Зерновые культурные растения примеры. Фазы роста и развития зерновых культур

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Зерновые культуры по морфологическим признакам и биологическим особенностям делятся на две группы.

Хлеба первой группы относятся к семейству Мятликовые (Роасеае) и включают пшеницу, рожь, ячмень, овес и тритикале. Растения этой группы характеризуются следующими признаками: соцветие – колос (у овса – метелка), плод – зерновка с продольной бороздкой, стебель – соломина, обычно полая; корневая система мочковатая, зерно прорастает несколькими корешками. Растения озимые и яровые, менее требовательны к теплу, но нуждаются во влаге, относятся к растениям длинного дня.

Хлеба второй группы также относятся к семейству Мятликовые, это кукуруза , сорго, рис и чумиза. Отличительные особенности растений этой группы: соцветие – метелка (у кукурузы женское соцветие – початок, мужское – метелка), стебель – соломина с выполненной сердцевиной; корневая система мочковатая, зерно прорастает одним корешком; плод – зерновка, бороздка отсутствует. Представлена только яровыми формами, растения более требовательны к теплу и свету, засухоустойчивые (кроме риса), относятся к растениям короткого дня.

Наибольшая площадь посева среди сельскохозяйственных культур занята пшеницей, площадь которой в мировом земледелии составляет 210,6 млн га, из них в России 22,6 млн га. Пшеницу используют прежде всего в пищу. По хлебопекарным качествам муки мягкие пшеницы, имеющие 42 хромосомы в соматических клетках, делят на три группы: сильные, средние и слабые. Содержание белка в зерне сильной пшеницы составляет не менее 14 %, сырой клейковины – 28, стекловидность – не менее 60%. Из такой муки пекут хлеб самого высокого качества.

Средняя по силе пшеница обладает хорошими хлебопекарными свойствами, способна давать хлеб вполне удовлетворительного качества без добавления сильной муки , но она не улучшает муку слабой пшеницы. Зерно содержит 11–13,9% белка и 25–27% клейковины.

Слабая пшеница имеет небольшую хлебопекарную силу. В зерне слабой пшеницы белка содержится менее 11%, а клейковины – менее 25 %. Мука из слабой пшеницы при замесе поглощает относительно мало воды, тесто получается неэластичное. Хлеб, выпеченный из такой муки, характеризуется пониженным объемом, малой пористостью и расплывается по поду. Выпечь хлеб стандартного качества из муки слабой пшеницы без добавления улучшителей не удается. Зерно или муку из слабой пшеницы улучшают, смешивая ее с зерном или мукой, полученной из сильной пшеницы.

Твердая пшеница, имеющая в соматических клетках 28 хромосом, отличается ценными свойствами: стекловидностью, хорошим качеством белка, высоким содержанием глиадина. Она незаменима для производства манной крупы, макарон, а также кондитерских изделий.

Технологические свойства пшеницы в основном зависят от группы так называемых запасных белков. Глиадины и глютенины – белки, образующие клейковину. Именно они обусловливают хлебопекарные свойства мягкой пшеницы и качество макарон. Глютенин обладает свойством эластичности и растяжимости. Глиадин растягивается плохо, а при высыхании становится твердым , хрупким и прозрачным. От соотношения между глиадином и глютенином зависит качество клейковины. Лучшее соотношение для хлебопечения 1: 1. В зерне твердой пшеницы преобладает глиадин, и по этой причине из ее муки производят только макароны. Нормальный хлеб из муки твердой пшеницы испечь трудно, так как из-за преобладания глиадина в запасном белке он плохо поднимается на поду при выпечке.

Более половины мягкой пшеницы, производимой на земном шаре, – это зерно слабых пшениц, нуждающихся в улучшении. Средних пшениц на земном шаре производится в два раза меньше – 25–30 % и еще меньше (10–15 %) сильных пшениц.

В России основным поставщиком сильной пшеницы является Поволжье. Определенное сочетание погодных условий и черноземные почвы – факторы, обусловливающие мировую славу этих пшениц.

Урожайность зерна пшеницы в странах-экспортерах следующая (т/га): США –2,37; Канада – 1,76; Мексика – 5,15; Австралия – 0,85. Наивысшую урожайность получают в Германии (6,9 т/га) и во Франции (7,4 т/га).

Хлебные злаки принято делить на озимые, яровые и двуручки.

Для нормального развития озимых хлебов (озимая рожь, озимая пшеница, озимый ячмень) необходим осенний посев. При весеннем посеве они лишь кустятся и не образуют соломины и колоса. Озимые хлеба для прохождения стадии яровизации требуют пониженной температуры – от 0 до 10 °С в течение 30–65 сут (в зависимости от сорта).

Яровые формы для прохождения стадии яровизации требуют более высоких температур (5–20 °С) в течение 7–20 сут, 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.

Устойчивость пшеницы к комплексу неблагоприятных условий в период перезимовки принято называть зимостойкостью. Способность растений противостоять воздействию низких температур называется морозоустойчивостью.

Из озимых культур наиболее морозоустойчива рожь, которая выдерживает морозы до –20 °С и более на глубине узла кущения. Менее устойчива в этом отношении озимая пшеница, для которой опасны температуры ниже –16 °С. Озимый ячмень повреждается при морозе –12 °С.

Основная причина гибели или повреждения озимой пшеницы зимой – действие низких температур. В это время в межклеточных пространствах растений замерзает вода и образуются кристаллы льда. Одновременно образующиеся ледяные кристаллы оттягивают воду из клеток, это повышает концентрацию клеточного сока и обезвоживает протоплазму. В результате обезвоживания и механического давления поверхность протоплазмы повреждается, вследствие чего теряет свою водопроницаемость. Обезвоживание протоплазмы до известного предела влечет за собой ее коагуляцию, свертывание коллоидов и смерть клеток.

Принято считать, что при температуре воздуха –30 °С озимая пшеница не вымерзает при глубине снежного покрова 20 см. Для предотвращения гибели озимых от вымерзания проводят следующее мероприятия: подготавливают почву таким образом, чтобы ко времени высева на глубине заделки семян образовалось достаточное количество влаги; соблюдают оптимальную норму высева; добиваются дружных всходов, достаточной густоты стояния, хорошего развития растений до ухода в зиму ; используют морозоустойчивые сорта, проводят снегозадержание.

Под ледяной коркой озимые гибнут от недостатка кислорода и механического давления льда на ткани. Бороться с ледяной коркой довольно трудно. Наиболее эффективное средство борьбы с ней – снегозадержание. Проводимое даже после образования ледяной корки, оно предохраняет посевы от вымерзания. Снег не только утепляет посевы, но во время оттепелей талая вода разрушает корку, она становится более рыхлой и губчатой. Для уничтожения ледяной корки по поверхности рассеивают перегной, торфяную крошку (3–5 т/га) или калийную соль (0,1–0,3 т/га). Когда ледяная корка после дождей и оттепелей становится рыхлой, ее разрушают кольчато-шпоровыми катками. Чтобы не образовывались колеи, эту работу проводят по утренним заморозкам и выполняют осторожно, чтобы не повредить узлы кущения.

Выпревание наблюдается, когда снег выпадает рано на непро- мерзшую почву. Это явление присуще главным образом Нечерноземной зоне, где продолжительное время (4–5 мес) сохраняется мощный снежный покров при температуре почвы около О °С. Растения в данном случае гибнут не от недостатка кислорода , а от истощения. Расходуя накопленные питательные вещества (главным образом углеводы) на дыхание, растения в условиях почти полной темноты (под снегом) не восполняют их запасы путем ассимиляции. Для предотвращения гибели озимых от выпревания посевы осенью укатывают (после выпадения снега на талую землю). Благодаря указанному приему уплотняется снег, ускоряется промерзание почвы, в результате чего в растениях прекращается жизнедеятельность и они не выпревают. Своевременный посев также играет важную роль: слишком ранние и загущенные посевы увеличивают опасность гибели от выпревания.

