Зерновые 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.
В южных районах страны, где пшеница с давних пор - основная, ведущая культура, при правильной агротехнике получают еще более высокие урожаи. Так, например, новый сорт озимой пшеницы Безостая-4 дал на колхозных полях средний урожай в 40 Ц с гектара. А в совхозе им. Калинина Кореневского района, Краснодарского края, этот же сорт озимой пшеницы дал 48,6 Ц с гектара. На одном из полей совхоза, площадью в 149 га, урожай был даже 54,5 Ц с гектара. Урожай другого нового сорта - Безостая-41- в 1959 г. достиг на сортоиспытательных участках 50-60 Ц с гектара. В Сибири и Казахстане на вновь осваиваемых целинных и залежных землях посевная площадь в основном занята яровой пшеницей, урожай которой в 1958 г. в ряде совхозов превышал 40 Ц с гектара.
После пшеницы наибольшая посевная площадь в СССР занята рожью. А во всем мире ее посевная площадь стоит на четвертом месте - после пшеницы, риса и кукурузы. К почвенным и климатическим условиям рожь менее требовательна, чем пшеница. Она растет и на песчаных почвах, а на супесчаных дает высокие урожаи. Кроме того, она более морозоустойчива: ее посевы перешагнули через Полярный круг и доходят теперь до 69° с. ш. По сравнению с дореволюционным периодом ее посевы в СССР сократились за счет увеличения посевов пшеницы. Но во многих районах страны она остается основной продовольственной культурой.
Среди сортов ржи есть и озимые и яровые. Основная площадь посевов ржи занята в СССР озимыми сортами, как более урожайными. Лучший предшественник для озимой ржи - удобренный пар.
Во многих областях Европейской части СССР урожаи озимой ржи высотой и устойчивостью значительно превосходят урожаи яровых хлебов. Так, например, передовые колхозы Чувашской АССР, Московской, Курской и других областей получают урожаи ржи по 40 и по 50 Ц с гектара.
Из ржаного зерна изготовляется черный хлеб. Солома ржи применяется в сельском хозяйстве: она идет на подстилку скоту, из нее вяжут маты для парников. Ржаная солома используется и в промышленности- как сырье для изготовления бумаги и картона.
Озимую рожь выращивают иногда для весенней подкормки продуктивного рогатого скота, так как рожь раньше других растений дает в изобилии высококачественный зеленый корм.
Овес выращивается главным образом на корм скоту. Но из него вырабатывают много и пищевых продуктов: крупу, толокно, овсяные хлопья (геркулес).
Овсяное зерно очень питательно. В зерне пленчатых сортов до 18% белка, около 6% жира и до 40% крахмала. В зерне голозерного овса до 23% белка. Овсяная мука хорошо усваивается организмом животного и особенно полезна молодняку. Овсяное толокно - диетический продукт для детей. Солома и полова овса идут на корм скоту. Овсяная солома питательнее, чем солома других злаков.
Большинство известных видов овса произрастает среди дикой флоры. Культурный вид овса - так называемый посевной овес - подразделяется на пленчатые сорта и голозерные. Сортов посевного овса очень много, и каждый из них приспособлен к определенным почвенным и климатическим условиям.
В СССР культивируются главным образом пленчатые сорта. Они выведены советскими селекционерами путем отбора из стародавних местных сортов.
Наиболее высокие урожаи овес дает при мягком климате и достаточном количестве атмосферных осадков. К почве он менее требователен, чем другие зерновые хлеба; поэтому посевом овса, как правило, заканчивается любой севооборот. По сравнению с другими зерновыми овес наименее ценная культура. Поэтому расширение посевов других зерновых, например кукурузы, должно идти в первую очередь за счет сокращения посевов овса.
Значительно меньшую посевную площадь, чем пшеница, рожь или овес, занимает в Советском Союзе ячмень . Используется он главным образом на корм скоту, в пивоваренной промышленности и для приготовления ячменного кофе. Но есть страны, например Тибет, где ячмень - основное хлебное растение, так как другие хлебные злаки там не вызревают: из всех хлебных злаков ячмень - наиболее скороспелое растение.
Хлебные злаки, зерно которых идет не на муку и не на выпечку хлеба, а для приготовления каш, называют крупяными. Наибольшее значение из крупяных злаков в Советском Союзе имеет просо. Культурное просо делится по форме метелки на три основные группы: развесистое - с длинными ветвями и рыхлым строением метелки, пониклое - с длинными и плотноприлегающими друг к другу ветвями и компактное - с короткими ветвями, очень плотно прилегающими друг к другу. Зерна проса покрыты пленками и после их обрушения (очистки) получается продовольственное пшено.
Среди всех злаков просо - самая засухоустойчивая культура. Поэтому в СССР его больше всего высевают в юго-восточных районах страны. При хорошем уходе урожаи проса достигают 60 Ц с гектара и более.
