Сельское хозяйство. Среди злаков преобладают растения
Порядок Злаки (Poales), семейство Злаки (Poaceae, или Gramineae)
Страница 1 из 10
Среди всех семейств цветковых растений злаки занимают особое положение. Оно определяется не только их высокой хозяйственной ценностью, но и той большой ролью, которую они играют в сложении травянистых группировок растительности — лугов, степей, прерий и пампасов, а также саванн. К злакам принадлежат основные пищевые растения человечества — пшеница мягкая (Triticum aestivum), рис посевной (Oryza sativa) и кукуруза (Zea mays), а также многие другие зерновые культуры, снабжающие нас такими необходимыми продуктами, как мука и крупа. Пожалуй, не менее важным является и использование злаков в качестве кормовых растений для домашних животных. Многообразно хозяйственное значение злаков и во многих других отношениях.
Известно 650 родов и от 9000 до 10 000 видов злаков. Ареал этого семейства охватывает всю сушу земного шара, исключая территории, покрытые льдами. Мятлик (Роа), овсяница (Festuca), щучка (Deschampsia), лисохвост (Alopecurus) и некоторые другие роды злаков доходят до северного (в Арктике) и до южного (в Антарктике) пределов существования цветковых растений. Среди поднимающихся наиболее высоко в горы цветковых растений злаки также занимают одно из первых мест.
Для злаков характерна относительная равномерность их распространения на Земле. В тропических странах это семейство примерно так же богато видами, как и в странах с умеренным климатом, а в Арктике злаки занимают первое место среди других семейств по количеству видов. Среди злаков относительно мало узких эндемиков, однако их приводят для Австралии 632, для Индии — 143, для Мадагаскара — 106, для Капской области — 102. В СССР богаты злаками-эндемиками Средняя Азия (около 80) и Кавказ (около 60 видов). Злаки обычно нетрудно узнать уже по внешнему облику. Они обычно имеют членистые стебли с хорошо развитыми узлами и двурядно расположенные очередные листья, разделенные на охватывающее стебель влагалище, линейную или ланцетную пластинку с параллельным жилкованием и расположенный у основания пластинки перепончатый вырост, называемый язычком или лигулой. Значительное большинство злаков — травянистые растения, однако у многих представителей подсемейства бамбуковых(Bambusoideae) высокие, сильно разветвленные в верхней части, с многочисленными узлами стебли сильно одревесневают, сохраняя, однако, типичное для злаков строение. У южноамериканских видов бамбука(Ваmbusa) они бывают высотой до 30 м и диаметром 20 см.
У южноазиатского дендрокаламуса гигантского (Dendrocalamus giganteus) стебель высотой 40 м не уступает по росту многим деревьям. Среди бамбуковых известны также лазающие или вьющиеся, иногда колючие лианообразные формы (например, азиатская динохлоа— Dinochloa). Жизненные формы травянистых злаков также довольно разнообразны, хотя внешне они выглядят как будто одинаково. Среди злаков много однолетников, однако значительно преобладают многолетние виды, которые могут быть дерновинными или иметь длинные ползучие корневища.
Как и большинству других однодольных, злакам свойственна мочковатая корневая система, образующаяся в результате недоразвития главного корня и очень ранней замены его придаточными корнями. Уже при прорастании семени развиваются 1—7 таких придаточных корешков, образующих первичную корневую систему, но уже через несколько дней из нижних сближенных узлов проростка начинают развиваться вторичные придаточные корни, из которых обычно и слагается корневая система взрослого растения. У злаков с высокими прямостоячими стеблями (например, у кукурузы) придаточные корни могут развиваться и из узлов над поверхностью почвы, выполняя роль опорных корней.
У большинства злаков ветвление побегов осуществляется лишь у их основания, где находится так называемая зона кущения, состоящая из тесно сближенных узлов. В пазухах отходящих от этих узлов листьев образуются почки, дающие начало боковым побегам. По направлению роста последние делятся на внутривлагалищные (интравагинальные) и вневлагалищные (экстравагинальные). При формировании внутривлагалищного побега (рис. 192, 1) пазушная почка растет вертикально вверх внутри влагалища своего кроющего листа. При таком способе побегообразования образуются очень густые дерновины, как у многих видов ковыля (Stipa) или у овсяницы-типчака (Festuca valesiaca). Почка вневлагалищного побега начинает расти горизонтально и пробивает своей верхушкой влагалище кроющего листа (рис. 192, 2). Такой способ побегообразования особенно характерен для видов с длинными ползучими подземными побегами-корневищами, например для пырея ползучего (Elytrigia repens). Однако нередки случаи, когда вневлагалищные побеги быстро изменяют направление своего роста на вертикальный, вследствие чего образуются дерновины, не менее густые, чем при внутривлагалищном способе побегообразования. У многих злаков известно и смешанное побегообразование, когда каждое растение образует побеги обоих типов (рис. 192).
