Зерновые культуры – это основные источники питания человечества, корм для животных, а также сырьё для промышленности. На долю зерноводства в мире приходится 35% пашни.
Благодаря разнообразию видов, сортов и форм, культуры могут произрастать в различных климатических зонах. По этой причине концентрация зерновых на тяжелых и легких почвах одинакова, но урожайность существенно различается.
Зерно легко поддаётся транспортировке, не требует высоких затрат на хранение. При низкой влажности, порядка 18%, оно долго хранится, при этом потери составляют всего 2%.
Доля зерновых, произрастающих в умеренном климате, составляет 40%. Важнейшей зерновой культурой в России и мире является пшеница.
Зерновые культуры — список растений с фото
Зерновые культуры относятся к семейству злаковых (Poacea) или мятликовых (Pooideae ).
Среди них выделяют хлеба первой группы (типичные хлеба) и второй группы (просовидные). Типичные хлебные — это рожь, пшеница, ячмень, овес. К просовидным относятся рис, кукуруза, гречиха и другие.
Строение важных органов у большинства хлебов выглядит сходно. Корневая система злаковых мочковатая, исключение составляет гречиха – у неё стержневая. Наиболее мощными, хорошо развитыми корнями могут похвастаться рожь озимая, пшеница и кукуруза.
Стебель – полая соломина, имеет до 8 междоузлий. Наибольшая ширина — у корней и наименьшая — у верхушки. Исключение – кукуруза – её стебель заполнен рыхлой тканью.
Соцветие – колос (у ржи, ячменя и пшеницы) и метелка (овес, рис). Кукуруза имеет два вида соцветий – метелку и початок. Плод – зерновка или орешек у гречихи.
Рожь
Существуют однолетние и многолетние виды ржи. Из них возделывается всего один — Secale cereale.
Соцветие ржи – сложный колос. Среди озимых зерновых рожь имеет наиболее развитые корни. Листья линейные, зеленые, матовые. Ветроопыляема. Рожь лучше остальных культур переносит холод.
Основной состав зерновки: углеводы и белок (до 10%). Также содержатся витамины В, РР, Е и минералы.
Благодаря полезному составу рожь используется в народной медицине:
- повышает сопротивляемость организма к заболеваниям;
- понижает уровень сахара в крови;
- обладает отхаркивающим действием при кашле;
- пищевые волокна стимулируют работу желудочно-кишечного тракта.
Переработанные зерновки используют для выпечки хлеба. Отходы, получаемые в процессе сортировки, имеют питательную ценность для скота. Хороший урожай ржи можно получить даже при плохих климатических условиях.
Овес
Наибольшее распространение в возделывании получили два вида: овес посевной (Avenasativa) и овес византийский (Avenabyzantina).
Стебель травянистого растения — пустотелая соломина. Корневая система, как и у большинства злаковых, мочковатая. Листья вытянутые, имеют линейный рисунок. Соцветие овса — метелка, а плод – зерновка.
Химический состав зерновки богат витамином В, кальцием, железом, фосфором. Основное место занимают углеводы, крахмал и белок.
Овес широко используется для переработки в пищу для человека и кормов животных. Из его зерновок можно получить овсяные крупы, толокно, галеты. Каши, приготовленные из овсяной крупы, рекомендуются для диетического питания.
Также овес применяют для приготовления алкогольных напитков, браги. Зерно овса – качественный корм для крупного и мелкого рогатого скота. Сбор овса и других культур используют для сенажа, силосования.
Пшеница
Пшеница – самое распространенное культурное травянистое растение.
Часто спрашивают, пшеница — это кустарник или трава? Давайте посмотрим: из одного растения может вырастать до 10 стеблей, внешне пшеница похожа на кустарник, но ее стебли мягкие и полые внутри, что относит её к травянистым.
Благодаря способности произрастать на различных почвах и в разных климатических условиях, пшеница (Triticum) имеет множество видов, подвидов и сортов.
Озимая пшеница
Выделяют яровую и озимую пшеницу, в зависимости от срока посева; мягкую (T. Aestivum) и твёрдую (T. durum) – исходя из твёрдости зерновок. Мягкая пшеница содержит большую долю клейковины, в связи с этим из нее производят муку, а из твёрдой – макаронные изделия.
В составе зерен пшеницы большое количество клетчатки, витамины Е и В, магний, калий, цинк, фосфор, пектин.