Наивысшие урожаи просо дает при посеве по пласту целины или сеяных многолетних трав. Поэтому в практике земледелия просо считается пластовой культурой. Можно культивировать просо и на мягких землях, но они должны быть обязательно чистыми от сорняков. Всходы проса развиваются очень медленно и поэтому на засоренных почвах сильно забиваются сорняками. Кроме пласта целины и сеяных многолетних трав, хороший предшественник для проса - пропашные культуры: картофель и сахарная свекла. В свою очередь, просо считается хорошим предшественником для яровой пшеницы, ячменя и овса. Просо очень отзывчиво на фосфорные удобрения.
Лучший способ посева - широкорядный, так как просо - светолюбивое растение. Норма высева семян при обычном рядовом посеве 20- 25 кГ на гектар, а при широкорядном - в два раза меньше, большое значение имеет и приспособленность сорта к почвенно-климатическим условиям. Поэтому посев сортовыми и районированными семенами - обязательное агротехническое мероприятие. В СССР посевные площади проса сосредоточены в Казахской ССР, в Поволжье и в Центрально-Черноземной зоне. Просо созревает неравномерно и легко осыпается. Борьба с потерями зерна при уборке проса имеет первостепенное значение.
Для половины населения земного шара основная пища - рис . Такое же значение, как у нас хлеб, рис имеет в Японии, Китае, Индии, Индонезии, Бирме, Вьетнаме. Возделывать его начали очень давно. В Юго-Восточной Азии рис был известен как культурное растение уже 4- 5 тыс. лет назад. Выращивают рис на полях, заливаемых водой. Но рис не болотное, а горное растение. Дикие его виды растут хотя и во влажном климате, но на почве, не залитой водой. В Индии, Бирме и Вьетнаме его первоначально возделывали на отлогих склонах гор. Муссоны приносили на эти горы обильные осадки. Но так как муссоны - явление сезонное, то при таком земледелии можно было снимать лишь один урожай в год. Чтобы ливни не сносили с горных склонов землю, вокруг посевов риса стали возводить каменные и земляные валы. Так образовались террасы, и вода муссонных ливней задерживалась на них. Для культурного риса такое обильное увлажнение оказалось полезным. Он стал давать большие урожаи, причем по два-три урожая в год. По урожайности орошаемый рис превосходит даже просо. Постепенно культура риса спустилась с гор в долины, где многоводные реки использовались для орошения посевов. Там же, где нет больших рек, например на о-ве Ява, рис до сих пор возделывается на горных террасах.
При постоянном затоплении рисовых полей затухает в почве полезная деятельность микроорганизмов. Поэтому лучше применять укороченное затопление: после посева производят 3-4 полива, а когда рис достигнет восковой спелости, вода с поля сбрасывается.
Сортов культурного риса насчитывается теперь больше 10 тысяч. Советские селекционеры вывели сорта, пригодные для нашего климата. В нашей стране рис возделывается в Средней Азии, в Краснодарском крае, на юге Украины и в Молдавской ССР. Зерно риса отличается высоким содержанием питательных веществ. Примерно на 75% оно состоит из углеводов. Рисовая солома - ценное сырье. Из нее изготовляют тонкую и прочную бумагу, веревки, канаты, корзины, головные уборы.
Если создать рису наилучшие условия для роста и развития, можно собрать исключительно высокий урожай. До 1958 г. самым большим урожаем риса считалось 170 Ц с гектара. С 1958 г. в Китайской Народной Республике на опытных участках стали получать урожаи свыше 1000 Ц с гектара.
Такие баснословные урожаи получили наши китайские друзья в результате загущения посевов, глубокой обработки почвы и обильного внесения минеральных и органических удобрений. Культура риса в Китае - пересадочная. Раньше там на гектаре посева размещалось около миллиона растений риса; на гектаре же опытных участков их бывает в десятки раз больше - за счет пересадки с других участков. При такой густоте посева почти нет свободного пространства между растениями. Рис на загущенном участке, только дозревает на корню, а площадь других участков освобождается для новой посадки. Выросшие и окрепшие растения пересаживали на опытный участок в глубоко вспаханную и в несколько слоев удобренную землю. Удобряли ее навозом, илом, размолотыми костями, листьями лубяных культур, химическими удобрениями.
Но высокие урожаи риса наши китайские друзья получают не только с опытных участков. Так, например, в пяти провинциях - Цзянсу, Аньхой, Хубей, Сычуань и Хэнань - получен в 1958 г. средний урожай риса по 375 Ц с гектара.
Зерно гречихи химическим составом близко к зерну хлебных злаков. Гречиха используется для приготовления крупы. Поэтому гречиха и рассматривается нами в одном разделе с хлебными злаками, хотя и принадлежит к семейству гречишных.
