Общая морфологическая характеристика зерновых культур

Среди полевых культур в мировом земледелии наибольшее значение имеют зерновые культуры, основным продуктом которых является зерно. По морфологическим особенностям и приемам возделывания зерновые культуры делятся на 3 группы:

1) хлебные злаки первой группы (типичные хлеба) – пшеница, рожь, тритикале, ячмень и овес из подсемейства Мятликовидные (Pooideae) семейства Мятликовые, или Злаки (Poacea). Зерно (зерновка) имеет бороздку и хохолок (кроме твердой пшеницы и ячменя), прорастает несколькими корешками (у овса – 3, ржи – 4, пшеницы – 3 – 5, ячменя – 5 – 8). Соцветие – сложный колос (пшеница) или метелка (овес), верхние цветки обычно редуцированы, соломина внутри обычно полая. Растения длинного дня, представлены озимыми и яровыми формами, менее требовательны к теплу и свету, более требовательны к влаге, чем просовидные хлеба (кроме риса);

2) хлебные злаки второй группы (просовидные хлеба) – просо, чумиза, сорго, рис, кукуруза из подсемейства Просовидные (Panicoideae) семейства Мятликовые, или Злаки (Poacea), гречиха из семейства Гречишные (Polygonaceae). Соцветие – метелка (у кукурузы женское соцветие – початок), верхние цветки развиты сильнее нижних, которые обычно редуцированы и бесплодны. Зерно у злаков без хохолка и бороздки, прорастает одним корешком, соломина обычно с сердцевиной. Узлы кущения расположены близко к поверхности почвы. Растения короткого дня, представлены только яровыми формами, теплолюбивые и светолюбивые, имеют высокую засухоустойчивость (кроме риса) и менее требовательны к плодородию почвы, чем хлеба первой группы. Отличаются также замедленными темпами роста в начальный период от всходов до кущения по сравнению с первой группой;

3) зерновые бобовые – соя, горох, фасоль, чечевица, нут, кормовые бобы, вика, чина, люпин из семейства Бобовые (Fabaceae) (см. главу 6).

Зерновые хлеба наиболее распространены благодаря высокой питательной ценности и усвояемостью зерна. Затраты на производство значительно меньше, чем на другие культуры. Зерновые имеют высокую экологическую амплитуду и пластичность, у них наиболее высокий коэффициент размножения (отношение убранных семян к посеянным). Экологические особенности разных культур определяют зоны их возделывания. Хлеба первой группы возделывают преимущественно в умеренном поясе, второй группы – в основном в субтропиках и тропиках.

У зерновых культур различают следующие биологические формы (условно): озимые, яровые и двуручки. Озимые – это хлеба, которым для прохождения стадии яровизации в начальный период развития необходимы невысокие температуры – от –1 до +10 °С в течение 20 – 50 дней. Поэтому их высевают осенью до наступления устойчивых морозов, а урожай получают в следующем году. При весеннем посеве растения, как правило, кустятся и не образуют стебля и колоса. Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур 5 – 20 °С в течение 7 – 20 дней, поэтому их высевают весной и урожай собирают в том же году.Двуручки проходят стадию яровизации при температуре 3 – 15 °С. В южных районах страны имеется ряд сортов, которые нормально растут и развиваются, дают урожай при весеннем и осеннем посевах.

Морфологические и биологические особенности зерновых культур. Корневая система у зерновых культур мочковатая, состоит из отдельных корешков и множества корневых волосков, отходящих пучками (мочками) от подземных узлов. При прорастании зерна сначала образуются зародышевые (первичные) корни. Эти корни не отмирают, а в засушливые годы только они подают воду и питательные веществарастениям. Из подземных стеблевых узлов образуются узловые корни, которые при достаточном увлажнении начинают быстро расти, составляют основную массу корневой системы зерновых культур и играют важную роль в жизни растении.

По мере роста и развития растений корни удлиняются и проникают в почву на глубину 100 – 120 см и более, но основная масса размещается в пахотном слое почвы на глубине 20 – 25 см, где более активно протекают аэробные процессы. Масса корневой системы у зерновых культур составляет 20 – 25 % общей массы сухого вещества растений. Наиболее мощно корневая система развита у кукурузы, из озимых культур – у ржи, из яровых – у овса.

Стебель у зерновых культур – соломина цилиндрической формы, полая или заполненная паренхимой, состоит из 5 – 7 междоузлий, разделенных узлами. Число листьев соответствует числу междоузлий. Рост стебля происходит в результате удлинения всех междоузлий. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем – последующие, которые обгоняют в росте нижние междоузлия. Стебель зерновых культур способен куститься, образуя из нижних надземных узлов вторичные корни и боковые стеблевые побеги. Интенсивнее всего стебель растет в фазы выхода в трубку и колошения и достигает наибольшей длины в фазе цветения, после чего рост стебля резко замедляется.

Лист состоит из влагалища и листовой пластинки. Влагалище (видоизмененное основание листа) прикреплено к стеблю в нижней части междоузлия 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 предохраняет от проникновения воды и различных вредителей внутрь листового влагалища. По обеим сторонам язычка располагаются два полулунных ушка, охватывающих стебель и закрепляющих влагалище на стебле. Величина и форма язычка и ушек различны у разных зерновых культур и являются диагностическими признаками при определении хлебов первой группы в фазе кущения и выхода в трубку.

У пшеницы, ржи и ячменя язычок короткий; у овса сильно развит; у пшеницы ушки небольшие, ясно выраженные, с ресничками; уржи они короткие, без ресничек, рано опадают; у ячменя сильно развитые, без ресничек, полулунной формы; у овса отсутствуют.

Соцветие у зерновых культур двух типов: сложный колос – у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале и метелка – у овса, проса, риса и сорго. У кукурузы на одном растении образуются два типа соцветий: в верхней части стебли – метелка с мужскими цветками, в пазухах листьев – початки с женскими цветками.

Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) 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, состоящий из двух колосковых чешуй и двух или более цветков. У ячменя на каждом уступе колосового стержня сидят три одноцветковых колоска.

Метелка имеет центральную ось с узлами и междоузлиями. В узлах образуются боковые разветвления, которые в свою очередь могут ветвиться и создавать ветви первого, второго, третьего порядка и т.д. На концах каждой веточки сидит один одно- или многоцветковый колосок. У овса колоски многоцветковые, у проса, риса и сорго – одноцветковые.

Цветок состоит из двух цветковых чешуй: нижней, или 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 культур – 3) с двугнездным пыльником.

Плод зерновых культур – односемянная зерновка (зерно), в которой единственное семя покрыто семенной оболочкой, развившейся из интегумента семяпочки, и плодовой, образовавшейся из тканей завязи.