Зерновые культуры общая характеристика. Зерновые культуры растения
Зерновые культуры общая характеристика
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Зерновые культуры по морфологическим признакам и биологическим особенностям делятся на две группы.
Хлеба первой группы относятся к семейству Мятликовые (Роасеае) и включают пшеницу, рожь, ячмень, овес и тритикале. Растения этой группы характеризуются следующими признаками: соцветие – колос (у овса – метелка), плод – зерновка с продольной бороздкой, стебель – соломина, обычно полая; корневая система мочковатая, зерно прорастает несколькими корешками. Растения озимые и яровые, менее требовательны к теплу, но нуждаются во влаге, относятся к растениям длинного дня.
Хлеба второй группы также относятся к семейству Мятликовые, это кукуруза, сорго, рис и чумиза. Отличительные особенности растений этой группы: соцветие – метелка (у кукурузы женское соцветие – початок, мужское – метелка), стебель – соломина с выполненной сердцевиной; корневая система мочковатая, зерно прорастает одним корешком; плод – зерновка, бороздка отсутствует. Представлена только яровыми формами, растения более требовательны к теплу и свету, засухоустойчивые (кроме риса), относятся к растениям короткого дня.
Наибольшая площадь посева среди сельскохозяйственных культур занята пшеницей, площадь которой в мировом земледелии составляет 210,6 млн га, из них в России 22,6 млн га. Пшеницу используют прежде всего в пищу. По хлебопекарным качествам муки мягкие пшеницы, имеющие 42 хромосомы в соматических клетках, делят на три группы: сильные, средние и слабые. Содержание белка в зерне сильной пшеницы составляет не менее 14 %, сырой клейковины – 28, стекловидность – не менее 60%. Из такой муки пекут хлеб самого высокого качества.
Средняя по силе пшеница обладает хорошими хлебопекарными свойствами, способна давать хлеб вполне удовлетворительного качества без добавления сильной муки, но она не улучшает муку слабой пшеницы. Зерно содержит 11–13,9% белка и 25–27% клейковины.
Слабая пшеница имеет небольшую хлебопекарную силу. В зерне слабой пшеницы белка содержится менее 11%, а клейковины – менее 25 %. Мука из слабой пшеницы при замесе поглощает относительно мало воды, тесто получается неэластичное. Хлеб, выпеченный из такой муки, характеризуется пониженным объемом, малой пористостью и расплывается по поду. Выпечь хлеб стандартного качества из муки слабой пшеницы без добавления улучшителей не удается. Зерно или муку из слабой пшеницы улучшают, смешивая ее с зерном или мукой, полученной из сильной пшеницы.
Твердая пшеница, имеющая в соматических клетках 28 хромосом, отличается ценными свойствами: стекловидностью, хорошим качеством белка, высоким содержанием глиадина. Она незаменима для производства манной крупы, макарон, а также кондитерских изделий.
Технологические свойства пшеницы в основном зависят от группы так называемых запасных белков. Глиадины и глютенины – белки, образующие клейковину. Именно они обусловливают хлебопекарные свойства мягкой пшеницы и качество макарон. Глютенин обладает свойством эластичности и растяжимости. Глиадин растягивается плохо, а при высыхании становится твердым, хрупким и прозрачным. От соотношения между глиадином и глютенином зависит качество клейковины. Лучшее соотношение для хлебопечения 1: 1. В зерне твердой пшеницы преобладает глиадин, и по этой причине из ее муки производят только макароны. Нормальный хлеб из муки твердой пшеницы испечь трудно, так как из-за преобладания глиадина в запасном белке он плохо поднимается на поду при выпечке.
Более половины мягкой пшеницы, производимой на земном шаре, – это зерно слабых пшениц, нуждающихся в улучшении. Средних пшениц на земном шаре производится в два раза меньше – 25–30 % и еще меньше (10–15 %) сильных пшениц.
В России основным поставщиком сильной пшеницы является Поволжье. Определенное сочетание погодных условий и черноземные почвы – факторы, обусловливающие мировую славу этих пшениц.
Урожайность зерна пшеницы в странах-экспортерах следующая (т/га): США –2,37; Канада – 1,76; Мексика – 5,15; Австралия – 0,85. Наивысшую урожайность получают в Германии (6,9 т/га) и во Франции (7,4 т/га).
Хлебные злаки принято делить на озимые, яровые и двуручки.
Для нормального развития озимых хлебов (озимая рожь, озимая пшеница, озимый ячмень) необходим осенний посев. При весеннем посеве они лишь кустятся и не образуют соломины и колоса. Озимые хлеба для прохождения стадии яровизации требуют пониженной температуры – от 0 до 10 °С в течение 30–65 сут (в зависимости от сорта).
Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур (5–20 °С) в течение 7–20 сут, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.
Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3–15°С. В южных районах страны имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.
Устойчивость пшеницы к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки принято называть зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких температур называется морозоустойчивостью.
Из озимых культур наиболее морозоустойчива рожь, которая выдерживает морозы до –20 °С и более на глубине узла кущения. Менее устойчива в этом отношении озимая пшеница, для которой опасны температуры ниже –16 °С. Озимый ячмень повреждается при морозе –12 °С.