Гречиха - однолетнее травянистое растение с сильно ветвящимся, красноватым и ребристым, неполегающим стеблем, высотой до метра. Возделывается она во всех странах умеренного климата, но первое место по размерам посевных площадей и валовому сбору зерна принадлежит Советскому Союзу.
Наибольшее хозяйственное значение имеет гречиха посевная. Питательность ее зерна выше, чем у зерна хлебных злаков. В зерне гречихи много железа и органических кислот (лимонной и яблочной). Ее белок и углеводы хорошо усваиваются организмом. У гречневой крупы хорошие вкусовые качества.
Гречиха - важнейшее медоносное растение, но мед от нее получается темный. Цветение гречихи начинается от нижних соцветий, переходит к верхним и растягивается во времени до самой уборки, поэтому период медосбора с гречишных посевов довольно продолжителен. Созревает гречиха также неравномерно, а спелое зерно может осыпаться. Поэтому к уборке гречихи приступают обычно, когда две трети зерен на растении достигнут полной спелости.
Гречиха - скороспелая культура. От ее всходов до созревания проходит от 65 до 80 дней. В южных районах СССР, если во второй половине лета выпадает достаточное количество атмосферных осадков, она может давать при хорошей агротехнике высокие урожаи и в пожнивном посеве, т. е. в посеве после уборки хлебов.
При посеве весной хорошим предшественником для нее будет озимая рожь, пшеница, картофель, свекла, лен. Всходы гречихи чувствительны к заморозкам, а семена ее хорошо прорастают при температуре почвы в 12-13°.
Корни гречихи хорошо растворяют вещества, содержащие фосфорную кислоту. Поэтому под гречиху целесообразно вносить не суперфосфат, а более дешевую фосфоритную муку (см. ст. «Удобрения и их применение»). Тогда, при норме в 5-6 Ц на гектар, она может увеличить урожай зерна в полтора-два раза. Свежий навоз или исключительно азотные удобрения вызывают у гречихи сильное разрастание зеленой массы в ущерб формированию зерна. Если же внести в почву азотные, фосфорные и калийные удобрения, урожайность гречихи резко повышается.
Урожаи гречихи в прошлом были невысокие и неустойчивые. В настоящее время передовые колхозы Украины, Тульской, Московской, Горьковской и других областей получают урожаи гречихи по 15-25 и даже по 30 Ц с га.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
К зерновым культурам относят представителей семейства злаковых. Пшеницу и рожь относят к основным хлебным злакам. Кукуруза, ячмень, овес имеют многоцелевое использование.
Пшеница - наиболее распространенная основная хлебная культура. Посевы ее распространены повсеместно. Озимую пшеницу выращивают в Украинской ССР, на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземной зоне, а также в южной части Нечерноземной зоны. Яровая пшеница преобладает в зоне засушливого земледелия и районах с суровыми зимами. Наиболее распространены два вида пшеницы: мягкая, или обыкновенная, и твердая пшеница.
Мягкая пшеница занимает свыше 80 % всех посевных площадей и составляет более 90 % валового сбора пшеницы. Зерно имеет овальную или округло-овальную форму, слегка расширенную к зародышу, с выраженной бородкой и глубокой бороздкой. Консистенция зерна от стекловидной до мучнистой в зависимости от сорта и района выращивания. Окраска зерновки очень разнообразная - белая, красная, желтая различных оттенков.
Особенно ценится сильная мягкая пшеница. Мука сильной пшеницы способна давать формоустойчивый хлеб большого объема, с хорошим пористым мякишем. Сильная пшеница содержит повышенное количество белка (не ниже 14 %), достаточное количество клейковины (не менее 28%), хорошую стекловидность (не менее 60-75 %). Сильная пшеница дает высококачественный хлеб и может быть использована для улучшения слабой пшеницы.
Основную массу товарного зерна составляет средняя пшеница, она может быть использована для получения хорошего хлеба,
но непригодна для улучшения слабых пшениц. Слабая пшеница дает хлеб с пониженными показателями качества. Чтобы получить стандартный хлеб, к ней добавляют сильную пшеницу.
Твердая пшеница занимает менее 10 % площадей пшеницы, высевается преимущественно как яровая, однако в южных районах страны распространена озимая твердая пшеница.
Твердая пшеница - ценное сырье для макаронной и других отраслей промышленности. Зерно крупное, удлиненное, книзу сужается, в поперечном разрезе угловатое, стекловидное. Хохолок на верхушке зерна слабо выражен. Твердую пшеницу высевают в основном в Поволжье, на Урале, Алтае, а также в Казахстане. Советскими селекционерами создана новая форма пшеницы - озимая твердая.
