Зерновые культуры строение и развитие. Основы агрономии
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
К зерновым культурам (семейство Мятликовые - Poaseae) относятся:
- пшеница мягкая
- пшеница твердая
- ячмень
- тритикале (гибрид ржи и пшеницы)
- кукуруза
- просо
- сорго веничное
- сорго зерновое
- сорго сахарное
К этой же группе обычно относят и гречиху из семейства Гречишные. Просо, рис и гречиху по основному виду их использования называют крупяными культурами.
Наибольшую площадь возделываемых земель в нашей стране занимает пшеница, на значительных площадях возделывают также ячмень, овес, рожь. Широкое распространение хлебных злаков объясняется тем, что они служат источником получения необходимых продуктов питания, таких, как хлеб и разнообразные крупы. В зерне хлебных злаков основные питательные вещества (белок, углеводы и другие органические соединения) находятся в наиболее благоприятном соотношении.
Белка больше всего содержит зерно пшеницы (до 20-21 %), жира - зерно кукурузы, проса и овса.
Зерновые хлеба играют огромную роль в производстве разнообразных кормов для животноводства: концентрированных (зерно кукурузы, ячменя, овса), грубых кормов (мякина, полова, солома) и др.
Большую ценность имеют зерновые культуры, как сырье для производства крахмала, патоки, декстрина, спирта и других продуктов.
В России путем селекции получена новая зернокормовая культура - тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Зерно тритикале достаточно высокого качества, используется для фуражных и продовольственных целей. Зеленая масса этой культуры - ценный корм для животноводства.
От пшеницы и ржи эту культуру выгодно отличает высокая устойчивость к неблагоприятным экологическим факторам.
Зерно отличается очень высокой питательностью и калорийностью, хорошо хранится, удобно для перевозок и переработки. Эти качества зерна были известны человеку в глубокой древности, и потому зерновые культуры стали основой развития растениеводства. Пшеница известна с 7-го тысячелетия до н.э., рис - с 3-го тысячелетия до н.э.
Одно из древнейших растений - кукуруза, которую местное население Америки выращивало с незапамятных времен.
В наше время более половины всей пашни земного шара, свыше 750 млн. га, занято посевами зерновых культур. Их выращивают на всех континентах. В Российской Федерации зерновыми культурами засевают более 125 млн. га. Отрасль сельского хозяйства России, занимающаяся возделыванием зерновых культур для получения зерна, называется зерновым хозяйством.
Строение растений зерновых культур
Несмотря на разнообразие видов, зерновые злаки обладают многими общими ботаническими признаками.
Корневая система зерновых
У всех зерновых злаков корневая система мочковатая, распространяющаяся главным образом в пахотном слое почвы (более половины всех корней сосредоточена на глубине до 20 см). Отдельные корни могут проникать на глубину до 100 см и даже более. Масса корней составляет 20 - 25 % от всей массы растений. У гречихи корневая система стержневая, она проникает на большую глубину, но разветвляется в основном также в поверхностном слое почвы. По происхождению корни злаков разделяют на первичные (или зародышевые) и вторичные (или узловые). Вторичные корни возникают из подземных стеблевых узлов. У высокостебельных зерновых культур (кукуруза, сорго) образуются также опорные (воздушные) корни из надземных стеблевых узлов.Стебель и листья зерновых культур
Стебель хлебных злаков - соломина, полая или заполненная сердцевиной, разделенная узлами с поперечными перегородками на 5 - 6 междоузлий. Высота стебля - от 50 до 200 см, а у кукурузы и сорго больше.
Стебель злаков способен куститься, т. е. образовывать боковые побеги, возникающие главным образом из сближенных подземных стеблевых узлов или узла кущения.
Селекционеры стремятся выводить сорта зерновых (карликовые и полукарликовые) с прочной и короткой соломиной, чтобы предотвратить полегание растений.
У гречихи стебель обычно ветвистый, высотой от 30 до 150 см, красноватого цвета.
Лист у зерновых злаков линейный, а у гречихи стреловидный.
Листья образуются на каждом стеблевом узле. Каждый лист состоит из листового влагалища, которое плотно охватывает стебель и защищает молодые растущие части, придавая им большую прочность, и листовой пластинки.
У основания листового влагалища, в месте его крепления к стеблю, образуется утолщение - листовой узел. Он не только прикрепляет лист к стеблю, но и препятствует полеганию хлебов. Разрастаясь с нижней затененной части, листовой узел давлением на стебель способствует сохранению им вертикального положения.
Цветок зерновых растений
Цветок зерновых культур имеет две цветковые чешуи: наружную (нижнюю) и внутреннюю (верхнюю). У остистых форм наружная цветковая чешуя несет ость.
Между цветковыми чешуями находятся главные части цветка: пестик с двумя перистыми рыльцами, а также три тычинки (у риса - шесть). Цветки у всех зерновых (кроме кукурузы) обоеполые. У большей части хлебных злаков они собраны в соцветие сложный колос (пшеница, рожь, ячмень, тритикале) или метелку (овес, сорго, просо). У кукурузы два соцветия - мужские цветки собраны в метелку, женские - в початок, образующийся в пазухе листа.
Рожь, кукуруза, сорго, гречиха - растения перекрестноопыляющиеся. Пыльцу переносит ветер, а гречиха опыляется в основном насекомыми (чаще пчелами). Остальные зерновые культуры самоопыляющиеся.
Плод зерновых культур
Плод у зерновых культур, обычно называемый зерном, представляет собой зерновку, в которой семя срастается с околоплодником.
