Общая характеристика зерновых хлебов

Морфологическая характеристика.Корневая система у зерновых хлебов мочковатая. При прорастании зерна сначала обра­зуются зародышевые (первичные) корни. Число их у разных хлебов неодинаковое: у озимой пшеницы чаще бывает 3, у яровой — 5, у овса — 3—4, у ячменя — 5—8, у проса, кукурузы, сорго, риса — 1. Из подземных стеблевых узлов образуются узловые (вторичные) корни, которые играют важную роль в жизни растения. У высоко­стебельных хлебов (кукуруза, сорго) корни часто развиваются из ближайших к поверхности почвы стеблевых узлов, это так на­зываемые опорные или воздушные корни. Они также обеспечивают растения влагой и повышают их устойчивость к полеганию.Основная масса корней размещается в пахотном слое почвы на глубине 20—25 см, где более активно протекают аэробные про­цессы.

Стебель у хлебных злаков — соломина цилиндрической фор­мы, полая или заполнена паренхимой, состоит из 5—7 междо­узлий, разделенных узлами. У позднеспелых сортов кукурузы число междоузлий достигает 23—25.Рост стебля вставочный, происходит в результате удлинения междоузлий. Первым трогается в рост нижнее междоузлие. Сте­бель зерновых хлебов способен куститься, из его нижних подземных узлов образуются вторичные корни и боковые побеги.

Лист состоит из влагалища и листовой пластинки. Влагалище прикреплено к стеблю в нижней части и охватывает его в виде трубки. В месте перехода влагалища в листовую пластинку имеет­ся тонкая полупрозрачная пленка, называемая язычком. Язычок плотно прилегает к стеблю и препятствует про­никновению воды и различных вредителей внутрь листового влагалища. По обеим сторонам язычка образуются ушки, закрепляю­щие влагалище на стебле. Величина и форма язычка и ушек различны у разных зерновых культур и являются систематиче­скими признаками при определении хлебов I группы в фазу ку­щения и выхода в трубку.

Размеры и число листьев довольно сильно колеблются в зависи­мости от культуры, сорта и условий возделывания.

Соцветие у зерновых хлебов бывает двух типов: колос (у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале) и метелка (у овса, проса, риса и сорго). У кукурузы на одном растении образуется два соцветия: в верхней части стебля — метелка с мужскими цветка­ми, а в пазухах листьев — початки с женскими цветками.

Колос состоит из колосового стержня и колосков, располо­женных на его уступах. Широкая сторона стержня называется лицевой, узкая — боковой. На каждом уступе колосового стержня у пшеницы, ржи, тритикале находится один колосок, обычно двух-или многоцветковый. У ячменя на каждом уступе колосового стерж­ня сидят три одноцветковых колоска. У многорядных ячменей в каждом из трех колосков образуется зерно, у двурядных — только в среднем колоске, два боковых колоска редуцированы (недораз­виты).Метелка имеет центральную ось с узлами и междоузлиями. В узлах образуются боковые разветвления, которые в свою очередь могут ветвиться. На концах каждой веточки сидит один колосок. У овса колоски многоцветковые, у проса, риса и сорго — одно-цветковые.

Цветок состоит из двух цветковых чешуи: нижней (наруж­ной) и внутренней (верхней). У остистых форм наружная цветко­вая чешуя заканчивается остью. Между цветковыми чешуями рас­положены генеративные органы: женские — пестик с завязью и двухлопастным рыльцем и мужские — тычинки (у риса — 6, у осталь­ных хлебов — 3) с двугнездным пыльником. У основания каждого цветка между цветковыми чешуями и завязью находятся две плен­ки, при набухании которых цветок раскрывается.Плод зерновых хлебов представляет собой односемянную зер­новку (обычно называемую зерном), у которой семенная оболочка срастается со стенками плода или околоплодника. У пленчатых хлебов (овес, просо, рис, сорго) зерновка покрыта цветковыми че­шуями, причем у ячменя цветковые чешуи срастаются с зернов­кой, а у остальных плотно облегают зерновку, не срастаясь с ней.У основания зерна с выпуклой (спинной) стороны находится зародыш, а в верхней части — хохолок (у пшеницы, ржи, овса). Зародыш состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, по­чечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и ко­решка. Остальная часть зерна представлена эндоспермом с запас­ными питательными веществами. Слой эндосперма, расположенный под оболочкой, называется алейроновым. Клетки его богаты бел­ковыми веществами. Под алейроновым слоем находится основная часть эндосперма, состоящая из клеток с зернами крахмала. Про­межутки между ними заполнены белковыми веществами.

С п е л о с т ь. Процесс образования зерна у хлебов Н. Н. Ку­лешов делит на три периода: формирование, налив и созревание. И. Г. Строна разделил первый период на два: образование и формирование семян.

Образование семян — период от оплодотворения до появления точки роста. Семя способно дать слабый росток. Масса 1000 се­мян 1 г. Продолжительность периода 7—9 дней и более.

Формирование семян — период от образования до установления окончательной длины зерна. В зерне много свободной воды и мало сухого вещества. Масса І000 семян 8—12 г.

Налив — период от начала отложения крахмала в эндосперме до прекращения этого процесса. Влажность зерна снижается до 37—40%. Продолжительность периода 20—25 дней.

Период налива делят на четыре фазы:

1. Фаза водянистого состояния — начало формирования клеток эндосперма. Сухое вещество составляет 2—3% максимального ко­личества. Длительность фазы 6 дней.

2. Фаза предмолочная — содержимое семени водянистое с мо­лочным оттенком. Сухого вещества накапливается 10%. Продол­жительность фазы 6—7 дней.

3. Фаза молочного состояния — зерно содержит молокообразную белую жидкость. Содержание сухого вещества составляет 50% от массы зрелого семени. Длительность фазы 7—15 дней.

4. Фаза тестообразного состояния — эндосперм имеет консистен­цию теста. Содержание сухого вещества составляет 89—90% мак­симального количества. Продолжительность фазы 4—5 дней.

Созревание начинается с прекращения поступления пластиче­ских веществ. Влажность зерна снижается до 18—12% и даже до 8%. Зерно созрело и пригодно для посевных, технических и хо­зяйственных целей, но развитие семени еще не закончено.

Период созревания делят на две фазы:

1. Фаза восковой спелости—эндосперм восковидный, упругий.

оболочка зерна приобретает желтый цвет. Влажность снижается до 30%. Длительность фазы 3—6 дней. В этой фазе приступают к двухфазной (раздельной) уборке.

2. Фаза твердой спелости — эндосперм твердый, на изломе муч­нистый или стекловидный, оболочка плотная, кожистая, окраска типичная. Влажность в зависимости от зоны 8—22%. Продолжи­тельность фазы 3—5 дней. В этой фазе в зерне протекают слож­ные биохимические процессы, после чего появляется новое и са­мое главное свойство семени — нормальная всхожесть. Поэтому до­полнительно выделяют еще два периода: послеуборочное дозрева­ние и полная спелость.Во время послеуборочного дозревания заканчивается синтез вы­сокомолекулярных белковых соединений, свободные жирные кислоты превращаются в жиры, укрупняются молекулы углеводов, дыхание замедляется. В начале периода всхожесть семян низкая, в кон­це — нормальная. Продолжительность его колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от особенностей куль­туры и внешних условий.