Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Зерноведение. Учебное пособие
.pdf
11
1.3 Перспективы развития производства зерна в мире
За прошедшее столетие население Земного шара увеличилось и достигло в
настоящее время 7,2 млрд. человек. К 2020 г. численность населения увеличится до
7,6 млрд. человек.
По данным ФАО и ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения) до 1 млрд.
жителей планеты испытывают хронический голод, около 50 млн. ежегодно умирают
от него.
Возможно ли решить проблему питания народов мира? Каковы резервы,
источники? Возможности считают ученые следующие:
1) увеличение пригодной для сельского хозяйства земли. На сегодняшний
день больше 50 % пригодных для обработки земель в мире еще не нашло
применения в сельскохозяйственном производстве;
2) рациональное использование удобрений;
3) механизация сельского хозяйства, то есть повышение производительности
труда;
4) мелиорация земель;
5) снижение высоких потерь мирового сбора зерна. Установлено, что
примерно от 30 % до 35 % мирового сбора зерна уничтожается: насекомыми и
грызунами – 14 %; болезнями – 12 %; сорняками – 9 %. В странах с менее развитым
сельским хозяйством потери урожая значительно выше этих средних мировых
потерь.
Если учесть потери при первичной подработке, хранении, которые достигают
еще 10 % заготовленного зерна, то нетрудно представить громадные масштабы
потерь, которые могли бы быть использованы, чтобы прокормить десятки и сотни
миллионов человек, страдающих от голода;
6) селекция – выведение новых сортов зерновых культур. Имеются сорта
пшеницы, которые дают возможность получать 80 – 90 ц и даже 140 ц/га. В среднем
12
по странам мира урожай зерновых от 6 до 25 – 30 ц/га. Таковы возможности
человечества и нужно их правильно использовать.
1.4 Понятие о систематике и классификации растений
Современная систематика растений основана на учении Дарвина и оперирует
следующими категориями: семейство, род, триба, вид, подвид, разновидность, сорт
и др.
Рассмотрим некоторые из этих категорий.
Семейство (familia) – это систематическая категория в ботанике и зоологии,
которая объединяет близкие роды, имеющие общее историческое происхождение,
одинаковое строение органов размножения, а иногда и сходное строение
вегетативных органов (корень, стебель, лист). Например, в семейство злаковых –
Graminae (или мятликовых – Poaceae) входят роды пшеницы, ржи, ова, ячменя и др.
К семейству бобовых – Fabaceae (или мотыльковых – Papilionaceae) относятся роды
гороха, бобов, фасоли, сои, чечевицы и др.
Масличные культуры относятся к различным семействам. Например,
подсолнечник, относится к семейству сложноцветных, а рапс, горчица – к семейству
крестоцветных и т.д. Все эти культуры имеют разное строение.
Род (genus) – объединяет близкие по характерным признакам ботанические
виды. Например, известно более 27 видов пшеницы (мягкая, твердая, карликовая,
английская и др.), которые объединены в один род – пшеница.
Вид (species) – представляет собой совокупность морфологически сходных
особей, родственных по происхождению и комплексу наследственных признаков,
принадлежащих к одному роду. Наиболее распространенными видами являются: у
пшеницы – мягкая и твердая; у ржи – рожь посевная, у овса – овес посевной. Виды
подразделяются на подвиды. Например, ячмень посевной объединяет три подвида:
13
многорядный, двурядный и промежуточный, в зависимости от расположения
колосков на колосковом стержне.
Разновидность (varietas) – категория, обозначающая совокупность особей,
отличающихся морфологическими, физиологическими особенностями от других
особей того же вида: наличие или отсутствие остей, пленчатость зерна, окраска
зерна, цвет колоса и т.п.
Сорт – совокупность культурных растений, созданная путем селекции,
обладающая определенными наследственными морфологическими, биологическими
и хозяйственно-ценными признаками и свойствами. Названия сортов могут быть
произвольными, по имени селекционера или селекционной станции, по месту
выведения или складываются из латинского названия разновидности и номера
чистой линии по каталогу селекционной станции, которая вывела этот сорт.
Классификация. Существуют различные классификации полевых культур.
Исходя из задач, стоящих перед курсом зерноведения все культуры, изучаемые этой
дисциплиной, делятся на пять групп:
- зерновые – растения с зерном, богатым крахмалом: зерновые злаки
(пшеница, рожь, тритикале (гибрид пшеницы и ржи), ячмень, овес, просо, кукуруза,
сорго, рис, чумиза) и из семейства гречишных – гречиха;
- бобовые – растения с семенами, богатыми белками: горох, бобы, чечевица,
соя, фасоль, чина, нут и другие;
- масличные – растения разных семейств, плоды и семена которых богаты
маслом: подсолнечник, арахис, клещевина (касторовое масло), лен, конопля, мак и
другие;
- эфиромасличные – растения разных семейств, плоды и семена которых
содержат, кроме собственно жиров /глицеридов/, эфирное масло: анис, тмин,
шалфей мускатный, лаванда и другие;
- посевные кормовые травы: клевер, эспарцет, люцерна, донник и другие.