Основная причина гибели или повреждения озимой пшеницы зимой – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах растений замерзает вода и образуются кристаллы льда. Одновременно образующиеся ледяные кристаллы оттягивают воду из клеток, это повышает концентрацию клеточного сока и обезвоживает протоплазму. В результате обезвоживания и механического давления поверхность протоплазмы повреждается, вследствие чего теряет свою водопроницаемость. Обезвоживание протоплазмы до известного предела влечет за собой ее коагуляцию, свертывание коллоидов и смерть клеток.
Принято считать, что при температуре воздуха –30 °С озимая пшеница не вымерзает при глубине снежного покрова 20 см. Для предотвращения гибели озимых от вымерзания проводят следующее мероприятия: подготавливают почву таким образом, чтобы ко времени высева на глубине заделки семян образовалось достаточное количество влаги; соблюдают оптимальную норму высева; добиваются дружных всходов, достаточной густоты стояния, хорошего развития растений до ухода в зиму; используют морозоустойчивые сорта, проводят снегозадержание.
Под ледяной коркой озимые гибнут от недостатка кислорода и механического давления льда на ткани. Бороться с ледяной коркой довольно трудно. Наиболее эффективное средство борьбы с ней – снегозадержание. Проводимое даже после образования ледяной корки, оно предохраняет посевы от вымерзания. Снег не только утепляет посевы, но во время оттепелей талая вода разрушает корку, она становится более рыхлой и губчатой. Для уничтожения ледяной корки по поверхности рассеивают перегной, торфяную крошку (3–5 т/га) или калийную соль (0,1–0,3 т/га). Когда ледяная корка после дождей и оттепелей становится рыхлой, ее разрушают кольчато-шпоровыми катками. Чтобы не образовывались колеи, эту работу проводят по утренним заморозкам и выполняют осторожно, чтобы не повредить узлы кущения.
Выпревание наблюдается, когда снег выпадает рано на непро- мерзшую почву. Это явление присуще главным образом Нечерноземной зоне, где продолжительное время (4–5 мес) сохраняется мощный снежный покров при температуре почвы около О °С . Растения в данном случае гибнут не от недостатка кислорода, а от истощения. Расходуя накопленные питательные вещества (главным образом углеводы) на дыхание, растения в условиях почти полной темноты (под снегом) не восполняют их запасы путем ассимиляции. Для предотвращения гибели озимых от выпревания посевы осенью укатывают (после выпадения снега на талую землю). Благодаря указанному приему уплотняется снег, ускоряется промерзание почвы, в результате чего в растениях прекращается жизнедеятельность и они не выпревают. Своевременный посев также играет важную роль: слишком ранние и загущенные посевы увеличивают опасность гибели от выпревания.
Вымокание озимой пшеницы наблюдается в районах избыточного увлажнения, а также на пониженных местах рельефа, где застаивается вода. В качестве мер борьбы используют открытый дренаж. Для этого в увлажненной зоне после посева устоаивают разгонные борозды, отводящие лишнюю воду и препятствующие ее застою. В «блюдцах» закладывают скважины до песчаного слоя и спускают излишнюю влагу. Применяют также гребневые посевы и посев устойчивых к вымоканию сортов.
Выпирание происходит при посеве семян в свежевспаханную почву без прикатывания. У растений, высеянных в чрезмерно рыхлую почву, при ее оседании под влиянием собственной массы и осадков узлы кущения оказываются на поверхности. Под действием морозов такие растения гибнут или ослабевают. При обнажении узлов кущения рекомендуется весеннее укатывание озимых посевов кольчатыми катками. В результате узел кущения прижимается к почве, к нему вызывается приток влаги и ускоряется образование новых, вторичных корней.
ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА
Народно-хозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта. В зерновом балансе страны на долю озимой пшеницы приходится от 20 до 24 % валового сбора зерна.
Озимая пшеница хорошо использует осеннюю и весеннюю влагу. У нее развивается мощная корневая система, глубоко проникающая в почву, благодаря чему она хорошо усваивает питательные вещества и меньше страдает от засухи, чем яровые культуры. От засухи и суховеев она также предохраняется вследствие раннего созревания. Имея почти одинаковое продовольственное значение с яровой, озимая пшеница весьма ценна в организационно-хозяйственном отношении. Посев осенью и более ранняя (на 7-10 сут) уборка ее по сравнению с яровой пшеницей позволяют полнее использовать труд и средства производства.
В России озимую пшеницу выращивают, начиная с юга Архангельской области и кончая южными районами страны. Наиболее благоприятны для нее южные районы. Самую большую площадь в России эта культура занимает на Северном Кавказе (почти 50 % посевной площади озимой пшеницы). На Северном Кавказе она является основной продовольственной культурой. В последние годы значительно возросли площади озимой пшеницы в Поволжье. Большие площади озимая пшеница занимает также в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.
В лесостепных и степных районах Сибири озимая пшеница практически не возделывается, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке ее не высевают совсем. Главное препятствие для успешного возделывания озимой пшеницы в этих районах – отсутствие зимостойких сортов.
