§2. Астық дақылдары тұқымдарының морфологиясы мен анатомиясы

Астық дақылдарында - дәнек ұрығының, қалқанша деп аталатын және оны эндоспермадан бөліп тұратын, бір дән жарнағы болады.

Барлық дақылдардың (бір бөлікті өсімдіктердің) морфологиялық және анатомиялық құрылымдары принципиалды бірдей, тек кейбір ғана ауытқушылықтар байқалады.

Астық дақылдары үшін бір типті бидай дәнегінің сыртқы және ішкі құрылымын қарастырайық. Оның шығыңқы арқасы және жалпақ құрсақ қуысы бар, онда ұзын бойы жырақша (түйін қабырғасының дәнекерленген жері) көрінеді, ол (сірә) бөрту кезінде маңызды рөл атқарады. Дәнектің доғал шетінде қылдар (сақалша, айдаршық) бар.

Бидай дәнегінің жарықшасы, дәнді ұнға өңдеуді күрделендіретін, ілгек жасайды.

Жарықша тереңдігі мен ілгегінің ені - өсетін ауданға және егін алу жылының метеорологиялық жағдайларына байланысты өзгереді. Ілмектің өлшемі мен конфигурациясы, сондай-ақ жарықшаның тереңдігі тұрақты сұрыптық белгі болып табылмайды. Ілмек-тереңдігінің бидай дәнінің жалпақтығына қатынасы 52,3-тен 73,1% дейін және ілмек-енінің дән еніне қатынасы 9,9-дан 23,6% дейін ауытқып тұрады.

Бидай дәнінің бос ілмегі мен жарықшақтың ашық бөлігінің көлемі оның жалпы көлемінің 0,279 - 0,340 құрайды. Қатты бидай дәнінің жарықша өлшемі жұмсаққа қарағанда аз өзгермелі. Осымен, ВНИИЗ деректері бойынша жарықшаның максималды және минималды тереңдігінің арасындағы айырма орташа есеппен, жұмсақ бидай дәніндегі 355 мкм қарағанда 172 мкм тең, ал жарықша ілмегінікі - 450 мкм қарағанда 132 тең.

Жарықша тереңдігі бидайдың ұн тарту қасиеттеріне едәуір әсер етеді: жарықша тереңдігінің дән жуандығына деген жоғарғы қатынасы дәнді тарту кезінде қиыршықтардың (әсіресе ірі) және дунстаның шығуы елеулі төмендейді. Жарықша ілмегінің салыстырмалы өлшемдері мұнша ықпал етпейді.

Жарықшақ сондай-ақ бидай дәнінің кондициялау процесіне де ықпал етеді. Жарықша орналасқан бет дәннің ылғалдануына қатысып, ылғалдандыру уақытын қысқартады. Осымен, ВНИИЗ тәжірибелерінде ылғалдандырылған дән бөртуінің тұрақты көрсеткіштеріне ашық жарықшағы бар дәндер үшін 7 сағ кейін, оқшауландырылған жарықшағы бар дәндер үшін 10 сағ кейін қол жеткізілді.

Бидай дәнегі үш негізгі бөліктен: ұрықтан, эндоспермадан және қабықшадан тұрады. Дәнектің әрбір бөлігінің құрылымы күрделі.

Ұрығы. Спермияның аналық талшық ядросымен қосылу нәтижесінде қалыптасады. Дәнектің үшкір шетінде орналасқан. Эндоспермаға тығыз жабысқан. Тиісті жағдайларда ұрықтан өсімдік өнеді. Ұрықтың тілігін ұлғайтқан кезде ұрықтанған сабақ көрінеді, ол даму конусымен аяқталып, ұрықтандыру жапырақшаларымен тасаланған. Даму конусына қарама-қарсы шетінде, ұрықтанған сабақ, борпылдақ талшықпен оралған (түбір қынабы), тамыр оймақшасы бар ұрықтанған түбіршекке ауысады.