Плод гречихи - трехгранный орешек. В сельскохозяйственном производстве его тоже называют зерном.
Зерновка хлебных злаков состоит из плодовой и семенной оболочек, эндосперма и зародыша, где легко можно различить почечку с зачатком листьев и стебля и первичные зародышевые корешки. С эндоспермом, в котором сосредоточены все питательные вещества, необходимые для прорастания и появления всходов, зародыш соединен щитком (семядолей). При прорастании через всасывающие клетки щитка к трогающемуся в рост зародышу поступают питательные вещества эндосперма.
Самый поверхностный слой эндосперма состоит из клеток, богатых белком, - это так называемый алейроновый слой. Под ним располагаются клетки, наполненные главным образом крахмалом.
Жиры сосредоточены в основном зародыше. У некоторых культур, например у кукурузы, содержание жира в зародыше может достигать 40 %, поэтому их используют для получения растительного масла. У пленчатых зерновых культур (просо, рис) и у ячменя зерновка покрыта цветковыми чешуями, а у сорго, кроме того, и колосковыми чешуями.
Химический состав зерна зависит от вида и сорта растения, почвенно-климатических условий, агротехники. Например, в условиях сухого жаркого климата в зерне пшеницы повышенное содержание белка (до 18%), а в зоне с умеренным климатом и при обилии осадков - пониженное. Содержание белка в зерне составляет от 10 до 18% (иногда выше).
Больше всего белка у пшеницы, особенно сильных и твердых сортов, меньше - у ржи, гречихи и риса. Углеводов в зерне накапливается в среднем от 60 до 80%. Это в основном крахмал. Больше всего углеводов содержат рис, рожь, кукуруза и гречиха. Содержание жиров различно. Например, в зерне овса без пленок жиров до 7%, кукурузы - 4%, а риса без пленок - только 0,4%. Неодинаково и количество зольных веществ: в зерне риса - 0,8%, а проса - 2,7%.
Нормальное содержание воды в зрелом зерне колеблется в пределах 12 - 16%.
Фазы роста и развития зерновых культур
Рост и развитие зерновых происходят по фазам, среди которых можно выделить следующие:
Всходы - первые зеленые листья появляются на 7 - 10-й день после посева семян.
Кущение - еще через 10 - 20 дней у растений появляются первые боковые побеги и вторичные узловые корни.
Выход в трубку - через 12 - 18 дней после кущения начинается рост нижних междоузлий, растет стебель.
Колошение (выметывание метелки) - на верхушке стеблей появляются соцветия.
Цветение . Как уже указывалось выше, по характеру цветения различают самоопыляющиеся зерновые культуры (пшеница, рис, просо, овес и т. п.) и перекрестноопыляющиеся (рожь, кукуруза, сорго).
Созревание
- завершающая фаза. Для определения созревания или спелости зерна выделяют три фазы: молочную, восковую и полную спелость. В фазе молочной спелости зерно мягкое, имеет зеленую окраску и содержит до 50% воды.
Зерно восковой спелости подсыхает, становится желтым, а содержимое его - пластичным, как воск. В этот период его можно убирать раздельным способом.
При полной спелости зерно затвердевает, оно легко высыпается из цветочных чешуек. В этой фазе спелости зерна урожай убирают только прямым комбайнированием.
Озимые и яровые зерновые культуры
Хлебные злаки делят на яровые и озимые.
Озимые хлеба (озимую пшеницу, озимую рожь и озимый ячмень) сеют в конце лета или в начале осени до наступления устойчивых заморозков. Урожай собирают на следующий год. В начале роста и развития им необходимы пониженные температуры (от 0 до 10°).
Яровые растения
проходят начальные фазы развития при повышенных температурах (от 10 - 12 до 20°), поэтому их высевают весной и в том же году получают урожай зерна.
Озимые хлеба по сравнению с яровыми более продуктивны, так как они лучше используют осенние и зимне-весенние запасы влаги и элементы питания. Кроме того, они более стойки против сорняков, поскольку весной вегетируют раньше.
Осенью они образуют хорошо развитую корневую систему и листовую поверхность. Однако озимые страдают от неблагоприятных условий зимовки: сильных морозов, смены оттепелей и заморозков, ледяной корки, обилия снега и талых вод.
В районах, где бывают суровые малоснежные зимы, частые осенние засухи, например в Заволжье, на Южном Урале, в Сибири, Северном Казахстане, озимые почти не возделывают.
Возделывание зерновых культур на территории России
Размещение зерновых культур связано прежде всего с их биологическими особенностями и почвенно-климатическими условиями.
В европейской части России широко распространены озимые культуры, причем в северных районах с более суровыми зимами возделывают преимущественно озимую рожь - наиболее зимостойкую культуру; в центральных, западных и южных - озимую пшеницу и в самых южных, кроме того, - озимый ячмень.
Основные районированные сорта озимой ржи - Вятка 2, Омка, Саратовская крупнозерная, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Восход 2, Чулпан (короткостебельный).
Основные сорта озимой пшеницы - Безостая 1, Мироновская 808, Ильичевка, Одесская 51, Полесская 70, Краснодарская 39, Прибой, Зерноградка, Ростовчанка
.
Яровая пшеница - основная зерновая культура степных засушливых районов Поволжья, Урала, Сибири, Казахстана.
Основные сорта яровой пшеницы - Харьковская 46, Саратовская 29, Саратовская 42, Новосибирская 67, Московская 21
.