Вымокание озимой пшеницы наблюдается в районах избыточного увлажнения, а также на пониженных местах рельефа, где застаивается вода. В качестве мер борьбы используют открытый дренаж. Для этого в увлажненной зоне после посева устоаивают разгонные борозды, отводящие лишнюю воду и препятствующие ее застою. В «блюдцах» закладывают скважины до песчаного слоя и спускают излишнюю влагу. Применяют также гребневые посевы и посев устойчивых к вымоканию сортов.

Выпирание происходит при посеве семян в свежевспаханную почву без прикатывания. У растений, высеянных в чрезмерно рыхлую почву, при ее оседании под влиянием собственной массы и осадков узлы кущения оказываются на поверхности. Под действием морозов такие растения гибнут или ослабевают. При обнажении узлов кущения рекомендуется весеннее укатывание озимых посевов кольчатыми катками. В результате узел кущения прижимается к почве, к нему вызывается приток влаги и ускоряется образование новых, вторичных корней.

ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

Народно-хозяйственное значение , районы возделывания, урожайность, сорта. В зерновом балансе страны на долю озимой пшеницы приходится от 20 до 24 % валового сбора зерна.

Озимая пшеница хорошо использует осеннюю и весеннюю влагу. У нее развивается мощная корневая система, глубоко проникающая в почву, благодаря чему она хорошо усваивает питательные вещества и меньше страдает от засухи, чем яровые культуры. От засухи и суховеев она также предохраняется вследствие раннего созревания. Имея почти одинаковое продовольственное значение с яровой, озимая пшеница весьма ценна в организационно-хозяйственном отношении. Посев осенью и более ранняя (на 7-10 сут) уборка ее по сравнению с яровой пшеницей позволяют полнее использовать труд и средства производства.

В России озимую пшеницу выращивают, начиная с юга Архангельской области и кончая южными районами страны. Наиболее благоприятны для нее южные районы. Самую большую площадь в России эта культура занимает на Северном Кавказе (почти 50 % посевной площади озимой пшеницы). На Северном Кавказе она является основной продовольственной культурой. В последние годы значительно возросли площади озимой пшеницы в Поволжье. Большие площади озимая пшеница занимает также в Центрально-Черноземной и Нечерноземной зонах.

В лесостепных и степных районах Сибири озимая пшеница практически не возделывается, а в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке ее не высевают совсем. Главное препятствие для успешного возделывания озимой пшеницы в этих районах – отсутствие зимостойких сортов.

Средняя урожайность озимой пшеницы 2,9 т/га, а возделываемой по интенсивной технологии 5–6 т/га.

Селекционеры России создали большое количество ценных сортов пшеницы, не имеющих себе равных по зимостойкости, засухоустойчивости, мукомольным и хлебопекарным свойствам. Наибольшее распространение получили сорта Заря , Безенчук ская 380, Мироновская 808, Московская 39, Саратовская 90, Тарасовская 29.

В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурным условиям. Минимальная температура прорастания семян 1–2 °С.

Оптимальные сроки высева озимой пшеницы приходятся ко времени, когда температура воздуха равна 14–17 °С. Для осеннего развития ее при посеве по черному пару требуется примерно 45– 50 сут, по занятому – 50–55 сут. Растения за этот период (при переходе среднесуточных температур воздуха через 5 °С и достаточном увлажнении) хорошо развиваются и достигают высокой зимостойкости.

Озимая пшеница кустится осенью и весной. Усиленное кущение наблюдается при достаточной влажности и температуре 8– 10 °С. С понижением температуры до 3–4 °С кущение прекращается. Сроки посева влияют на устойчивость озимой пшеницы к низким температурам. При своевременном посеве до ухода в зиму растения образуют три-четыре стебля. Высокая температура в весенний период и недостаток влаги в почве не благоприятствуют кущению.

Высокая температура (35–40 °С) при большой сухости воздуха во время налива зерна отрицательно влияет на его выполненность: зерно образуется мелким и щуплым. В фазе созревания пшеницы наиболее благоприятна температура воздуха 22–25 °С.

Общая сумма положительных температур от посева до полной спелости составляет 1850–2200 °С. Продолжительность вегетационного периода колеблется (включая зиму) от 275 до 350 дней.

Для набухания и начала прорастания семян пшеницы требуется 45–60 % влаги к массе воздушно-сухого зерна. В первый период развития озимой пшеницы, когда корневая система только начинает формироваться, важное значение имеет увлажнение верхнего слоя почвы. Дружные всходы появляются при наличии более 10 мм влаги в 10-сантиметровом слое почвы.

Наибольшее количество влаги озимая пшеница потребляет в период от выхода в трубку до цветения. После цветения и до конца молочной спелости формируется зерно. Недостаток влаги после цветения может привести к череззернице и пустоколосости. При недостатке влаги в конце молочной и начале восковой спелости снижается масса 1000 зерен.

С наступлением восковой спелости стебли желтеют, большинство листьев желтеет и отмирает, поэтому потребность растений во влаге уменьшается, а в конце восковой спелости пшеница вообще не нуждается в воде.

Оптимальная влажность почвы для озимой пшеницы в зоне распространения основной массы корней (до 60 см) не менее 70– 75 % (особенно в фазе колошения), а при отсутствии атмосферной засухи 65 % ППВ.

Озимая пшеница предъявляет высокие требования к почве. Она должна быть высокоплодородной, структурной, содержать достаточное количество элементов питания, обладать нейтральной или слабокислой (рН 6,0–7,5) реакцией почвенного раствора. Лучше всего озимую пшеницу возделывать на черноземах, но она с успехом произрастает и на слабоподзолистых суглинистых почвах Нечерноземной зоны при достаточном внесении органических и минеральных удобрений. Кислые и легкие песчаные почвы для озимой пшеницы малопригодны.

Место в севообороте. Озимая пшеница более требовательна к предшественникам , чем другие озимые культуры. Она может давать высокие урожаи, если до ухода в зиму у нее хорошо разовьются корневая система и вегетативная масса. Такие условия создают паровой обработкой почвы и применением удобрений. Лучшие предшественники для озимой пшеницы – чистые и занятые пары, зерновые бобовые культуры, пласт многолетних трав и др. Однако в отдельных зонах возделывания пшеницы предпочтение нужно отдавать конкретным предшественникам.

Удобрения. У озимой пшеницы отмечаются два периода усиленного потребления азота: в начале роста и во время налива зерна. Недостаток азота в первый период приводит к снижению урожая, а во второй – к заметному ухудшению качества зерна, меньшему накоплению белков.

Наибольшая потребность в фосфоре отмечается со времени появления всходов до цветения. Фосфорные удобрения наиболее энергично используются в течение четырех-пяти недель роста (фаза кущения). Фосфор активизирует рост корневой системы и ускоряет созревание хлебов.

Калий поступает из почвы с первых дней роста растений до цветения. Однако большее его потребление наблюдается в фазы выхода озимой пшеницы в трубку и колошения. Калий улучшает перезимовку растений, укрепляет соломину, уменьшает поражение посевов корневыми гнилями и ржавчиной.

Обработка почвы. Система обработки почвы под озимую пшеницу зависит от предшественника, засоренности полей, района возделывания.

Обработку черного пара начинают осенью с лущения почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование) и последующими рыхлениями запаздывать нельзя. Они необходимы для сохранения влаги и провоцирования прорастания сорняков.

