Тема: Зернові культури – основа с/г виробництва
1. Значення зернових культур. Хімічний склад зерна.
2. Зернові культури І та ІІ групи
3.Ботанічна характеристика, морфологічні особливості зернових культур.
4. Фази росту і розвитку зернових культур
( 1 ) ст.. 48-49
Науменко Г.В.
1. Зернові культури займають найбільші посівні площі в усьому світі, що свідчить про їх виключно важливе продовольче, кормове і сировинне значення в народному господарстві.
Рис.1. Топ-10 країн у рейтингу найбільших світових виробників зерна на 2017–2018
В народному господарстві нашої держави зернові культури є основою сільськогосподарського виробництва.
Впродовж останніх п`яти років Україна зміцнила свої позиції на міжнародному аграрному ринку та впевнено перебуває в світовій десятці виробників зерна. До того ж є лідером з виробництва та експорту насіння кукурудзи. Зерно кукурудзи залишається найбільш прибутковим для вітчизняних аграріїв.
За останні десятиріччя відбулося значне зростання валового виробництва та врожайності основних зернових культур.
Зерно і солому багатьох зернових культур використовують як сировину у переробній промисловості. Із зерна виробляють крохмаль, спирт, пиво, декстрин, глюкозу, фітин тощо; із стебел — папір, целюлозу, деревний спирт, картон, поташ та ін. Солому й полову зернових культур і стебла кукурудзи використовують як грубі корми.
Зернові культури забезпечують тваринництво також зеленими кормами, силосом, сіном.
Зростання виробництва зернових культур відбувається за рахунок поєднання світових та вітчизняних інновацій в технології вирощування.
Основні елементи сучасної технології вирощування зернових культур:
Зерно багате на різні хімічні речовини, які визначають його харчову і біологічну цінність.
Хімічний склад зерна залежить від родини і виду зернової культури, типу, підтипу, ботанічного ґатунку, природно-кліматичних умов вирощування та інших факторів.
Основою харчування людини є зерно злакових культур, особливо пшениці, рису, кукурудзи, ячменю і жита.
Найбільш цінною складовою зерна є білки. Кількість білків залежно від культури коливається від 7,5% у рисі до 13% у твердій пшениці. Менший вміст білків, порівняно з твердою пшеницею, має м’яка ярова пшениця (12,5%) і ще менший – м’яка озима пшениця (11,5%). Жито, ячмінь, овес і кукурудза мають у своєму складі білків на 2-3% менше ніж пшениця.
За амінокислотним складом білки пшениці є повноцінними, оскільки до їх складу входять всі незамінні амінокислоти, в тому числі й найважливіші з них – триптофан, метионін і лізин.
У зерні пшениці найважливішими білками є гліадин і глютелін, які утворюють клейковину, яка має велике значення у хлібопекарському виробництві.
Клейковина є також у зерні жита і ячменю, але гіршої якості. Вона має специфічний запах і не є пружною.
Вплив кількості сирої клейковини на якість хліба
Вміст білка залежить від району вирощування. В умовах сухого континентального клімату півдня і південного сходу вирощують зерно пшениці з більшим вмістом білка (до 20% і більше).
У зерні пшениці, вирощеної у вологих умовах півночі і північного заходу, білків значно менше – 11-12%. Високу біологічну цінність мають також білки вівса і гречки.
У зерні хлібних злаків є невелика кількість жирів – 2-2,5%. Багато цієї речовини в зародку і алейроновому шарі. Підвищений вміст жиру мають просо (3,9%), кукурудза (4,9%), сориз (4,5%) та особливо овес (6,2%).
Зерно хлібних злаків багате на вуглеводи, особливо на крохмаль. У зерні різних культур міститься крохмалю 48-57%. Уся кількість цієї речовини знаходиться в ендоспермі. Значно менше крохмалю має овес (36,5%).
Енергетична цінність зерна злакових культур висока. Вона визначається вмістом крохмалю та білків, становить від 250 ккал (овес) до 311 ккал (просо).