Зерновые злаки служат источником получения продовольственного зерна, из
которого изготовляется важный продукт питания для человека – хлеб. Поэтому их
называют также хлебными злаками или просто хлебами. Хлебные злаки делятся на
14
две группы: первая группа – хлебные злаки (настоящие хлеба), вторая группа –
просовидные злаки (ненастоящие хлеба).
В первую группу входят – пшеница, тритикале, рожь, ячмень, овес; во вторую
– просо, кукуруза, чумиза, сорго и рис. Группы хлебов различаются по
морфологическим и биологическим признакам.
На брюшной стороне зерна настоящих хлебов имеется ясно выраженная
продольная бороздка (место спайки стенок завязи), играющая важную роль при
набухании. Кроме этого, бороздка образует петлю, которая осложняет переработку
зерна в муку. На конце, противоположном зародышу, есть бородка или хохолок
(кроме твердой пшеницы и ячменя). Зерно настоящих хлебов прорастает
несколькими корнями, число которых различно у разных родов и видов. Соцветие –
колос или метелка (у овса). Имеются озимые и яровые формы. Настоящие хлеба
относятся к растениям длинного дня, по сравнению с просовидными хлебами, они
более требовательны к влаге, но менее требовательны к теплу и свету. Развитие в
начальных фазах (от всходов до кущения) более или менее быстрое. Стебли обычно
полые.
Просовидные (ненастоящие) хлеба имеют следующие отличительные
особенности. Продольной бороздки на брюшной стороне зерна нет. Зерно
прорастает одним зародышевым корнем, соцветие-метелка или початок (у
кукурузы). Имеются только яровые формы. Ненастоящие хлеба относятся к
растениям короткого дня, более требовательны к теплу и свету, но менее
требовательны к влаге, более засухоустойчивы (кроме риса), чем типичные хлеба. В
начальных фазах развиваются очень медленно. Соломина (стебель) обычно сплошь
заполнена сердцевиной.
Зерновые, бобовые, масличные и эфиромасличные растения, а также посевные
кормовые травы относятся к цветковым растениям, так как органами размножения у
них являются цветки. Все огромное разнообразие цветковых растений
подразделяется на два класса: двудольные и однодольные.
15
Основными признаками двудольных растений являются наличие двух
семядолей в зародыше семян и присутствие главного корня, остающегося в течение
всего развития растения или только в начале его.
Главные признаки однодольных растений следующие: наличие одной
семядоли в зародыше семян, образовавшейся в результате срастания двух семядолей
в одну или при утрате одной из семядолей (щиток зародыша); мочковатая система
корней, образовавшаяся в результате замены главного корня боковыми и
придаточными корнями.
Однодольные и двудольные растения имеют и другие морфологические
различия. К двудольным растениям относятся: горох, подсолнечник и другие, к
однодольным - пшеница, кукуруза, овес и другие.
16
2 Лекция 2 Морфология и анатомия плодов и семян
2.1 Общая характеристика плодов и семян
Морфология плодов и семян – это учение об их внешнем строении, форме,
соотношении частей.
Анатомия плодов и семян изучает внутреннее микроскопическое строение
тканей, из которых состоят целые плоды и семена, и их отдельные части.
Морфология и анатомия плодов и семян составляют важную сторону
технологической характеристики зерна. Такие морфологические признаки, как
бородка, бороздка, величина петли (которую образует бороздка), форма зерна и
анатомические (стекловидность, мучнистость, строение зародыша) оказывают
влияние на производственный процесс переработки зерна. Бороздка, например,
усложняет дробление зерна и выделение из него частиц эндосперма. По этой
причине зерно ржи, имеющее более глубокую бороздку, чем зерно пшеницы,
перерабатывать труднее по сравнению с пшеницей. Зерна округлых форм дают
большие выходы готовой продукции по сравнению с продолговатыми формами и
т.д.
Часто смешивают между собой понятие плод и семя. Не всегда точно
представляют себе разницу в понятиях семя, плод, зерновка.
Плод. Образуется из разросшейся после оплодотворения завязи, а иногда и из
цветоложа.
Семя. Образуется из оплодотворенной семяпочки, т. е. из части завязи. Семя
представляет собой развившуюся после оплодотворения семяпочку, покровы
которой превратились в семенную оболочку, яйцевая клетка – в зародыш, а
зародышевый мешок – в эндосперм.
Зерновка. Плод хлебных злаков, состоящий из одного семени. Термин
«зерно» в хозяйственной практике применяют для обозначения двух понятий: так
называют одну зерновку, одно семя; под зерном в широком смысле понимают
17
продукцию зернового производства – совокупность плодов зерновых злаков, семян
бобовых и других культур в различных, не имеющих определенных границ
количествах, т. е. термином «зерно» обозначают обширный вид
сельскохозяйственной продукции.