Яровые ячмень и овес выращивают почти повсеместно. Районированы сорта Винер, Московский 121, Нутанс 187, Донецкий 4, Донецкий 6, Луч, Альза, Надя
.
Основные сорта овса - Льговский 1026, Золотой дождь, Победа, Орел, Геркулес
.
Кукуруза и сорго - теплолюбивые культуры, и их распространение ограничено южными районами и средней полосой страны. Основные сорта и гибриды кукурузы - Чишминская, Воронежская 76, Буковинский ЗТВ, Днепровский 56ТВ, Днепровский 247МВ, ВИР 25, ВИР 24М, ВИР 156ТВ, Краснодарская 1/49, Одесская 10 .
Сорго как солеустойчивая и засухоустойчивая культура имеет преимущества на засоленных почвах и при недостатке влаги.
Районированы сорта сорго Украинское 107, Красный янтарь
.
Просо отличается повышенной потребностью в тепле и засухоустойчивостью, поэтому его возделывают в районах с теплым климатом.
Выращивают сорта Саратовское 853, Весело-подолянское 38, Мироновское 51
.
Рис требует много тепла и влаги. Рисовые поля - чеки - сплошь затопляют водой. В нашей стране рис выращивают в основном на Северном Кавказе, юге Украины, в Поволжье, Средней Азии, Приморском крае, на юге Казахстана.
Районированы сорта риса Дубовский 129, Кубань 3, Краснодарский 424, Узрос 59
.
Гречиха - культура теплолюбивая и влаголюбивая. У этого растения сравнительно короткий вегетационный период, и поэтому ее возделывают главным образом в зоне умеренного климата, а также как повторную культуру на юге при орошении.
Основные сорта гречихи - Богатырь, Казанский местный, Калининская, Юбилейная 2
.
Особенности агротехники зерновых культур
Агротехника зерновых культур различна, но имеет и много общего. При размещении в севообороте, прежде всего их разграничивают на озимые и яровые, пропашные и сплошного (рядового) посева, ранние и поздние. Озимые размещают после раноубираемых культур, особенно бобовых, по чистым и занятым парам. Они лучше, чем яровые, переносят повторные посевы, меньше страдают от сорняков.
Яровые зерновые лучше всего размещать после пропашных культур, озимых, многолетних трав и зернобобовых.
В засушливых районах основную зерновую культуру - яровую пшеницу - размещают по чистому пару два года подряд. Затем рекомендуется высевать яровой ячмень.
Высокие урожаи зерна после многолетних трав дает просо.
Лучшие предшественники кукурузы - озимые, пропашные и зернобобовые.
Гречиха хорошо удается после удобренных озимых и пропашных культур.
Рис возделывают на рисовых оросительных системах в специальных рисовых севооборотах. В них бессменные посевы риса (3 - 4 года) чередуют с посевами люцерны, озимых и некоторых других культур, а также с занятым паром.
Основная обработка почвы под яровые зерновые культуры обычно состоит из зяблевой обработки осенью (в зоне с достаточным увлажнением плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя, в степных засушливых районах - плоскорезными орудиями).
Зерновые культуры, кроме риса, выращивают в нашей стране без полива, но в районах с развитым орошением они занимают значительные площади поливных земель. Это в основном озимая пшеница и кукуруза, которые при поливе дают урожаи зерна 50 -100 ц/га и больше.
Чтобы снизить испарение влаги, весной в зонах достаточного увлажнения почву под яровые культуры боронуют зубовыми боронами, а в засушливых степных районах - игольчатыми. Затем после появления сорняков поля культивируют 1 - 3 раза в зависимости от срока посева культуры и засоренности.
В степных засушливых районах предпосевную культивацию под яровую пшеницу обычно проводят вместе с посевом. Одновременно на поля вносят удобрения. Для этого созданы комбинированные агрегаты.
Обработку почвы под озимые проводят после уборки предшественников. Часто, особенно при недостатке влаги в почве, целесообразна поверхностная обработка (на 10 - 12 см) дисковыми или плоскорезными орудиями.
Сеют зерновые в оптимальные сроки, которые устанавливают научно-исследовательские учреждения для каждой культуры и сорта по всем зонам страны. Поля засевают высококачественными семенами районированных сортов и гибридов. Нормы высева семян по культурам и сортам сильно различаются, они также устанавливаются научно-исследовательскими учреждениями для каждой зоны.
Например, на гектар высевают яровой пшеницы 120 - 250 кг зерна, а кукурузы - 15 - 25 кг.
Культуры сплошного посева сеют рядовыми зерновыми или зернотуковыми сеялками, а пропашные, например кукурузу, - сеялками точного высева. Одновременно вносят удобрения. В засушливых степных районах зерновые культуры сеют стерневыми сеялками при одновременной культивации. При рядовом посеве расстояния между рядками растений - 15 см, узкорядном - 7 - 8 см.
Гречиху и просо часто сеют широкорядным способом, расстояние между рядками растений составляет 45 - 60 см, чтобы можно было проводить междурядную обработку почвы для ее рыхления и уничтожения сорняков. Семена проса, сорго заделывают в землю на глубину 2 - 4 см, кукурузы - до 8 -10 см.
Чем меньше влажность верхнего слоя почвы, тем глубже заделывают семена. Чтобы получать высокие урожаи, под все зерновые культуры вносят органические и минеральные удобрения.