Сущность весенне-летней послойной обработки черного пара отвальными орудиями состоит в том, чтобы каждая прослойка почвы в этот период некоторое время находилась в верхней части пахотного слоя. Для этого глубину каждой последующей обработки увеличивают на несколько сантиметров (3–5 см). Таких обработок проводят от 3 до 5, постепенно увеличивая ее глубину до 10–12 см. Вывернутые на поверхность семена сорных растений прорастают , всходы их уничтожают, а последующей более глубокой обработкой захватывают все новые порции семян сорных растений. Таким образом пахотный слой очищают от тех сорняков, семена которых способны прорасти. Послойную обработку пара применяют только в районах достаточного увлажнения.

Если весной в пар вносят навоз, то первую обработку совмещают с его запашкой плугами без предплужников на глубину 18–20 см.

В районах достаточного увлажнения, особенно на подзолистых почвах, подверженных заплыванию, кроме того, за три-четыре недели до сева проводят перепашку – двоение пара. Опаздывать с этим нельзя, потому что сорняки, вывернутые при перепашке, не успевают прорасти до посева озимых и не будут уничтожены предпосевной культивацией. После двоения пара до посева почва должна осесть.

В засушливых и полузасушливых районах в отличие от районов достаточного увлажнения весенне-летние обработки имеют обратную последовательность: от более глубокой к менее глубокой и заканчиваются на глубине заделки семян. Во влажные годы обработку чистого пара проводят чаще и глубже. В засушливые годы , когда влаги в почве мало, а сорняки появляются медленнее, число и глубину весенне-летних обработок уменьшают и почву прикатывают.

Уход за посевами. При посеве озимой пшеницы в рыхлую почву по занятым парам и непаровым предшественникам, особенно в засушливые годы, поле обязательно прикатывают кольчатыми катками с одновременным боронованием легкими боронами. Прикатывание способствует перемещению влаги в верхние слои почвы, что содействует быстрому и дружному появлению всходов и хорошему осеннему кущению, а также устраняет возможность оседания почвы, в результате улучшаются условия перезимовки.

Уборка урожая. Серьезный фактор увеличения валовых сборов зерна озимой пшеницы – борьба с потерями при уборке. Сократить ее сроки и довести потери зерна до минимума можно правильным применением раздельного способа уборки и разумным сочетанием его с прямым комбайнированием.

ОЗИМАЯ РОЖЬ

Народно-хозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта. Озимая рожь – одна из важнейших продовольственных культур нашей страны. Из ржаной муки выпекают разнообразные сорта хлеба , обладающие высокими вкусовыми качествами (минский, бородинский, заварной, украинский, рижский и др.) и содержащие полноценные белки и витамины В 1 , В 2 , В 6 , РР, Е. По калорийности ржаной хлеб значительно превосходит пшеничный, хотя и уступает ему по переваримости и усвояемости. Многим людям, особенно страдающим полнотой, лучше питаться ржаным хлебом, чем белым. Институт питания АМН РФ рекомендует включать в рацион питания большинства групп населения страны от общей нормы суточного потребления хлеба 16–18 % ржаного.

Ржаное зерно используют на кормовые цели. Из растений приготовляют сенную муку, силос, сенаж, зеленый корм, сено. Зерно ржи имеет и техническое значение. Его применяют в винокуренной и крахмалопаточной промышленности. Ржаную солому широко применяют в быту для поделки матов , корзин, шляп, ее также используют как ценный подстилочный материал в животноводстве. Из ржаной соломы делают бумагу, получают целлюлозу, лигнин и другие материалы.

Химический состав зерна ржи изменяется в зависимости от почвенных и климатических условий, уровня агротехники и сортовых особенностей. Во влажные годы количество белка резко снижается (до 7–8%), а в засушливые – повышается до 15–16%. Наибольшее содержание белка отмечается в южных и восточных районах страны, а самое низкое – в северных и западных.

В мировом земледелии рожь занимает 9,5 млн га, что составляет всего лишь 4,6% площади, которую занимает пшеница. Из европейских стран значительные площади ржи имеются в Польше – 1,58 млн га и Германии – 728 тыс. га. В странах – экспортерах зерна посевы ржи незначительны.

В Западной Европе рожь некогда была главным хлебом для населения большинства стран региона. Ныне ее посевы сузились. В результате длительной конкуренции она сохранила свои позиции лишь в условиях, не вполне благоприятных для пшеницы: на бедных, особенно на песчаных, землях в зонах прохладного климата, то есть в северных или предгорных районах. Единственный пищевой продукт массового потребления – ржаной хлеб быстро вытесняется из рациона питания западноевропейского населения. В настоящее время в западных странах на продовольствие используется меньше ржи, чем на корм. Но эта тенденция ее превращения из продовольственной культуры в кормовую рассматривается как результат воздействия на зерновую отрасль со стороны правительств, поддерживающих производство этой культуры путем чрезвычайно высоких цен с таким расчетом , чтобы фермеры не разорялись и не покидали эти земли, пригодные для возделывания из зерновых культур только озимой ржи.

В нашей стране с ее суровыми климатическими условиями культура ржи играла и будет играть существенную роль в экономике, а, следовательно, и в питании населения. В России сосредоточены самые большие площади посевов ржи в мире – 3,5 млн га.

Основные посевы сосредоточены в Средневолжском, Центральном, Волго-Вятском районах, а также в Центральном Черноземье и Западной Сибири.

Средняя урожайность ржи в мире 2,22 т/га, в России 1,83 т/га; самая высокая – в Германии (5,0 т/га).

Наиболее распространенный сорт ржи – Чулпан, обладающий короткой соломиной и устойчивостью к полеганию. На значительных площадях высевают также сорта Вятка 2, Восход 2, Саратовская 6, Пурга, Таловская 33 и Татарская 1.

Требования к факторам внешней среды. Зерна ржи при наличии влаги в почве могут прорастать при температуре 1–2 °С, а всходы появляются при 4–5 °С.

Общая кустистость озимой ржи к концу осенней вегетации составляет в среднем 4–5 побегов, что несколько выше, чем у озимой пшеницы. Особенно хорошо она кустится при среднесуточной температуре воздуха в сентябре 12 °С.

Осенью озимая рожь нормально развивается за 50–55 сут (в зависимости от зоны) при сумме среднесуточных температур 450– 550 °С. Весной она кустится сильнее в тех случаях, когда осеннее кущение было сравнительно слабым. Сильное кущение растений и быстрый рост их подавляют сорную растительность в посевах. Поэтому рожь имеет большое значение в севообороте как соро-очищающая культура.

Среди озимых хлебов озимая рожь – самая морозоустойчивая культура. В бесснежные зимы она переносит морозы до -20 °С и более на глубине залегания узла кущения. Под снежным покровом толщиной 20–30 см рожь выдерживает температуру воздуха –50...

При дефиците влаги осенью рожь уходит в зиму недостаточно раскустившейся, в результате изреживаются посевы и снижается урожай.

Озимая рожь относится к числу сравнительно засухоустойчивых растений, что объясняется хорошим развитием ее корневой системы. Это позволяет озимой ржи переносить весеннюю засуху , используя влагу из глубоких слоев почвы. Наибольший расход влаги отмечается в период быстрого роста от выхода в трубку до колошения. Недостаток влаги в этот период вызывает образование мелких и малопродуктивных колосьев.

Озимая рожь менее требовательна к почве, чем другие зерновые культуры. Она широко распространена на подзолистых почвах Нечерноземной зоны и на легких суглинистых. Корневая система ржи (в сравнении с другими зерновыми) лучше усваивает питательные вещества из труднорастворимых соединений. Например, озимая рожь лучше, чем пшеница, использует фосфорную кислоту, особенно из труднорастворимых соединений фосфора.