Семена. В сельском хозяйстве применяют термин «семена» - это семенной
материал, предназначенный для посева. К семенам относятся собственно семена,
плоды, части сложных плодов, соплодия, колоски и др. Плоды хлебных злаков
сухие, т. е. высыхающие при созревании, они разделяются на истинные и ложные,
нераскрывающиеся и раскрывающиеся.
Истинными называют плоды, в образовании которых принимала участие
только завязь. К истинным плодам относятся зерновка пшеницы, ржи, кукурузы,
семянка подсолнечника.
Ложными называют плоды, в образовании которых, кроме завязи, принимали
участие другие части цветка. К ложным плодам относятся плоды пленчатых
культур, содержащие цветковые оболочки: семена ячменя, овса.
Нераскрывающиеся плоды готовы к посеву в целом виде после созревания.
К ним относятся: зерновка злаков – сухой односемянный плод, у которого семя
срастается со стенками завязи, превращающимися в околоплодник (плодовые
оболочки); семянка (у подсолнечника) отличается от зерновки тем, что семя с
околоплодником не срастается.
Раскрывающимися называют плоды, которые при созревании
растрескиваются и разбрасывают семена. К раскрывающимся плодам относятся:
листовка (чернушки) – одногнездный многосемянный плод, напоминающий лист,
сросшийся краями, при созревании вскрывающийся с одной стороны продольной
щелью; боб (у бобовых) сходен с листовкой; разница состоит в том, что боб
растрескивается по двум швам; иногда он бывает односемянным и двусемянным;
стручок (у горчицы и других крестоцветных) – двугнездный многосемянный плод,
растрескивающийся двумя створками; отличие от боба заключается в том, что
стручок имеет вдоль створок перегородку, отсутствующую у боба; семена в стручке
прикреплены к перегородке; стручочек (у крестоцветных) – тот же стручок, но
18
малой длины, приблизительно равный ширине или в два раза превышающий ее;
коробочка (у мака, кунжута, льна) – одногнездный или многогнездный
многосемянный плод, раскрывающийся зубчиками, дырочками, крышечкой,
створками; бывают нераскрывающиеся коробочки. На рисунке 4 приведены типы
плодов.
а – зерновка; б – семянка; в – орех; г – боб; д – стручок;
е – стручочек; ж – листовка; з – коробочка.
Рисунок 4 – Типы плодов
2.2 Морфология и анатомия зерновых культур
Морфологическое и анатомическое строение зерновки всех злаковых в
принципе одинаково, наблюдаются лишь некоторые отклонения в деталях.
Рассмотрим внешнее и внутреннее строение типичной для злаковых культур
зерновки пшеницы. Она имеет выпуклую спинную сторону и более плоскую
19
брюшную, вдоль которой видна продольная бороздка (место спайки стенок завязи),
играющая важную роль при набухании. На тупом конце зерновки имеются волоски
(бородка, хохолок).
Бороздка зерновки пшеницы образует петлю, усложняющую переработку
зерна в муку (рисунок 5). Глубина залегания бороздки и ширина ее петли
изменяются в зависимости от района произрастания и метеорологических условий
года получения урожая. Размеры и конфигурация петли, а также глубина залегания
бороздки не являются постоянными сортовыми признаками. Отношение глубины
петли к толщине зерновки пшеницы колеблется от 53,3 % до 73,1 % и ширины петли
к ширине зерна – от 9,9 % до 23,6 %.
а – ширина зерна; б – толщина зерна;
с
– ширина петли; с2 – глубина залегания петли
1
Рисунок 5 – Поперечный разрез зерна пшеницы
Глубина бороздки оказывает значительное влияние на мукомольные свойства
зерна: с повышением отношения глубины бороздки к толщине зерна выход крупок
(особенно крупных) и дунста при размоле зерна заметно снижается. Ширина петли
бороздки такого влияния не оказывает.
Бороздка влияет также на процесс кондиционирования зерна пшеницы.
Поверхность, занимаемая бороздкой, участвует в увлажнении зерна и сокращает
время отволаживания.
Зерновка пшеницы состоит из трех основных частей: оболочек, эндосперма и
зародыша. Каждая часть зерновки имеет сложное строение (рисунок 6).
20
Оболочки. Защищают зерновку от механических повреждений и от
проникновения ядовитых веществ и микроорганизмов. Оболочки разделяют на
плодовую и семенную. Зерно пленчатых культур имеет, кроме названных оболочек,
цветковую, которая плотно прилегает к нему (ячмень) или облегает его с некоторым
просветом (рис, овес и др.).
1,2,3 – оболочки (плодовые и семенные); 4 – алейроновый слой; 5 – эндосперм;
6 – зародыш; 7 – зачаточный корешок; 8 – почечка; 9 – щиток; 10 – бородка
Рисунок 6 – Продольный разрез пшеницы (увеличено)
Плодовая (верхняя) оболочка или перикарпий образуется у зерновки из стенок
завязи и состоит из трех слоев клеток:
1) продольного, содержащего длинные клетки, расположенные вдоль зерна;
2) поперечного, содержащего толстостенные, удлиненные клетки, лежащие
поперек зерна;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]