Основное внесение удобрений - главным образом органических и минеральных фосфорно-калийных - лучше всего проводить осенью под зяблевую обработку. В рядки при посеве вносят гранулированные фосфорные и азотные удобрения. Для подкормок в период вегетации, особенно в ранние фазы развития, - азотные и фосфорные. Дозы рассчитывают по данным агрохимических картограмм, в зависимости от потребностей растений в питательных веществах и запланированного урожая. Очень важны осенняя и весенняя азотная и азотно-фосфорная подкормки озимых.
При необходимости применяют химические средства борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений (пестициды, гербициды).
На орошаемых землях проводят поливы посевов во время основных фаз развития растений.
Для крупяных культур - гречихи, проса и кукурузы основной уход - рыхление междурядий одновременно с подкормкой, уничтожение сорняков. На посевы гречихи во время цветения вывозят пчел для опыления. Современная индустриальная технология возделывания зерновых культур, основанная на комплексной механизации всех процессов, позволяет полностью отказаться от применения ручного труда.
Убирают урожай зерновых культур раздельным способом (скашивание массы в валки жатками, подбор и обмолот валков комбайнами) и прямым комбайнированием. Раздельный способ позволяет начинать уборку зерна восковой спелости и значительно снизить потери.
Початки кукурузы (на зерно) убирают чаще кукурузоуборочными комбайнами.
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.
К зерновым культурам относят однодольные растения семейства мятликовых (злаков): пшеницу , рожь , ячмень , овес , кукурузу , рис , просо , сорго , а также гречиху из семейства гречишных. Все эти культуры выращивают прежде всего для получения зерна - основного продукта сельского хозяйства, из которого изготовляют хлеб, крупу, макаронные и кондитерские изделия и др.
Зерно идет также на корм животным в чистом виде и в различных смесях - комбикормах; на технические цели: из него вырабатывают крахмал, аминокислоты, лекарственные средства, спирты и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют в основном как корм и на подстилку скоту. Многие зерновые культуры, особенно в смеси с бобовыми, выращивают для получения зеленого корма, сена, сенажа, силоса.
Пшеница и рожь - основные продовольственные хлебные культуры; ячмень, овес, кукуруза, сорго относят к зернофуражным; рис, гречиху и просо - к крупяным культурам.
В РФ получена новая зернокормовая культура - тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Зерно отличается очень высокой питательностью и калорийностью, хорошо хранится, удобно для перевозок и переработки. Эти качества зерна были известны человеку в глубокой древности, и потому зерновые культуры стали основой развития растениеводства. Пшеница известна с 7-го тысячелетия до н.э., рис - с 3-го тысячелетия до н.э.; одно из древнейших растений - кукуруза, которую местное население Америки выращивало с незапамятных времен.
В наше время более половины всей пашни земного шара, свыше 750 млн. га, занято посевами зерновых культур . Их выращивают на всех континентах. В РФ зерновыми культурами засевают более 125 млн. га. Отрасль сельского хозяйства РФ, занимающаяся возделыванием зерновых культур для получения зерна, называется зерновым хозяйством.
Биологические особенности всех хлебных злаков имеют много общего. Корневая система их мочковатая. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (основные), 80- 90% корней располагается в пахотном слое почвы.
У гречихи корневая система стержневая, она проникает на большую глубину, но разветвляется в основном также в поверхностном слое почвы. Стебель (соломина) у хлебных злаков в большинстве случаев полый, у него 5-7 стеблевых узлов и междоузлий. Высота стебля - от 50 до 200 см, а у кукурузы и сорго больше.
Селекционеры стремятся выводить сорта зерновых (карликовые и полукарликовые) с прочной и короткой соломиной, чтобы предотвратить полегание растений. У гречихи стебель обычно ветвистый, высотой от 30 до 150 см, красноватого цвета. Лист у зерновых злаков линейный, а у гречихи стреловидный. У хлебных злаков соцветие - колос (пшеница , ячмень , рожь ) или метелка (овес , просо , рис , сорго ).
Рис. Зерновые культуры : 1 - (побег с цветками и плоды);пшеница (остистая и безостая);2 - рожь; 3 - гречиха; 4 - рис (безостый и остистый);5 - просо
У кукурузы мужское соцветие метелка, а женское - початок. Соцветие у гречихи - кисть. Цветки у всех зерновых культур, кроме кукурузы, обоеполые. Рожь , кукуруза , сорго , гречиха - растения перекрестноопыляющиеся. .Пыльцу переносит ветер, а гречиха опыляется в основном насекомыми (чаще пчелами). Остальные культуры самоопыляющиеся.
Плод у хлебных злаков - голая или пленчатая зерновка (зерно), а у гречихи-трехгранный орешек. В сельскохозяйственном производстве его тоже называют зерном. Химический состав зерна зависит от вида и сорта растения, почвенно-климатических условий, агротехники. Например, в условиях сухого жаркого климата в зерне пшеницы повышенное содержание белка (до 18%), а в зоне с умеренным климатом и при обилии осадков - пониженное. Содержание белка в зерне составляет от 10 до 18% (иногда выше).
Больше всего белка у пшеницы, особенно сильных и твердых сортов, меньше - у ржи, гречихи и риса. Углеводов в зерне накапливается в среднем от 60 до 80%. Это в основном крахмал. Больше всего углеводов содержат рис, рожь, кукуруза и гречиха. Содержание жиров различно. Например, в зерне овса без пленок жиров до 7%, кукурузы- 4%, а риса без пленок - только 0,4%. Неодинаково и количество зольных веществ: в зерне риса - 0,8%, а проса - 2,7%.