Харчова цінність зерна і продуктів його переробки визначається хімічним складом, засвоюваністю речовин. Зернові культури, що належать до різних сімейств, відрізняються не тільки співвідношенням поживних речовин, але і їх складом та властивостями
Вид зерна |
Вміст, % води |
Вміст, % білків |
Вміст, % жирів |
Вміст, % вуглеводів |
Вміст, % клітковини |
Вміст, % золи |
Пшениця | 14,0 | 12,0 | 1,7 | 68,7 | 2,0 | 1,6 |
Жито | 14,0 | 11,0 | 1,7 | 69,6 | 1,9 | 1,8 |
Ячмінь | 14,0 | 10,5 | 2,1 | 66,4 | 4,5 | 2,5 |
Рис | 14,0 | 8,0 | 2,0 | 64,0 | 8,0 | 4,0 |
Кукурудза | 14,0 | 10,0 | 4,6 | 67,9 | 2,2 | 1,3 |
2. За способом вирощування, морфологічними і біологічними особливостями зернові культури поділяються на дві групи.
До хлібних злаків першої групи (зернових) належать: пшениця, жито, ячмінь, овес, тритикале. Це культури довгого дня, досить холодостійкі і вологолюбиві.
На початку вегетації відзначаються швидким ростом. Починають кущитися через 10–15 днів після з`явлення сходів, і менше пригнічуються бур`янами, ніж просовидні злаки.
Характерні особливості зернових культур першої групи:
Хлібні злаки другої групи, або просоподібні (просо, кукурудза, сорго, гречка, рис), є культурами короткого дня з підвищеними вимогами до тепла. Вони більш посухостійкі, ніж хлібні злаки першої групи (крім рису).
Характерні особливості зернових культур другої групи:
3. Всі зернові культури належать до родини тонконогових (Poaceae) і мають багато спільних ознак.
Коренева система у хлібних злаків мичкувата, добре розвинута. Проростаючи, злакові спочатку утворюють зародкові корені, або первинні, а потім стеблові, або вторинні, які виростають з вузла кущіння. Дещо інакше розвивається коренева система у кукурудзи і проса. У них спочатку виростає головний корінь, а потім утворюються бічні, а пізніше з вузлів біля основи стебла – вторинні корені.
Основна маса коренів злакових культур розміщується в орному шарі ґрунту на глибині до 30 сантиметрів.
Рис. 2. Коренева система кукурудзи: (а) – основні;
(б) - повітряні корені
Рис. 1. Коренева система пшениці: 1- насінина; 2 – зародкові корінці; 3 – бічний пагін із зародкового стебла; 4 – підземне стебло; 5 – бічний пагін; 6 – головний пагін; 7 – вузол кущення; 8 – вузлові вторинні корені
Стебло у зернових злаків – соломина, яка складається з 5–7 міжвузлів, розділених стебловими вузлами.
Ранньостиглі сорти кукурудзи мають до 25 міжвузлів, а пізньостиглі – 30 і більше.
Стебло злаків циліндричне, здебільшого порожнє, тільки у кукурудзи, сорго і деяких видів проса виповнене серцевиною.
Стебло пшениці
Стебло кукурудзи: 1 - загальний вигляд, 2 - повздовжній і
3 - поперечний розріз
1
3
2
Листок злакових складається з листкової піхви і листкових пластинок. Листковий вузол, що міститься в нижній частині листка, надає стеблу більшої стійкості і сприяє підійманню стебла при виляганні.
На місці переходу піхви в листкову пластинку є листковий язичок, який щільно прилягає до стебла і захищає від попадання води і проникання інших сторонніх предметів. По боках язичка є вушка, які охоплюють стебло.
Рис.3. Язички та вушка: а – вівса, б – жита, в – пшениці, г – ячменю.
За зовнішніми ознаками вушок і язичків можна легко розрізнити злаки першої групи ще до з'явлення у них суцвіть. Морфологічні ознаки вушок і язичків досягають своїх характерних розмірів та форм в період виходу в трубку та стеблування.
Суцвіття зернових злаків має вигляд складного колоса (у пшениці, жита, ячменю), або волоті (у вівса, сорго, проса, рису).
Колос складається з колосового стрижня, який є продовженням стебла і колосків, що стоять на виступах стрижня.
Рис. 4. а – колос (пшениця); б – волоть звичайна (овес); в – волоть проса; г – волоть кукурудзи; д – початок кукурудзи; е – колосоподібна волоть, султан (чумиза)
а
б
в
г
д
е
5
Квітка злакових має дві квіткових луски – зовнішню, яка в остистих форм з остюком, і внутрішню, а також маточку, що складається з зав`язі з двома перистими приймочками і трьома тичинками.