Средняя урожайность озимой пшеницы 2,9 т/га, а возделываемой по интенсивной технологии 5–6 т/га.
Селекционеры России создали большое количество ценных сортов пшеницы, не имеющих себе равных по зимостойкости, засухоустойчивости, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Наибольшее распространение получили сорта Заря, Безенчук ская 380, Мироновская 808, Московская 39, Саратовская 90, Тарасовская 29.
Требования к факторам внешней среды. В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. Минимальная температура прорастания семян 1–2 °С.
Оптимальные сроки высева озимой пшеницы приходятся ко времени, когда температура воздуха равна 14–17 °С. Для осеннего развития ее при посеве по черному пару требуется примерно 45– 50 сут, по занятому – 50–55 сут. Растения за этот период (при переходе среднесуточных температур воздуха через 5 °С и достаточном увлажнении) хорошо развиваются и достигают высокой зимостойкости.
Озимая пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8– 10 °С. С понижением температуры до 3–4 °С кущение прекращается. Сроки посева влияют на устойчивость озимой пшеницы к низким температурам. При своевременном посеве до ухода в зиму растения образуют три-четыре стебля. Высокая температура в весенний период и недостаток влаги в почве не благоприятствуют кущению.
Высокая температура (35–40 °С) при большой сухости воздуха во время налива зерна отрицательно влияет на его выполненность: зерно образуется мелким и щуплым. В фазе созревания пшеницы наиболее благоприятна температура воздуха 22–25 °С.
Общая сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850–2200 °С. Продолжительность вегетационного периода колеблется (включая зиму) от 275 до 350 дней.
Для набухания и начала прорастания семян пшеницы требуется 45–60 % влаги к массе воздушно-сухого зерна. В первый период развития озимой пшеницы, когда корневая система только начинает формироваться, важное значение имеет увлажнение верхнего слоя почвы. Дружные всходы появляются при наличии более 10 мм влаги в 10-сантиметровом слое почвы.
Наибольшее количество влаги озимая пшеница потребляет в период от выхода в трубку до цветения. После цветения и до конца молочной спелости формируется зерно. Недостаток влаги после цветения может привести к череззернице и пустоколосости. При недостатке влаги в конце молочной и начале восковой спелости снижается масса 1000 зерен.
С наступлением восковой спелости стебли желтеют, большинство листьев желтеет и отмирает, поэтому потребность растений во влаге уменьшается, а в конце восковой спелости пшеница вообще не нуждается в воде.
Оптимальная влажность почвы для озимой пшеницы в зоне распространения основной массы корней (до 60 см) не менее 70– 75 % (особенно в фазе колошения), а при отсутствии атмосферной засухи 65 % ППВ.
Озимая пшеница предъявляет высокие требования к почве. Она должна быть высокоплодородной, структурной, содержать достаточное количество элементов питания, обладать нейтральной или слабокислой (рН 6,0–7,5) реакцией почвенного раствора. Лучше всего озимую пшеницу возделывать на черноземах, но она с успехом произрастает и на слабоподзолистых суглинистых почвах Нечерноземной зоны при достаточном внесении органических и минеральных удобрений. Кислые и легкие песчаные почвы для озимой пшеницы малопригодны.
Интенсивная технология возделывания. Место в севообороте. Озимая пшеница более требовательна к предшественникам, чем другие озимые культуры. Она может давать высокие урожаи, если до ухода в зиму у нее хорошо разовьются корневая система и вегетативная масса. Такие условия создают паровой обработкой почвы и применением удобрений. Лучшие предшественники для озимой пшеницы – чистые и занятые пары, зерновые бобовые культуры, пласт многолетних трав и др. Однако в отдельных зонах возделывания пшеницы предпочтение нужно отдавать конкретным предшественникам.
Удобрения. У озимой пшеницы отмечаются два периода усиленного потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а во второй – к заметному ухудшению качества зерна, меньшему накоплению белков.
Наибольшая потребность в фосфоре отмечается со времени появления всходов до цветения. Фосфорные удобрения наиболее энергично используются в течение четырех-пяти недель роста (фаза кущения). Фосфор активизирует рост корневой системы и ускоряет созревание хлебов.
Калий поступает из почвы с первых дней роста растений до цветения. Однако большее его потребление наблюдается в фазы выхода озимой пшеницы в трубку и колошения. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной.
Обработка почвы. Система обработки почвы под озимую пшеницу зависит от предшественника, засоренности полей, района возделывания.
Обработку черного пара начинают осенью с лущения почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование) и последующими рыхлениями запаздывать нельзя. Они необходимы для сохранения влаги и провоцирования прорастания сорняков.
Сущность весенне-летней послойной обработки черного пара отвальными орудиями состоит в том, чтобы каждая прослойка почвы в этот период некоторое время находилась в верхней части пахотного слоя. Для этого глубину каждой последующей обработки увеличивают на несколько сантиметров (3–5 см). Таких обработок проводят от 3 до 5, постепенно увеличивая ее глубину до 10–12 см. Вывернутые на поверхность семена сорных растений прорастают, всходы их уничтожают, а последующей более глубокой обработкой захватывают все новые порции семян сорных растений. Таким образом пахотный слой очищают от тех сорняков, семена которых способны прорасти. Послойную обработку пара применяют только в районах достаточного увлажнения.