Ұрық пен эндосперманың арасында, оларды тығыз байланыстырып тұрған, қалқанша бар. Қалқанша, органикалық заттардың ерігіштерге айналуына себепші болатын, бір талшықтан екінші талшыққа жеңіл ауысатын, ферменттерге бай. Қалқанша арқылы тұқымның өну кезінде құнарлы заттар эндоспермадан ұрыққа көшеді. Құнарлы заттарды эндоспермадан ұрыққа беруде қалқаншаның, эндоспермамен тікелей жанасатын, сорушы талшықтары маңызды рөл атқарады.

Бөртудің температуралық әсерінің салдарынан тұқымдағы ылғалдану мен бөрту кезінде ішкі жылу көзі құрылады. Осының нәтижесінде пайда болған температуралық масса өткізгіштік құбылыс қалқаншаның сорушы талшықтарының белсендірілген қызметімен үйлесе отырып, еріген органикалық заттардың, солармен еріген қоса еріген күлді элементтердің эндоспермадан ұрық аймағына көшуіне себепкер болады, мұнын дәнді ұнға қайта өңдеу кезінде зор технологиялық маңызы бар.

Ұрықтың құрамына сондай-ақ ұрық қабыршағы – эпибласт деген атау алған, екінші дән жарнағының дамымаған ұрығы кіреді.

Қабықшалары. Тұқымды сыртқы ортаның әсер етуінен қорғайды. Олар миуалы (жеміске жуық) және тұқымды деп бөлінеді.

Миуалы қабықша, немесе перикарпий, түйін қабырғаларынан қалыптасқан, ол жасушалардың үш қабатынан тұрады.

Тұқымды қабықша, немесе перисперм, ұрық бүршігінің қабырғасынан қалыптасқан ол да, сондай-ақ үш қабаттан тұрады. Қатты бидай қабықшаларының (миуалы мен тұқымды) жуандығы жоғары шыны түстес жұмсақ дәнмен шамамен бірдей. Дәннің әр бөлігіндегі қабықша жуандығы бірдей емес, ол дәннің арқа жағында ең көп (орташа алғанда қатты бидай үшін 84 мкм жұмсақ үшін 78 мкм) және ең азы бүйірлерінде (орташа алғанда қатты бидай үшін 75 мкм жұмсақ үшін 68 мкм).

Дәннің қалыптасу процесінде қабықша құрылымы арқа жағында бүйіріне қарағанда жақсы сақталатындығы, белгілі (Александров). Сондықтан дәнді тартуға дайындаған кезде, онша қатты емес және ластанқыраған қабаты ретінде, қабыршақтың тек жоғарғы ұзын бойын алуға, қалған миуалы қабыршағын, диірменнің тарту бөлімінде жақсы алынатын алейронды қабатымен бірге, тұтас қалдыруға ұсыныс беріледі.

Эндосперм. Тұқым бүршігінің ұрық қапшығының орталық жасушаларының екіншілі ядросымен спермияның қосылу нәтижесінде қалыптасқан, дәнектің ішкі бөлігі, эндосперм (эндо - ішкі, сперм - ұрық деген грек сөздерінен) немесе ұн ядросы деп аталады. Эндоспермада жас өсімдік ұрығында даму үшін арналған қажетті қоректік заттар тұрады.

Эндоспермада, тұқым қабыршағына жабысқан перифериялық қабат бар; ол күрт кескінделген, ірі, өте жуандалған қабырғалы түзу төртбұрышты жасушадан тұрады. Бұл қабат алейронды деп аталады. Алейрон қабатының жасушалары араларына ұп-ұсақ май тамшылары себілген ұсақ денелермен (кейбір түрлер мен бидай сорттарында кристалликшелер түрінде) толтырылған. Бұл қабатта крахмал жоқ. Алейронды қабат бір нандарда (бидай, қара бидай, сұлы) бір қатар, басқаларда (арпада) бірнеше қатар жасушалардан тұрады. Мұнымен ұнның микроскопиялық тексеріс кезінде арпа ұны қоспаларын анықтау үшін пайдаланады.

Қатты бидай алейронды қабатының жуандығы жұмсаққа қарағанда (орташа алғанда 34 мкм) біршама жоғары (орташа алғанда 39 мкм).

