Ogólne wiadomości o roślinach zbożowych.
Rośliny zbożowe mają decydujące znaczenie w całości produkcji roślinnej. Zarówno wielkości produkcji, jak i jej poziom świadczą o rozwoju rolnictwa i jego możliwości zaopatrzenia ludzkości w odpowiednią ilość środków odżywczych, a produkcję zwierzęcą w wystarczająca ilość pasz. Ta specjalna pozycja roślin zbożowych wynika przede wszystkim z powierzchni ich upraw. W skali światowej zboża zajmują około 71% całości gatunków uprawnych, a pozostała powierzchnia 29% przeznaczona jest pod rośliny okopowe, pastewne oraz inne uprawy.
Zboża nalezą do klasy roślin jednoliściennych, do rodziny traw. Jednak wyjątek stanowi gryka, należąca do rodziny rdestowatych, a która ze względu na sposób uprawy, jak i użytkowania a także skład chemiczny nasion, zalicza się ze względów gospodarczych i organizacyjnych do grupy roślin zbożowych.
/Najbardziej charakterystycznymi cechami morfologicznymi zbóż są
-system korzeniowy wiązkowy
-źdźbło składające się z kilku odcinków, zwanych międzywęźlami, połączony węzłami Międzywęźla większości gatunków pszenicy (twarda, polska, angielska) a także kukurydzy i prosa, których międzywęźla wypełnione są miękiszem gąbczastym. Z węzłów wyrastają:
- liście, składają się one z blaszki liściowej i pochwy, która obejmuje źdźbło.
Na granicy blaszki liściowej i pochwy znajduje się uszka i języczek, kształt ich jest charakterystyczny dla poszczególnych gatunków
- Kwiaty u zbóż zebrane są w kwiatostany - kłosy (u pszenicy, żyta i jęczmienia ) lub wiechy u owsa i prosa, osadzone są one na zakończeniu źdźbła. Kwiat zabudowany jest z dwu plewek-górnej i dolnej oraz słupka i trzech pręcików. U form ościstych zbóż plewka dolna zakończona jest ością. Kwiaty kukurydzy są rozdzielno płciowe-kwiaty męskie zebrane w wiechy występują na zakończeniu źdźbła, a kwiaty żeńskie zebrane w kolby osadzone są w kątach liści. Wspólną cechą wymienionych kwiatostanów jest budowa kłoska. Składa się on z dwu plew i jednego- u jęczmienia lub kilku kwiatków -u pozostałych gatunków zbóż.
-Owocem jest ziarniak, którego podstawowymi częściami są >okrywa owocowo-nasienna, bielmo i zarodek. W zarodku można wyróżnić krótką łodyżkę okrytą pochewką liściową oraz korzonek okryty pochewką korzeniową.
/SKŁAD CHEMICZNY ZIARNA
Najważniejszym składnikiem ziarna z grupy węglowodanów jest
- skrobia. Zawartość jej w przeliczeniu na suchą masę wynosi w ziarnie pszenicy około 75%, żyta za-do 65%. Skrobia, występująca w postaci ziarenek wypełniających komórki bielma, składa się z amylazy i amylopektyny. Zawartość amylazy w skrobi pszenicznej lub żytniej wynosi około 24%, reszta tj. około 76% przypada na amylopektynę.
Oprócz skrobi w ziarnie zbóż chlebowych występują w niedużych ilościach dekstryny oraz cukry. Oprócz wyżej wymienionych węglowodanów, ważnych dla przemysłu piekarniczego, w ziarnach zbóż chlebowych występuje celuloza (w ilości około 2,5 %), hemiceluloza (10%), gumy roślinne i śluzy ( do 2,8%). Śluzy żytnie biorą istotny udział w tworzeni ciasta z mąki żytniej, ponieważ powstaje wówczas zawiesina napenczniałych ziarenek skrobiowych w stężonym roztworze wysokocząsteczkowych białek i śluzów.
Zawartość związków białkowych w ziarnie zbóż chlebowych wynosi od 10 % do 20%. W piekarnictwie największe znaczenie mają gluteniany i prolaminy. Do prolamin należy gliadyna występująca w ziarnie pszenicy i żyta. Glutamina wraz z gliadyną wchodzą w skład glutenu.
Tłuszcze występujące przede wszystkim w komórkach zarodka i warstwy okleinowej, to przeważnie glicerydy nienasyconych kwasów, jak olejowego i linolowego.
