Лекция №2. Общая характеристика зерновых культур

Цель лекции: Определить значимость зерновых культур для народного хозяйства, морфологию, биологию и особенности технологии зерновых культур.

Основные вопросы лекции

1.Народнохозяйственное значение зерновых культур.

2.Морфологические особенности

3.Биологические особенности, возможные факторы снижения урожайности.

4.Фазы роста и развития растений.

В мировом земледелии зерновые культуры занимают ведущее место и имеют важнейшее значение для населения земного шара, что связано с их большой ценностью и разнообразным применением. Зерно содержит необходимые питательные вещества – белки, углеводы, жиры, витамины, минеральные вещества. Его широко используют в хлебопечении. Зерно служит сырьем для кондитерской, крахмало-паточной, декстриновой, спиртовой и пивоваренной промышленности. Помимо разностороннего использования зерно имеет и ряд других свойств, важных для народного хозяйства. Оно обладает очень высокой лежкостью, при влажности зерна не выше 14%, оно долго хранится, а средние годовые потери не превышают 2-3%. Поэтому мировые запасы продуктов питания - это в первую очередь запасы зерна. Из-за низкого содержания воды зерно легко транспортабельно в обычных транспортных средствах, при этом не портиться под воздействием высоких и низких температур.

Зерновые культуры используют в животноводстве в качестве концентрированного корма, комбикормов и отрубей (отходы переработки зерна). Солому и мякину (полову) также применяют для кормления животных. Увеличивая производство зерна, можно успешно решить зерновую проблему, обеспечить население разнообразными продуктами питания, повысить продуктивность животноводства, создать необходимый государственный резерв зерна и обеспечить продовольственную безопасность страны.

Высокое качество зерна и продуктов его переработки определили ведущее положение зернового производства в сельском хозяйстве, сделали его основой всего сельскохозяйственного производства.

Посевы зерновых культур в мире ежегодно занимают 1/3 от всей обрабатываемой площади.

Зерно по праву занимает первое место среди источников энергии в питании человека, является главным поставщиком протеина, витаминов группы В и минеральных веществ.

Вследствие многочисленных видов, форм и сортов яровых и озимых зерновых культур выращивание их возможно при разных почвенных и климатических условиях. Поэтому доля зерновых в пашне РК значительна, и зачастую диктуется это экономическими условиями.

Морфологические особенности зерновых культур.

В группу зерновых включены девять культур: пшеница, рожь, овес, ячмень, просо, гречиха, кукуруза, рис и сорго.

Все они относятся к семейству мятликовых (Роасеае), кроме гречихи.

Гречиха хотя и относится к семейству гречишных (Роlуgопасеае), но рассматривается в группе культур семейства мятликовых, так как близка к ним по свойствам зерна и целям возделывания.

Зерновые культуры имеют общие признаки:

Корневая система - мочковатая, в ней отсутствует главный корень, но имеется большое количество тонких ветвящихся корней, покрытых мельчайшими корневыми волосками.

Соцветия зерновых двух типов: колос и метелка. Исключение представляет кукуруза, имеющая оба типа соцветий на каждом растении. Мужские цветы ее собраны в метелку и располагаются на верхушке стебля, женские - в початок, находящийся в пазухах листьев.

Колос имеет колосовой стержень, состоящий из отдельных чле­ников. На их выступах сидят колоски. Метелка хлебов имеет центральную ось и боковые разветвления, которые, в свою очередь, могут ветвиться. На кончиках веточек метелки располагаются колоски.

Цветок состоит из двух чешуй - внутренней и наружной, у остистых форм наружная чешуя с остью. Между цветочными чешуями заключена завязь с двумя перистыми рыльцами и тремя тычинками (у риса 6 тычинок). У основания каждого цветка за тычинками находятся две нежные пленочки (лодикулы), которые при цветении набухают и открывают цветок. Цветки у всех хлебов, за исключением кукурузы, обоеполые.

Хлеба первой группы в сравнении с хлебами второй группы отличаются меньшей требовательностью к теплу, но большей требовательностью к влаге (исключение рис).

Рост и развитие растений. У зерновых хлебов в процессе роста и развития происходят резкие морфологические изменения, связанные с органообразованием, называемые фазами.

От посева до созревания отмечаются фазы: всходы, кущение, выход в трубку, колошение (выметывание), цветение и созревание.

Начало каждой фазы отмечается в то время, когда она наступает у 10% растений посева, полная - при наступлении ее более чем у 75% растений.

Всходы. Жизнь растений начинается с прорастания семени. При наличии всех необходимых условий трогается в рост зародыш.

Первыми появляются зародышевые корешки. Число их у разных культур различно. Семена озимой пшеницы прорастают обычно тремя корешками, а яровой - пятью. При прорастании овса появляются обычно три зародышевых корешка, ржи - четыре, ячменя — пять - семь.

