Многочисленное семейство хлебных злаков - самое известное представительство класса однодольных.
Разнообразное соотношение белков, углеводов, ферментов и витаминов в составе злаковых культур соответствует потребностям организма человека, представляет ценность для животных. Для людей на основе зерна изготавливаются такие базовые продукты питания, как мука и крупы, для животных - комбикорм.
Хлебные злаки характеризуются рядом общих признаков, которые отличают их от других однодольных.
Разнообразие злаков
Злаковые культуры представлены двумя большими группами.
К первой относятся виды хлебных злаков одноимённого семейства (так называемые настоящие хлеба):
- Пшеница (в том числе полба - предок современных твёрдых сортов пшеницы).
- Рожь.
- Овёс.
- Ячмень.
- Тритикале (гибрид, промежуточная форма ржи и пшеницы).
Вторую группу составляют зерновые культуры (просовидные хлеба) семейства злаковых:
- Кукуруза.
- Просо.
- Сорго.
К роду просо относятся разновидности:
- Чумиза (головчатое просо, буда, чёрный рис) культивируется в Китае, на Дальнем Востоке.
- Пайза (дикое просо, ежовник хлебный, японское просо) возделывается на Дальнем Востоке, в Азии, Австралии, на юге Африки.
- Могар (итальянское просо, щетинник итальянский) выращивается на Северном Кавказе, в Украине, Азии, Австралии, Африке, Северной Америке.
- Дагусса (пальчатое просо, элевсина коракан) произрастает в засушливых районах Африки, Азии, Индии.
В отдельную группу можно выделить зерновые культуры:
- Квиноа (иные названия: киноа, рисовая лебеда). Древнейший злак, заменявший инкам рис и хлеб. Семейство маревых.
- Амарант. Использовался вместо пшеницы ацтеками и доныне популярен у горных племён Китая, Непала, Пакистана, Индии. Семейство амарантовых.
- Гречиха. Отсутствие клейковины делает её непригодной для выпечки хлеба, она используется для лепёшек, оладий и блинов. Семейство гречишных.
Эти культуры не входят в семейство злаковых, однако подобны им по строению и пищевой ценности, имеют плод в виде зерновки.
Строение хлебных и зерновых злаков
Злаковые культуры характеризуются общими морфологическими признаками.
Корневая система мочковатая. При благоприятных условиях уходит на 1,5-2 метра в грунт. Основная масса корней располагается в верхнем слое почвы, в 25-30 см от поверхности. Корни злаковых разделяют на 3 типа:
- первичные;
- вторичные (придаточные);
- опорные (воздушные) - есть только у кукурузы и сорго.
Стебель - тонкая соломина, разделённая утолщёнными перегородками (стеблевыми узлами) по всей длине. Внутреннюю часть стебля у кукурузы и сорго наполняет паренхима (мякоть).
Лист линейной формы, листовые пластины бывают свёрнутыми.
Соцветия имеют форму:
- Колосовидную (с членистым стержнем и колосками): рожь, пшеница, тритикале, ячмень.
- Метельчатую (с центральной осью и боковыми ветвями с колосками): овёс, рис, просо, сорго.
- Сочетание метёлки и початка: кукуруза.
Цветок состоит из чешуи двух видов:
нижняя (наружная);
Цветки имеют разное развитие: у первой группы злаков сильнее развиты нижние, у второй группы - верхние.
Между цветками находится завязь (2 перистых рыльца и 3 тычинки; у риса - 6 тычинок).
Строение зерна
Плоды хлебных злаков - зерновки, имеющие такое строение:
- 2 оболочки: плодовая (наружная) и семенная (внутренняя).
- Эндосперм (мучнистое ядро), в составе которого - белок и крахмал.
- Зародыш, содержащий сахара, азотистые вещества, витамины, жир, ферменты. Состоит из 3 частей: почечка, зачаточный корешок, щиток - проводник питания для зародыша.
Отличительный признак злаков обеих групп - особенности строения зерна. У культур первой группы по брюшной части зерновки проходит продольная бороздка (широкая у пшеницы, ячменя, овса; у ржи - глубокая), верхушку венчает хохолок (опушение). Хохолок отсутствует только у ячменя. У злаков второй группы нет ни бороздки, ни опушения.
Зерновка каждой культуры отличается формой. У злаков первой группы:
- яйцевидная (пшеница);
- удлинённая, к основанию заострена (рожь);
- удлинённая, сильно зауженная по всей длине (овёс);
- эллиптическая, в виде веретена (ячмень).
Поверхность зерна отличается:
- у пшеницы и ячменя - гладкая;
- у ржи - мелкоморщинистая;
- у овса - опушенная.
У злаков второй группы (хлебные зерновые культуры) форма зерна может быть двух видов:
- удлинённо-овальная (рис);
- округлая (кукуруза, просо, сорго): зерновка кукурузы может иметь грани и заострённость в верхней части; зерновка проса - заострённость на концах.
На окраску зерна влияют пигменты (хлорофилл, каротиноиды), формирующие цветовую гамму: от белой, серой и зеленоватой до красной и чёрной.
Яровые и озимые
Существуют 2 формы злаковых:
- Озимые.
- Яровые.
Посев яровых производят весной, полный цикл развития они проходят в течение лета, урожай дают осенью (позже озимых).
Посев озимых проводится осенью. До начала зимы они успевают прорасти, на зимовку уходят в фазе кущения и в состоянии покоя, а ранней весной следующего года, продолжая свой жизненный цикл, активно развивают стебли и начинают плодоношение в середине лета.