Рис. 192. Схема основных типов побегообразования у злаков: 1 — внутривлагалищное; 2 — вневлагалищное; 3 — смешанное.
Ветвление стеблей в их средней и верхней части у злаков внетропических стран встречается редко и обычно только у видов со стелющимися по земле стеблями (например, у прибрежницы — Aeluropus). Значительно чаще его можно видеть у злаков тропиков, причем их боковые побеги обычно заканчиваются соцветиями. Дерновины таких злаков нередко напоминают по облику букеты или метлы. Особенно сильно разветвленные в верхней час; и стебли свойственны крупным бамбуковым, причем у них встречается даже мутовчатое расположение боковых ветвей, например у некоторых центральноамериканских видов ческвеи— Chusquea (рис. 193, 5).
Рис. 193. Злаки: подсемейство бамбуковые. Окситенантера абиссинская (Oxytenanthera abyssinica): 1 — цветущая ветвь; 2 — колосок; 3 — андроцей; 4 — гинецей. Ческвея многоветвистая (Chusquea circinata): 5 — цветущая ветвь; в — колосок; 7 — лодикулы; 8 — цветок. Мелоканна бамбуковидная (Melocanna bambusoides): 9 — плод; 10 — продольный разрез прорастающего плода.
Многие злаки со стелющимися и укореняющимися в узлах надземными побегами, например трава бизонов (Buchоe dactyloides) североамериканских прерий (рис. 194, 6), могут формировать большие клоны, покрывающие почву густым ковром. У также североамериканской муленбергии Торрея (Muhlenbergia torreyi) и некоторых других видов такие клоны разрастаются по периферии и отмирают в середине, образуя подобие «ведьминых колец» у некоторых видов грибов.
Рис. 194. Злаки подсемейства полевичковых.
Змеевка растопыренная (Cleistogenes squarrosa): 1 — общий вид; 2 — змеевидно изогнутый побег при плодах; 3 — колосок. Свинорой пальчатый (Cynodon dactylon): 4 — общий вид; 5 — колосок. Трава бизонов (Buchloe dactyloides): в — общий вид растений с женскими цветками; 7 — общее соцветие из колосков с женскими цветками; 8 — общий вид растения с мужскими цветками; 9 — колосок с мужскими цветками.
www.ckofr.com
Общая характеристика злаков
Выше верхней цветковой чешуи на оси цветка располагаются две маленькие бесцветные чешуйки, называемые лодикулами. Полагают, что это остатки околоцветника. Большинство злаков имеет 3 свободные тычинки, но у некоторых групп (рис — Oryza и бамбуки — Bambusa) тычинок 6. Есть злаки и с 8 (12) тычинками. Относительно строения гинецея единого мнения нет. Принято считать, что в его основе лежат 3 сросшихся плодолистика, образующие одногнездную верхнюю завязь с одним семязачатком, т. е. гинецей у злаков псевдомонокарпный. Столбик заканчивается двумя перистыми рыльцами. Иногда, например у бамбуков, рылец 3. Злаки ветроопыляемые растения. Опыление перекрестное.
Плод злаков — псевдомонокарпий: зерновка, у которой пленчатый околоплодник плотно прилегает к семени и иногда слипается со спермодермой (семенной кожурой). Редко (у некоторых тропических бамбуков) зерновка имеет сочный или одревесневающий перикарпий. Большую часть единственного семени составляет эндосперм. Зародыш сравнительно небольшой. Для представителей семейства обычно вегетативное размножение с помощью ползучих корневищ или укореняющихся побегов.
Говоря о химическом составе злаков, прежде всего следует отметить крахмал, накапливающийся в зерновках. В злаках обнаружены сапонины, цианогенные гликозиды, фенолокислоты, кумарины, флавоноиды и терпеноиды, изредка встречаются алкалоиды.
biofile.ru
Злаки
ЗЛАКИ — однодольные растения. Отличаются они особым строением стебля - соломиной. Листья с параллельным жилкованием, корень мочковатый, плод зерновка.
Пшеница — главная злаковая культура.