Нормальное содержание воды в зрелом зерне колеблется в пределах 12-16%. Рост и развитие зерновых происходят по фазам. У большинства злаков такие фазы. Всходы-первые зеленые листья появляются на 7-10-й день после посева семян. Кущение - еще через 10-20 дней у растений появляются первые боковые побеги и вторичные узловые корни.
Выход в трубку - через 12-18 дней после кущения начинается рост нижних междоузлий, растет стебель. Колошение (выметывание метелки) - на верхушке стеблей появляются соцветия. Цветение и созревание - завершающие фазы. Для определения созревания или спелости зерна выделяют три фазы: молочную, восковую и полную спелость. В фазе молочной спелости зерно имеет зеленую окраску и содержит до 50% воды. Зерно восковой спелости подсыхает, становится желтым, а содержимое его - пластичным, как воск.
Это период раздельной уборки урожая. При полной спелости зерно затвердевает, оно легко высыпается из цветочных чешуек. В этой фазе спелости зерна урожай убирают только прямым комбайни рованием. Хлебные злаки делят на яровые и озимые.
Озимые хлеба (озимую пшеницу , озимую рожь и озимый ячмень ) сеют в конце лета или в начале осени до наступления устойчивых заморозков. Урожай собирают на следующий год. В начале роста и развития им необходимы пониженные температуры (от 0 до 10°). Яровые растения проходят начальные фазы развития при повышенных температурах (от 10-12 до 20°), поэтому их высевают весной и в том же году получают урожай зерна. Озимые хлеба по сравнению с яровыми более продуктивны,так как они лучше используют осенние и зимне- весенние запасы влаги и элементы питания,
Осенью они образуют хорошо развитую корневую систему и листовую поверхность. Однако озимые страдают от неблагоприятных условий зимовки: сильных морозов, смены оттепелей! и заморозков, ледяной корки, обилия снега и талых вод. В районах, где бывают суровые малоснежные зимы, частые осенние засухи, например в Заволжье, на Южном Урале, в Сибири, Северном Казахстане, озимые почти не возделывают.Размещение зерновых культур связано прежде всего с их биологическими особенностями и почвенно-климатическими условиями. В европейской части РФ широко распространены озимые культуры , причем в северных районах с более суровыми зимами возделывают преимущественно озимую рожь - наиболее зимостойкую культуру; в центральных, западных и южных - озимую пшеницу и в самых южных, кроме того, - озимый ячмень .
Основные районированные сорта озимой ржи - Вятка 2, Омка, Саратовская крупнозерная, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Восход 2, Чулпан (короткостебельный). Основные сорта озимой пшеницы - Безостая 1, Мироновская 808, Ильичевка, Одесская 51,Полесская 70, Краснодарская 39, Прибой, Зерноградка, Ростовчанка .
Яровая пшеница - основная зерновая культура степных засушливых районов Поволжья, Урала, Сибири, Казахстана. Основные сорта яровой пшеницы - Харьковская 46, Саратовская 29, Саратовская 42, Новосибирская 67, Московская 21 .
Рис. Зерновые культуры : 1 - овес; 2 - кукуруза (мужское соцветие, часть растения с женским соцветием, початки);3 - сорго (зерновое и веничное) 4 - ячмень (двурядный и многорядный).
Яровые ячмень и овес выращивают почти повсеместно. Районированы сорта Винер, Московский 121, Нутанс 187, Донецкий 4, Донецкий 6, Луч, Альза, Надя . Основные сорта овса - Льговский 1026, Золотой дождь, Победа, Орел, Геркулес .
Кукуруза и сорго - теплолюбивые культуры, и их распространение ограничено южными районами и средней полосой страны. Основные сорта и гибриды кукурузы - Чишминская, Воронежская 76, Буковинский ЗТВ, Днепровский 56ТВ, Днепровский 247МВ, ВИР 25, ВИР 24М, ВИР 156ТВ, Краснодарская 1/49, Одесская 10 .
Сорго как солеустойчивая и засухоустойчивая культура имеет преимущества на засоленных почвах и при недостатке влаги. Районированы сорта сорго Украинское 107, Красный янтарь .
Просо отличается повышенной потребностью в тепле и засухоустойчивостью, поэтому его возделывают в районах с теплым климатом. Выращивают сорта Саратовское 853, Весело-подолянское 38, Мироновское 51 .
Рис требует много тепла и влаги. Рисовые поля - чеки - сплошь затопляют водой. В нашей стране рис выращивают в основном на Северном Кавказе, юге Украины, в Поволжье, Средней Азии, Приморском крае, на юге Казахстана. Районированы сорта риса Дубовский 129, Кубань 3, Краснодарский 424, Узрос 59 .
Гречиха - культура теплолюбивая и влаголюбивая. У этого растения сравнительно короткий вегетационный период, и поэтому ее возделывают главным образом в зоне умеренного климата, а также как повторную культуру на юге при орошении. Основные сорта гречихи - Богатырь, Казанский местный, Калининская, Юбилейная 2 .
Зерновые культуры , кроме риса, выращивают в нашей стране без полива, но в районах с развитым орошением они занимают значительные площади поливных земель. Это в основном озимая пшеница и кукуруза, которые при поливе дают урожаи зерна 50-100 ц/га и больше.