Пшеница приносит пользу для организма человека:
- понижает уровень холестерина;
- улучшает процессы пищеварения;
- в связи с наличием фосфора в составе, стимулирует работу сердца;
- большое количество углеводов обеспечивают энергией;
- клетчатка в составе чистит кишечник, тем самым способствует сбросу лишних килограммов.
Произрастает практически по всему миру, за исключением тропиков. Имеет важное продовольственное и хозяйственное значение.
Перемолотые зерна пшеницы используют для выпечки, кондитерских и макаронных изделий, при варке пива, водки. Клетчатка входит в состав отрубей для диетического питания. Хорошая кормовая база для скота.
Из пшеницы делают манную крупу, полтавскую, Артек. Путем специальной обработки зерна можно получить булгур, кус-кус. В последнее время стали популярны цельнозерновые хлебобулочные изделия из пшеницы.
Пшеница и рожь – важнейшие злаковые растения в производстве хлебов. Тем не менее между ними существуют отличия:
- Окультуривание пшеницы началось гораздо раньше. Изначально, рожь считалась сорным растением.
- Химический состав и цвет зерновок различен.
- Рожь легче переносит неблагоприятные климатические условия.
- Количество культивируемых сортов пшеницы – множество, в то время как рожь представлена только одним.
Кукуруза
Кукуруза – раздельнополое однолетнее травянистое растение. Широкие линейные листья расположены вокруг стебля поочередно.
Известен один окультуренный вид кукурузы под названием Zea mays. В зависимости от строения зерновок, он делится на несколько подвидов. Наиболее популярные их них: крахмалистая, зубовидная, сахарная, лопающаяся, кремнистая. Каждый подвид имеет своё назначение в промышленности.
Давайте посмотрим, кукуруза - это зерновая культура или овощная? Кукуруза относится к семейству злаковых, однако для питания человека используется как овощ. Соответственно её можно отнести и к тем, и к другим.
В зерновках много витамина Е, крахмала, минеральных солей, аминокислот. Выращивают кукурузу для употребления в пищу и в качестве кормовой базы для животных.
В пищу употребляют в виде вареных початков, попкорна, крахмала, спиртов, кукурузных палочек, каш из кукурузной крупы.
Растение теплолюбиво, поэтому выращивают её в Китае, Бразилии, Аргентине, Центральной Америке, Мексике, США, Индии. Россия занимает 12 место в списке стран по возделыванию кукурузы.
Ячмень
Данная культура объединяет 30 видов. Возделывается ячмень посевной (Hordeum sativum). Внешний вид и строение его такое же, как у ржи и пшеницы.
Существует три подвида ячменя:
- многорядный (vulgare) – развиты три колоска;
- двурядный (distichum) – развит средний колосок;
- промежуточный (intermedium) – до трех развитых колосков.
Зерновки ячменя содержит малое количество белка, поэтому используются преимущественно в пивоваренной промышленности. Так же из него производят муку, крупы – ячневую и перловую. Солома и зелень идут на корм животным.
Выращиванием ячменя в промышленных масштабах занимаются такие страны, как Канада, Северная Америка, страны Европы и Азии. В России ячмень производится во всех регионах, занимающихся выращиванием зерна.
Рис
Рис (Oryza sativa) – травянистый злак. Система корней поверхностная, содержит воздухоносную ткань. Листья удлиненные, ланцетные, узкие, заостренные. Соцветие — метелка.
В зависимости от подвида различают формы зерновок:
- индийский – тонкие и длинные;
- яванский — широкие и короткие;
- японский – округлые.
Родиной риса считается Азия. Выращивают его в Канаде, Америке, Индии, Японии, Средиземноморье. В России рисовые плантации можно встретить в Краснодарском крае.
Крупа риса содержит углеводы в значительном количестве, но мало жира и белка. Обладает хорошими вкусовыми качествами, легко переваривается. Рисовый отвар применяется в медицинских целях.
В легкой промышленности используется рисовый крахмал и масло. Из соломы можно получить бумагу высокого качества, картон, веревки, используется в виде корма для скота.
Стоит отметить: среди зерновых рис наиболее урожаен.
Гречиха
Гречиха (esculentum moenh) – травянистое растение высотой до 190 см. Однолетнее. Подразделяется на подвиды – обыкновенная (vulgare) и многолистная (multifolium).