Зерно пшеницы при заготовках оценивают по показателям I группы (свежесть, влажность, засоренность, зараженность амбарными вредителями), а также по натуре. В партиях зерна сильной, твердой пшеницы определяют дополнительно количество и качество сырой клейковины. Для определения типового состава зерна во всех партиях пшеницы определяется стекловидность.
На зерно пшеницы, заготовляемое государственной заготовительной системой, а также поставляемое на кормовые цели и для выработки комбикормов, распространяется ГОСТ 9353-85.
В стандарте на пшеницу даны товарная классификация и основные показатели качества зерна. По товарной классификации пшеница делится на шесть типов: яровая краснозерная, яровая твердая, яровая белозерная, озимая краснозерная, озимая белозерная, озимая твердая.
В основу деления на типы положены следующие признаки: цвет (краснозерная, белозерная, янтарная), ботанический вид (твердая, мягкая), биологическая форма (яровая, озимая). Типы делят на два-пять подтипов в зависимости от процента стекловидности и оттенка цвета. Все перечисленные признаки связаны с технологическими и пищевыми свойствами зерна.
Типы и подтипы зерна не дают полного представления о его качестве и технологических свойствах. Поэтому по качеству (влажности, засоренности, массе 1 л и количеству мелких зерен) пшеницу заготовляемую делят на две группы, а распределяемую - на пять классов. В первой группе (базисные кондиции) установлены жесткие нормы качества. Так, сорной примеси допускается не более 1 %, а зерновой - не более 3 %. Классы на распределяемое зерно установлены по натуре, сорной, зерновой примесям, количеству мелких зерен. Самые высокие показатели качества у зерна первого класса.
На заготовляемую сильную и твердую пшеницу установлены отдельные стандарты. Кроме общих показателей качества, в них включены показатели, характеризующие хлебопекарные достоинства зерна. Так, сильная пшеница должна иметь стекловидность
не менее 60 %, содержание клейковины не менее 28 %, которая по качеству должна соответствовать I группе. Кроме того, ограничивается содержание проросших зерен и не допускается повреждение зерновки клопом-черепашкой. От величины натуры, количества клейковины, наличия зерен пшеницы других типов твердую пшеницу подразделяют на три класса и неклассную.
В стандартах на зерно распределяемое разрешается отгрузка зерна только с нормальным запахом, одного типа, с влажностью не выше 15,5 % и сорной примесью не более 2,0 %, в том числе вредной - 0,2 %.
Рожь - ценная продовольственная и кормовая культура. Продовольственной программой страны предусмотрен стабильный рост производства озимой ржи в Нечерноземье, Поволжье, на Украине, в Белоруссии, республиках Прибалтики. Рожь перерабатывают в хлебопекарную муку, она идет на производство солода, на изготовление концентрированных кормов.
Различают рожь озимую и яровую. В посевах 98 % составляет более урожайная - озимая форма.
Зерно ржи по форме, строению, химическому составу сходно с зерном пшеницы. Зерна бывают широкие, узкие, длинные и короткие. Масса 1000 зерен составляет от 18 до 30 г, цвет зеленый, серо-зеленый, желтый, коричневый и фиолетовый. Эндосперм ржи преимущественно мучнистый или частично стекловидный. У ржи эндосперм меньше, а оболочки и алейроновый слой больше, чем у зерен пшеницы. Это снижает выход сортовой муки. Эндосперм более развит у зеленоплодной ржи.
По химическому составу рожь отличается от пшеницы. Содержание белков в ней примерно на 2 % ниже, а Сахаров - на 1,5 % выше, чем в зерне пшеницы. Клейковина имеет низкое качество, крахмала в ней меньше, а Сахаров больше, чем у пшеницы. Особенностью ржи является наличие до 2,5 % слизей, которые снижают вязкость ржаного теста.
По стандартам рожь делят на три типа: озимую северную, озимую южную и яровую. В зависимости от района произрастания рожь делят на подтипы. Для заготовительной ржи установлены базисные и ограничительные кондиции, для распределяемой установлены пять классов. В основу деления на классы положены натура, влажность, содержание примесей и мелкого зерна.
Тритикале - новый гибридный злак. Он объединяет наследственные признаки мягкой, твердой пшеницы и ржи. Это довольно зимостойкое растение, дающее урожай до 70 ц/га. Отличается от ржи повышенным содержанием белков, лизина и аспарагиновой кислоты. Из муки тритикале отмывается клейковина и по хлебопекарным свойствам он близок к пшенице.
Ячмень по посевам и сборам зерна занимает второе место после пшеницы. Зерно ячменя используется для продовольственных, кормовых и технических целей. Из него вырабатывают муку, перловую и ячневую крупы, изготовляют солод для пивоварения.
Ячмень - ценный концентрированный корм, используемый в животноводстве.