Озимую рожь широко возделывают на подзолистых, легких супесчаных и легких суглинистых почвах, а также на почвах с повышенной кислотностью (рН 5,3). Легкие супесчаные почвы часто называют «ржаными», так как рожь удается хорошо (Брянская область). Однако лучшими почвами для ржи считаются черноземы. Таким образом, озимую рожь можно успешно возделывать как на подзолистых почвах севера, так и на южных черноземах.

Интенсивная технология возделывания. Место в севообороте. Озимая рожь менее требовательна к предшественникам, чем озимая пшеница. В центральных и западных районах Нечерноземной зоны России хорошей парозанимающей культурой служат люпин , бобово-овсяные смеси (вика, горох в смеси с овсом). Ценность их как предшественника озимых заключается в раннем сроке уборки, так как их поукосная спелость наступает через 65–75 сут после посева.

В пригородных хозяйствах очень выгодно применять пар, занятый ранним картофелем. Чтобы создать хорошие условия для развития озимой ржи, картофель необходимо убирать не позднее чем за две недели до ее высева (в конце июля – начале августа). В качестве парового предшественника в Нечерноземной зоне иногда используют лен.

В северо -восточных районах, Предуралье (Республика Марий Эл и Удмуртская Республика, Кировская и Пермская области), западных районах Свердловской области озимая рожь дает высокие урожаи только по чистым, хорошо удобренным парам. Значение чистого пара объясняется низким плодородием, слабой окульту- ренностью подзолистых и дерново-подзолистых почв и более коротким, чем в других зонах, вегетационным периодом.

На большей части Центрально-Черноземной зоны увлажнение неустойчивое и недостаточное, особенно во второй половине лета, поэтому и здесь важную роль играют чистые пары. Хорошие предшественники в данной зоне – бобово-овсяные смеси , кукуруза на зеленый корм и ранний силос, а также ранние зерновые бобовые (горох). Горох убирают за 1,5 мес до посева озимой ржи, что дает возможность подготовить почву и в оптимальные сроки посеять озимую рожь.

В лесостепной зоне Поволжья (Башкортостан, Ульяновская, Пензенская области и лесостепные районы Самарской области) лучшие предшественники озимой ржи – чистый пар и клевер. Хорошие парозанимающие культуры – горох, викоовсяная смесь, чина на сено.

В степных районах Поволжья (Саратовская, Волгоградская области), Западной и Восточной Сибири озимую рожь размещают в основном по чистым парам.

Рожь сама для себя является хорошим предшественником, так как дает полноценный урожай зерна на одном и том же месте два года подряд. Возможность повторного посева ржи основана главным образом на том, что она мало подвергается заболеванию корневой гнилью. Однако при длительном возделывании на одном и том же поле урожай озимой ржи заметно снижается, особенно в Нечерноземной зоне.

Удобрения. На формирование 1 т зерна и соответствующего количества соломы рожь потребляет в среднем 31 кг азота, 13,7 кг фосфора и 26 кг калия. Максимум среднесуточного поступления фосфора и калия приходится на период выхода в трубку – колошения. Максимальное поступление азота наблюдается несколько позднее, но к началу цветения оно резко снижается.

Обработка почвы. С первой весенней обработкой пара (боронование и последующее рыхление) запаздывать нельзя. Такая обработка необходима для сохранения влаги в почве и провоцирования прорастания сорняков.

Наиболее эффективна послойная обработка пара, которую проводят , как и для озимой пшеницы, с учетом засоренности, степени уплотнения почвы и складывающихся погодных условий. На почвах более тяжелого гранулометрического состава, подверженных оседанию и заплыванию, не позднее чем за 20–25 сут до посева озимой ржи целесообразна перепашка (двоение пара) плугом без предплужника.

К зерновым культурам относят представителей семейства злаковых. Пшеницу и рожь относят к основным хлебным злакам. Кукуруза, ячмень, овес имеют многоцелевое использование.

Пшеница - наиболее распространенная основная хлебная культура. Посевы ее распространены повсеместно. Озимую пшеницу выращивают в Украинской ССР, на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземной зоне, а также в южной части Нечерноземной зоны. Яровая пшеница преобладает в зоне засушливого земледелия и районах с суровыми зимами. Наиболее распространены два вида пшеницы: мягкая, или обыкновенная, и твердая пшеница.

Мягкая пшеница занимает свыше 80 % всех посевных площадей и составляет более 90 % валового сбора пшеницы. Зерно имеет овальную или округло-овальную форму, слегка расширенную к зародышу, с выраженной бородкой и глубокой бороздкой. Консистенция зерна от стекловидной до мучнистой в зависимости от сорта и района выращивания. Окраска зерновки очень разнообразная - белая, красная, желтая различных оттенков.

Особенно ценится сильная мягкая пшеница. Мука сильной пшеницы способна давать формоустойчивый хлеб большого объема, с хорошим пористым мякишем. Сильная пшеница содержит повышенное количество белка (не ниже 14 %), достаточное количество клейковины (не менее 28%), хорошую стекловидность (не менее 60-75 %). Сильная пшеница дает высококачественный хлеб и может быть использована для улучшения слабой пшеницы.

Основную массу товарного зерна составляет средняя пшеница, она может быть использована для получения хорошего хлеба,

но непригодна для улучшения слабых пшениц. Слабая пшеница дает хлеб с пониженными показателями качества. Чтобы получить стандартный хлеб, к ней добавляют сильную пшеницу.

Твердая пшеница занимает менее 10 % площадей пшеницы, высевается преимущественно как яровая, однако в южных районах страны распространена озимая твердая пшеница.

Твердая пшеница - ценное сырье для макаронной и других отраслей промышленности. Зерно крупное, удлиненное, книзу сужается, в поперечном разрезе угловатое, стекловидное. Хохолок на верхушке зерна слабо выражен. Твердую пшеницу высевают в основном в Поволжье, на Урале, Алтае, а также в Казахстане. Советскими селекционерами создана новая форма пшеницы - озимая твердая.

Зерно пшеницы при заготовках оценивают по показателям I группы (свежесть, влажность, засоренность, зараженность амбарными вредителями), а также по натуре. В партиях зерна сильной, твердой пшеницы определяют дополнительно количество и качество сырой клейковины. Для определения типового состава зерна во всех партиях пшеницы определяется стекловидность.

На зерно пшеницы, заготовляемое государственной заготовительной системой, а также поставляемое на кормовые цели и для выработки комбикормов, распространяется ГОСТ 9353-85.

В стандарте на пшеницу даны товарная классификация и основные показатели качества зерна. По товарной классификации пшеница делится на шесть типов: яровая краснозерная, яровая твердая, яровая белозерная, озимая краснозерная, озимая белозерная, озимая твердая.

В основу деления на типы положены следующие признаки: цвет (краснозерная, белозерная, янтарная), ботанический вид (твердая, мягкая), биологическая форма (яровая, озимая). Типы делят на два-пять подтипов в зависимости от процента стекловидности и оттенка цвета. Все перечисленные признаки связаны с технологическими и пищевыми свойствами зерна.

Типы и подтипы зерна не дают полного представления о его качестве и технологических свойствах. Поэтому по качеству (влажности, засоренности, массе 1 л и количеству мелких зерен) пшеницу заготовляемую делят на две группы, а распределяемую - на пять классов. В первой группе (базисные кондиции) установлены жесткие нормы качества. Так, сорной примеси допускается не более 1 %, а зерновой - не более 3 %. Классы на распределяемое зерно установлены по натуре, сорной, зерновой примесям, количеству мелких зерен. Самые высокие показатели качества у зерна первого класса.