Полый ребристый стебель ветвится. Листья стреловидной формы, расположены поочередно. Цветки собраны в кисти, имеют интенсивный аромат, чем привлекают медоносных насекомых.
Гречневая крупа имеет хорошие питательные свойства, приятный вкус и легко переваривается. Белок в плодах гречихи содержит большое количество ценных аминокислот, поэтому она считается одним из лучших диетических продуктов.
Для употребления в пищу идет гречневая крупа ядрица, мука. Отходы от переработки идут на корм скоту.
Урожайность гречихи зависит от мест произрастания. Наибольший урожай дают посевы, близко расположенные к лесополосам.
Заключение
Злаковые культуры – крупное семейство покрытосеменных растений. За весь период их существования окультурена лишь небольшая часть представителей. Однако, плод злаковых – зерновка – стал основным продуктом питания для населения всего земного шара.
Высокая питательная ценность злаков объясняется сбалансированным содержанием белка и крахмала. Растительный белок хорошо усваивается организмом человека.
Многочисленное семейство хлебных злаков - самое известное представительство класса однодольных.
Разнообразное соотношение белков, углеводов, ферментов и витаминов в составе злаковых культур соответствует потребностям организма человека, представляет ценность для животных. Для людей на основе зерна изготавливаются такие базовые продукты питания, как мука и крупы, для животных - комбикорм.
Хлебные злаки характеризуются рядом общих признаков, которые отличают их от других однодольных.
Разнообразие злаков
Злаковые культуры представлены двумя большими группами.
К первой относятся виды хлебных злаков одноимённого семейства (так называемые настоящие хлеба):
- Пшеница (в том числе полба - предок современных твёрдых сортов пшеницы).
- Рожь.
- Овёс.
- Ячмень.
- Тритикале (гибрид, промежуточная форма ржи и пшеницы).
Вторую группу составляют зерновые культуры (просовидные хлеба) семейства злаковых:
- Кукуруза.
- Просо.
- Сорго.
К роду просо относятся разновидности:
- Чумиза (головчатое просо, буда, чёрный рис) культивируется в Китае, на Дальнем Востоке.
- Пайза (дикое просо, ежовник хлебный, японское просо) возделывается на Дальнем Востоке, в Азии, Австралии, на юге Африки.
- Могар (итальянское просо, щетинник итальянский) выращивается на Северном Кавказе, в Украине, Азии, Австралии, Африке, Северной Америке.
- Дагусса (пальчатое просо, элевсина коракан) произрастает в засушливых районах Африки, Азии, Индии.
В отдельную группу можно выделить зерновые культуры:
- Квиноа (иные названия: киноа, рисовая лебеда). Древнейший злак, заменявший инкам рис и хлеб. Семейство маревых.
- Амарант. Использовался вместо пшеницы ацтеками и доныне популярен у горных племён Китая, Непала, Пакистана, Индии. Семейство амарантовых.
- Гречиха. Отсутствие клейковины делает её непригодной для выпечки хлеба, она используется для лепёшек, оладий и блинов. Семейство гречишных.
Эти культуры не входят в семейство злаковых, однако подобны им по строению и пищевой ценности, имеют плод в виде зерновки.
Строение хлебных и зерновых злаков
Злаковые культуры характеризуются общими морфологическими признаками.
Корневая система мочковатая. При благоприятных условиях уходит на 1,5-2 метра в грунт. Основная масса корней располагается в верхнем слое почвы, в 25-30 см от поверхности. Корни злаковых разделяют на 3 типа:
- первичные;
- вторичные (придаточные);
- опорные (воздушные) - есть только у кукурузы и сорго.
Стебель - тонкая соломина, разделённая утолщёнными перегородками (стеблевыми узлами) по всей длине. Внутреннюю часть стебля у кукурузы и сорго наполняет паренхима (мякоть).
Лист линейной формы, листовые пластины бывают свёрнутыми.
Соцветия имеют форму:
- Колосовидную (с членистым стержнем и колосками): рожь, пшеница, тритикале, ячмень.
- Метельчатую (с центральной осью и боковыми ветвями с колосками): овёс, рис, просо, сорго.
- Сочетание метёлки и початка: кукуруза.
Цветок состоит из чешуи двух видов:
нижняя (наружная);
Цветки имеют разное развитие: у первой группы злаков сильнее развиты нижние, у второй группы - верхние.