Агротехника зерновых культур различна, но имеет и много общего. При размещении в севообороте прежде всего их разграничивают на озимые и яровые, пропашные и сплошного (рядового) посева, ранние и поздние. Озимые размещают после раноубираемых культур, особенно бобовых, по чистым и занятым парам. Они лучше, чем яровые, переносят повторные посевы, меньше страдают от сорняков. Яровые зерновые лучше всего размещать после пропашных культур, озимых, многолетних трав и зернобобовых. В засушливых районах основную зерновую культуру - яровую пшеницу - размещают по чистому пару 2 года подряд. Затем рекомендуется высевать яровой ячмень. Высокие урожаи зерна после многолетних трав дает просо.
Лучшие предшественники кукурузы - озимые, пропашные и зернобобовые. Гречиха хорошо удается после удобренных озимых и пропашных культур. Рис возделывают на рисовых оросительных системах в специальных рисовых севооборотах. В них бессменные посевы риса (3-4 года) чередуют с посевами люцерны, озимых и некоторых других культур, а также с занятым паром. Основная обработка почвы под яровые зерновые культуры обычно состоит из зяблевой обработки осенью (в зоне с достаточным увлажнением плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя, в степных засушливых районах - плоскорезнымй орудиями).
Чтобы снизить испарение влаги, весной в зонах достаточного увлажнения почву под яровые культуры боронуют зубовыми боронами, а в засушливых степных районах - игольчатыми. Затем после появления сорняков поля культивируют 1-3 раза в зависимости от срока посева культуры и засоренности. В степных засушливых районах предпосевную культивацию под яровую пшеницу обычно проводят вместе с посевом. Одновременно на поля вносят удобрения. Для этого созданы комбинированные агрегаты.
Обработку почвы под озимые проводят после уборки предшественников. Часто, особенно при недостатке влаги в почве, целесообразна поверхностная обработка (на 10-12 см) дисковыми или плоскорезными орудиями. Сеют зерновые в оптимальные сроки, которые устанавливают научно-исследовательские учреждения для каждой культуры и сорта по всем зонам страны. Поля засевают высококачественными семенами районированных сортов и гибридов. Нормы высева семян по культурам и сортам сильно различаются, они также устанавливаются научно-исследовательскими учреждениями для каждой зоны. Например, на гектар высевают яровой пшеницы 120-250 кг зерна, а кукурузы - 15-25 кг.
Культуры сплошного посева сеют рядовыми зерновыми или зернотуковыми сеялками, а пропашные, например кукурузу, - сеялками точного высева. Одновременно вносят удобрения. В засушливых степных районах зерновые культуры сеют стерневыми сеялками при одновременной культивации. При рядовом посеве расстояния между рядками растений - 15 см, узкорядном - 7-8 см.
Гречиху и просо часто сеют широкорядным способом, расстояние между рядками растений составляет 45-60 см, чтобы можно было проводить междурядную обработку почвы для ее рыхления и уничтожения сорняков. Семена проса, сорго заделывают в землю на глубину 2-4 см, кукурузы - до 8-10 см. Чем меньше влажность верхнего слоя почвы, тем глубже заделывают семена. Чтобы получать высокие урожаи, под все зерновые культуры вносят органические и минеральные удобрения.
Основное внесение удобрений - главным образом органических и минеральных фосфорно-калийных - лучше всего проводить осенью под зяблевую обработку. В рядки при посеве вносят гранулированные фосфорные и азотные удобрения. Для подкормок в период вегетации, особенно в ранние фазы развития, - азотные и фосфорные. Дозы рассчитывают по данным агрохимических картограмм, в зависимости от потребностей растений в питательных веществах и запланированного урожая. Очень важны осенняя и весенняя азотная и азотно-фосфорная подкормки озимых.
При необходимости применяют химические средства борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений (пестициды, гербициды ). На орошаемых землях проводят поливы посевов во время основных фаз развития растений.
Для гречихи, проса и кукурузы основной уход - рыхление междурядий одновременно с подкормкой, уничтожение сорняков. На посевы гречихи во время цветения вывозят пчел для опыления. Современная индустриальная технология возделывания зерновых культур, основанная на комплексной механизации всех процессов, позволяет полностью отказаться от применения ручного труда. Убирают урожай зерновых культур раздельным способом (скашивание массы в валки жатками, подбор и обмолот валков комбайнами) и прямым комбайнированием.
Раздельный способ позволяет начинать уборку зерна восковой спелости и значительно снизить потери. Початки кукурузы убирают чаще кукурузоуборочными комбайнами. Лучший метод организации уборки урожая зерна - поточный - путем создания машинных уборочно-тран-спортных комплексов. Впервые его применили в Ипатовском районе Ставропольского края, и потому он получил название - ипатовский метод.
В южных районах страны, где пшеница с давних пор - основная, ведущая культура, при правильной агротехнике получают еще более высокие урожаи. Так, например, новый сорт озимой пшеницы Безостая-4 дал на колхозных полях средний урожай в 40 Ц с гектара. А в совхозе им. Калинина Кореневского района, Краснодарского края, этот же сорт озимой пшеницы дал 48,6 Ц с гектара. На одном из полей совхоза, площадью в 149 га, урожай был даже 54,5 Ц с гектара. Урожай другого нового сорта - Безостая-41- в 1959 г. достиг на сортоиспытательных участках 50-60 Ц с гектара. В Сибири и Казахстане на вновь осваиваемых целинных и залежных землях посевная площадь в основном занята яровой пшеницей, урожай которой в 1958 г. в ряде совхозов превышал 40 Ц с гектара.