Wzrost i rozwój roślin zbożowych.
W cyklu życiowym rośliny zbożowe nie tylko powiększają swoje rozmiary i masę, co określa się jako wzrost, ale zachodzą w nich procesy fizjologiczne i chemiczne, w wyniku których wytwarzane są organy generatywne. Różnicowanie się tych organów nazywa się rozwojem.
Do prawidłowego rozwoju zboża wymagają ponadto odpowiedniej długotrwałości naświetlenia i ciemności w ciągu doby. Cztery podstawowe zboża w tym pszenica są roślinami dnia długiego, tzn. w określonej fazie wegetacji wymaga naświetlenia co najmniej 14 godzin, w ciągu doby.
U zbóż wyróżnia się kilka faz rozwojowych>
1. kiełkowanie i wschody
2. krzewienie
3. strzelanie w źdźbło
4. kłoszenie i kwitnienie
5. kształtowanie się ziarna i dojrzewanie.
/Kiełkowanie
może zacząć się, gdy ziarniaki przeszły stan spoczynku i będą miały odpowiednie warunki wilgotnościowe, cieplne oraz odpowiedni dostęp powietrza. Minimalna temperatura kiełkowania dla uprawianych u nas gatunków zbóż waha się w granicach 1-4 C. Jedynie kukurydza, proso i gryka mają wyższe wymagania termiczne w tej fazie, gdyż minimalna temperatura kiełkowania wynosi dla nich 8-10 C. Szybkość kiełkowania zależna jest także od temperatury. Najszybciej kiełkowanie zachodzi w optymalnej temperaturze (12-20), przy wyższej wolniej, a całkowicie zanika w temperaturze powyżej 37 C.
Pierwszy etap kiełkowania to pęcznienie. Ziarniaki pobierają 45-60% wody w stosunku do swej suchej masy, większe ilości wody pobiera owies i odmiany pszenicy o szklistym ziarnie. Pod wpływem pobieranej wody następuje uruchomienie enzymów, które rozkładają substancje zapasowe zgromadzone w bielmie do związków prostych.
Wcześniej rozpoczynają wzrost komórki korzonka zarodkowego i on też pierwszy przebija okrywę owocowo-nasienną. W kilka do kilkunastu godzin po ukazaniu się korzonka zarodkowego wydostaje się poza okrywę kiełek. Korzonek jest początkowo jeden, ale szybko rosną korzonki następne, których liczba jest cechą gatunkową. Kiełek okryty jest pochewką liściową, której zabarwienie także jest cechą charakterystyczną dla każdego gatunku.
Pojawienie się pierwszego zielonego liścia przyjmuje się za fazę wschodów. W tej fazie rośliny rozpoczynają asymilację dwutlenku węgla. Następne liście pojawiają się w odstępach 6-9 dniowych.
/Faza krzewienia
się roślin zbożowych rozpoczyna się najczęściej z chwilą pojawienia się trzeciego liścia. Polega ona na wytworzeniu pędów bocznych z pączków umieszczonych
w kątach pierwszych liści oraz koleoplitu. Dane międzywęźla są bardzo skrócone i tworzą tzw. węzeł krzewienia, który umieszczony jest zwykle na 1-3 cm pod powierzchnią gleby. Głębokość zalegania węzła krzewienia jest wyraźnie związana z odpornością na wymrażanie. Odmiany odporne na wymrażanie mają zwykle głębiej umieszczony węzeł krzewienia.
Liczba wytworzonych pędów bocznych jest cechą gatunkową i odmianową, modyfikowana jest jednak zabiegami agrotechnicznymi ( termin, gęstość i głębokość siewu ), czynnikami pogodowymi ( temperatura, opady ) oraz zasobnością gleby w składniki pokarmowe i wodę.
Termin krzewienia się zbóż ozimych jest różny, jęczmień i żyto krzewią się głównie jesienią, pszenica przy optymalnym terminie siewu i korzystnym układzie pogody rozpoczyna krzewienie jesienią i kończy się wiosna. Jesienne krzewienie się pszenicy jest bardzo korzystne, wpływa ono na dobre przezimowanie roślin.
W czasie krzewienia rozpoczyna się wzrost korzeni przybyszowych. Korzenie te wyrastają z podstawy każdego pędu i razem z korzeniami zarodkowymi tworzą związkowy system korzeniowy. W tej fazie korzenie sięgają do 50 cm w głąb gleby.