В производстве преобладают сорта двухрядного низкопленчатого ячменя с крупными выравненными зернами полустекловидной консистенции. Зерно ячменя продолговатое, с заостренными концами, покрыто цветковой пленкой, сросшейся с оболочкой (при производстве муки и крупы пленки удаляют).
Особенностью строения зерна является сильное развитие алейронового слоя. Эндосперм не превышает 70 % массы зерна. По консистенции он бывает мучнистым, стекловидным и полустекловидным. Для крупяных предприятий большую ценность представляет стекловидный ячмень, а для пивоварения - ячмень с мучнистым эндоспермом.
При заготовках ячменя на продовольственные и кормовые цели установлены только общие показатели качества. Ячмень, отпускаемый для производства пива, должен соответствовать требованиям стандарта по жизнеспособности семян (не ниже 95 %). При выработке крупы высокие требования предъявляются к натуре ячменя (не ниже 630 г/л), нормируется также содержание мелких зерен и зерновой примеси.
Овес ценится как кормовая и продовольственная культура. Он используется для производства питательной крупы, богатой биологически активными веществами, для выработки кондитерской муки, толокна, суррогата кофе, солода. Овес очень ценный концентрированный корм в животноводстве. В посевах преобладает яровой овес.
Плод овса - зерновка, преимущественно веретенообразной формы, пленчатая. Пленчатость зерна овса довольно высокая в зависимости от сорта, района и условий выращивания (от 20 до 40%). Поверхность пленок белая или желтая с различными оттенками. Пленки легко темнеют при неблагоприятных условиях выращивания и уборки овса.
Ядро овса по всей поверхности покрыто волосками. Эндосперм белый, мучнистый; составляет 51-53% массы зерновки. Особенностью химического состава является пониженное содержание крахмала, повышенное - клетчатки, жира и минеральных веществ. Жиры овса прогоркают.
Стандартом предусмотрено определение у овса заготовляемого обязательных показателей и натуры. У овса крупяного дополнительно определяют наличие зерна мелкого, пленчатость, вычисляют содержание ядра.
Овес заготовляемый по стандарту делят на два типа: I - продовольственный (два подтипа: овес белый, зерно крупное, выполненное; овес желтый) и II - кормовой (зерно длинное, узкое, игольчатой формы).
Кукуруза - высокоурожайная зерновая культура многоцелевого использования. Из кукурузы получают более 150 продовольственных и технических продуктов: крахмал, патоку, спирт, крупы, хлопья, муку и др. Из зародыша кукурузы приготовляют ценное масло.
Соцветие кукурузы - початок, в котором правильными рядами расположены от 300 до 1000 зерновок. Стержень составляет примерно 20-25 % массы початка.
Кукуруза отличается от других хлебных злаков сильным развитием зародыша зерна, на долю которого приходится около 12 % массы зерновки. В нем содержится до 35 % жира и до 8 % золы. Эндосперм кукурузы составляет около 70 % массы зерновки. Он может быть мучнистым или стекловидным (роговидным). Зерна бывают белого, желтого, красного, реже синего цвета. Пищевая и фуражная ценность кукурузы зависит от содержания в белках незаменимых аминокислот.
Советскими селекционерами созданы и внедрены в производство гибриды кукурузы с повышенным содержанием лизина и триптофана.
При заготовках кукурузы определяют цвет и форму зерна, консистенцию эндосперма. В соответствии с ботаническими особенностями стандартом предусмотрено деление кукурузы на девять типов: I - зубовидная желтая, II - зубовидная белая, III - кремнистая желтая, IV - кремнистая белая, V - полузубовидная желтая, VI - полузубовидная белая, VII - лопающаяся белая, VIII - лопающаяся желтая, IX - восковидная.
Стандартами установлены базисные и ограничительные кондиции на заготовляемое зерно кукурузы. Так, по влажности ограничительные кондиции колеблются от 22 до 25 %, по зерновой примеси - до 15, по сорной примеси - до 8 %. В ГОСТе указаны рекомендованные типы зерна и нормы его качества при отпуске для крупяной, мукомольной, пищеконцентратной промышленности, для предприятий торговли и общественного питания. Зерно, направляемое на технические цели, должно иметь влажность не выше 15%, сорную примесь не более 2 %, в том числе зерен, пораженных болезнями, не более 1 %.
Для крупяной промышленности преимущественно поставляется кукуруза кремнистая и полузубовидная; для пищеконцентратной промышленности - зубовидная желтая или белая, кремнистая желтая и белая; для предприятий торговли и общественного питания - кремнистая и лопающаяся. Смесь типов не допускается.
К зерновым культурам относят однодольные растения семейства мятликовых (злаков): пшеницу , рожь , ячмень , овес , кукурузу , рис , просо , сорго , а также гречиху из семейства гречишных. Все эти культуры выращивают прежде всего для получения зерна - основного продукта сельского хозяйства, из которого изготовляют хлеб, крупу, макаронные и кондитерские изделия и др.