На заготовляемую сильную и твердую пшеницу установлены отдельные стандарты. Кроме общих показателей качества, в них включены показатели, характеризующие хлебопекарные достоинства зерна. Так, сильная пшеница должна иметь стекловидность

не менее 60 %, содержание клейковины не менее 28 %, которая по качеству должна соответствовать I группе. Кроме того, ограничивается содержание проросших зерен и не допускается повреждение зерновки клопом-черепашкой. От величины натуры, количества клейковины, наличия зерен пшеницы других типов твердую пшеницу подразделяют на три класса и неклассную.

В стандартах на зерно распределяемое разрешается отгрузка зерна только с нормальным запахом, одного типа, с влажностью не выше 15,5 % и сорной примесью не более 2,0 %, в том числе вредной - 0,2 %.

Рожь - ценная продовольственная и кормовая культура. Продовольственной программой страны предусмотрен стабильный рост производства озимой ржи в Нечерноземье, Поволжье, на Украине, в Белоруссии, республиках Прибалтики. Рожь перерабатывают в хлебопекарную муку, она идет на производство солода, на изготовление концентрированных кормов.

Различают рожь озимую и яровую. В посевах 98 % составляет более урожайная - озимая форма.

Зерно ржи по форме, строению, химическому составу сходно с зерном пшеницы. Зерна бывают широкие, узкие, длинные и короткие. Масса 1000 зерен составляет от 18 до 30 г, цвет зеленый, серо-зеленый, желтый, коричневый и фиолетовый. Эндосперм ржи преимущественно мучнистый или частично стекловидный. У ржи эндосперм меньше, а оболочки и алейроновый слой больше, чем у зерен пшеницы. Это снижает выход сортовой муки. Эндосперм более развит у зеленоплодной ржи.

По химическому составу рожь отличается от пшеницы. Содержание белков в ней примерно на 2 % ниже, а Сахаров - на 1,5 % выше, чем в зерне пшеницы. Клейковина имеет низкое качество, крахмала в ней меньше, а Сахаров больше, чем у пшеницы. Особенностью ржи является наличие до 2,5 % слизей, которые снижают вязкость ржаного теста.

По стандартам рожь делят на три типа: озимую северную, озимую южную и яровую. В зависимости от района произрастания рожь делят на подтипы. Для заготовительной ржи установлены базисные и ограничительные кондиции, для распределяемой установлены пять классов. В основу деления на классы положены натура, влажность, содержание примесей и мелкого зерна.

Тритикале - новый гибридный злак. Он объединяет наследственные признаки мягкой, твердой пшеницы и ржи. Это довольно зимостойкое растение, дающее урожай до 70 ц/га. Отличается от ржи повышенным содержанием белков, лизина и аспарагиновой кислоты. Из муки тритикале отмывается клейковина и по хлебопекарным свойствам он близок к пшенице.

Ячмень по посевам и сборам зерна занимает второе место после пшеницы. Зерно ячменя используется для продовольственных, кормовых и технических целей. Из него вырабатывают муку, перловую и ячневую крупы, изготовляют солод для пивоварения.

Ячмень - ценный концентрированный корм, используемый в животноводстве.

В производстве преобладают сорта двухрядного низкопленчатого ячменя с крупными выравненными зернами полустекловидной консистенции. Зерно ячменя продолговатое, с заостренными концами, покрыто цветковой пленкой, сросшейся с оболочкой (при производстве муки и крупы пленки удаляют).

Особенностью строения зерна является сильное развитие алейронового слоя. Эндосперм не превышает 70 % массы зерна. По консистенции он бывает мучнистым, стекловидным и полустекловидным. Для крупяных предприятий большую ценность представляет стекловидный ячмень, а для пивоварения - ячмень с мучнистым эндоспермом.

При заготовках ячменя на продовольственные и кормовые цели установлены только общие показатели качества. Ячмень, отпускаемый для производства пива, должен соответствовать требованиям стандарта по жизнеспособности семян (не ниже 95 %). При выработке крупы высокие требования предъявляются к натуре ячменя (не ниже 630 г/л), нормируется также содержание мелких зерен и зерновой примеси.

Овес ценится как кормовая и продовольственная культура. Он используется для производства питательной крупы, богатой биологически активными веществами, для выработки кондитерской муки, толокна, суррогата кофе, солода. Овес очень ценный концентрированный корм в животноводстве. В посевах преобладает яровой овес.

Плод овса - зерновка, преимущественно веретенообразной формы, пленчатая. Пленчатость зерна овса довольно высокая в зависимости от сорта, района и условий выращивания (от 20 до 40%). Поверхность пленок белая или желтая с различными оттенками. Пленки легко темнеют при неблагоприятных условиях выращивания и уборки овса.

Ядро овса по всей поверхности покрыто волосками. Эндосперм белый, мучнистый; составляет 51-53% массы зерновки. Особенностью химического состава является пониженное содержание крахмала, повышенное - клетчатки, жира и минеральных веществ. Жиры овса прогоркают.

Стандартом предусмотрено определение у овса заготовляемого обязательных показателей и натуры. У овса крупяного дополнительно определяют наличие зерна мелкого, пленчатость, вычисляют содержание ядра.

Овес заготовляемый по стандарту делят на два типа: I - продовольственный (два подтипа: овес белый, зерно крупное, выполненное; овес желтый) и II - кормовой (зерно длинное, узкое, игольчатой формы).

Кукуруза - высокоурожайная зерновая культура многоцелевого использования. Из кукурузы получают более 150 продовольственных и технических продуктов: крахмал, патоку, спирт, крупы, хлопья, муку и др. Из зародыша кукурузы приготовляют ценное масло.

Соцветие кукурузы - початок, в котором правильными рядами расположены от 300 до 1000 зерновок. Стержень составляет примерно 20-25 % массы початка.

Кукуруза отличается от других хлебных злаков сильным развитием зародыша зерна, на долю которого приходится около 12 % массы зерновки. В нем содержится до 35 % жира и до 8 % золы. Эндосперм кукурузы составляет около 70 % массы зерновки. Он может быть мучнистым или стекловидным (роговидным). Зерна бывают белого, желтого, красного, реже синего цвета. Пищевая и фуражная ценность кукурузы зависит от содержания в белках незаменимых аминокислот.

Советскими селекционерами созданы и внедрены в производство гибриды кукурузы с повышенным содержанием лизина и триптофана.

При заготовках кукурузы определяют цвет и форму зерна, консистенцию эндосперма. В соответствии с ботаническими особенностями стандартом предусмотрено деление кукурузы на девять типов: I - зубовидная желтая, II - зубовидная белая, III - кремнистая желтая, IV - кремнистая белая, V - полузубовидная желтая, VI - полузубовидная белая, VII - лопающаяся белая, VIII - лопающаяся желтая, IX - восковидная.

Стандартами установлены базисные и ограничительные кондиции на заготовляемое зерно кукурузы. Так, по влажности ограничительные кондиции колеблются от 22 до 25 %, по зерновой примеси - до 15, по сорной примеси - до 8 %. В ГОСТе указаны рекомендованные типы зерна и нормы его качества при отпуске для крупяной, мукомольной, пищеконцентратной промышленности, для предприятий торговли и общественного питания. Зерно, направляемое на технические цели, должно иметь влажность не выше 15%, сорную примесь не более 2 %, в том числе зерен, пораженных болезнями, не более 1 %.

Для крупяной промышленности преимущественно поставляется кукуруза кремнистая и полузубовидная; для пищеконцентратной промышленности - зубовидная желтая или белая, кремнистая желтая и белая; для предприятий торговли и общественного питания - кремнистая и лопающаяся. Смесь типов не допускается.