Если весной в пар вносят навоз, то первую обработку совмещают с его запашкой плугами без предплужников на глубину 18–20 см.
В районах достаточного увлажнения, особенно на подзолистых почвах, подверженных заплыванию, кроме того, за три-четыре недели до сева проводят перепашку – двоение пара. Опаздывать с этим нельзя, потому что сорняки, вывернутые при перепашке, не успевают прорасти до посева озимых и не будут уничтожены предпосевной культивацией. После двоения пара до посева почва должна осесть.
В засушливых и полузасушливых районах в отличие от районов достаточного увлажнения весенне-летние обработки имеют обратную последовательность: от более глубокой к менее глубокой и заканчиваются на глубине заделки семян. Во влажные годы обработку чистого пара проводят чаще и глубже. В засушливые годы, когда влаги в почве мало, а сорняки появляются медленнее, число и глубину весенне-летних обработок уменьшают и почву прикатывают.
Уход за посевами. При посеве озимой пшеницы в рыхлую почву по занятым парам и непаровым предшественникам, особенно в засушливые годы, поле обязательно прикатывают кольчатыми катками с одновременным боронованием легкими боронами. Прикатывание способствует перемещению влаги в верхние слои почвы, что содействует быстрому и дружному появлению всходов и хорошему осеннему кущению, а также устраняет возможность оседания почвы, в результате улучшаются условия перезимовки.
Уборка урожая. Серьезный фактор увеличения валовых сборов зерна озимой пшеницы – борьба с потерями при уборке. Сократить ее сроки и довести потери зерна до минимума можно правильным применением раздельного способа уборки и разумным сочетанием его с прямым комбайнированием.
ОЗИМАЯ РОЖЬ
Народно-хозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта. Озимая рожь – одна из важнейших продовольственных культур нашей страны. Из ржаной муки выпекают разнообразные сорта хлеба, обладающие высокими вкусовыми качествами (минский, бородинский, заварной, украинский, рижский и др.) и содержащие полноценные белки и витамины В1, В2, В6, РР, Е. По калорийности ржаной хлеб значительно превосходит пшеничный, хотя и уступает ему по переваримости и усвояемости. Многим людям, особенно страдающим полнотой, лучше питаться ржаным хлебом, чем белым. Институт питания АМН РФ рекомендует включать в рацион питания большинства групп населения страны от общей нормы суточного потребления хлеба 16–18 % ржаного.
Ржаное зерно используют на кормовые цели. Из растений приготовляют сенную муку, силос, сенаж, зеленый корм, сено. Зерно ржи имеет и техническое значение. Его применяют в винокуренной и крахмалопаточной промышленности. Ржаную солому широко применяют в быту для поделки матов, корзин, шляп, ее также используют как ценный подстилочный материал в животноводстве. Из ржаной соломы делают бумагу, получают целлюлозу, лигнин и другие материалы.
Химический состав зерна ржи изменяется в зависимости от почвенных и климатических условий, уровня агротехники и сортовых особенностей. Во влажные годы количество белка резко снижается (до 7–8%), а в засушливые – повышается до 15–16%. Наибольшее содержание белка отмечается в южных и восточных районах страны, а самое низкое – в северных и западных.
В мировом земледелии рожь занимает 9,5 млн га, что составляет всего лишь 4,6% площади, которую занимает пшеница. Из европейских стран значительные площади ржи имеются в Польше – 1,58 млн га и Германии – 728 тыс. га. В странах – экспортерах зерна посевы ржи незначительны.
В Западной Европе рожь некогда была главным хлебом для населения большинства стран региона. Ныне ее посевы сузились. В результате длительной конкуренции она сохранила свои позиции лишь в условиях, не вполне благоприятных для пшеницы: на бедных, особенно на песчаных, землях в зонах прохладного климата, то есть в северных или предгорных районах. Единственный пищевой продукт массового потребления – ржаной хлеб быстро вытесняется из рациона питания западноевропейского населения. В настоящее время в западных странах на продовольствие используется меньше ржи, чем на корм. Но эта тенденция ее превращения из продовольственной культуры в кормовую рассматривается как результат воздействия на зерновую отрасль со стороны правительств, поддерживающих производство этой культуры путем чрезвычайно высоких цен с таким расчетом, чтобы фермеры не разорялись и не покидали эти земли, пригодные для возделывания из зерновых культур только озимой ржи.
В нашей стране с ее суровыми климатическими условиями культура ржи играла и будет играть существенную роль в экономике, а, следовательно, и в питании населения. В России сосредоточены самые большие площади посевов ржи в мире – 3,5 млн га.
Основные посевы сосредоточены в Средневолжском, Центральном, Волго-Вятском районах, а также в Центральном Черноземье и Западной Сибири.
Средняя урожайность ржи в мире 2,22 т/га, в России 1,83 т/га; самая высокая – в Германии (5,0 т/га).
