят чаще и глубже. В засушливые годы , когда влаги в почве мало, а сорняки появляются медленнее, число и глубину весенне-летних обработок уменьшают и почву прикатывают.
Уход за посевами. При посеве озимой пшеницы в рыхлую почву по занятым парам и непаровым предшественникам, особенно в засушливые годы, поле обязательно прикатывают кольчатыми катками с одновременным боронованием легкими боронами. Прикатывание способствует перемещению влаги в верхние слои почвы, что содействует быстрому и дружному появлению всходов и хорошему осеннему кущению, а также устраняет возможность оседания почвы, в результате улучшаются условия перезимовки.
Уборка урожая. Серьезный фактор увеличения валовых сборов зерна озимой пшеницы – борьба с потерями при уборке. Сократить ее сроки и довести потери зерна до минимума можно правильным применением раздельного способа уборки и разумным сочетанием его с прямым комбайнированием.
ОЗИМАЯ РОЖЬ
Народно-хозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта. Озимая рожь – одна из важнейших продовольственных культур нашей страны. Из ржаной муки выпекают разнообразные сорта хлеба , обладающие высокими вкусовыми качествами (минский, бородинский, заварной, украинский, рижский и др.) и содержащие полноценные белки и витамины В 1 , В 2 , В 6 , РР, Е. По калорийности ржаной хлеб значительно превосходит пшеничный, хотя и уступает ему по переваримости и усвояемости. Многим людям, особенно страдающим полнотой, лучше питаться ржаным хлебом, чем белым. Институт питания АМН РФ рекомендует включать в рацион питания большинства групп населения страны от общей нормы суточного потребления хлеба 16–18 % ржаного.
Ржаное зерно используют на кормовые цели. Из растений приготовляют сенную муку, силос, сенаж, зеленый корм, сено. Зерно ржи имеет и техническое значение. Его применяют в винокуренной и крахмалопаточной промышленности. Ржаную солому широко применяют в быту для поделки матов , корзин, шляп, ее также используют как ценный подстилочный материал в животноводстве. Из ржаной соломы делают бумагу, получают целлюлозу, лигнин и другие материалы.
Химический состав зерна ржи изменяется в зависимости от почвенных и климатических условий, уровня агротехники и сортовых особенностей. Во влажные годы количество белка резко снижается (до 7–8%), а в засушливые – повышается до 15–16%. Наибольшее содержание белка отмечается в южных и восточных районах страны, а самое низкое – в северных и западных.
В мировом земледелии рожь занимает 9,5 млн га, что составляет всего лишь 4,6% площади, которую занимает пшеница. Из европейских стран значительные площади ржи имеются в Польше – 1,58 млн га и Германии – 728 тыс. га. В странах – экспортерах зерна посевы ржи незначительны.
В Западной Европе рожь некогда была главным хлебом для населения большинства стран региона. Ныне ее посевы сузились. В результате длительной конкуренции она сохранила свои позиции лишь в условиях, не вполне благоприятных для пшеницы: на бедных, особенно на песчаных, землях в зонах прохладного климата, то есть в северных или предгорных районах. Единственный пищевой продукт массового потребления – ржаной хлеб быстро вытесняется из рациона питания западноевропейского населения. В настоящее время в западных странах на продовольствие используется меньше ржи, чем на корм. Но эта тенденция ее превращения из продовольственной культуры в кормовую рассматривается как результат воздействия на зерновую отрасль со стороны правительств, поддерживающих производство этой культуры путем чрезвычайно высоких цен с таким расчетом , чтобы фермеры не разорялись и не покидали эти земли, пригодные для возделывания из зерновых культур только озимой ржи.
В нашей стране с ее суровыми климатическими условиями культура ржи играла и будет играть существенную роль в экономике, а, следовательно, и в питании населения. В России сосредоточены самые большие площади посевов ржи в мире – 3,5 млн га.
Основные посевы сосредоточены в Средневолжском, Центральном, Волго-Вятском районах, а также в Центральном Черноземье и Западной Сибири.
Средняя урожайность ржи в мире 2,22 т/га, в России 1,83 т/га; самая высокая – в Германии (5,0 т/га).
Наиболее распространенный сорт ржи – Чулпан, обладающий короткой соломиной и устойчивостью к полеганию. На значительных площадях высевают также сорта Вятка 2, Восход 2, Саратовская 6, Пурга, Таловская 33 и Татарская 1.
Требования к факторам внешней среды. Зерна ржи при наличии влаги в почве могут прорастать при температуре 1–2 °С, а всходы появляются при 4–5 °С.
Общая кустистость озимой ржи к концу осенней вегетации составляет в среднем 4–5 побегов, что несколько выше, чем у озимой пшеницы. Особенно хорошо она кустится при среднесуточной температуре воздуха в сентябре 12 °С.