Раздел III СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Глава 12 ОСНОВНОЕ СЫРЬЕ

Производство пищевых продуктов связано с использованием различных видов сырья. При этом часть отраслей пищевой промышленности занята первичной переработкой сырья (мукомольно-крупяная, сахарная, крахмало-паточная, консервная и овощесушильная, спиртовая и др.), а часть - вторичной переработкой сырья ("хлебопекарная, макаронная, кондитерская, дрожжевая и др.).

Широкий ассортимент продуктов, вырабатываемых пищевой промышленностью, обусловливает и использование огромного разнообразия сырья, различающегося по составу и свойствам.

В этой главе приведены общие характеристики, классификация, условия и сроки хранения различных видов сырья, используемого в производстве пищевых продуктов.

ОСНОВНЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

Зерно - важнейший продукт сельского хозяйства. Оно служит основным источником питания человека, кормовой базой продуктивного животноводства и сырьем для технического производства. Зерновые продукты являются основными продуктами питания в силу присущих им отличительных свойств: способности синтезировать большое количество сухих веществ (около 85 % всей массы), сохраняться в обычных условиях в течение нескольких лет без существенного изменения свойств, высокой транспортабельности и доступности. По количеству питательных веществ (белка, углеводов, а также минеральных веществ и витаминов группы В) продукты переработки зерна (мука, крупа, хлеб, макаронные изделия) составляют около 1/3 рациона питания человека, обеспечивая более половины энергетической ценности суточного рациона.

По химическому составу все зерновые культуры делят на три группы. К первой группе относится зерно, богатое крахмалом. Эта группа представлена хлебными (пшеница, рожь, ячмень.

овес) и ложными (кукуруза, рис, просо и семейство гречишных), злаками.

Во вторую группу входят культуры, богатые белком. К этой группе относится семейство бобовых.

Третья группа объединяет масличные культуры, семена которых богаты жиром.

Пшеница. В России возделывают в основном два вида пшениц - мягкие и твердые, причем предпочтение отдают мягким, на их долго приходится более 90 % посевов и сборов. По срокам посева она может быть яровой и озимой. Распространены как яровая, так и озимая мягкая пшеница.

У мягкой пшеницы зерно округлое, с хорошо заметной бородкой (опушение на конце зерна, противоположном зародышу), с ярко выраженной глубокой бороздкой, проходящей вдоль зерновки. Отношение длины зерна к его ширине составляет 2:1. Цвет зерна мягкой краснозерной пшеницы красновато-коричне-вый разных оттенков, у белозерной - светло-желтый. Консистенция зерна различная: чаще эндосперм частично стекловидный и мучнистый, реже - стекловидный.

Мягкую пшеницу по технологическим (мукомольным и хлебопекарным) достоинствам делят на три группы - сильную, среднюю и слабую. Сильной называется пшеница определенных сортов, имеющая зерно с высоким (не менее 14 % СВ) содержанием белка, со стекловидностью не ниже 60 % Мука из такой пшеницы образует упругопластичное, неразжижаюшееся тесто, хлеб из нес получается большого объема с хорошим пористым мякишем.

Слабой называется доброкачественная пшеница, отличающаяся малым содержанием белка (менее 11 % СВ), в основном мучнистая (стекловидность менее 40 %). Слабая пшеница обладает низкими хлебопекарными качествами. Тесто из такой муки при брожении быстро ухудшает свои структурно-механические свойства, становится липким, мажущимся, а хлеб получается неудовлетворительного качества с низким объемом и грубой пористостью. В качестве улучшителей слабых пшениц используют сильные пшеницы. В то же время из слабой пшеницы получают муку, вполне пригодную для производства мучных кондитерских изделий.

Средняя пшеница - наиболее распространенная пшеница, по своим свойствам занимает промежуточное положение между сильной и слабой. Она обладает хорошими хлебопекарными свойствами, но эффективно улучшать слабую пшеницу не может.

Твердая пшеница значительно отличается от мягкой: она гораздо лучше противостоит осыпанию, меньше полегает под действием ветров и дождей, так как ее соломина имеет более толстые и прочные стенки. В отношении урожайности твердые пшеницы уступают мягким (озимым) сортам. Зерно твердой пшеницы более крупное, чем у мягкой, бородка развита слабо и не видна невооруженным глазом. Цвет зерновки желтый, стекловидность довольно высокая (до 90...100 %). Наиболее распространены преимущественно яровые формы твердой пшеницы. Твердую пшеницу по хлебопекарным свойствам на группы Не разделяю!’. Зерно этой пшеницы в чистом виде имеет низкие хлебопекарные качества, хлеб получается небольшого объема и с Плотным мякишем. Клейковина твердой пшеницы отличается высокой упругостью и сла-бой растяжимостью. Главное назначение твердых пшениц - получение из них макаронных изделий. Для получения макаронных изделий хорошего качества пригодны также некоторые сорта яровой мягкой пшеницы, отличающиеся высокой стекловидностью (не менее 60 %) и большим содержанием белка.

Из всех -злаковых культур пшеница отличается наиболее высоким содержанием белка (9,2...26,8 %), однако он неполноценен из-за дефицита лизина и метионина. Содержание белка в яровой пшенице выше, соответственно доля крахмала ниже, чем в озимой. Существует закономерность в накоплении зерном пшеницы белковых веществ: количество белка возрастает по мере продвижения этой культуры с запада на восток и с севера на юг. Твердые пшеницы характеризуются большим содержанием белка, сахара, минеральных веществ и каротиноидов, чем мягкие.

Рожь. Рожь является второй по значению зерновой культурой после пшеницы. Это в основном озимая культура, обладает ценными качествами: нетребовательна к почвенно-климатическим условиям, отличается скороспелостью, высокой урожайностью и зимостойкостью.

Форма, строение и химический состав зерна ржи имеют свои особенности. Узкое и длинное зерно ржи (отношение длины зерна к его ширине составляет 3,5:1) отличается меныпей массой и большей удельной поверхностью, чем зерно пшеницы; поэтому дол51 оболочек, алейронового слоя, зародыша у него больше, а доля эндосперма меньше. Оболочки с алейроновым слоем составляют около 20 %, зародыш - 3,7 % массы зерна. Ввиду этого из ржи можно получить меньше сорговой муки, чем из пшеницы. Цвет зерна ржи чаще серо-зеленый, эндосперм обычно мучнистый, реже стекловидный. Общая стекловидность зерна ржи 30...40 %.

По сравнению с пшеницей рожь содержит меньше белка (в среднем 9-20 %), однако белки ржи более полноценны. Более полезна рожь и по минеральному составу: содержание калия, магния и кальция в ней больше, чем в пшенице. По свойствам белковых веществ и крахмала эти культуры существенно отличаются друг от друга. Белки ржи способны к неограниченному набуханию, при обычных условиях они не образуют клейковину. Крахмал ржи отличается более низкой температурой кяейстери-зации, в зерне ржи содержатся а- и р-амилазы в отличие от пшеницы, в которой присутствует только в-амилазе, поэтому

крахмал при приготовлении ржаного хлеба легче гидролизуется и ржаной хлеб медленнее черствеет, чем пшеничный. В зерне ржи содержится почти в два раза больше сахаров (мальтозы, глкюкозы, сахарозы), чем в пшенице, и сравнительно много слизистых веществ (до 2,8 %)- Последние являются высокомолекулярными полисахаридами и обладают способностью поглощать большое количество воды, образуя вязкие коллоидные растворы. Эти вещества. оказывают влияние на свойства теста и хлеба из ржаной муки: тесто и мякиш такого хлеба более липкие, мякиш хлеба более влажный, чем у пшеничного.

Рожь используется для получения муки и солода.