Рис.6.
Плід у хлібних злаків – зернівка, зовні вкрита плодовою та насіннєвою оболонками. У гречки плід – тригранний горішок
4. Сільськогосподарські рослини протягом життя проходять відповідні фази розвитку, пов'язані з утворенням в них органів. У зернових злакових розрізняють такі фази: сходи, кущіння, вихід в трубку, колосіння, цвітіння, стиглість зерна (молочна, воскова і повна).
Початком кожної фази вважається день, коли в цю фазу вступає більше 10% рослин. Повне настання фази вважається при досягненні її 75% рослин.
Насіння проростає при достатній кількості води, тепла і кисню. Вода погрібна для набубнявіння зерна і розчинення в ньому запасних поживних речовин. При цьому потреба в воді (у відсотках) від маси така: вівса - 65, пшениці і жита - 55, ячменю - 50, кукурудзи - 44, рису - 26 і проса - 24. Для проростання насіння зернобобових потрібно значно більше води – 100 - 125% від маси сухого зерна.
Після набубнявіння нерозчинені речовини ендосперму насіння впливом ферментів перетворюються в розчинні і через щиток надходить до зародка.
Сходи. Спочатку ростуть зародкові корінці, кількість яких неоднакова у різних хлібних злаків. Озима пшениця утворює 3, яра пшениця - 5, жито, овес - 3-4, ячмінь - 5-8 корінців, всі просовидні і утворюють лише 1 корінець.
Зародкове стебло у голозерних злаків вкрите прозорим чохликом, який називається колеоптилем. Він захищає стебло і перший листок від пошкоджень при виході його на поверхню ґрунту.
Сходи хлібних злаків ( зернових ) мають різне забарвлення: пшениці - зелене, жита - фіолетово-коричневе, вівса - світло-зелене, ячменю - сизо-зелене. У просовидних сходи завжди інтенсивно зелені.
Кущіння. Хлібні злаки можуть кущитись, тобто утворювати вузли кущіння бічні пагони, які з'являються на поверхні ґрунту і ростуть так, як і головне стебло. Найбільш життєздатні пагони утворюються від підземного вузла, розташованого безпосередньо під поверхнею фунту. Це вузол кущіння.
Енергія кущіння або кількість пагонів, які розвиваються в середньому на одній рослині, залежить від забезпечення рослин вологою і поживними речовинами, температури, а також глибини загортання насіння.
За кількістю стебел на одній рослині визначають загальну кущистість, а за кількістю стебел, які дають урожай - продуктивну.
Стебла що утворюють суцвіття, але не дають достиглого зерна, називають підгоном.
Кущіння озимих злаків починається вже при температурі 5°С, а більш енергійне - при 10 - 15°. Ранні посіви мають більшу енергію кущіння, пізні - меншу. Своєчасно висіяні озимі закінчують цей процес восени. У посушливі роки кущіння дуже слабке або зовсім не відбувається.
Вихід у трубку і колосіння. У цей період рослини формують генеративні органи. Ріст стебла починається подовженням нижнього міжвузля, розміщеного безпосередньо над вузлом кущіння. Майже одночасно починає рости зачатковий колос.
Початком фази виходу в трубку вважається період, коли на головному стеблі можна визначити перший вузол, що піднімається над поверхнею ґрунту на 5 см.
Цвітіння. За колосінням у більшості зернових настає цвітіння. У жита воно триває 6-8 днів, пшениці - 3-5, вівса - 3-4. У ячменю цвітіння відбувається часто ще до виходу колосу з піхви листка.
Хлібні злаки за характером запилення можна поділити на самозапильні, або з перевагою самозапилення - пшениця, ячмінь, овес, просо і рис - і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго ).
Формування зерна і достигання. Після цвітіння і запилення настає формування зерна: утворюється зародок, а клітини ендосперму нагромаджують поживні речовини.
Розрізняють три фази достигання: формування, наливання і достигання. Розрізняють також три фази стиглості: молочну, воскову або жовту і повну.
Контрольні питання:
Д/З 1. Ріст і розвиток зернових культур
2. Вилягання хлібних злаків