Между цветками находится завязь (2 перистых рыльца и 3 тычинки; у риса - 6 тычинок).
Строение зерна
Плоды хлебных злаков - зерновки, имеющие такое строение:
- 2 оболочки: плодовая (наружная) и семенная (внутренняя).
- Эндосперм (мучнистое ядро), в составе которого - белок и крахмал.
- Зародыш, содержащий сахара, азотистые вещества, витамины, жир, ферменты. Состоит из 3 частей: почечка, зачаточный корешок, щиток - проводник питания для зародыша.
Отличительный признак злаков обеих групп - особенности строения зерна. У культур первой группы по брюшной части зерновки проходит продольная бороздка (широкая у пшеницы, ячменя, овса; у ржи - глубокая), верхушку венчает хохолок (опушение). Хохолок отсутствует только у ячменя. У злаков второй группы нет ни бороздки, ни опушения.
Зерновка каждой культуры отличается формой. У злаков первой группы:
- яйцевидная (пшеница);
- удлинённая, к основанию заострена (рожь);
- удлинённая, сильно зауженная по всей длине (овёс);
- эллиптическая, в виде веретена (ячмень).
Поверхность зерна отличается:
- у пшеницы и ячменя - гладкая;
- у ржи - мелкоморщинистая;
- у овса - опушенная.
У злаков второй группы (хлебные зерновые культуры) форма зерна может быть двух видов:
- удлинённо-овальная (рис);
- округлая (кукуруза, просо, сорго): зерновка кукурузы может иметь грани и заострённость в верхней части; зерновка проса - заострённость на концах.
На окраску зерна влияют пигменты (хлорофилл, каротиноиды), формирующие цветовую гамму: от белой, серой и зеленоватой до красной и чёрной.
Яровые и озимые
Существуют 2 формы злаковых:
- Озимые.
- Яровые.
Посев яровых производят весной, полный цикл развития они проходят в течение лета, урожай дают осенью (позже озимых).
Посев озимых проводится осенью. До начала зимы они успевают прорасти, на зимовку уходят в фазе кущения и в состоянии покоя, а ранней весной следующего года, продолжая свой жизненный цикл, активно развивают стебли и начинают плодоношение в середине лета.
Озимые сорта, используя весной запасы почвенной влаги, дают не только более ранний, но и более обильный урожай.
По сравнению с яровыми, озимые сорта обладают меньшей засухоустойчивостью и требуют соблюдения определённых условий при выращивании:
- высокий снежный покров и мягкие зимы;
- плодородная почва.
Хлебные злаки имеют обе формы. Озимая рожь среди них обладает наибольшей морозостойкостью.
Выращивание
Хлебные злаки неприхотливы, но всё же требуют определённого ухода. В оптимальных условиях урожайность и качество зерна будут выше.
Злаки первой группы (настоящие хлеба) предъявляют невысокие требования к теплу, но нуждаются во влаге. Это растения длинного дня, быстро развивающиеся от всходов до кущения.
В природе встречаются 70 видов, но хозяйственную ценность имеют только 11. Наиболее известен овёс посевной, идущий на изготовление крупы, овсяного кофе, толокна, муки для кондитерских изделий и блинов.
В животноводстве овёс используется как концентрированный корм или составная часть комбикорма.
Хлебные злаки отдают овсу пальму первенства по производству диетического и детского питания: овсяное печенье, мюсли, хлопья «Геркулес». Пищевая ценность овса обусловлена оптимальным содержанием белков, крахмала, органических кислот, жиров и сахара, которые легко усваиваются, нормализуют обмен веществ, защищают сердце и кровеносную систему.
Кукуруза
Среди культурных злаков кукуруза занимает особое место, так как по строению не похожа ни на представителей настоящих хлебов (первая группа), ни на «собратьев» из второй группы, к которой непосредственно относится.
Необычен стебель: прямой и мощный, способный достигать 5 метров в высоту, снабжённый воздушными корнями, расположенными на нижних надземных узлах.
Листовая пластина широкая, сами листья длинные, опушенные сверху.
Кукуруза - растение однодомное, но раздельнополое, так как у неё 2 соцветия: початок состоит из женских цветков, метёлка на верхушке - из мужских.
Селекционерами выведено огромное количество сортов и гибридов, от которых зависит форма и окраска зёрен, располагающихся на початке вертикальными рядами.