После пшеницы наибольшая посевная площадь в СССР занята рожью. А во всем мире ее посевная площадь стоит на четвертом месте - после пшеницы, риса и кукурузы. К почвенным и климатическим условиям рожь менее требовательна, чем пшеница. Она растет и на песчаных почвах, а на супесчаных дает высокие урожаи. Кроме того, она более морозоустойчива: ее посевы перешагнули через Полярный круг и доходят теперь до 69° с. ш. По сравнению с дореволюционным периодом ее посевы в СССР сократились за счет увеличения посевов пшеницы. Но во многих районах страны она остается основной продовольственной культурой.
Среди сортов ржи есть и озимые и яровые. Основная площадь посевов ржи занята в СССР озимыми сортами, как более урожайными. Лучший предшественник для озимой ржи - удобренный пар.
Во многих областях Европейской части СССР урожаи озимой ржи высотой и устойчивостью значительно превосходят урожаи яровых хлебов. Так, например, передовые колхозы Чувашской АССР, Московской, Курской и других областей получают урожаи ржи по 40 и по 50 Ц с гектара.
Из ржаного зерна изготовляется черный хлеб. Солома ржи применяется в сельском хозяйстве: она идет на подстилку скоту, из нее вяжут маты для парников. Ржаная солома используется и в промышленности- как сырье для изготовления бумаги и картона.
Озимую рожь выращивают иногда для весенней подкормки продуктивного рогатого скота, так как рожь раньше других растений дает в изобилии высококачественный зеленый корм.
Овес выращивается главным образом на корм скоту. Но из него вырабатывают много и пищевых продуктов: крупу, толокно, овсяные хлопья (геркулес).
Овсяное зерно очень питательно. В зерне пленчатых сортов до 18% белка, около 6% жира и до 40% крахмала. В зерне голозерного овса до 23% белка. Овсяная мука хорошо усваивается организмом животного и особенно полезна молодняку. Овсяное толокно - диетический продукт для детей. Солома и полова овса идут на корм скоту. Овсяная солома питательнее, чем солома других злаков.
Большинство известных видов овса произрастает среди дикой флоры. Культурный вид овса - так называемый посевной овес - подразделяется на пленчатые сорта и голозерные. Сортов посевного овса очень много, и каждый из них приспособлен к определенным почвенным и климатическим условиям.
В СССР культивируются главным образом пленчатые сорта. Они выведены советскими селекционерами путем отбора из стародавних местных сортов.
Наиболее высокие урожаи овес дает при мягком климате и достаточном количестве атмосферных осадков. К почве он менее требователен, чем другие зерновые хлеба; поэтому посевом овса, как правило, заканчивается любой севооборот. По сравнению с другими зерновыми овес наименее ценная культура. Поэтому расширение посевов других зерновых, например кукурузы, должно идти в первую очередь за счет сокращения посевов овса.
Значительно меньшую посевную площадь, чем пшеница, рожь или овес, занимает в Советском Союзе ячмень . Используется он главным образом на корм скоту, в пивоваренной промышленности и для приготовления ячменного кофе. Но есть страны, например Тибет, где ячмень - основное хлебное растение, так как другие хлебные злаки там не вызревают: из всех хлебных злаков ячмень - наиболее скороспелое растение.
Хлебные злаки, зерно которых идет не на муку и не на выпечку хлеба, а для приготовления каш, называют крупяными. Наибольшее значение из крупяных злаков в Советском Союзе имеет просо. Культурное просо делится по форме метелки на три основные группы: развесистое - с длинными ветвями и рыхлым строением метелки, пониклое - с длинными и плотноприлегающими друг к другу ветвями и компактное - с короткими ветвями, очень плотно прилегающими друг к другу. Зерна проса покрыты пленками и после их обрушения (очистки) получается продовольственное пшено.
Среди всех злаков просо - самая засухоустойчивая культура. Поэтому в СССР его больше всего высевают в юго-восточных районах страны. При хорошем уходе урожаи проса достигают 60 Ц с гектара и более.
Наивысшие урожаи просо дает при посеве по пласту целины или сеяных многолетних трав. Поэтому в практике земледелия просо считается пластовой культурой. Можно культивировать просо и на мягких землях, но они должны быть обязательно чистыми от сорняков. Всходы проса развиваются очень медленно и поэтому на засоренных почвах сильно забиваются сорняками. Кроме пласта целины и сеяных многолетних трав, хороший предшественник для проса - пропашные культуры: картофель и сахарная свекла. В свою очередь, просо считается хорошим предшественником для яровой пшеницы, ячменя и овса. Просо очень отзывчиво на фосфорные удобрения.
Лучший способ посева - широкорядный, так как просо - светолюбивое растение. Норма высева семян при обычном рядовом посеве 20- 25 кГ на гектар, а при широкорядном - в два раза меньше, большое значение имеет и приспособленность сорта к почвенно-климатическим условиям. Поэтому посев сортовыми и районированными семенами - обязательное агротехническое мероприятие. В СССР посевные площади проса сосредоточены в Казахской ССР, в Поволжье и в Центрально-Черноземной зоне. Просо созревает неравномерно и легко осыпается. Борьба с потерями зерна при уборке проса имеет первостепенное значение.