Ячмень. В нашей стране занимает второе место после пшеницы по объему производства зерна. Ячмень может быть озимым и яровым, однако в основном выращивают яровые сорта, отличающиеся коротким вегетационным периодом (70 дней). Зерно ячменя пленчатое, на долю пленок приходится 9... 14 % массы зерна. Под цветочными пленками находятся более тонкие, чем в зерне пшеницы, плодовые и семенные оболочки, в состав которых, как и в цветочные пленки, входят клетчатка и пентозаиы. Алейроновый слой состоит из 2...3 рядов крупных толстостенных клеток. Такое строение алейронового слоя сказывается на высокой прочности зерна и повышенном содержании клетчатки и минеральных веществ в ячменной муке и крупе. Эндосперм ячменя может быть мучнистым, полустекловидным и стекловидным. По содержанию белка (7...25 %) и сахаров ячмень занимает промежуточное положение между пшенипей и рожью. Белки ячменя хотя и на немного, но более полноценны, чем белки пшеницы. Из муки некоторых сортов ячменя можно, используя теплую воду, отмыть корот-корвущуюся клейковину серого цвета. В оболочках и пленках ячменя содержатся горькие и дубильные вещества, поэтому при получении крупы от них стараются избавиться.

Ячмень используют для различных целей: получения муки, крупы, пива, солода, спирта, солодовых экстрактов и ячменного кофе. Для приготовления хлеба ячмень используется в тех районах (северных или др.), где выращивание других злаков затруднено. Хлеб из такого зерна получается низкого качества^ быстро черствеет, поэтому ячменную муку лучше применять в качестве добавки к пшеничной муке. Для выработки муки и крупы используют стекловидный или полустеюювидный ячмень, а для получения пива - мучнистый.

Овес. -Эта культура продовольственная и фуражная. Овес отличается скороспелостью, его зерно узкое и длинное, пленчатое, белого или желтого цвета, имеет опушение, покрывающее всю его поверхность. Цветочные пленки толстые. В состав овса входят клетчатка, пентозаны и минеральные вещества, содержание которых составляет 25...43 % массы зерна. Эндосперм овса белого цвета, мучнистый, содержит много клетчатки. Очень мелкие

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):

1. Пшеница (в том числе полба - предок современных твёрдых сортов пшеницы).
2. Рожь.
3. Овёс.
4. Ячмень.
5. Тритикале (гибрид, промежуточная форма ржи и пшеницы).

Вторую группу составляют зерновые культуры (просовидные хлеба) семейства злаковых:

1. Кукуруза.
2. Просо.
3. 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:

1. Квиноа (иные названия: киноа, рисовая лебеда). Древнейший злак, заменявший инкам рис и хлеб. Семейство маревых.
2. Амарант. Использовался вместо пшеницы ацтеками и доныне популярен у горных племён Китая, Непала, Пакистана, Индии. Семейство амарантовых.
3. 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.

Зерном называют продукт, который состоит из совокупности большого количества зерен или семян той или иной культуры — злаковой, бобовой, масличной.

Товарная партия зерна получает название определенной зерновой культуры (пшеницы, ржи и т.д.), если она содержит не менее 85 % зерен данной культуры. Если количество зерен основной культуры меньше этой нормы, партия называется смесью зерна разных культур с указанием из состава в процентах. Например, смесь: пшеница + рожь (60 + 40).

Исключительное значение среди растений, культивируемых человеком, имеют растения с сухими плодами — зерновками (у злаков), бобами (у бобовых), семенами (у некоторых масличных) и т.д.

Зерна злаковых, семена бобовых и масличных культур хорошо сохраняются, поэтому естественно, что человек с незапамятных времен начал их использовать в пишу, скармливать животным.

Строение зерна всех злаковых культур примерно одинаковое, и его можно рассмотреть на примере зерна пшеницы. Форма его овальная. Выпуклая сторона его называется спинкой, противоположная — брюшком. Вдоль брюшка проходит выемка (бороздка). На остром конце зерна имеется опушение (хохолок, бородка), а на тупом — зародыш.

Плодовая оболочка покрывает его снаружи и защищает зерно. Она состоит из четырех слоев полупрозрачных клеток, содержит много клетчатки, лигнина, пенгозанов, минеральных солей, которые составляют 5-6 % массы зерна. Организмом плодовые оболочки не усваиваются.

Семенная оболочка состоит из трех слоев клеток и составляет 6-8 % массы зерна. Они более богаты минеральными, азотистыми веществами, сахарами и в них меньше клетчатки, пентозанов. Пигментный слой семенной оболочки придает зерну соответствующую окраску.

Оболочки плодовые и семенные ухудшают товарный вид муки и крупы, их пищевую ценность, консистенцию, поэтому при получении муки и крупы их отделяют.

Внутренняя часть зерна (рис. 2.1). Эндосперм, или мучнистое ядро, составляет 80-85 % массы зерна и является самой ценной его частью для получения муки и крупы. Состоит в основном из крахмала и белков, содержит небольшое количество сахара, жира, витаминов и очень мало минеральных веществ. Все ценные продукты переработки зерна получают из эндосперма.

Рис. 2.1. Продольный разрез зерна пшеницы: 1 — зачаточные корешки; 2- зародыш; 3 — почечка; 4 — щиток; 5 — эндосперм; 6 — хохолок

Зародыш составляет в среднем 3 % массы зерна и содержит много , Сахаров, ферментов. Однако при переработке его удаляют, так как жир в процессе хранения прогоркает, вызывая порчу продуктов переработки зерна — муки и крупы.

Алейроновый (внешний) слой мучнистого ядра примыкает к семенной оболочке. Он составляет 4-13,5 % массы зерна, содержит большое количество белков, жиров, Сахаров, минеральных веществ, витаминов, но эти ценные вещества почти не усваиваются, гак как клетки, в которых они находятся, покрыты толстыми оболочками из клетчатки. При шлифовке зерна алейроновый слой отделяют вместе с оболочками.

Семена бобовых растений состоят из зародыша и двух семядолей, практически не имеют эндосперма. Семя защищено плотной семенной оболочкой, внешняя часть ее покрыта кутикулой — тонкой пленкой из кутина.

Семена подсолнечника и сои состоят в основном из зародыша с одним рядом клеток эндосперма и защищены семенной оболочкой.

Злаковые культуры

Основные злаковые культуры — пшеница, рожь, просо, ячмень, рис, овес, кукуруза, гречиха.

Пшеница - основная зерновая культура. По срокам посева ее подразделяют на яровую и озимую. В зависимости от ботанических особенностей делят на основные виды — мягкую и твердую (рис. 2.2).

Мягкая пшеница имеет зерно стекловидной, полустекловидной или мучнистой консистенции, округлой или овальной формы, слегка расширенной к зародышу, с выраженной бородкой и глубокой бороздкой. Цвет зерна может быть белый, красный или желтый. Мягкая пшеница используется в кондитерском и хлебопекарном производствах.

Рис. 2.2. Зерно пшеницы: а — мягкой; б — твердой

По технологическим свойствам мягкую пшеницу делят на три группы:

• сильная пшеница — содержит повышенное количество белка (свыше 16 %), упругую, эластичную клейковину и не менее 60 % стекловидных зерен;
• средняя занимает промежуточное положение, характеризуется усредненными показателями качества;
• слабая содержит 9-12% белка и дает клейковину низкого качества, для улучшения хлебопекарных свойств в нее добавляют сильную или твердую пшеницу.

Твердая пшеница значительно отличается от мягкой. Зерно ее более удлиненной формы с утолщением на спинке у зародыша, ребристое, на разрезе стекловидное, просвечивающее, бородка развита слабо, бороздка открытая, неглубоко входящая внутрь зерна. Цвет от светло- до темно-янтарного. Оно содержит больше белка, сахара и минеральных веществ, чем мягкая пшеница. Твердую пшеницу используют для производства макаронных изделий, манной крупы, добавляют при размоле пшеницы с низкими хлебопекарными свойствами, получают муку-крупчатку.