Зерно идет также на корм животным в чистом виде и в различных смесях - комбикормах; на технические цели: из него вырабатывают крахмал, аминокислоты, лекарственные средства, спирты и другие изделия. Побочную продукцию - солому и полову - используют в основном как корм и на подстилку скоту. Многие зерновые культуры, особенно в смеси с бобовыми, выращивают для получения зеленого корма, сена, сенажа, силоса.
Пшеница и рожь - основные продовольственные хлебные культуры; ячмень, овес, кукуруза, сорго относят к зернофуражным; рис, гречиху и просо - к крупяным культурам.
В РФ получена новая зернокормовая культура - тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Зерно отличается очень высокой питательностью и калорийностью, хорошо хранится, удобно для перевозок и переработки. Эти качества зерна были известны человеку в глубокой древности, и потому зерновые культуры стали основой развития растениеводства. Пшеница известна с 7-го тысячелетия до н.э., рис - с 3-го тысячелетия до н.э.; одно из древнейших растений - кукуруза, которую местное население Америки выращивало с незапамятных времен.
В наше время более половины всей пашни земного шара, свыше 750 млн. га, занято посевами зерновых культур . Их выращивают на всех континентах. В РФ зерновыми культурами засевают более 125 млн. га. Отрасль сельского хозяйства РФ, занимающаяся возделыванием зерновых культур для получения зерна, называется зерновым хозяйством.
Биологические особенности всех хлебных злаков имеют много общего. Корневая система их мочковатая. Различают корни первичные (зародышевые) и вторичные (основные), 80- 90% корней располагается в пахотном слое почвы.
У гречихи корневая система стержневая, она проникает на большую глубину, но разветвляется в основном также в поверхностном слое почвы. Стебель (соломина) у хлебных злаков в большинстве случаев полый, у него 5-7 стеблевых узлов и междоузлий. Высота стебля - от 50 до 200 см, а у кукурузы и сорго больше.
Селекционеры стремятся выводить сорта зерновых (карликовые и полукарликовые) с прочной и короткой соломиной, чтобы предотвратить полегание растений. У гречихи стебель обычно ветвистый, высотой от 30 до 150 см, красноватого цвета. Лист у зерновых злаков линейный, а у гречихи стреловидный. У хлебных злаков соцветие - колос (пшеница , ячмень , рожь ) или метелка (овес , просо , рис , сорго ).
Рис. Зерновые культуры : 1 - (побег с цветками и плоды);пшеница (остистая и безостая);2 - рожь; 3 - гречиха; 4 - рис (безостый и остистый);5 - просо
У кукурузы мужское соцветие метелка, а женское - початок. Соцветие у гречихи - кисть. Цветки у всех зерновых культур, кроме кукурузы, обоеполые. Рожь , кукуруза , сорго , гречиха - растения перекрестноопыляющиеся. .Пыльцу переносит ветер, а гречиха опыляется в основном насекомыми (чаще пчелами). Остальные культуры самоопыляющиеся.
Плод у хлебных злаков - голая или пленчатая зерновка (зерно), а у гречихи-трехгранный орешек. В сельскохозяйственном производстве его тоже называют зерном. Химический состав зерна зависит от вида и сорта растения, почвенно-климатических условий, агротехники. Например, в условиях сухого жаркого климата в зерне пшеницы повышенное содержание белка (до 18%), а в зоне с умеренным климатом и при обилии осадков - пониженное. Содержание белка в зерне составляет от 10 до 18% (иногда выше).
Больше всего белка у пшеницы, особенно сильных и твердых сортов, меньше - у ржи, гречихи и риса. Углеводов в зерне накапливается в среднем от 60 до 80%. Это в основном крахмал. Больше всего углеводов содержат рис, рожь, кукуруза и гречиха. Содержание жиров различно. Например, в зерне овса без пленок жиров до 7%, кукурузы- 4%, а риса без пленок - только 0,4%. Неодинаково и количество зольных веществ: в зерне риса - 0,8%, а проса - 2,7%.
Нормальное содержание воды в зрелом зерне колеблется в пределах 12-16%. Рост и развитие зерновых происходят по фазам. У большинства злаков такие фазы. Всходы-первые зеленые листья появляются на 7-10-й день после посева семян. Кущение - еще через 10-20 дней у растений появляются первые боковые побеги и вторичные узловые корни.
Выход в трубку - через 12-18 дней после кущения начинается рост нижних междоузлий, растет стебель. Колошение (выметывание метелки) - на верхушке стеблей появляются соцветия. Цветение и созревание - завершающие фазы. Для определения созревания или спелости зерна выделяют три фазы: молочную, восковую и полную спелость. В фазе молочной спелости зерно имеет зеленую окраску и содержит до 50% воды. Зерно восковой спелости подсыхает, становится желтым, а содержимое его - пластичным, как воск.