Наиболее распространенный сорт ржи – Чулпан, обладающий короткой соломиной и устойчивостью к полеганию. На значительных площадях высевают также сорта Вятка 2, Восход 2, Саратовская 6, Пурга, Таловская 33 и Татарская 1.
Требования к факторам внешней среды. Зерна ржи при наличии влаги в почве могут прорастать при температуре 1–2 °С, а всходы появляются при 4–5 °С.
Общая кустистость озимой ржи к концу осенней вегетации составляет в среднем 4–5 побегов, что несколько выше, чем у озимой пшеницы. Особенно хорошо она кустится при среднесуточной температуре воздуха в сентябре 12 °С.
Осенью озимая рожь нормально развивается за 50–55 сут (в зависимости от зоны) при сумме среднесуточных температур 450– 550 °С. Весной она кустится сильнее в тех случаях, когда осеннее кущение было сравнительно слабым. Сильное кущение растений и быстрый рост их подавляют сорную растительность в посевах. Поэтому рожь имеет большое значение в севообороте как соро-очищающая культура.
Среди озимых хлебов озимая рожь – самая морозоустойчивая культура. В бесснежные зимы она переносит морозы до -20 °С и более на глубине залегания узла кущения. Под снежным покровом толщиной 20–30 см рожь выдерживает температуру воздуха –50...
При дефиците влаги осенью рожь уходит в зиму недостаточно раскустившейся, в результате изреживаются посевы и снижается урожай.
Озимая рожь относится к числу сравнительно засухоустойчивых растений, что объясняется хорошим развитием ее корневой системы. Это позволяет озимой ржи переносить весеннюю засуху, используя влагу из глубоких слоев почвы. Наибольший расход влаги отмечается в период быстрого роста от выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период вызывает образование мелких и малопродуктивных колосьев.
Озимая рожь менее требовательна к почве, чем другие зерновые культуры. Она широко распространена на подзолистых почвах Нечерноземной зоны и на легких суглинистых. Корневая система ржи (в сравнении с другими зерновыми) лучше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. Например, озимая рожь лучше, чем пшеница, использует фосфорную кислоту, особенно из труднорастворимых соединений фосфора.
Озимую рожь широко возделывают на подзолистых, легких супесчаных и легких суглинистых почвах, а также на почвах с повышенной кислотностью (рН 5,3). Легкие супесчаные почвы часто называют «ржаными», так как рожь удается хорошо (Брянская область). Однако лучшими почвами для ржи считаются черноземы. Таким образом, озимую рожь можно успешно возделывать как на подзолистых почвах севера, так и на южных черноземах.
Интенсивная технология возделывания. Место в севообороте. Озимая рожь менее требовательна к предшественникам, чем озимая пшеница. В центральных и западных районах Нечерноземной зоны России хорошей парозанимающей культурой служат люпин, бобово-овсяные смеси (вика, горох в смеси с овсом). Ценность их как предшественника озимых заключается в раннем сроке уборки, так как их поукосная спелость наступает через 65–75 сут после посева.
В пригородных хозяйствах очень выгодно применять пар, занятый ранним картофелем. Чтобы создать хорошие условия для развития озимой ржи, картофель необходимо убирать не позднее чем за две недели до ее высева (в конце июля – начале августа). В качестве парового предшественника в Нечерноземной зоне иногда используют лен.
В северо-восточных районах, Предуралье (Республика Марий Эл и Удмуртская Республика, Кировская и Пермская области), западных районах Свердловской области озимая рожь дает высокие урожаи только по чистым, хорошо удобренным парам. Значение чистого пара объясняется низким плодородием, слабой окульту- ренностью подзолистых и дерново-подзолистых почв и более коротким, чем в других зонах, вегетационным периодом.
На большей части Центрально-Черноземной зоны увлажнение неустойчивое и недостаточное, особенно во второй половине лета, поэтому и здесь важную роль играют чистые пары. Хорошие предшественники в данной зоне – бобово-овсяные смеси, кукуруза на зеленый корм и ранний силос, а также ранние зерновые бобовые (горох). Горох убирают за 1,5 мес до посева озимой ржи, что дает возможность подготовить почву и в оптимальные сроки посеять озимую рожь.
В лесостепной зоне Поволжья (Башкортостан, Ульяновская, Пензенская области и лесостепные районы Самарской области) лучшие предшественники озимой ржи – чистый пар и клевер. Хорошие парозанимающие культуры – горох, викоовсяная смесь, чина на сено.
В степных районах Поволжья (Саратовская, Волгоградская области), Западной и Восточной Сибири озимую рожь размещают в основном по чистым парам.
Рожь сама для себя является хорошим предшественником, так как дает полноценный урожай зерна на одном и том же месте два года подряд. Возможность повторного посева ржи основана главным образом на том, что она мало подвергается заболеванию корневой гнилью. Однако при длительном возделывании на одном и том же поле урожай озимой ржи заметно снижается, особенно в Нечерноземной зоне.
