IV. Характеристика злаковых культур и направление селекции

В группу полевых культур России входит около 90 видов растений, относящихся ко многим ботаническим семействам. Каждый из этих видов и даже отдельные сорта различаются по морфологическим, биологическим, хозяйственным признакам и приемам возделывания. Все разнообразие по левых культур принято делить на группы с учетом наиболее характерных признаков.

В таблице 2. приведена производственная и ботанико-биологическая группировка зерновых культур.

Таблица 2

Возделываемые зерновые культуры относят к трем ботаническим семействам - злаковых, гречишных и бобовых.

СЕМЕЙСТВО ЗЛАКОВЫХ

Основные хлебные культуры - пшеницу, рожь, овес, кукурузу, рис, просо, сорго относят к семейству злаковых (Gramineae), классу однодольных растений.

Злаковые культуры имеют важнейшее значение для населения всего земного шара. Хлеб - основной продукт питания человека, зерно - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных и сырье для многих отраслей промышленности. По морфологическим особенностям и характеру возделывания злаковые культуры делят на зерновые хлеба первой группы - настоящие злаки (пшеница озимая и яровая, рожь озимая и яровая, ячмень озимый и яровой, овес), зерновые хлеба второй группы - просовидные (кукуруза, просо, сорго, рис).

Различают две формы злаковых – яровые и озимые. Яровые растения высевают весной, за летние месяцы они проходят полный цикл развития и осенью дают урожай. Озимые растения сеют осенью, до наступления зимы они прорастают, а весной продолжают свой жизненный цикл и созревают несколько раньше, чем яровые. Озимую и яровую формы имеют пшеница, рожь, ячмень и тритикале. Все остальные злаки бывают только яровыми. Озимые сорта, как правило, дают более высокий урожай, однако их можно выращивать в районах с высоким снежным покровом и достаточно мягкими зимами.

К биологическим признакам, характеризующим злаковые культуры, относят строение корня, стебля, листьев, цветков и др.

Корневая система узлаковых хлебов мочковатая, хорошо развитая. При прорастании зерна сначала образуются зародышевые, или первичные, корни. Число их типично для отдельных видов: у ячменя оно составляет 5…8, у ржи – 4, у пшеницы – от 3 до 5, у тритикале – 6 и у овса – 3…4.

Основная масса корневой системы сосредоточена на глубине 15…25 см, но часть корней проникает в почву и глубже. У пшеницы, ржи, ячменя и овса основная часть корневой системы расположена на глубине до 20 – 30 см, поэтому эти злаки особенно чувствительны к засухе. Корневая система остальных злаковых культур уходит в землю глубже, поэтому они более засухоустойчивы. Наиболее мощная корневая система у кукурузы, озимой пшеницы и ржи (длина корешков достигает 3 м и более, а у кукурузы и сорго -8 – 10 м).

Стебель у зерновых хлебов – соломина, состоящая из 5…7 междоузлий и разделенная стеблевыми узлами. У длинностебельных сортов кукурузы может быть до 25 междоузлий. Число их соответствует количеству листьев. У ячменя, ржи, овса и мягкой пшеницы соломина внутри полая, что при неблагоприятных погодных условиях приводит к полеганию растений и большим потерям урожая, особенно у высокорослых растений. Поэтому при выведении новых сортов злаков стремятся к получению средне- и короткостебельных растений. Стебель твердой пшеницы и остальных злаков заполнен паренхимной тканью.

Стебель растет всеми своими междоузлиями.

Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. На месте перехода влагалища в пластинку имеется тонкая бесцветная пленка, называемая язычком (Hgula). Язычок плотно прилегает к стеблю и препятствует проникновению воды внутрь листового влагалища. У основания листового влагалища образуются двусторонние линейные ушки, или рожки (_уи_cular), охватывающие стебель. По строению язычка и ушек большинство хлебных злаков различаются между собой в ранние фазы развития – кущение, выход в трубку. Язычок у пшеницы, ржи и ячменя короткий, а у ов_у сильно развит и по краю зубчатый; у пшеницы ушки небольшие, ясно выраженные, часто с ресничками; у ржи они короткие, без ресничек, рано отпадают. У ячменя очень крупные, без ресничек, полулунной формы, у овса ушек нет.

Листья являются основными фотосинтезирующими органами; поэтому их число, размеры и состояние оказывают существенное влияние на урожайность.

Соцветие у злаковых культур – колос (рожь, пшеница, ячмень, три-тикале) или метелка (овес, просо, сорго, рис). У кукурузы на одном растении два соцветия: метелка с мужскими цветками и початок с женскими цветками.

Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) и колосков. У колоса пшеницы стержень коленчатый, на каждом его членике имеется один колосок, обычно состоящий из двух колосковых че_уи и одного или нескольких цветков; стержень заканчивается верхушечным колоском. Стержень колоса ржи опушенный; на каждом его членике имеется один колосок, обращенный к стержню широкой стороной; в каждом колоске два цветка. Колос ячменя отличается от колосьев пшеницы и ржи тем, что у него на каждом уступе колосового стержня сидят три одноцветковых колоска. У многорядных ячменей зерно образуется в каждом из трех колосков, а у двурядных – только в среднем колоске.

Метелка имеет центральную ось с узлами и междоузлиями. В узлах располагаются боковые разветвления, которые в свою очередь, могут ветвиться и образовывать ветви первого, второго и последующих порядков. На концах ветвей видят колоски.

Колосок состоит из одного или нескольких цветков и двух колосковых чешуи. Колосковые чешуи у пшеницы широкие, многонервные, с продольным килем; у ржи очень узкие, однонервные; у ячменя узкие, почти линейные; у овса широкие, со многими выпуклыми продольными нервами.

Каждый цветок имеет две цветковые чешуи: нижнюю, или наружную, и верхнюю, или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположены завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и три тычинки (у риса – шесть). У основания цветковых чешуи еще имеется две небольшие тонкие пленки (lodicula), набухание которых во время цветения обусловливает раскрытие цветка.