Родина кукурузы - Америка (Центральная и Южная). Древние майя считали её священным растением, достойным поклонения.
В Европе она появилась благодаря Колумбу, увидевшему её впервые на острове Куба.
Основной состав кукурузного зерна - крахмал (70 %), белок (10 %), жир (8 %).
Применение кукурузы разнообразно: молодые початки варят, зёрна замораживают и консервируют, перемалывают в крупы и муку. Дальнейшая обработка превращает зёрна в хлопья для лёгких завтраков, попкорн и другие лакомства.
В животноводстве кукуруза считается ценной кормовой культурой.
Рис
Прародитель современного риса был известен в Индии свыше 15 тыс. лет назад. Основные территории культивирования - южные районы на заливных площадях.
Сыном воды и солнца, кормильцем Востока, вторым хлебом человечества, белым золотом называют этот высококалорийный злак. И это вполне оправданно, ведь он кормит более половины населения земного шара.
Рисовое зерно на 75 % состоит из крахмала, на 8 % - из белков; рисовая оболочка богата витамином В1.
Разнообразно применение риса: из зерна делают крупы и муку, из рисовой соломы - высококачественную бумагу для письма, шляпы и циновки.
Два десятка видов и свыше тысячи сортов риса по форме объединяются в 3 типа:
- Длиннозерный - с длинным и тонким зерном. Обладает максимальной прозрачностью. Применение этой типа риса универсально для восточной и универсальной кухни: от салатов до гарниров.
- Среднезерный - с зёрнами широкими и короткими. Менее прозрачен, чем длиннозерный, со средним содержанием клейковины. Основное назначение - паэлья, ризотто, пудинги.
- Круглозерный - с зёрнами круглой формы. Такой рис непрозрачен, в нём высокое содержание крахмала. Благодаря повышенной клейкости используется для приготовления каш, пудингов, запеканок, суши.
Известна интересная особенность риса: любой сорт имеет разный вкус и цвет в зависимости от его обработки и времени приготовления.
Просо и сорго
Происхождение проса в качестве сельскохозяйственной культуры начинает отсчёт с 3 тысячелетия до нашей эры.
Археологические раскопки в Среднем Приднестровье свидетельствуют, что просо возделывали ещё древние скифы. В Европу оно пришло из Индии, Монголии и Китая. В Древнем Китае просо стояло в одном ряду с другими священными растениями: рисом, пшеницей, ячменём, соей.
Зерновой злак теплолюбив и засухоустойчив. Просяная зерновка самая мелкая и твёрдая из всех злаковых, а содержание белка в нём выше, чем у пшеницы и ячменя.
Зерно используется для изготовления крупы, известной нам как пшено, и муки, из которой выпекают лепёшки и хлеб. На корм скоту идут все части злака: зерно, лузга, солома, мучель.
В культурном земледелии существует злак, напоминающий просо. Сорго вот уже 5 тысячелетий используется в засушливых районах Африки как основной хлеб. Внешне этот зерновой злак подобен просу, по химическому составу зерна - кукурузе.
Из зёрен сорго производят крупу, муку, крахмал, из соломы - плетёные изделия, бумагу и веники. Зелёную массу используют в составе силоса.
Что такое злаки, знает каждый. Ведь человек начал выращивать эти растения более 10 тысяч лет назад. Поэтому и сейчас такие названия злаков, как пшеница, рожь, ячмень, рис, кукуруза и многие другие, у всех на слуху. По площади посевов они уже давно получили лидирующие место. Из нашей статьи вы узнаете об особенностях строения и хозяйственном значении этих растений.
Класс Однодольные
Семейство Злаки, или Мятликовые, имеет много общих признаков с Лилейными и Луковыми. Дело в том, что все они являются представителями класса Однодольные. По каким признакам можно отличить такие растения? Их зародыш состоит из одной семядоли. Главный корень однодольных отмирает рано. Зато формируются боковые. Они образуют мочковатую корневую систему.
В корне и стебле отсутствует боковая образовательная ткань, которая называется камбий. Поэтому рост этих органов в толщину ограничен. Большинство однодольных - это травянистые растения. Их листья имеют параллельное или сетчатое жилкование.
Биологическая характеристика семейства Злаки
"Визитной карточкой" этих растений является стебель, который называется соломиной. У большинства злаковых в междоузлиях он полый. Только у сахарного тростника и кукурузы заполняется рыхлой соединительной тканью, которая выполняет запасающую функцию. Для соломины характерен вставочный рост.