Удобрения. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества соломы рожь потребляет в среднем 31 кг азота, 13,7 кг фосфора и 26 кг калия. Максимум среднесуточного поступления фосфора и калия приходится на период выхода в трубку – колошения. Максимальное поступление азота наблюдается несколько позднее, но к началу цветения оно резко снижается.
Обработка почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование и последующее рыхление) запаздывать нельзя. Такая обработка необходима для сохранения влаги в почве и провоцирования прорастания сорняков.
Наиболее эффективна послойная обработка пара, которую проводят, как и для озимой пшеницы, с учетом засоренности, степени уплотнения почвы и складывающихся погодных условий. На почвах более тяжелого гранулометрического состава, подверженных оседанию и заплыванию, не позднее чем за 20–25 сут до посева озимой ржи целесообразна перепашка (двоение пара) плугом без предплужника.
www.dereksiz.org
Важнейшие злаковые культуры — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).
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
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
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
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.
В семейство злаков входят и дикорастущие травы, например, пырей ползучий, тимофеевка луговая, ковыли.
Пырей ползучий — злостный корневищный сорняк. Его соцветие — длинный и узкий сложный колос. Размножается вегетативно кусочками корневища.
Тимофеевка луговая — одно из наиболее ценных кормовых растений с узким, цилиндрическим, колосовидным соцветием — султаном.
Ковыль — многолетний, засухоустойчивый злак, типичный для степей. Пучки его корней широко разрастаются и глубоко проникают в землю, образуют плотный дёрн. Узкие длинные листья ковыля приспособлены к экономному расходованию влаги. Цветки собраны в редкую метёлку. Зерновки одеты цветковыми чешуями, причём наружная имеет длинную перистую, пушистую и лёгкую ость. Благодаря этим остям зерновки могут пролетать большие расстояния. Когда ветер затихает, зерновка опускается, острым нижним концом вонзается в землю и постепенно с помощью ости ввинчивается в неё.
В тропических странах культивируют сахарный тростник. Из его стеблей получают сахар.
Источники:
Пасечник В. В. Биология. 6 класс // ДРОФА.
Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Кучменко B. C. Биология. 6 класс // ИЦ ВЕНТАНА-ГРАФ.
Викторов В. П., Никишов А. И. Биология. Растения. Бактерии. Грибы и лишайники. 7 класс // Гуманитарный издательский центр «ВЛАДОС».
www.yaklass.ru
Зерновые хлебные культуры, характеристика
Значение термина Зерновые хлебные культуры, характеристика в Энциклопедии Научной Библиотеки
Зерновые хлебные культуры, характеристика - К основным зерновым хлебным культурам относятся пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, сорго, рис и гречиха. Все они однолетние травянистые растения, принадлежат к семейству мятликовых (злаков), кроме гречихи, которая относится к семейству гречишных.
Многие хлебные культуры, а именно пшеница, рожь, ячмень и овес, имеют яровые и озимые формы. Эти формы различаются между собой по способу выращивания. Так, нормальное развитие озимых культур связано с условиями перезимовки - их высевают осенью, а урожай получают на следующий год. Яровые культуры нуждаются в более коротком периоде воздействия пониженными температурами, им достаточно весеннего периода. Поэтому их высевают весной, и урожай они дают в год посева.
Все злаковые культуры сходны по морфологическому строению. Их корневая система состоит из множества тонких придаточных корней, собранных в пучок (мочку). Различают корни первичные, или зародышевые, и вторичные, возникающие из подземных стеблевых узлов, преимущественно из узла кущения. Преобладающая часть корней хлебных злаков развивается в верхнем (пахотном) слое, почвы, и лишь отдельные корни проникают на глубину до 100 - 150 см (ячмень, овес, рис, кукуруза), 180 - 200 см (пшеница, рожь), 200 - 250 см (сорго).
Стебель зерновых культур, называемый соломиной, у большинства злаков полый, имеет несколько (5 - 6) стеблевых узлов, разделяющих его на междоузлия. Высота стебля зависит от биологических особенностей культуры и условий ее произрастания и колеблется от 50 до 200 см. У сорго и кукурузы стебель достигает 3 - 4 м и более. Высокий стебель зерновых культур не всегда является достоинством сорта, так как при высоком стебле у растений снижается устойчивость к полеганию.
Лист хлебных злаков состоит из листового влагалища, охватывающего стебель, и линейной листовой пластинки. Влагалищной частью лист прикрепляется к стеблевому узлу, образуя над последним кольцеобразное утолщение - листовой узел. В том месте, где влагалище переходит в листовую пластинку, с внутренней его стороны возникает в виде прозрачной пленки язычок, а с наружной - ушки. Форма ушек и язычка - отличительный признак при определении различных злаков до цветения. У овса, например, язычок сильно развит, а ушек нет; у ячменя язычок короткий, а ушки сильно развиты; у пшеницы язычок короткий, ушки небольшие, ясно выраженные, часто с ресничками; у ржи язычок тоже короткий, ушки короткие, рано опадают. Окраска листа злаков - от светло - зеленой до темно - зеленой, иногда до фиолетовой. Она зависит от сортовых особенностей растения и условий питания.