Осенью озимая рожь нормально развивается за 50–55 сут (в зависимости от зоны) при сумме среднесуточных температур 450– 550 °С. Весной она кустится сильнее в тех случаях, когда осеннее кущение было сравнительно слабым. Сильное кущение растений и быстрый рост их подавляют сорную растительность в посевах. Поэтому рожь имеет большое значение в севообороте как соро-очищающая культура.
Среди озимых хлебов озимая рожь – самая морозоустойчивая культура. В бесснежные зимы она переносит морозы до -20 °С и более на глубине залегания узла кущения. Под снежным покровом толщиной 20–30 см рожь выдерживает температуру воздуха –50...
При дефиците влаги осенью рожь уходит в зиму недостаточно раскустившейся, в результате изреживаются посевы и снижается урожай.
Озимая рожь относится к числу сравнительно засухоустойчивых растений, что объясняется хорошим развитием ее корневой системы. Это позволяет озимой ржи переносить весеннюю засуху , используя влагу из глубоких слоев почвы. Наибольший расход влаги отмечается в период быстрого роста от выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период вызывает образование мелких и малопродуктивных колосьев.
Озимая рожь менее требовательна к почве, чем другие зерновые культуры. Она широко распространена на подзолистых почвах Нечерноземной зоны и на легких суглинистых. Корневая система ржи (в сравнении с другими зерновыми) лучше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. Например, озимая рожь лучше, чем пшеница, использует фосфорную кислоту, особенно из труднорастворимых соединений фосфора.
Озимую рожь широко возделывают на подзолистых, легких супесчаных и легких суглинистых почвах, а также на почвах с повышенной кислотностью (рН 5,3). Легкие супесчаные почвы часто называют «ржаными», так как рожь удается хорошо (Брянская область). Однако лучшими почвами для ржи считаются черноземы. Таким образом, озимую рожь можно успешно возделывать как на подзолистых почвах севера, так и на южных черноземах.
Интенсивная технология возделывания. Место в севообороте. Озимая рожь менее требовательна к предшественникам, чем озимая пшеница. В центральных и западных районах Нечерноземной зоны России хорошей парозанимающей культурой служат люпин , бобово-овсяные смеси (вика, горох в смеси с овсом). Ценность их как предшественника озимых заключается в раннем сроке уборки, так как их поукосная спелость наступает через 65–75 сут после посева.
В пригородных хозяйствах очень выгодно применять пар, занятый ранним картофелем. Чтобы создать хорошие условия для развития озимой ржи, картофель необходимо убирать не позднее чем за две недели до ее высева (в конце июля – начале августа). В качестве парового предшественника в Нечерноземной зоне иногда используют лен.
В северо -восточных районах, Предуралье (Республика Марий Эл и Удмуртская Республика, Кировская и Пермская области), западных районах Свердловской области озимая рожь дает высокие урожаи только по чистым, хорошо удобренным парам. Значение чистого пара объясняется низким плодородием, слабой окульту- ренностью подзолистых и дерново-подзолистых почв и более коротким, чем в других зонах, вегетационным периодом.
На большей части Центрально-Черноземной зоны увлажнение неустойчивое и недостаточное, особенно во второй половине лета, поэтому и здесь важную роль играют чистые пары. Хорошие предшественники в данной зоне – бобово-овсяные смеси , кукуруза на зеленый корм и ранний силос, а также ранние зерновые бобовые (горох). Горох убирают за 1,5 мес до посева озимой ржи, что дает возможность подготовить почву и в оптимальные сроки посеять озимую рожь.
В лесостепной зоне Поволжья (Башкортостан, Ульяновская, Пензенская области и лесостепные районы Самарской области) лучшие предшественники озимой ржи – чистый пар и клевер. Хорошие парозанимающие культуры – горох, викоовсяная смесь, чина на сено.
В степных районах Поволжья (Саратовская, Волгоградская области), Западной и Восточной Сибири озимую рожь размещают в основном по чистым парам.
Рожь сама для себя является хорошим предшественником, так как дает полноценный урожай зерна на одном и том же месте два года подряд. Возможность повторного посева ржи основана главным образом на том, что она мало подвергается заболеванию корневой гнилью. Однако при длительном возделывании на одном и том же поле урожай озимой ржи заметно снижается, особенно в Нечерноземной зоне.
Удобрения. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества соломы рожь потребляет в среднем 31 кг азота, 13,7 кг фосфора и 26 кг калия. Максимум среднесуточного поступления фосфора и калия приходится на период выхода в трубку – колошения. Максимальное поступление азота наблюдается несколько позднее, но к началу цветения оно резко снижается.
Обработка почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование и последующее рыхление) запаздывать нельзя. Такая обработка необходима для сохранения влаги в почве и провоцирования прорастания сорняков.
Наиболее эффективна послойная обработка пара, которую проводят , как и для озимой пшеницы, с учетом засоренности, степени уплотнения почвы и складывающихся погодных условий. На почвах более тяжелого гранулометрического состава, подверженных оседанию и заплыванию, не позднее чем за 20–25 сут до посева озимой ржи целесообразна перепашка (двоение пара) плугом без предплужника.
Похожие статьи