Как еще можно ответить на вопрос, что такое злаки? В основном это многолетние растения, хотя встречаются среди них исключения. Так, просо и полевичка образуют семена уже на первый год после цветения. Корневая система всех злаков мочковатого типа. Она растет мощным пучком прямо от стебля.
Особое строение имеют и листья. Они простые, сидячие, удлиненные, с параллельным жилкованием. Их длинное трубчатое влагалище охватывает стебель.
Плоды и семена
Цветки злаков очень мелкие. Каждый из них имеет один пестик и три тычинки. Околоцветник простой. Он представлен двумя чешуйками и пленками. У некоторых видов такие структуры едва заметны, поэтому собраны в соцветия. У пшеницы, ржи, пырея и ячменя - это сложный колос. Цветки риса, проса, кукурузы и овса формируются в метелку.
Среди злаков встречаются само - и ветроопыляемые виды. В результате цветения образуется сухой многосемянный плод - зерновка.
Хозяйственный аспект
Большинство видов злаков относится к зерновым культурам. Это пшеница, рожь, овес, рис. Из зерновок получают муку, макаронные и хлебобулочные изделия, используют в качестве корма для животных. Из семян кукурузы получают питательное масло.
Бамбук, который растет в тропических странах, используют как строительный и отделочный материал.
Луговые злаки идут на корм домашним животным, как в свежем, так и сушеном виде. Мощная корневая система обусловливает использование этих растений для закрепления песков и предотвращения осыпания почвы.
Сорные виды злаков
А вот пырей, овсюг и щетинник заслужили совсем другую славу. Это злостные сорняки, избавиться от которых бывает очень сложно. Такие злаковые растения формируют видоизменения побега, которые называются корневища. Они состоят из сильно удлиненных междоузлий. Развиваются такие органы под землей, а снаружи видны только листья. В корневище накапливается вода с раствором минеральных веществ. Поэтому сорные растения выживают в условиях засухи и перепадов температур.
Пшеница
Когда речь идет о злаковых растениях, не вспомнить об этом виде просто невозможно. Пшеница, которая занимает ведущие позиции среди зерновых культур во многих странах, является однолетней. Поэтому ее посевы необходимо возобновлять ежегодно.
Пшеница - это травянистое растение с прямостоячими стеблями, на которых расположены линейные или плоские листья. Поверхность последних может быть гладкой или шероховатой. Колос пшеницы одиночный. На его главной оси находятся два ряда сидячих цветков, которые тесно сближены. Самый верхний из них, как правило, недоразвит.
По разным данным, родиной пшеницы является Армения или Турция. Это один из первых одомашненных злаков. Дикие виды этого растения имеют существенный недостаток. Их зерна выпадают из колоса еще до созревания. Поэтому эволюция ее шла по пути увеличения устойчивости к осыпанию.
Сейчас пшеница лидирует не только по площади посевов на планете, но и по числу сортов. Они отличаются формой стебля, размером и химическим составом зерен. К примеру, полба имеет ломкую соломину и зерна, которые достаточно сложно отделить от пленок.
Зерна пшеницы содержат большое количество углеводов - до 70 %. Это крахмал, моносахариды и пищевые волокна.
Рожь
Это типичный хлебный злак северного полушария. Как и пшеница, рожь может быть яровой и озимой. Из ее зерен получают муку, крахмал, ржаной квас, сырье для изготовления спирта. В сельском хозяйстве ее используют в качестве сидерата. Так называют растения, которые угнетают сорняки, улучшают аэрацию почвы, обогащают ее азотом. Особенно это касается суглинков. С помощью корней ржи происходит ее рыхление и повышение пористости.
Это растение является еще и фуражной культурой. Ее стебли используют в качестве корма для скота. А солома известна как один из самых дешевых материалов для кровли.
Сахарный тростник
Когда речь идет о том, что такое злаки, обязательно стоит сказать и об этом растении. Культивируется оно в тропиках Евразии и Южной Америки. Несмотря на это, продукт, который получают из него, известен всем. Это сахар.
Этот вид тростника представляет собой многолетний злак. Его корневище быстро растет и закрепляется в почве. Высота побега достигает 6 метров. Стебли имеют цилиндрическую форму, а листья визуально напоминают кукурузные. Соцветие метелка развивается на вершине побега. Размножается сахарный тростник вегетативно при помощи черенков.