Соцветие зерновых культур - сложный колос (у пшеницы, ячменя, ржи и женское соцветие у кукурузы, обычно называемое початком) или метелка (у овса, проса, сорго, риса, гречихи и мужское соцветие у кукурузы). Сложный колос имеет удлиненную главную ось, на уступах которой с обеих сторон расположены колоски, содержащие несколько цветков. На главной оси метелки на разной высоте развиваются боковые ветви различного порядка (первого, второго, третьего и т. д.), на концах которых также расположены колоски.
Цветки зерновых культур, кроме кукурузы, обоеполые, т. е. в одном и том же цветке находятся тычинки и пестики.
Среди злаков встречаются перекрестноопылители (рожь, кукуруза - , сорго) и самоопылители (пшеница, ячмень, овес, просо, рис). Однако самоопыление не очень строгий признак. У самоопылителей в большей или меньшей степени может быть перекрестное опыление.
Плод хлебных злаков - односемянная зерновка, называемая зерном. Снаружи зерно покрыто плодовой и семенной оболочками. В нижней части зерна расположен зародыш, в котором имеются в зачатке органы будущего растения - первичный корень, первичный стебель и почечка. Основную массу зерна составляет эндосперм, заполненный крахмалом и белком, что обеспечивает питанием зародыш при его прорастании. От эндосперма зародыш отделен щитком, который обращен к эндосперму всасывающими клетками. Через них - то при прорастании зародыша из эндосперма И поступают питательные вещества, необходимые для роста и развития всходов.
Химический состав зерна хлебных культур значительно варьирует. Так, белка в зерне содержится от 10 до 16%, углеводов - от 55 до 70%, жиров - от 1,5 до 4,5%, а в зерне овса и кукурузы - до 6%, зольных веществ - от 1,5 до 3,0%, воды - от 12 до 14%.
Содержание белка (как и других составных частей) в зерне хлебных злаков непостоянно. Оно зависит от видовых и сортовых особенностей культуры, климатических условий, погоды и приемов агротехники. У зерновых культур, выращенных в районах с континентальным климатом, а в других районах - в годы с большим количеством тепла и света белка в зерне больше, чем у культур, выращенных в районах с мягким климатом и в дождливые годы. На почвах, богатых азотом и фосфором, а также удобренных азотом зерно хлебных злаков отличается повышенным содержанием белка. В зерне продовольственных зерновых культур ценятся белки, образующие клейковину, от количества и качества которой зависят хлебопекарные свойства муки (упругость теста, пористость и объем хлеба). В зерне пшеницы количество сырой клейковины может колебаться от 16 до 40 %.
Белок хлебных злаков содержит аминокислоты, в том числе незаменимые, т. е. такие, которые не могут синтезироваться в организме животных и человека (лизин, метионин, триптофан и др.) и должны доставляться в организм с пищей. Поэтому повышенное содержание этих аминокислот в белке злаков полезно для человека и животных. В зерне содержатся также витамины группы В (Вь В2, В6) и витамин РР, а в проросшем зерне - витамины А, С и Д.
Питательная ценность зерна и кормов измеряется с помощью кормовых единиц. За одну кормовую единицу принята питательность 1 кг сухого (зерна) овса; питательность 1 кг пшеницы и ржи приравнивается к 1,18 кормовой единице, 1 кг ячменя - к 1,27, 1 кг зерна кукурузы - к 1,34 кормовой единице; кормовая ценность 1 кг соломы составляет от 0,2 (рожь, пшеница) до 0,30 - 0,35 (овес, ячмень)кормовой единицы.
На протяжении периода вегетации зерновые культуры проходят несколько фаз развития. У зерновых злаков наблюдаются следующие фазы: прорастание зерна, появление всходов, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение, формирование и налив зерна, созревание.
Для прорастания зерна нужны тепло, влага и воздух (кислород). Зерно прорастает после того, как набухнет. При достаточном количестве тепла в набухающем зерне начинает работать ферментная система, в результате чего белки, жиры и крахмал переходят в более простые и растворимые в воде органические соединения, которые идут на питание зародыша.
При поступлении питательных веществ в зародыш сначала трогаются в рост первичные корешки, а затем - и первичный стебель. Когда проросшее зерно образует первый развернутый лист над поверхностью почвы, отмечают фазу появления всходов. В полевых условиях всходы хлебных злаков появляются на 7 - 10 - й день.
Фаза кущения у зерновых культур обычно наступает через две недели после фазы появления всходов.
Кущение - это образование надземных побегов (стеблей) и вторичных корней из подземных стеблевых узлов (узлов кущения). Оно начинается с появления у растений 3 - 4 настоящих листьев.
Количество стеблей, развивающихся из одного семени, или кустистость, зависит от многих условий: влажности и температуры почвы, ее плодородия, видовых и сортовых особенностей, агротехнических приемов (сроков посева, нормы высева, качества семян, глубины заделки и др.).