Рожь — зимостойкая озимая культура. Зерно ржи длиннее зерна пшеницы. Цвет зерна желтый, серо-зеленый, фиолетовый, коричневый. Зерно серо-зеленого цвета крупнее остальных, содержит больше белков и обладает лучшими хлебопекарными свойствами.

Рожь меньше, чем пшеница, содержит эндосперма, следовательно, больше оболочек с алейроновым слоем, меньше в ней и белков (9-13 %). Особенностью белков ржи является то, что они не способны образовывать клейковину. Используют в основном для получения муки и в небольшом количестве-для получения солода и спирта.

Тритикале — хлебный зимостойкий злак, гибрид пшеницы и ржи. Зерно крупнее пшеничного и ржаного. Белки этого злака полноценны и хорошо усваиваются организмом. Из муки тритикале клейковина отмывается, поэтому по хлебопекарным качествам она ближе к пшеничной. В зависимости от сорта хлеб из тритикале может иметь белый, серый или темный цвет.

Просо - ценная теплолюбивая и засухоустойчивая крупяная культура, выращивается как яровая культура. Зерно покрыто цветочными пленками, которые легко отделяются от ядра, форма зерна может быть шаровидная, овально-удлиненная, а эндосперм стекловидный или мучнистый.

Ячмень - быстросозревающая (вегетационный период длится 70 дней) яровая культура, произрастающая повсеместно. Делится на шестирядный и двурядный. Из ячменя вырабатывают перловую и ячневую крупы, частично получают муку и солод. Этот злак является главным сырьем пивоваренного производства и используется на корм скоту.

Рис - влаго- и теплолюбивая зерновая культура. По форме бывает продолговатый (узкий и широкий) и округлый. Эндосперм его может быть стекловидным, полустекловидным и мучнистым. Наиболее ценным является рис стекловидный, так как при обрушивании (технологический процесс, в результате которого крупа отделяется от оболочек) он меньше дробится и дает больший выход крупы.

Овес - влаголюбивая и довольно требовательная к теплу культура. Выращивают повсеместно, сеют как яровую культуру, созревает быстро. Цвет зерна белый или желтый. Помимо крахмала и белковых веществ в зерне содержится много жира (4-6 %). Используется на откорм скоту и для получения круп.

Кукуруза по форме, строению початка и зерна подразделяется на кремнистую, зубовидную, полузубовидную, сахарную, пленчатую, крахмалистую, восковидную, лопающуюся и др. Содержит меньше, чем другие злаки, белка, но больше жира (до 5 %), который находится в основном в зародыше. Зародыш отделяют и используют для производства масла. Из кукурузы получают крупы, крахмал, спирт, патоку.

Гречиха имеет плод трехгранной формы, покрытый не цветочными пленками, как у злаков, а плотной плодовой оболочкой, под которой находится ядро, состоящее из семенной оболочки, алейронового слоя, эндосперма и крупного зародыша в виде S-образно изогнутой пластины. Плод гречихи — трехгранный орешек серой, коричневой или черной окраски, масса 100 плодов 20-30 г, пленчатость 18-30 %.

Бобовые культуры

Продовольственное значение имеют горох, фасоль, чечевица, чина, нут, соя, бобы (рис. 2.3). Семена бобовых культур снаружи покрыты плотной оболочкой, под которой лежат две семядоли, соединенные ростком.

Бобовые культуры содержат: белков 30 % и более (ценные по составу, так как богаты незаменимыми аминокислотами), углеводов до 60 %, жира около 2 % (кроме сои, содержащей жиров до 20 %, углеводов до 30 %, белков до 40 %).

Недостатком бобовых культур является медленная развариваемость их семян (от 90 до 120 мин). Для ускорения разваривавемости семена некоторых бобовых культур (гороха, чечевицы) обрушивают, т.е. удаляют семенную оболочку. Это сокращает варку примерно в 2 раза.

Горох происходит из Афганистана и Восточной Индии. Плод гороха — боб — состоит из створок и семян. По строению створок бобов сорта гороха делят на сахарные и лущильные. Бобы сахарных сортов используют в пищу вместе с семенами в виде так называемых лопаток. Створки лущильных сортов не съедобны. При созревании семян створки бобов легко разлущиваются, поэтому такие сорта гороха называют лущильными.

Рис. 2.3. Бобы различных зерновых бобовых растений: а — горох; 6- чечевица; в — нут; г — фасоль; д — вика; е — кормовые бобы; ж — соя; з — люпин

Лущильные сорта подразделяют на мозговые, которые в молочной спелости используют для приготовления овощных консервов (зеленый горошек), и гладкосеменные, которые в полной зрелости делят на два типа: продовольственный и кормовой. Продовольственный горох в зависимости от окраски семядолей бывает белым, желтым и зеленым. По крупности семян горох подразделяют на крупный, средний и мелкий.

Семена гороха сохраняют питательные и вкусовые свойства в течение 10-12 лет.

Фасоль по цвету делят на три типа: белая, цветная однотонная и цветная пестрая.

Чечевица — древнейшая сельскохозяйственная культура, в России известна с XIV в. Семена диаметром 5 мм напоминают двояковыпуклую линзу. Бывает двух типов — северная, произрастающая в центральных районах России, и южная, выращиваемая на Украине.

Соя - универсальная мировая бобовая культура. Из сои получают муку, масло, молоко, сыр; ее добавляют в кондитерские изделия, консервы, соусы и другие продукты питания. Сою используют только после промышленной обработки. В натуральном виде соевые бобы в пищу не пригодны.

Нут и чина во многом сходны с горохом. В пищу их употребляют, как и горох, в свежем, вареном и жареном виде. Из них приготавливают консервы, а из муки — печенье и другие изделия.

Бобовые культуры в России появились в VIII-Х вв. В пищу идут в зеленом и зрелом виде, а также перерабатываются на консервы.

Классификация зерна и семян бобовых осуществляется по целевому назначению, химическому составу, ботаническим признакам.

По целевому назначению зерновые и бобовые делят на следующие группы:

• продовольственные (мукомольные и крупяные) — зерно пшеницы, ржи, крупяных культур (гречихи, проса, риса и др.) и семена бобовых (гороха, фасоли, чечевицы и др.);
• фуражные — ячмень, овес и кукуруза, а также семена некоторых бобовых (вика, чина, кормовые бобы и др.);
• технические — ячмень пивоваренный, соя, рожь и овес для переработки на солод.

По химическому составу зерновые и бобовые делят на три группы: богатые крахмалом (зерновые злаки, плоды гречихи); богатые белком (семена бобовых); богатые маслом (соя, семена масличных и эфирно-масличных).

По ботаническим признакам зерновые и бобовые делят на однодольные (злаковые и гречиха) и двудольные (семена бобовых). Злаковые (рожь, ячмень, овес), зерно которых имеет опушение (бородку) и углубление (бороздку), бывают озимой и яровой форм; просовидные хлеба, или ложные (просо, рис, кукуруза, сорго), зерно которых не имеет бородки и бороздки, выращиваются яровой формы.

По ботаническим признакам зерновые культуры делят также на семейства, семейства подразделяют на роды, роды — на виды, виды — на разновидности и последние уже по хозяйственным признакам делят на селекционные сорта.

Ботанические признаки — вид, разновидность, форма, размеры, цвет, консистенция, строение зерна — широко применяются в товарных классификациях для установления типа и подтипа зерна и семян. Такое деление позволяет формировать партии зерна и семян со сходными технологическими и пищевыми свойствами.