Это период раздельной уборки урожая. При полной спелости зерно затвердевает, оно легко высыпается из цветочных чешуек. В этой фазе спелости зерна урожай убирают только прямым комбайни рованием. Хлебные злаки делят на яровые и озимые.
Озимые хлеба (озимую пшеницу , озимую рожь и озимый ячмень ) сеют в конце лета или в начале осени до наступления устойчивых заморозков. Урожай собирают на следующий год. В начале роста и развития им необходимы пониженные температуры (от 0 до 10°). Яровые растения проходят начальные фазы развития при повышенных температурах (от 10-12 до 20°), поэтому их высевают весной и в том же году получают урожай зерна. Озимые хлеба по сравнению с яровыми более продуктивны,так как они лучше используют осенние и зимне- весенние запасы влаги и элементы питания,
Осенью они образуют хорошо развитую корневую систему и листовую поверхность. Однако озимые страдают от неблагоприятных условий зимовки: сильных морозов, смены оттепелей! и заморозков, ледяной корки, обилия снега и талых вод. В районах, где бывают суровые малоснежные зимы, частые осенние засухи, например в Заволжье, на Южном Урале, в Сибири, Северном Казахстане, озимые почти не возделывают.Размещение зерновых культур связано прежде всего с их биологическими особенностями и почвенно-климатическими условиями. В европейской части РФ широко распространены озимые культуры , причем в северных районах с более суровыми зимами возделывают преимущественно озимую рожь - наиболее зимостойкую культуру; в центральных, западных и южных - озимую пшеницу и в самых южных, кроме того, - озимый ячмень .
Основные районированные сорта озимой ржи - Вятка 2, Омка, Саратовская крупнозерная, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Восход 2, Чулпан (короткостебельный). Основные сорта озимой пшеницы - Безостая 1, Мироновская 808, Ильичевка, Одесская 51,Полесская 70, Краснодарская 39, Прибой, Зерноградка, Ростовчанка .
Яровая пшеница - основная зерновая культура степных засушливых районов Поволжья, Урала, Сибири, Казахстана. Основные сорта яровой пшеницы - Харьковская 46, Саратовская 29, Саратовская 42, Новосибирская 67, Московская 21 .
Рис. Зерновые культуры : 1 - овес; 2 - кукуруза (мужское соцветие, часть растения с женским соцветием, початки);3 - сорго (зерновое и веничное) 4 - ячмень (двурядный и многорядный).
Яровые ячмень и овес выращивают почти повсеместно. Районированы сорта Винер, Московский 121, Нутанс 187, Донецкий 4, Донецкий 6, Луч, Альза, Надя . Основные сорта овса - Льговский 1026, Золотой дождь, Победа, Орел, Геркулес .
Кукуруза и сорго - теплолюбивые культуры, и их распространение ограничено южными районами и средней полосой страны. Основные сорта и гибриды кукурузы - Чишминская, Воронежская 76, Буковинский ЗТВ, Днепровский 56ТВ, Днепровский 247МВ, ВИР 25, ВИР 24М, ВИР 156ТВ, Краснодарская 1/49, Одесская 10 .
Сорго как солеустойчивая и засухоустойчивая культура имеет преимущества на засоленных почвах и при недостатке влаги. Районированы сорта сорго Украинское 107, Красный янтарь .
Просо отличается повышенной потребностью в тепле и засухоустойчивостью, поэтому его возделывают в районах с теплым климатом. Выращивают сорта Саратовское 853, Весело-подолянское 38, Мироновское 51 .
Рис требует много тепла и влаги. Рисовые поля - чеки - сплошь затопляют водой. В нашей стране рис выращивают в основном на Северном Кавказе, юге Украины, в Поволжье, Средней Азии, Приморском крае, на юге Казахстана. Районированы сорта риса Дубовский 129, Кубань 3, Краснодарский 424, Узрос 59 .
Гречиха - культура теплолюбивая и влаголюбивая. У этого растения сравнительно короткий вегетационный период, и поэтому ее возделывают главным образом в зоне умеренного климата, а также как повторную культуру на юге при орошении. Основные сорта гречихи - Богатырь, Казанский местный, Калининская, Юбилейная 2 .
Зерновые культуры , кроме риса, выращивают в нашей стране без полива, но в районах с развитым орошением они занимают значительные площади поливных земель. Это в основном озимая пшеница и кукуруза, которые при поливе дают урожаи зерна 50-100 ц/га и больше.