Начало возделывания хлебных растений относится к в глубокой древности. Свыше десяти тысяч лет назад, еще в то время, когда человек жил в пещерах и его единственным орудием был отточенный камень, наши дикие предки начали употреблять в пищу пшеницу.
С течением времени урожайность пшеницы и весь ее облик изменялся благодаря уходу и отбору семян от лучших растений. Растение под руками человека так изменилось, что нет возможности найти в диком виде пшеницу, схожую с культурной. В природных условиях без ухода человека культурная пшеница погибает. Урожайность пшеницы и качество зерна зависят от различных условий.
В Египте на топких, илистых берегах Нила в условиях обильного питания и избыточного освещения солнцем дает большие урожаи пшеница с ветвистым колосом. Зерна этой пшеницы нередко находили в гробницах рядом с мумиями древних египетских царей — фараонов, почему и назвали ее мумийской. Находки археологов свидетельствуют о том, что пшеница возделывается человеком свыше десяти тысяч лет. Близкая родственница мягкой пшеницы, твердая пшеница содержит много белка, до 26%, и идет на производство макарон, манной и других круп. Но она весьма требовательна при выращивании, поэтому основные поля России засеяны мягкой пшеницей (у нее больше крахмала) Среди сортов мягкой пшеницы есть яровые (сеют пшеницу весной и убирают урожай осенью) и озимые (их высевают осенью и собирают урожай осенью следующей). Посевы пшеницы занимают сейчас около пятой части всей обрабатываемой человеком земли. А это ни много ни мало почти восьмидесятая часть суши.
Рожь — сравнительно молодое культурное растение. Ее зерен не находят ни в гробницах, ни в древних жилищах людей каменного века. Римский ученый I века Плиний писал, что рожь возделывается на севере, но «хлеб из ржи плохого качества и может служить только для утоления голода. Мука ржаная темная, тяжелая... в высшей степени противная для желудка». Однако ржаной хлеб очень питателен.
У ржи очень интересная история. Культурная рожь произошла из сорняка, засорявшего когда-то посевы озимой пшеницы. В суровых условиях горных районов пшеница оказалась менее устойчивой к холодам, чем сорняк — дикорастущая рожь. Постепенно в этих местах он вытеснил неженку пшеницу. Со временем рожь стали возделывать во многих странах мира. На европейские равнины рожь была завезена вместе с пшеницей из Юго-Западной Азии. Здесь эта устойчивая к суровым зимам и ценная хлебная культура заняла видное место. В нашей стране высевают в основном озимую рожь. Так сорняк видоизменили в культурное растение.
Рис. Вторым по значимости для человечества хлебным злаком в мировом производстве зерна является рис. Правда, хлеба из него не пекут, но почти у сорока процентов населения нашей планеты рис в сочетании с соей — основная пища. Род риса насчитывает более тридцати видов, но лишь два из них — рис посевной и рис голый — введены в культуру. Правда, народы Судана, Эфиопии собирают и используют в пищу семена дикорастущих видов риса — точечного, короткоязычкового и другие.
Большинство исследователей считают, что именно рис был первой введенной человеком культурой. Сначала это произошло в Индии, немного позднее — в Китае. Первыми европейцами, увидевшими рисовые плантации в Индии, были воины армии Александра Македонского. В произведении, написанном греческим драматургом Софоклом в 495 году до нашей эры, имеется упоминание о рисе, а греческие и римские врачи использовали рисовый отвар как дорогое лекарство. По-видимому, рис являлся одним из импортных товаров, привозимых в Древнюю Грецию и Рим. Арабы первыми построили рисовые чеки в долинах реки Гвадианы. В дореволюционной России рис возделывали на территории Средней Азии и в Азербайджане. Сейчас еще возделывается рис в Краснодарском крае, Украине, на Кавказе.
Выращивают рис на полях, заливаемых водой. Поле обычно делят на участки, которые огораживают земляными валами и затопляют водой. Рисовые зерна сначала высевают в особую делянку, а затем молодые растения рассаживают рядами прямо в ил. Поле покрывают водой на два месяца. В рисоводстве преобладает ручной труд. Жители Вьетнама говорят, что для того, чтобы вырастить горсть риса, нужно пролить пригоршню пота.
Рисовая солома используется для плетения шляп, циновок, производства писчей бумаги высшего качества.
Кукуруза. Происхождение кукурузы загадочно: еще не удалось найти ее дикого предка. Впервые в 1492 году участники экспедиции Колумба увидели на американском континенте это диковинное хлебное растение, которое индейцы называли маисом. К моменту открытия Америки местные жители уже возделывали почти все основные подвиды кукурузы — зубовидную, сахарную и др.