Различают общую и продуктивную кустистость. Под общей кустистостью понимают среднее количество стеблей, приходящихся на одно растение, под продуктивной - количество стеблей на одно растение, образовавших продуктивный колос или метелку. Продуктивная кустистость v озимых составляет 3 - 4 стебля и более, у яровых - 1 - 3 стебля. В начале фазы кущения у яровых хлебных злаков закладывается соцветие.
В фазу кущения побеги уже имеют стеблевые узлы и очень короткие междоузлия - длина их меньше поперечного среза стебля. В дальнейшем междоузлия вытягиваются, соцветие, формирующееся из точки роста стебля, начинает подниматься вверх. Момент, когда соцветия (сложный колос или метелка) «выходят в трубку», т. е. когда верхний стеблевой узел можно прощупать внутри листового влагалища главного стебля на высоте 5 см от поверхности почвы, является началом фазы выхода в трубку. У яровых культур она наступает дней через десять после начала фазы кущения, у озимых - после перезимовки.
В фазу выхода в трубку усиленно растут все органы растения стебель, корни, листья и соцветия. Поэтому в эту фазу зерновые культуры. Очень требовательны ко всем условиям роста (теплу, свету, воздуху, питательным веществам и влаге).
Следующая фаза развития хлебных злаков - колошение (выметывание) - характеризуется выходом соцветия из влагалища верхнего листа: колоса - у пшеницы, ржи и ячменя, метелки - у овса, проса, риса и сорго. У кукурузы сначала происходит выметывание мужских соцветий - метелок (на верхушке стебля), несколько позже (на 2 - 4 сут) появляются женские соцветия - сложный колос (в пазухах листьев), так называемый початок, длина которого может составлять от 4 до 50 см, диаметр - от 2 до 10 см и масса - от 30 до 500 г. Эта фаза у зерновых культур в различных климатических условиях наступает в разные сроки, у яровых - чаще через 30 - 45 дней после фазы появления всходов. В фазу колошения (выметывания) для формирования высококачественного урожая зерна растения должны быть обеспечены необходимыми питательными веществами и влагой.
Фаза цветения у большинства злаков наступает после колошения. У самоопылителей (пшеница, ячмень, овес, просо, рис) пыльники тычинок созревают одновременно с пестиками и вскрываются, как правило, еще в закрытом цветке. Поэтому на рыльце пестика самоопылителей попадает прежде всего своя пыльца.
Перекрестноопылители (рожь, кукуруза, сорго) цветут при открытых цветковых пленках; поэтому пыльца с одних цветков ветром переносится на другие.
С момента оплодотворения яйцеклетки до полной спелости зерна в семени наблюдается ряд сложных превращений. Этот процесс делят на четыре периода, которые наиболее подробно изучены у зерновых культур.
Образование семян - период от оплодотворения яйцеклетки до появления точки роста. Семя может дать слабый росток. Масса 1000 семян 1 г. Продолжительность периода 7 - 9 дней.
Формирование семян - период от образования семян до установления окончательной длины зерна. В семени много свободной воды и мало сухого вещества. Масса 1000 семян 8 - 12 г.
Налив зерна - период от начала отложения крахмала в эндосперме (питательной ткани) до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37 - 40 %. Продолжительность периода 20 - 25 дней.
Период налива зерна делят на четыре фазы:
фазу водянистого состояния - начинают формироваться клетки эндосперма; сухое вещество составляет 2 - 3%; продолжительность фазы до 6 дней;
фазу предмолочного состояния - водянистое содержимое семени имеет молочный оттенок; сухое вещество составляет 10%; продолжительность фазы 6 - 7 дней;
фазу молочного состояния - зерно содержит молокообразную белую жидкость; сухого вещества накапливается до 50 0; продолжительность фазы 7 - 15 дней;
фазу тестообразного состояния - эндосперм имеет консистенцию теста; сухое вещество составляет 85 - 90 %; продолжительность фазы 4 - 5 дней.
Созревание зерна - период от начала до полного прекращения поступления пластических веществ. Влажность зерна снижается до 12 и даже до 8% - Зерно созрело и пригодно для технического использования, но развитие семени еще не закончено.
Период созревания зерна делят на две фазы:
фазу восковой спелости - эндосперм восковидный, упругий, легко режется ножом, оболочки желтые; влажность снижается до 30 %; продолжительность фазы 3 - 6 дней;
фазу твердой спелости - эндосперм твердый, на изломе мучнистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная; влажность 8 - 22 %; продолжительность фазы 3 - 5 дней.
Во второй фазе периода созревания зерна протекают сложные биохимические процессы, после чего появляется новое и самое главное свойство семени - нормальная всхожесть. Поэтому дополнительно выделяют еще два периода: послеуборочное созревание и полная спелость.
В период послеуборочного созревания зерна заканчиваются процессы синтеза высокомолекулярных веществ (белков, жиров, углеводов) и затухает процесс дыхания. В начале периода всхожесть семян низкая, в конце - нормальная. Продолжительность периода колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от биологических особенностей культуры и внешних условий.
Период полной спелости начинается с превращения семян в полноценные зачатки новых растений - их всхожесть становится максимальной.читайте так-же
Статья «Зерновые хлебные культуры, характеристика» была прочитана 40032 разenc.sci-lib.com