Все хлеба второй группы прорастают одним зародышевым корешком, хотя позднее их образуется несколько. Зародышевые корешки живут до конца жизни растения. Их усвоющая способность примерно в 1, 5 раза выше, чем у корней, появляющихся позднее.

Вслед за корешками появляется проросток, заключенный в колеоптиле (первый видоизмененный влагалищный лист), которое благодаря высокому тургору клеток предохраняет молодой проросток от механических повреждений в период прорастания при прохождении к поверхности почвы.

Появлением первого развернутого зеленого листа из колеоптиле отмечается фаза всходов у зерновых культур.

Кущение. Фаза кущения отмечается при появлении у растений первых боковых побегов в виде листочка из влагалищ нижних листь­ев основного побега.

Кущение - это ветвление растений. От обычного ветвления оно отличается только тем, что происходит на подземной части стебля.

Состоит оно в том, что на небольшой глубине от поверхности почвы из сближенных узлов появляются боковые побеги и корни.

Каждый боковой побег, в свою очередь, обладает способно­стью образовывать в подземной части новые боковые побеги и корни.

То место, от которого отходят боковые побеги, носит название узла кущения. Он закладывается на глубине 1-2 см.

Фаза выхода зерновых в трубку. Когда начинается рост стебля и первый узел поднимается на высоту 1, 5-2 см над поверхностью почвы, отмечается фаза выхода в трубку.

Первым начинает расти самое нижнее междоузлие. Почти одновременно с ним трогается в рост и зачаточный колос. Вслед за первым междоузлие растет второе, затем третье, четвертое и т. д., причем каждое последующее растет дольше и обгоняет в росте предыдущее. У взрослого растения самым коротким является нижнее междоузлие, самым длинным - верхнее.

Растение в этой фазе ощутимо реагирует на недостаток воды, питательных веществ, особенно азота и поражениями болезнями. После отграничения верхушечного колоска в зачаточном колосе или метелке и значительной дифференциации внутри каждого колоска начинается рост зачаточного стебля. Стеблевание заканчивается с окончанием формирования колосьев, с выбрасывание колосьев начинается колошение.

Колошение (выметывание) отмечается в то время, когда из влагалища верхнего листа появляется верхушка соцветия.

Срок колошения является наиболее надежным показателем скороспелости сорта, так как он подвержен меньшим изменениям, чем созревание, хотя и несколько меняется в зависимости от внешних условий.

Цветение. По характеру цветения зерновые хлеба делятся на две группы: самоопылители и перекрестноопылители. Цветение колосовых хлебов начинается в средней части колоса с нижних цветков в колоске. Отсюда оно распространяется вверх и вниз. У метельчатых хлебов цветение начинается с верхней части метелки. Фаза цветения отмечается в то время, когда появляются пыльники из цветов средней части колоса у колосовых хлебов или из цветов верхней части метелки у метельчатых хлебов. Цветение является очень важным переломным этапом в жизни растений, так как к концу его прекращается прирост вегетативных органов. В большинстве случаев к этому времени приостанавливается и рост корневой системы.

Созревание. В этой фазе еще идет некоторый приток пластических веществ (10-15%), однако интенсивность его снижается и затем полностью прекращается к середине восковой спелости.

В семенах происходят процессы полимеризации и подсыхания, пластические вещества превращаются в запасную форму. Семена начинают отчленяться от материнского растения, в это время их влажность зависит от окружающей среды. Днем, особенно в полдень, семена бывают более сухие, а к вечеру и ночью они увлажняются. Поэтому подбор валков на семенных участках необходимо проводить в дневные часы. Эндосперм становится восковидным, упругим. Оболочка желтеет, исчезает хлорофилл в бороздке зерна. Влажность семян в этот период снижается до 40-20%.

Вопросы для самоконтроля

1. Какое значение имеют зерновые культуры в народном хозяйст­ве страны и региона?

2. Каковы морфологические признаки семян зерновых хлебов I и II групп, их проростков, биологические особенности растений?

3.Объясните значение фазы кущения в формировании урожая.

4.Назовите фазы роста и развития зерновых культур, и связь их с продуктивностью растений.

5.Критический период по отношению к влаге у зерновых культур и обоснование.

6.Периоды и фазы развития зерна.

Рекомедуемая литература

1 Аринов К.К., Шестакова Н.А. Растениеводство Северного Казахстана.- Астана, 2009.(рус., каз.)

2 Аринов К.К., Мусынов К.М., Апушев А.К., Серекпаев Н.А., Шестакова Н.А., Арыстангулов С.С. Растениеводство, - Алматы, 2011.

3 Вавилов П. П. и др. Растениеводство.- М., Колос, 1986.

4 Васько В.Т. Технологии возделывания полевых культур в странах мира на рубеже ХХI века. Санкт-Петербург, ПРОФИКС, 2007