Из общего объема производства кукурузного зерна на земном шаре около пятидесяти пяти процентов используют на корм скоту, двадцать пять — в пищевой промышленности, десять — подвергают технической переработке.
Кукуруза — растение теплолюбивое, поэтому в средней полосе России плоды его не вызревают, и кукурузу выращивают на силос.
Всем хорошо известны початки кукурузы, как бы закутанные в своеобразную обертку из видоизмененных листьев. Это женские соцветия. Пестики выбрасываются из початка в виде шелковистых нитей. Мужские соцветия (метелка) дают очень много пыльцы. Кукуруза однодомное растение, перекрестноопыляемое. Это свойство кукурузы было использовано в выведении новых сортов кукурузы. Кукуруза первая среди сельскохозяйственных культур, при селекции которой был использован гетерозис. Это сложное биологическое явление, выражающееся в том, что при скрещивании неродственных линий у потомства некоторые признаки значительно превосходят родительские.
Просо — хлебный злак, зерно которого идет не на муку и выпечку из него хлеба, а на крупу для изготовления каш. «Щи да каша — пища наша» — эта поговорка — одна из многих, сложенных русскими людьми о любимых народных кушаньях. Что касается любимых каш, то опять-таки почти все растения, из которых получают крупу для нее, были завезены в наши края издалека. Уже в XVI веке Россия имела все основные зерновые культуры: горох, гречиху, просо, ячмень, овес.
Раскопки древних городищ, исторические памятники и документы позволяют отметить, что земледельческие племена скифов возделывали просо в Среднем Приднепровье в IV—V веках. По содержанию белка оно превосходит все крупы, кроме пшеничных. Просо способно переносить засуху, воздушную и почвенную. Родина проса — Монголия, Китай.
Сорго — самый урожайный злак. В Туркмении эту культуру называют джугара, в АРЕ она известна как дурра, в Китае именуется гаолян, а большинство народов приняли родовое ботаническое наименование — сорго. Сорго как культура родилось в Африке, близ экватора. Отсюда древними торговыми путями эта культура, великолепно противостоящая засолению почв и засушливому климату, распространилась в Северную Африку, Индию, Китай, Бирму. Дикий предок этой культуры неизвестен.
Исследования показали, что у сорго есть интересная особенность: при возделывании гибридов урожай возрастает почти на сорок процентов по сравнению с сортами. В настоящее время гибриды зернового сорго проходят государственные испытания.
К злаковым растениям относят бамбук. Русская экспедиция под руководством агронома И.Н.Клигена в 1896 году посетила Китай, Японию и оттуда привезла на Черноморье субтропические культуры, в том числе растение из семейства злаковых с очень крупным «костяным» стволом. Это был новый в России зеленый поселенец — бамбук.
Бамбук — многолетний злак. Стебель его, как и у других злаков, — соломина. Внутри он пустой, с перегородками (узлами) в тех местах, где прикрепляются листья. Но в отличие от травянистых злаков, бамбук зацветает не в первый и даже не на второй год жизни, а в возрасте десяти лет. До этого он размножается при помощи корневищ.
Цветение начинается одновременно на всех стеблях, соединенных общим корневищем. После цветения и плодоношения плантация отмирает, поэтому с этим бедствием борются: срезают появившиеся побеги с цветком, прореживают корневища. Вырубленные плантации хорошо восстанавливаются. Растет бамбук очень быстро: за одни сутки дает до метра прироста. Когда-то давно в Китае и Японии поработители ростком бамбука убивали непокорных людей. Палачи клали смертника на росток, приковывали его к земле лежа. Наутро человек был пронзен метровым бамбуком, успевшим вырасти за ночь. Ткань человека — решето по сравнению с теми материалами, которые бамбук способен пробить. Ростки пробивают цементированные площадки. За месяц растения достигают шести метров высоты. После шести недель бамбук выше не растет. Дальнейшее его развитие заключается в облиствении, «окостенении» стебля.
В условиях Черноморья бамбук размножается делением корневищ. Могучими корнями укрепляют водоемы.
Известно применение бамбука — удочки из него очень прочные и легкие.
На родине бамбук используют для изготовления предметов бытового назначения, водопроводные трубы из бамбука очень долговечны. А на вооружении японской армии еще в начале XX века были орудия со стволами из бамбука.
www.bioaa.info