Рис
Этот злак является самым древним из окультуренных человеком. Первоначально его выращивали только на Востоке. Здесь люди нашли применение всем частям этого растения. Из семян готовили пищу и напитки, из сухих побегов - бумагу. Даже рисовая шелуха является удобрением или идет на корм животным. Сегодня рис популярен во всем мире.
По форме зерен и способам обработки различают множество сортов риса. К примеру, коричневый рис является продуктом шелушения, а белый получают путем шлифовки. Первый более полезен, поскольку содержит отруби со значительным запасом пищевых волокон. Быстрее всего готовится пропаренный рис. Его зерна не слипаются и имеют красивый коричневый отлив. Такой продукт получают путем обработки горячим паром.
Отличается рис и формой зерен. Самый длинный достигает 6 мм. Это самый популярный сорт для приготовления плова. В каши и супы лучше добавлять среднезерный рис. Ну а любители ризотто и запеканок используют круглые зерна с длиной до 5 мм.
Ценные пищевые качества риса объясняются высоким содержанием в его крупе полисахаридов, белков, витаминов группы В. Впечатляет и минеральный состав: натрий, калий, йод, железо, селен.
Кукуруза
Это еще одно растение, которое борется за звание самого древнего из хлебных злаков. Кукуруза - однолетняя травянистая культура. Она представлена культурными, кормовыми и дикорастущими видами.
Кукуруза - довольно рослое растение. Зачастую его побеги вырастают до 3 метров. Стебель внутри не имеет полости. Среди продолговатых ланцетных видов хорошо заметны плоды - початки. Снаружи они покрыты рядом листообразных обверток. Мочковатая корневая система кукурузы мощная. Она способна проникать на глубину более метра. Но и она не может удержать массивную надземную часть с тяжелыми плодами. Поэтому у кукурузы часто формируются опорные корни. Они удерживают растение в почве и дополнительно обеспечивают его минеральными растворами из нее.
В одном початке может находиться до тысячи семян. Они имеют округлую или кубическую форму и тесно прижаты друг к другу в вертикальных рядах. Для выращивания кукурузы необходимы тепло и влага. Оптимальная температура для этого злака +20. Эти факторы являются ограничивающими в ареалах ее распространения.
Итак, в нашей статье мы рассмотрели, что такое злаки. Это представители класса Однодольные. К ним относятся травянистые растения с полым стеблем, который называется соломина. Корневая система мочковатого типа. Мелкие цветки собраны в колосья или метелки.
Большинство злаков ценятся в качестве зерновых культур, используются в пищевой промышленности. Из пшеницы, риса, ржи, ячменя, кукурузы получают муку, крупы, хлебобулочные изделия. Фуражные виды идут на корм скоту. Ценной пищевой структурой является сахарный тростник. Встречаются среди злаковых и злостные сорняки, которые вредят сельскохозяйственным посевам.
Наибольшее хозяйственное значение имеют такие зерновые культуры семейства злаков, как пшеница, рожь, кукуруза, ячмень, рис, овёс .
Пшеница
Пшеница - одно из древнейших культурных растений. Её возделывают более \(10\) тыс. лет. Зерновки пшеницы находили при раскопках первых поселений человека и даже в пирамидах египетских фараонов.Известно более \(20\) видов пшениц, каждый вид имеет много сортов. Но все её виды и сорта обладают общими признаками:
- стебель - соломина с хорошо заметными узлами, у одного растения может быть от \(2\) до \(12\) и более стеблей.
- Листья - узкие, с параллельными жилками и хорошо развитыми листовыми влагалищами.
- Соцветие - сложный колос.
- У цветков пшеницы типичное для злаков строение: \(2\) цветковые чешуи, \(2\) цветковые плёнки, \(3\) тычинки, пестик с \(2\) рыльцами. В ещё закрытых цветках происходит самоопыление.
- Плод - зерновка.
Сорта пшеницы делят на две группы: твёрдые и мягкие .
Эндосперм зерна твёрдой пшеницы плотный, на разрезе он блестит, как стекло, почти на четверть состоит из белка, называемого клейковиной. Большое содержание клейковины в зерне ценится в хлебопечении (белый хлеб высшего сорта, а также лучшие сорта макарон получают из зерна твёрдой пшеницы).