Агротехника зерновых культур различна, но имеет и много общего. При размещении в севообороте прежде всего их разграничивают на озимые и яровые, пропашные и сплошного (рядового) посева, ранние и поздние. Озимые размещают после раноубираемых культур, особенно бобовых, по чистым и занятым парам. Они лучше, чем яровые, переносят повторные посевы, меньше страдают от сорняков. Яровые зерновые лучше всего размещать после пропашных культур, озимых, многолетних трав и зернобобовых. В засушливых районах основную зерновую культуру - яровую пшеницу - размещают по чистому пару 2 года подряд. Затем рекомендуется высевать яровой ячмень. Высокие урожаи зерна после многолетних трав дает просо.
Лучшие предшественники кукурузы - озимые, пропашные и зернобобовые. Гречиха хорошо удается после удобренных озимых и пропашных культур. Рис возделывают на рисовых оросительных системах в специальных рисовых севооборотах. В них бессменные посевы риса (3-4 года) чередуют с посевами люцерны, озимых и некоторых других культур, а также с занятым паром. Основная обработка почвы под яровые зерновые культуры обычно состоит из зяблевой обработки осенью (в зоне с достаточным увлажнением плугами с предплужниками на глубину пахотного слоя, в степных засушливых районах - плоскорезнымй орудиями).
Чтобы снизить испарение влаги, весной в зонах достаточного увлажнения почву под яровые культуры боронуют зубовыми боронами, а в засушливых степных районах - игольчатыми. Затем после появления сорняков поля культивируют 1-3 раза в зависимости от срока посева культуры и засоренности. В степных засушливых районах предпосевную культивацию под яровую пшеницу обычно проводят вместе с посевом. Одновременно на поля вносят удобрения. Для этого созданы комбинированные агрегаты.
Обработку почвы под озимые проводят после уборки предшественников. Часто, особенно при недостатке влаги в почве, целесообразна поверхностная обработка (на 10-12 см) дисковыми или плоскорезными орудиями. Сеют зерновые в оптимальные сроки, которые устанавливают научно-исследовательские учреждения для каждой культуры и сорта по всем зонам страны. Поля засевают высококачественными семенами районированных сортов и гибридов. Нормы высева семян по культурам и сортам сильно различаются, они также устанавливаются научно-исследовательскими учреждениями для каждой зоны. Например, на гектар высевают яровой пшеницы 120-250 кг зерна, а кукурузы - 15-25 кг.
Культуры сплошного посева сеют рядовыми зерновыми или зернотуковыми сеялками, а пропашные, например кукурузу, - сеялками точного высева. Одновременно вносят удобрения. В засушливых степных районах зерновые культуры сеют стерневыми сеялками при одновременной культивации. При рядовом посеве расстояния между рядками растений - 15 см, узкорядном - 7-8 см.
Гречиху и просо часто сеют широкорядным способом, расстояние между рядками растений составляет 45-60 см, чтобы можно было проводить междурядную обработку почвы для ее рыхления и уничтожения сорняков. Семена проса, сорго заделывают в землю на глубину 2-4 см, кукурузы - до 8-10 см. Чем меньше влажность верхнего слоя почвы, тем глубже заделывают семена. Чтобы получать высокие урожаи, под все зерновые культуры вносят органические и минеральные удобрения.
Основное внесение удобрений - главным образом органических и минеральных фосфорно-калийных - лучше всего проводить осенью под зяблевую обработку. В рядки при посеве вносят гранулированные фосфорные и азотные удобрения. Для подкормок в период вегетации, особенно в ранние фазы развития, - азотные и фосфорные. Дозы рассчитывают по данным агрохимических картограмм, в зависимости от потребностей растений в питательных веществах и запланированного урожая. Очень важны осенняя и весенняя азотная и азотно-фосфорная подкормки озимых.
При необходимости применяют химические средства борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений (пестициды, гербициды ). На орошаемых землях проводят поливы посевов во время основных фаз развития растений.
Для гречихи, проса и кукурузы основной уход - рыхление междурядий одновременно с подкормкой, уничтожение сорняков. На посевы гречихи во время цветения вывозят пчел для опыления. Современная индустриальная технология возделывания зерновых культур, основанная на комплексной механизации всех процессов, позволяет полностью отказаться от применения ручного труда. Убирают урожай зерновых культур раздельным способом (скашивание массы в валки жатками, подбор и обмолот валков комбайнами) и прямым комбайнированием.
Раздельный способ позволяет начинать уборку зерна восковой спелости и значительно снизить потери. Початки кукурузы убирают чаще кукурузоуборочными комбайнами. Лучший метод организации уборки урожая зерна - поточный - путем создания машинных уборочно-тран-спортных комплексов. Впервые его применили в Ипатовском районе Ставропольского края, и потому он получил название - ипатовский метод.
ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫОБЩАЯ 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.
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.
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 В 1 , В 2 , В 6 , 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.