Введение
Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна
вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные
изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и
птицеводства, что связано с увеличением
производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры
служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.
Всемерное увеличение производства зерна - главная задача сельского
хозяйства.
Наряду с увеличением производства зерна особое внимание обращается на
улучшение качества зерна, и прежде всего на расширение производства твердых
и сильных пшениц, а также важнейших крупяных и фуражных культур.
Для успешного решения этих задач необходимо улучшать использование
агротехники, шире внедрять высокоурожайные сорта и гибриды,
совершенствовать структуру посевных площадей. Большое значение придается
также эффективному использованию удобрений, расширению посевов на
мелиорированных землях и в зонах достаточного увлажнения.
Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам
- злаковых, гречишных и бобовых,
Семейство злаковых
Основные хлебные культуры - пшеницу, рожь, овес, кукурузу, рис, просо,
сорго относят к семейству злаковых (Graminial), классу однодольных
растений.
Различают две формы злаковых - - яровые и озимые. Яровые растения
высевают весной, за летние месяцы они проходят полный цикл развития и
осенью дают урожай. Озимые растения сеют осенью, до наступления зимы они
прорастают, а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколько
раньше, чем яровые. Озимую и яровую формы имеют пшеница, рожь, ячмень и
тритикале. Все остальные злаки бывают только яровыми. Озимые сорта, как
правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать в районах с
высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами.
К биологическим признакам, характеризующим злаковые культуры, относят
строение корня, стебля, листьев, цветков и др.
Корень злаков - мочковатый, хорошо развитый (длина корешков достигает
3 м и более, а кукурузы и сорго - 8 - 10 м), но у пшеницы, ржи, ячменя и
овса основная часть корневой системы расположена на глубине до 20 - 30 см,
поэтому эти злаки особенно чувствительны к засухе. Корневая система
остальных злаковых культур уходит в землю глубже, поэтому они более
засухоустойчивы.
Стебель злаков - соломинка, состоящая из трех - пяти междоузлий,
соединенных стеблевыми узлами. У ячменя, ржи, овса и мягкой пшеницы
соломина внутри пустая, что при неблагоприятных погодных условиях приводит
к полеганию растений и большим потерям урожая, особенно у высокорослых
растений. Поэтому при выведении новых сортов злаков стремятся к получению
средне- и короткостебельных растений. Стебель твердой пшеницы и остальных
злаков заполнен паренхимной тканью.
Листья злаков ланцетовидные, с параллельным жилкованием. У основания
они свернуты в трубочки, прикрепленные к стеблевым узлам и охватывающие
часть стебля. Листья являются основными фотосинтезирующими органами;
поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на
урожайность.
Цветок злаков (за исключением кукурузы) называется колоском, который
состоит из стержня, завязи с двумя перистыми пестиками и тремя тычинками.
Снаружи завязь прикрывают колосковые чешуи (пленки), выполняющие роль
околоцветника. В зависимости от длины тычиночных нитей и строения пестика
цветки могут быть самоопыляющимися и перекрестноопыляемыми (рожь,
кукуруза).
Урожайность перекрестноопыляемых злаков менее устойчива и зависит от
погоды в период цветения. Колоски большинства злаков одноцветковые, а у
овса в одном колоске иногда могут быть собраны две-три завязи. Зерна,
развивающиеся в многоцветковых колосках, более мелкие и неоднородные по
крупности. Они снижают товарные качества, затрудняют переработку зерна.
Цветки злаков собраны в соцветия. У колосковых злаков (пшеницы, ржи,
ячменя) соцветием является сложный колос. У пшеницы и ржи на каждом уступе
стержня сложного колоса развивается по одному зерну, а всего их в колосе
содержится от 30 до 60. У разных сортов ячменя на каждом уступе стержня
может развиваться как по одному зерну (двурядный), так и по два-три
(многорядный). Многорядный ячмень дает неоднородное по крупности зерно.
Метельчатые злаки - овес, просо, рис, сорго имеют соцветия в виде
метелки, у которой колоски располагаются на удлиненных ветвящихся
цветоносах. Количество зерен в метелке бывает от 50 - 60 (овес) до
нескольких сотен (чумиза). Обычно верхушечные колоски зацветают несколько
позже, чем нижние, поэтому в зерновой массе метельчатых злаков часто
встречаются недозревшие зерновки.
Особое место среди злаков занимает кукуруза - однодомное
раздельнополое растение, женские цветки которого собраны в початки,
расположенные в пазухах листьев по 3 - 5 на одном стебле, а мужские - в
метелки, растущие по одной на верхушке стебля. Початок состоит из стержня,
на котором вертикальными рядами располагаются от 300 до 1000 зерновок.
Снаружи початок покрыт видоизмененными листьями-обертками. Зерна составляют
около 60 % массы початка.
Плод злаков - зерновка - развивается из оплодотворенной завязи цветка.