Озимые сорта, используя весной запасы почвенной влаги, дают не только более ранний, но и более обильный урожай.
По сравнению с яровыми, озимые сорта обладают меньшей засухоустойчивостью и требуют соблюдения определённых условий при выращивании:
- высокий снежный покров и мягкие зимы;
- плодородная почва.
Хлебные злаки имеют обе формы. Озимая рожь среди них обладает наибольшей морозостойкостью.
Выращивание
Хлебные злаки неприхотливы, но всё же требуют определённого ухода. В оптимальных условиях урожайность и качество зерна будут выше.
Злаки первой группы (настоящие хлеба) предъявляют невысокие требования к теплу, но нуждаются во влаге. Это растения длинного дня, быстро развивающиеся от всходов до кущения.
В природе встречаются 70 видов, но хозяйственную ценность имеют только 11. Наиболее известен овёс посевной, идущий на изготовление крупы, овсяного кофе, толокна, муки для кондитерских изделий и блинов.
В животноводстве овёс используется как концентрированный корм или составная часть комбикорма.
Хлебные злаки отдают овсу пальму первенства по производству диетического и детского питания: овсяное печенье, мюсли, хлопья «Геркулес». Пищевая ценность овса обусловлена оптимальным содержанием белков, крахмала, органических кислот, жиров и сахара, которые легко усваиваются, нормализуют обмен веществ, защищают сердце и кровеносную систему.
Кукуруза
Среди культурных злаков кукуруза занимает особое место, так как по строению не похожа ни на представителей настоящих хлебов (первая группа), ни на «собратьев» из второй группы, к которой непосредственно относится.
Необычен стебель: прямой и мощный, способный достигать 5 метров в высоту, снабжённый воздушными корнями, расположенными на нижних надземных узлах.
Листовая пластина широкая, сами листья длинные, опушенные сверху.
Кукуруза - растение однодомное, но раздельнополое, так как у неё 2 соцветия: початок состоит из женских цветков, метёлка на верхушке - из мужских.
Селекционерами выведено огромное количество сортов и гибридов, от которых зависит форма и окраска зёрен, располагающихся на початке вертикальными рядами.
Родина кукурузы - Америка (Центральная и Южная). Древние майя считали её священным растением, достойным поклонения.
В Европе она появилась благодаря Колумбу, увидевшему её впервые на острове Куба.
Основной состав кукурузного зерна - крахмал (70 %), белок (10 %), жир (8 %).
Применение кукурузы разнообразно: молодые початки варят, зёрна замораживают и консервируют, перемалывают в крупы и муку. Дальнейшая обработка превращает зёрна в хлопья для лёгких завтраков, попкорн и другие лакомства.
В животноводстве кукуруза считается ценной кормовой культурой.
Рис
Прародитель современного риса был известен в Индии свыше 15 тыс. лет назад. Основные территории культивирования - южные районы на заливных площадях.
Сыном воды и солнца, кормильцем Востока, вторым хлебом человечества, белым золотом называют этот высококалорийный злак. И это вполне оправданно, ведь он кормит более половины населения земного шара.
Рисовое зерно на 75 % состоит из крахмала, на 8 % - из белков; рисовая оболочка богата витамином В1.
Разнообразно применение риса: из зерна делают крупы и муку, из рисовой соломы - высококачественную бумагу для письма, шляпы и циновки.
Два десятка видов и свыше тысячи сортов риса по форме объединяются в 3 типа:
- Длиннозерный - с длинным и тонким зерном. Обладает максимальной прозрачностью. Применение этой типа риса универсально для восточной и универсальной кухни: от салатов до гарниров.
- Среднезерный - с зёрнами широкими и короткими. Менее прозрачен, чем длиннозерный, со средним содержанием клейковины. Основное назначение - паэлья, ризотто, пудинги.
- Круглозерный - с зёрнами круглой формы. Такой рис непрозрачен, в нём высокое содержание крахмала. Благодаря повышенной клейкости используется для приготовления каш, пудингов, запеканок, суши.
Известна интересная особенность риса: любой сорт имеет разный вкус и цвет в зависимости от его обработки и времени приготовления.
Просо и сорго
Происхождение проса в качестве сельскохозяйственной культуры начинает отсчёт с 3 тысячелетия до нашей эры.
Археологические раскопки в Среднем Приднестровье свидетельствуют, что просо возделывали ещё древние скифы. В Европу оно пришло из Индии, Монголии и Китая. В Древнем Китае просо стояло в одном ряду с другими священными растениями: рисом, пшеницей, ячменём, соей.
Зерновой злак теплолюбив и засухоустойчив. Просяная зерновка самая мелкая и твёрдая из всех злаковых, а содержание белка в нём выше, чем у пшеницы и ячменя.
Зерно используется для изготовления крупы, известной нам как пшено, и муки, из которой выпекают лепёшки и хлеб. На корм скоту идут все части злака: зерно, лузга, солома, мучель.
В культурном земледелии существует злак, напоминающий просо. Сорго вот уже 5 тысячелетий используется в засушливых районах Африки как основной хлеб. Внешне этот зерновой злак подобен просу, по химическому составу зерна - кукурузе.
Из зёрен сорго производят крупу, муку, крахмал, из соломы - плетёные изделия, бумагу и веники. Зелёную массу используют в составе силоса.