Твёрдая пшеница очень требовательна к почве и климату, её выращивают главным образом на Кубани и в Поволжье, где много тепла и света, а почвы плодородные.
В зерновках мягкой
пшеницы эндосперм рыхлый, мучнистый, менее богатый белками. Но мягкая пшеница менее требовательна к почве и теплу и распространена почти повсеместно.
Существуют озимые и яровые сорта пшеницы.
Яровую пшеницу высевают ранней весной, за лето она успевает созреть и дать урожай зерна. Озимую пшеницу сеют осенью. Её всходы появляются осенью, пшеница кустится и перезимовывает под снегом. Весной она продолжает рост и созревает раньше яровой, принося более высокий урожай.
Рожь - ветроопыляемое растение, каждый колосок её сложного колоса содержит \(2\) хорошо развившихся цветка и \(1\) недоразвившийся.
Плод - зерновка ржи узкая, длинная.
Мука из зерновок ржи тёмная, из неё выпекают ржаной хлеб.
Ячмень
- скороспелое хлебное растение. Зерновки ячменя используют для изготовления ячневой и перловой круп, а также для откорма свиней и птицы.
Соцветие ячменя - соцветие сложный колос. В каждом колоске по \(1\) цветку. При цветении ячменя происходит самоопыление, но в жаркое сухое лето возможно и перекрёстное опыление.
Овёс отличается от ячменя и ржи. На веточках его раскидистого соцветия метёлки расположены колоски, в каждом из которых по \(2\)–\(3\) цветка. В них происходит самоопыление. Овёс - в основном кормовая культура, но из его зерновок вырабатывают также толокно, овсяную крупу, геркулес. Овёс холодостоек, его выращивают в средней полосе и в северных районах нашей страны.
Просо , как и овёс, имеет соцветие метёлку. Его стебли не только кустятся, но и ветвятся. Просо - крупяная культура, крупу из него называют пшеном. Теплолюбивое растение просо хорошо переносит засуху, поэтому его возделывают главным образом в южных районах европейской части страны.
Рис - ценная зерновая культура. Рис - влаголюбивое, теплолюбивое и светолюбивое растение. Поэтому он хорошо растёт там, где высокая температура воздуха и много влаги: на полях, затопляемых водой, или при достаточном орошении.
Кукуруза
Кукуруза - один из самых крупных злаков высотой до \(2\)–\(3\) м. Корни её сильно разрастаются в пахотном слое и уходят в почву на \(150\) см и более. От нижней части стебля отходят крупные придаточные корни, окучивание способствует их развитию. Стебель кукурузы толстый и не полый. Длинные широкие листья имеют параллельное жилкование.
Кукуруза однодомна. Пестичные и тычиночные цветки находятся на одном растении. Пестичные цветки имеют округлую завязь с длинным шелковистым столбиком, заканчивающуюся двулопастным рыльцем, и собраны в соцветие сложный початок. Початки развиваются в пазухах листьев, они одеты зелёной обёрткой из видоизменённых листьев. Тычиночные цветки образуют раскидистое соцветие метёлку, расположенную на верхушке стебля и состоящую из колосков, в каждом из которых по \(2\) цветка с \(3\) тычинками. Пыльца созревает раньше, чем на этом же растении из обёрток початков появятся рыльца. Поэтому самоопыления у кукурузы почти не бывает. Ветер переносит пыльцу на рыльца соседних растений.
Корни кукурузы нуждаются в хорошем доступе воздуха. Почву нужно тщательно обрабатывать перед посевом и рыхлить летом. Кукуруза светолюбива. Её высевают рядами, далеко отстоящими друг от друга. Она относительно засухоустойчива, но всё-таки каждому растению требуется около литра воды в сутки. Кукуруза очень теплолюбива. Её убирают до наступления заморозков, так как взрослые растения повреждаются даже при \(1\) °С.
В районах с умеренным климатом зерно кукурузы большинства сортов часто не успевает вызревать. В средней полосе её выращивают на силос для скармливания сельскохозяйственным животным. За последние годы выведены сорта, дающие зрелое зерно не только в средней полосе страны, но и в Сибири. Кукуруза - ценная зерновая, продовольственная и кормовая культура. Она служит и сырьём для промышленности.
13 ноября 2012 г. 16:25Зерновые 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.