Тағамдық қатынаста, ұнның артық сорттарын алу үшін, дәннің ең құнды бөлігі - эндосперм болып табылады.

Қабықшалар мен алейронды қабатының жуандығы кебектен эндосперм тартқан кезде маңызды рөл атқарады: қабықшалар жуан болған сайын қабықша бөлшектерінен эндоспермді алу қиынырақ, соған қарай энергия шығыны көп, ал ұн шығымы аз болады. Өте жұқа қабықшалар жеңіл тартылып, ұнға тез айналады, бірақ оның сапасы төмен болады.

Қабықшалар мен алейронды қабатының жуандығы сұрапқа байланысты, бірақ өсу жағдайлары (жауын-шашын мөлшері, топырақ, тыңайтқыш және т.б.) мен егін жылына зор ықпал етпейді.

Дәннің ірілігі жабын талшықтарының өлшеміне әсер етеді: көп жағдайда 1000 дәні бар аз массалы астықтың қабықшалары мен алейронды қабаты жуан болады.

Ұрық қалқаншасы мен алейронды қабатта тұқымның және өскіннің тіршілігі үшін маңызды дәрумендер, ферменттер және көміртегі, ақуыз бен өзге түрлердің алмасуына қатысушы, био­логиялық катализаторлар бар. Бұл заттар, әлі жер бетіне шықпаған және фотосинтез есебінен аутотрофты коректену жоқ кезеңде, өсіп келе жатқан өскінге өте қажет.

Эндосперм жоғары энергетикалық қосалқы заттарға бай. Олар егін жинаудан бастап өну басталғанға дейінгі барлық кезеңде ұрықтың тыныс алуын қамтамасыз етеді. Эндосперм дамып келе жатқан өсікті тағаммен ұрықтың эмбрионды оянуының бастапқы формасының ең басынан бастап топырақ бетінде өскін пайда болғанға дейін жабдықтандырады. Алғашқы жасыл жапырақтар мен бастапқы тамыр жүйесінің қалыптасуы – эндоспермде топтасқан қоректі заттар есебінен жүреді.

Ағаштанған жасушалардан құралатын қабыршақтарды, дәнді қайта өңдеу кезінде алып тастауға тырысады.

Ұнда ұрықтардың болуы, ол қоректі заттар мен дәрумендерге бай болса да орынсыз деп саналады, өйткені ұрық ұн тартуға қиындық тудырады, ал оның құрамындағы май, тез базданып, сақтау кезіндегі ұнның дәмін бұзады.

Дәннің құрамдас бөлігінің сандық қатынасы. Технологиялық маңызы зор. Бидай дәнінде эндосперманың үлесіне 80-нен 84% дейін; ұрыққа 1,4-тен 3,2% дейін; алейронды қабатқа 6,8-ден 8,8% дейін; миуалы және тұқымды қабықшаларға 5,6-дан 8,9% дейін және қара бидай дәнінде: эндосперманың үлесіне 70,4-тен 78,0% дейін; ұрыққа 2,4-тен 3,7% дейін; алейронды қабатқа 10,8-ден 11,8% дейін; миуалы және тұқымды қабықшаларға 7,4-тен 15,0% дейін келеді.

Бидайдың сау дәндерін ылғалдандырған кезде барлық сіңірілетін судың жартысынан көбі ұрығы бар тұқымның төменгі үлесіне келеді. Судың аз санын сақалшасы бар дәннің жоғарғы жағы сіңіреді.

Сақалшамен аяқталатын, дәннің жоғарғы шеті - миуалы қабықшасы болмаса да – суды әзер сіңіреді. Бұл сақалша құрылымен байланысты. Ол дәндену кезеңінде қайраттанады, бірақ сіңірмейді, тек ылғалды транспирациялауға икемделген.

Дәннің жоғарғы ұшының төменгі су сіңіру қабілеті - сақалшада «су өткізу қабілеті бар, көлденең және түтікшелі жасушалар құрамына кіретін, миуалы қабықша» талшығының жоқтығынан деп түсіндіріледі.