При обмолоте пшеницы, ржи и тритикале зерновки легко отделяются от
цветковых пленок. Не имеет их кукуруза. Эти злаки называются голозерными. У
остальных злаков цветковые пленки плотно облегают зерновку и при обмолоте
не отделяются. Эти культуры называют пленчатыми (ячмень, овес, рис, просо,
сорго).. Чем больше масса цветковых пленок на поверхности зерновки - ядра и
чем труднее они удаляются, тем соответственно меньше выход крупы или муки
при переработке такого зерна.
По внешнему виду (морфологическим признакам) зерновки злаковых культур
подразделяют на настоящие ( пшеница, рожь, ячмень, овес) и просовидные
(остальные культуры).
На рис. 1 показан внешний вид зерновки пшеницы и риса. Форма зерновки
(рис.1а) продолговатая или продолговато-овальная, со стороны спинки четко
различим зародыш, который выглядит небольшой овальной вмятинкой. С
противоположного конца зерна видна бородка (хохолок), образованная
выростами клеток наружного слоя оболочек. Длина волосков и густота бородки
являются родовым и видовым признаками настоящих злаков. Со стороны брюшка
вдоль всей зерновки проходит бороздка (желобок), углубляющаяся внутрь
зерновки на 1/2-1/3 ее толщины и иногда образующая там петлю, осложняя
отделение оболочек при выработке сортовой муки.
Просовидные злаки (рис. 1б) могут иметь форму продолговатую (рис),
округлую (просо, сорго) или клиновидно-овальную (кукуруза). Характерной
особенностью этих злаков является отсутствие у зерновок бороздки и бородки.
[pic] [pic]
Зерновка любого злака состоит из трех основных частей зародыша,
эндосперма и оболочек. На рис. 2 показано строение зерновки пшеницы.
Зародыш, состоит из корешка, стебелька и почечки, дающих жизнь новому
растению. Зародыш плотно прилегает к эндосперму, от которого отделен
видоизмененной семядолей - щитком. Через щиток, богатый ферментами,
питательные вещества при прорастании из эндосперма поступают в зародыш.
Эндосперм - основная часть зерновки. Представляет собой мучнистое
ядро, в котором сосредоточены запасные питательные вещества. В центре
эндосперма клетки крупные, тонкостенные, часто неправильной формы. При
удалении от центра размер клеток постепенно уменьшается, форма их
становится близкой к прямоугольной призме. Внутри клеток белки образуют как
бы сплошную матрицу, в которую вкраплены крахмальные гранулы разных
размеров. В центральной части эндосперма наряду с мелкими и средними
находится много крупных гранул крахмала. По мере удаления от центра к
оболочкам количество и размеры крахмальных гранул уменьшаются, а доля белка
увеличивается.
Краевой слой эндосперма - алейроновый, прилегающий к оболочкам, по виду
резко
отличается как от внутренней его части, так и от оболочек. Он образован
толстостенными клетками и правильной, почти кубической формы. Алейроновый
слой пшеницы, ржи, овса состоит из одного ряда клеток, ячменя - из трех -
пяти рядов. Эта особенность строения зерновки ячменя может быть
использована для обнаружения под микроскопом примеси ячменной муки к
пшеничной или ржаной. Клетки алейронового слоя заполнены мелкими тельцами
(у некоторых видов и сортов пшеницы в виде кристалликов) с вкрапленными
между ними мельчайшими капельками жира.
Оболочки защищают семя от воздействия внешней среды. Голозерные злаки
имеют две оболочки. Снаружи зерновка покрыта плодовой оболочкой
(перикарпием), которая образуется из стенок завязи и состоит из трех слоев
крупных толстостенных одревесневших клеток, пустых внутри. Расположение
слоев клеток в перикарпии напоминает - кирпичную кладку, что придает
оболочке большую прочность.
Семенная оболочка образуется из стенок семяпочки и также состоит из
трех слоев клеток, но мелких и неправильной формы. В среднем - пигментном
слое семенной оболочки содержатся красящие вещества, придающие окраску
зерновке.
При современной технологии переработки зерна оболочки м алейроновый
слой стремятся удалить. При этом толщина оболочек и алейронового слоя,
образующих отруби, оказывает влияние на качество вырабатываемого продукта.
Очень тонкие оболочки легко измельчаются и переходят в муку, а чрезмерно
толстые затрудняют отделение эндосперма, уменьшая выход муки. У пшеницы
толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от 0,03 до 0,97 мм, а
алейронового слоя - от 0,03 до 0,06 мм. Интересно отметить, что алейроновый
слой пшеницы, состоящий всего из одного ряда клеток, по толщине
приближается к оболочкам. Как правило, мелкое зерно имеет более толстые
оболочки.
Соотношение анатомических частей зерновки злаков имеет важное
технологическое значение. Чем больше оболочек, тем меньше питательных
веществ содержит зерно и меньше соответственно выход продуктов при
переработке. У голозерных злаков содержание колеблется (в %) : эндосперма -
от 70 до 85, алейронового слоя - от 4 до 12, плодовой и семенной оболочки -
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