Fazę strzelania w źdźbło,
poznaje się po ukazaniu się pierwszego węzła na pędzie głównym nad powierzchnią gleby. Do osiągnięcia tej fazy konieczne jest przejście przez rośliny stadium jarowizacji. Ze zbóż ozimych żyto i jęczmień przechodzą w fazę strzelania w źdźbło
w niedługim czasie po ruszeniu wiosennej wegetacji, wykorzystują zatem dobrze zgromadzoną
w glebie wodę z opadów zimowych i wczesnowiosennych i stąd wynikają możliwości uprawy tych roślin na glebach lżejszych. Pszenica strzela w źdźbło później, gdyż krzewi się wiosną. W tej fazie wzrost źdźbeł jest bardzo szybki, duże są przyrosty masy roślin. Pociąga to za sobą duże zapotrzebowanie na wodę i składniki pokarmowe. Jest to okres krytyczny, gdyż brak wody i składników pokarmowych wpływa ujemnie na wzrost roślin, przyrosty masy, a w konsekwencji na wysokość otrzymywanych plonów.
Wzrost źdźbła jest bardzo charakterystyczny, międzywęźla rosną w określonej kolejności, najpierw rozpoczyna wzrost pierwsze międzywęźle, drugie rozpoczyna wzrost po zakończeniu wzrostu międzywęźla pierwszego, trzecie natomiast dopiero po zakończeniu wzrostu międzywęźla pierwszego, czwarte po zakończeniu wzrostu drugiego itd.
Równolegle ze wzrostem źdźbła pojawiają się liście. Długość życia poszczególnych liści jest różna, dolne liście żyją krócej, górne dłużej. Ostatni liść zwany flagowym, odgrywa dużą rolę w zapotrzebowaniu ziarna w produkty fotosyntezy.
Różnicowanie się elementów kłosa na stożku wzrostu u zbóż jarych rozpoczyna się zwykle na początku fazy krzewienia, natomiast u zbóż ozimych proces ten przebiega w fazie pełni lub końca krzewienia.
/Za początek fazy kłoszenia
uważa się wysunięcie do połowy z pochwy liścia flagowego kłosa wytworzonego na źdźble głównym. W tym okresie wzrost dolnych międzywęźli jest już zakończony, wydłużają się górne a zwłaszcza ostatnie międzywęźla, stopniowo ustaje wzrost korzeni i powoli rozpoczyna się proces zasychania dolnych liści.
Kwitnienie roślin zbożowych następuje równolegle z kłoszeniem (jęczmień, owies), na początku fazy kłoszenia (pszenica) lub w kilka do kilkunastu dni po wykłoszeniu (żyto). Kwitnienie kwiatostanów na jednej roślinie jest równoczesne, pierwsze kwitną kwiatostany pędu górnego, następnie pędów bocznych. Okres ten trwa ok. 2-5 dni.
Przebieg pogody ma duży wpływ na kwitnienie i zapylanie kwiatów. Umiarkowanie sucha i ciepła pogoda sprzyja tym procesom, natomiast chłodna i deszczowa wpływa ujemnie, zwłaszcza na zapylenie żyta. Po zapłodnieniu, które następuje w ciągu 1-1,5 dnia po kwitnieniu rozpoczyna się ostatnia faza rozwojowa>
wykształcenie i dojrzewanie ziarniaków.
Ziarniak jest już całkowicie wykształcony w ciągu 8-16 dni po zapłodnieniu i rozpoczyna się jego dojrzewanie. W okresie tym następuje szybki wzrost suchej masy ziarniaka przy jednoczesnym spadku suchej masy pozostałych części roślin.
W dojrzałości mlecznej ziarniaki są> zielone, miękkie, zawierają ok. 50% wody i łatwo rozgniatają się w palcach. Dolne liście na roślinie są żółte, rozpoczyna się żółknięcie dolnych części źdźbła.
W dojrzałości woskowej kończy się gromadzenie substancji zapasowych, okrywa owocowo-nasienna przybiera charakterystyczne zabarwienie dla danego gatunku, a ziarniaki zawierają ok. 20-25 % wody. Źdźbła i liście zasychają.
W dojrzałości pełnej ziarniaki są twarde zawierają poniżej 20 % wody i odłączają się od rośliny macierzystej. Roślina jest całkiem żółta i zaczyna ciemnieć co jest dowodem jej obumierania.
2