Зерновые хлебные растения играют фундаментальную роль в жизни человечества, обеспечивая нас ключевыми продуктами питания, ценными кормами для животных и сырьем для промышленности. Неудивительно, что именно под эти культуры отведены основные посевные площади в мировом земледелии. К наиболее распространенным представителям этой группы относятся пшеница, рожь, ячмень, овес, рис, кукуруза, сорго и просо.
Происхождение и распространение
Родиной различных хлебных злаков являются разные регионы земного шара, что подчеркивает их древнюю историю одомашнивания. Сегодня их возделывают повсеместно, на всех континентах, адаптируя к местным климатическим условиям.
Общие морфологические признаки
Несмотря на видовое разнообразие, хлебные злаки объединены рядом общих черт строения. Их корневая система — мочковатая, преимущественно залегает в пахотном слое почвы на глубине до 20 см. Стебель представляет собой полую соломину, разделенную вздутыми узлами на междоузлия, что придает ему особую прочность. Важным свойством является способность к кущению — образованию боковых побегов из подземных стеблевых узлов. Лист состоит из влагалища, охватывающего стебель, и листовой пластинки. Соцветия бывают двух типов: колос (у ржи, пшеницы, ячменя) и метелка (у овса, проса, сорго, риса). Плодом является зерновка, которую в обиходе называют зерном.
Классификация по вегетационному периоду: озимые и яровые
По продолжительности цикла развития зерновые культуры делятся на озимые и яровые. Озимые (пшеница, рожь, ячмень) требуют осеннего посева для прохождения стадии яровизации. Их полный вегетационный период длится 120–150 дней, но с учетом зимовки они занимают поле от 9 до 12 месяцев. Преимущество озимых — более раннее (на 10–15 дней) созревание по сравнению с яровыми. Яровые культуры (пшеница, ячмень, овес) высеваются весной и дают урожай в год посева.
Фазы роста и развития
За свою жизнь хлебные злаки проходят несколько последовательных фаз: прорастание и всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревание. Созревание зерна, в свою очередь, подразделяется на три стадии: молочную, восковую (желтую) и полную спелость.
После появления трех листьев начинается фаза кущения — образование боковых побегов. Интенсивность этого процесса зависит от температуры, влажности почвы и освещенности. У озимых культур при оптимальных условиях кущение происходит осенью. Количество продуктивных стеблей (колосоносных) варьируется: у озимых — 3–6, у ячменя и овса — 2–3, у яровой пшеницы — чаще 1, реже 2.
Фаза "выхода в трубку" наступает, когда у главного побега над почвой формируется первый стеблевой узел. Далее у колосовых культур следует колошение. Период от выхода в трубку до колошения (около 30–35 дней) критически важен, так как в это время активно растут листья и соломина, формируется колос.
За колошением следует цветение. Его особенности различаются: рожь зацветает через 2 недели после колошения, ячмень — почти одновременно с ним. По способу опыления злаки делятся на самоопыляющиеся (пшеница, ячмень, овес, просо) и перекрестноопыляющиеся (рожь, кукуруза, сорго). Ячмень — строгий самоопылитель с закрытым цветением.
Финальная фаза — развитие и созревание зерна. В стадии молочной спелости (через 8–18 дней после цветения) зерно зеленое и содержит молочную жидкость. В восковой спелости (еще через 10–12 дней) зерно желтеет и уплотняется; в это время возможна раздельная уборка. Полная спелость характеризуется твердым зерном, и именно с ее наступлением начинают прямую уборку комбайнами.
Пищевая и хозяйственная ценность зерна
Главная цель возделывания зерновых — получение зерна, богатого белками и углеводами. Пшеничный хлеб, например, превосходит ржаной по содержанию белка, углеводов, витаминов, кальция, фосфора и железа. Белки пшеницы высококачественны и хорошо усваиваются. Важнейший показатель для муки — количество и качество клейковины, определяющие хлебопекарные свойства. Зерно также содержит ферменты и витамины группы B (B1, B2, B3) и провитамин А.
Требования к условиям среды и агротехника
Отношение к условиям среды у культур разное. Пшеница, рож, ячмень и овес достаточно пластичны и могут выращиваться в различных регионах. Успех озимых культур напрямую зависит от их зимо- и морозостойкости. Все зерновые светолюбивы, что делает предпочтительным узкорядный способ посева для равномерного распределения растений.
При размещении в севообороте учитывают требования культур. Пшеница и ячмень наиболее требовательны к плодородию и предшественникам, не переносят кислых почв. Рожь и овес менее прихотливы, причем овес может расти на кислых почвах. Общими агротехническими приемами для всех являются: глубокая вспашка (20–22 см), тщательная предпосевная обработка почвы, внесение органо-минеральных удобрений, борьба с сорняками, вредителями и болезнями.
Качество посевного материала — залог высокого урожая. Семена должны быть чистосортными, выровненными, с высокой всхожестью, свободными от сорных примесей и болезней. Используют только районированные урожайные сорта. В передовых хозяйствах урожайность зерновых может превышать 50 ц/га.
Особенности кукурузы
Кукуруза выделяется как одна из самых урожайных культур. Ее зерно богато крахмалом (до 65%) и жирами. По посевным площадям в мире она уступает только пшенице. Родом из тропической Америки, в России она дает спелое зерно в южных регионах, а в Нечерноземье, Сибири и Прибалтике выращивается на силос и зеленый корм.
Это высокорослое (3–5 м) растение с мощной мочковатой корневой системой, широкими листьями и раздельнополыми соцветиями: мужские метелки — на верхушке, женские початки — в пазухах листьев.
Кукуруза теплолюбива (семена прорастают при 8–10°C) и засухоустойчива в первой половине лета, но критически нуждается во влаге во время цветения и налива зерна. Она является отличным предшественником для других зерновых. Лучшие почвы — рыхлые черноземы; кислые, переувлажненные и заболоченные почвы не пригодны. Культура отзывчива на удобрения. Посев проводят широкорядным способом (60–70 см) в хорошо прогретую почву. В производстве используют высокоурожайные гибриды. Уход включает боронование и 2–3 междурядные обработки.