Для половины населения земного шара основная пища - рис . Такое же значение, как у нас хлеб, рис имеет в Японии, Китае, Индии, Индонезии, Бирме, Вьетнаме. Возделывать его начали очень давно. В Юго-Восточной Азии рис был известен как культурное растение уже 4- 5 тыс. лет назад. Выращивают рис на полях, заливаемых водой. Но рис не болотное, а горное растение. Дикие его виды растут хотя и во влажном климате, но на почве, не залитой водой. В Индии, Бирме и Вьетнаме его первоначально возделывали на отлогих склонах гор. Муссоны приносили на эти горы обильные осадки. Но так как муссоны - явление сезонное, то при таком земледелии можно было снимать лишь один урожай в год. Чтобы ливни не сносили с горных склонов землю, вокруг посевов риса стали возводить каменные и земляные валы. Так образовались террасы, и вода муссонных ливней задерживалась на них. Для культурного риса такое обильное увлажнение оказалось полезным. Он стал давать большие урожаи, причем по два-три урожая в год. По урожайности орошаемый рис превосходит даже просо. Постепенно культура риса спустилась с гор в долины, где многоводные реки использовались для орошения посевов. Там же, где нет больших рек, например на о-ве Ява, рис до сих пор возделывается на горных террасах.
При постоянном затоплении рисовых полей затухает в почве полезная деятельность микроорганизмов. Поэтому лучше применять укороченное затопление: после посева производят 3-4 полива, а когда рис достигнет восковой спелости, вода с поля сбрасывается.
Сортов культурного риса насчитывается теперь больше 10 тысяч. Советские селекционеры вывели сорта, пригодные для нашего климата. В нашей стране рис возделывается в Средней Азии, в Краснодарском крае, на юге Украины и в Молдавской ССР. Зерно риса отличается высоким содержанием питательных веществ. Примерно на 75% оно состоит из углеводов. Рисовая солома - ценное сырье. Из нее изготовляют тонкую и прочную бумагу, веревки, канаты, корзины, головные уборы.
Если создать рису наилучшие условия для роста и развития, можно собрать исключительно высокий урожай. До 1958 г. самым большим урожаем риса считалось 170 Ц с гектара. С 1958 г. в Китайской Народной Республике на опытных участках стали получать урожаи свыше 1000 Ц с гектара.
Такие баснословные урожаи получили наши китайские друзья в результате загущения посевов, глубокой обработки почвы и обильного внесения минеральных и органических удобрений. Культура риса в Китае - пересадочная. Раньше там на гектаре посева размещалось около миллиона растений риса; на гектаре же опытных участков их бывает в десятки раз больше - за счет пересадки с других участков. При такой густоте посева почти нет свободного пространства между растениями. Рис на загущенном участке, только дозревает на корню, а площадь других участков освобождается для новой посадки. Выросшие и окрепшие растения пересаживали на опытный участок в глубоко вспаханную и в несколько слоев удобренную землю. Удобряли ее навозом, илом, размолотыми костями, листьями лубяных культур, химическими удобрениями.
Но высокие урожаи риса наши китайские друзья получают не только с опытных участков. Так, например, в пяти провинциях - Цзянсу, Аньхой, Хубей, Сычуань и Хэнань - получен в 1958 г. средний урожай риса по 375 Ц с гектара.
Зерно гречихи химическим составом близко к зерну хлебных злаков. Гречиха используется для приготовления крупы. Поэтому гречиха и рассматривается нами в одном разделе с хлебными злаками, хотя и принадлежит к семейству гречишных.
Гречиха - однолетнее травянистое растение с сильно ветвящимся, красноватым и ребристым, неполегающим стеблем, высотой до метра. Возделывается она во всех странах умеренного климата, но первое место по размерам посевных площадей и валовому сбору зерна принадлежит Советскому Союзу.
Наибольшее хозяйственное значение имеет гречиха посевная. Питательность ее зерна выше, чем у зерна хлебных злаков. В зерне гречихи много железа и органических кислот (лимонной и яблочной). Ее белок и углеводы хорошо усваиваются организмом. У гречневой крупы хорошие вкусовые качества.
Гречиха - важнейшее медоносное растение, но мед от нее получается темный. Цветение гречихи начинается от нижних соцветий, переходит к верхним и растягивается во времени до самой уборки, поэтому период медосбора с гречишных посевов довольно продолжителен. Созревает гречиха также неравномерно, а спелое зерно может осыпаться. Поэтому к уборке гречихи приступают обычно, когда две трети зерен на растении достигнут полной спелости.
Гречиха - скороспелая культура. От ее всходов до созревания проходит от 65 до 80 дней. В южных районах СССР, если во второй половине лета выпадает достаточное количество атмосферных осадков, она может давать при хорошей агротехнике высокие урожаи и в пожнивном посеве, т. е. в посеве после уборки хлебов.
При посеве весной хорошим предшественником для нее будет озимая рожь, пшеница, картофель, свекла, лен. Всходы гречихи чувствительны к заморозкам, а семена ее хорошо прорастают при температуре почвы в 12-13°.
Корни гречихи хорошо растворяют вещества, содержащие фосфорную кислоту. Поэтому под гречиху целесообразно вносить не суперфосфат, а более дешевую фосфоритную муку (см. ст. «Удобрения и их применение»). Тогда, при норме в 5-6 Ц на гектар, она может увеличить урожай зерна в полтора-два раза. Свежий навоз или исключительно азотные удобрения вызывают у гречихи сильное разрастание зеленой массы в ущерб формированию зерна. Если же внести в почву азотные, фосфорные и калийные удобрения, урожайность гречихи резко повышается.
Урожаи гречихи в прошлом были невысокие и неустойчивые. В настоящее время передовые колхозы Украины, Тульской, Московской, Горьковской и других областей получают урожаи гречихи по 15-25 и даже по 30 Ц с га.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .