ПШЕНИЦЯ

1. Властивості і використання.
2. Біологія.
3. Основні види.
4. Екологія.
5. Шкідники і хвороби.
6. Переробка пшениці.
7. Ботанічна еволюція.

ПШЕНИЦЯ (Triticum), рід одно- і дворічних трав сімейства злаків, одна з найважливіших зернових культур. Отримана з зерен борошно йде на випічку білого хліба і виробництво інших харчових продуктів; відходи борошномельного виробництва служать кормом худобі і домашній птиці, а останнім часом все ширше використовуються і як сировину для промисловості. Пшениця - провідна зернова культура в багатьох регіонах світу і один з основних продуктів харчування на півночі Китаю, в деяких частинах Індії та Японії, у багатьох близькосхідних і північноафриканських країнах і на рівнинах півдня Південної Америки.

Основний виробник пшениці - Китай, другий за значенням - США; потім йдуть Індія, Росія, Франція, Канада, Україна, Туреччина і Казахстан. Зерно пшениці - найважливіший сільськогосподарський об'єкт міжнародної торгівлі: майже 60% всього експорту зернових. Ведучий в світі експортер пшениці - США. Багато пшениці вивозять також Канада, Франція, Австралія і Аргентина. Основні імпортери пшениці - Росія, Китай, Японія, Єгипет, Бразилія, Польща, Італія, Індія, Південна Корея, Ірак і Марокко.

Існують тисячі сортів пшениці, і класифікація їх досить складна, проте головних типів усього два - тверді і м'які. М'які сорти ділять також на чорвонозерні і білозерні. Зазвичай їх вирощують в регіонах з гарантованим зволоженням. Тверді сорти розводяться в областях з більш сухим кліматом, наприклад там, де природний тип рослинності - степ. У Західній Європі та Австралії виробляють в основному м'які сорти, а в США, Канаді, Аргентині, Західної Азії, Північній Африці та колишньому СРСР - головним чином тверді.

Властивості і використання.

М'які і тверді сорти пшениці мають багато спільного, проте чітко розрізняються по ряду ознак, які важливі для використання борошна. Історики стверджують, що різницю між двома типами пшениці знали вже стародавні греки і римляни, а можливо, і більш ранні цивілізації. У борошні, отриманої з м'яких сортів, зерна крохмалю більший і м'якше, консистенція її більш тонка і розсипчаста, вона містить менше клейковини і поглинає менше води. Таку борошно використовують для випічки в основному кондитерських виробів, а не хліба, оскільки продукти з неї кришаться і швидко черствіють. В областях вирощування м'яких сортів хліб печуть з її суміші з борошном, отриманої з привізних твердих сортів.

У борошні з твердих сортів пшениці крохмальні зерна дрібніше і твердіше, консистенція її дрібнозернистий, клейковини відносно багато. Таке борошно, звана «сильної», поглинає велику кількість оди і йде в першу чергу на випічку хліба, за винятком отриманої з виду T. durum, що йде на виготовлення макаронних виробів.

У міру збільшення частки в раціоні людей м'яса та іншої незерновой їжі кількість безпосередньо споживаних ними пшениці та інших злаків скорочується. Однак пшениця широко використовується також на корм худобі, причому поживна цінність зерна майже не залежить від борошномельних якостей. Зараз в США для цього служить, як правило, цільне зерно, хоча раніше в якості кормових добавок застосовувалися в основному відходи помелу - висівки і т.зв. мучка.

Ці відходи згодовують сільськогосподарським тваринам з глибокої давнини: якщо целюлози більше - перш за все рогатій худобі і коням, якщо її менше - свиням та птиці. Пшеничні висівки особливо цінуються як добавка до раціону тільних корів і вівцематок. Раніше їх у великій кількості давали також коням в зв'язку з відомими проносними властивостями. Свиням підходять дрібні висівки, що включають зародки і пристали до них борошно. Їх найефективніше використовувати разом з боенских відходами, рибної борошном і молочними субпродуктами як добавки до кукурудзяного і іншому зернового корму. Використання борошномельних відходів в птахівництві, особливо бройлерному, останнім часом стало скорочуватися в зв'язку з ростом популярності нізковолокністих раціонів.

З пшеничного білка був вперше отриманий глутамат натрію - підсилює смак речовина, яке в Японії широко застосовують у складі соєвих соусів, однак тепер його виробляють головним чином з тієї ж самої сої.

До останнього часу прикладні дослідження пшениці були спрямовані в основному на поліпшення її харчових властивостей. Лабораторні експерименти показали, що з пшеничної клейковини можна виробляти пластмаси, волокна і склади, що клеять, однак ці продукти тендітні і водорозчинні, тому в комерційному сенсі цінності не представляють. Останнім часом тенденції до скорочення споживання хліба в США оживили інтерес до нетрадиційних шляхів використання пшениці. З спеціально обробленої муки отримують «розчинні» страви, що нагадують манну кашу, з клейковини - високобілкові пластівці для сніданку, а проростки пшениці визнані дуже корисними для здоров'я в сирому вигляді. Пшеничний крохмаль застосовують для зміцнення паперу. Зазвичай його витягають із зерна, але іноді і з соломи.

У промисловості знаходять застосування клеять і в'язкі властивості самої пшеничного борошна. Вона служить присадкою до бурових розчинів, що використовуються при нафтовидобутку, і флокулюючих (хлопьеобразующім) агентом при добуванні золота з розчину, покращують зв'язування мінеральної частини з паперовим покриттям в гіпсовому картоні, є наповнювачем водостійких клеїв в фанері, просочувальним складом і т.п.

Біологія.

У рослини пшениці - властивий всім злакам стебло-соломина з вузлами і зазвичай порожніми міжвузлями, а листя прості, лінійні, чергові, дворядні. Кожен лист відходить від вузла і складається з піхви, що охоплює вищерозміщений междоузлие зразок розщепленої трубки, і довгою вузькою пластинки. На кордоні між піхвою і пластинкою знаходяться три вирости - широкий туманний язичок, що прилягає до стебла, і два охоплюють останній пальцевидних вушка.

Верхнє міжвузля, або цветонос, несе суцвіття - складний колос. Він складається з колінчатою центральної осі і черговий відходять від неї дрібних простих суцвіть - колосків, звернених до осі широкої стороною. Кожен колосок несе на своїй осі від двох до п'яти очередно відходять квіток, сукупність яких прикрита знизу двома - верхньої і нижньої - колоскові луски, що представляють собою криють листи простого суцвіття.

Кожна квітка захищена парою спеціалізованих прицветников - більшої і товстої нижньої і щодо тонкої верхньої квітковими лусками. У деяких, т.зв. остистих, сортів пшениці нижня квіткова луска закінчується довгою остю.

Квітки звичайно двостатеві, з трьома тичинками і товкачем, що несе два перистих рильця. У підстави зав'язі знаходяться дві або три дрібні лусочки - квіткові плівки, або лодікули, еквівалентні оцвітини. На час цвітіння вони набухають і розсовують навколишні квітка луски. Пшениця - рослина в основному самозапильна, хоча у деяких її типів відбувається і перехресне запилення. Після запліднення зав'язь перетворюється в маленький твердий плід зернівку, утримувану в колосі квітковими лусками.

Зернівка, або зерно, являє собою сформувався з стінки зав'язі околоплодник, нерозривно пов'язаний з єдиним насінням, яке містить зародок і ендосперм. Зародок знаходиться збоку в підставі зерна і складається з почечки, корінця і прилеглої до ендосперму видозміненій сім'ядолі - щитка. Після проростання зародковий корінець дасть первинну кореневу систему, почечка - надземні органи рослини і його «дорослі» корені, а щиток виділятиме ферменти, що перетравлюють ендосперм, і проводити його поживні речовини до начавшему розвиток сходів.

А посіяне зерно пшениці вбирає воду, набухає і проростає. Брунечка і зародковий корінець виходять назовні і ростуть відповідно вгору і вниз. У поверхні грунту від першого вузла формується з почечки соломини відходять додаткові корені, які посилено гілкуються і утворюють т.зв. мочковатую кореневу систему. Місце переходу стебла в корінь називається кореневою шийкою. Трохи вище за неї нижні вузли стебла тісно зближені, і з пазух їх листя поблизу поверхні грунту розвиваються бічні пагони - відбувається кущіння пшениці.

До цієї стадії рослина вважається сходів. Потім починається фаза виходу в трубку, тобто швидкого подовження соломини, за чим слід колосіння, тобто освіту суцвіття: верхнє міжвузля (цветонос) виносить колос на 7-10 см вище верхнього листа.

Досягла остаточного розміру зерно містить зародок і водянистий, спочатку прозорий, потім у міру збільшення вмісту крохмалю стає білим, ендосперм (стадія т.зв. молочної стиглості). Поступово вологість зерна знижується і його вміст по консистенції починає нагадувати липке тісто (воскова стиглість). Повністю дозріле (технічно стигле) зерно - тверде.

Основні види.

Істотне економічне значення мають лише три види пшениці - пшениця літня, м'яка, або звичайна (T. aestivum), пшениця тверда (T. durum) і пшениця плотноколосая, або карликова (T. compactum). Перший з них - звичайна хлібопекарська пшениця, яку вирощують по всьому світу. Зерно другого використовується для виробництва макаронних виробів, оскільки багато клейковиною - сумішшю білків, що утворюють липку масу, яка не тільки пов'язує тісто, а й утримує в ньому пухирці вуглекислого газу; тісто «піднімається», і хліб стає пишним. Пшениця карликова йде в основному на отримання розсипчастої випічки. Менше значення мають пшениця спельта (T. spelta), еммер, жито, або пшениця-двузернянка (T. dicoccum), пшениці польська (T. polonicum) і англійська, або огрядна (T. turgidum).

У всьому світі найширше розлучається пшениця літня. Її колоскові луски явно борін тільки у верхній половині, нижні квіткові луски безості або ж коротше 10 см, соломина зазвичай порожниста. Від карликової вона відрізняється більш довгими, компактними або пухкими, дорсовентрального сплощеними колоссям. У пшениці карликової вони короткі, щільні і стислі з боків.

Пшениця тверда - яра, від літньої і карликової вона відрізняється гострими гребенями по всій довжині колоскових лусок і зазвичай остистими нижніми квітковими лусками з остю довжиною 10-20 см. Соломіна непол. Від пшениці гладкої вона відрізняється тільки більш довгими колоскові луски і зернами, причому останні у неї зазвичай еліптичні. У пшениці гладкої, в Америці практично не вирощується, зерна короткі, овальні, з усіченими вершинами, тому вони здаються роздутими і горбатими; бувають чорвонозерні і білозерні сорти.

Пшениця польська виділяється своїм зовнішнім виглядом. Її колос великий - завдовжки 15-18 см і шириною 2 см і більше. Колоскові луски довгі, тонкі, бумажістие, а зерна часто досягають в довжину 13 мм і дуже тверді. Сорти цього виду, як і пшениці твердої, тільки ярі.

Сорти пшениці діляться на озимі і ярі. Озиму пшеницю сіють восени і прибирають на наступне літо. Це найбільш поширена пшениця в усьому світі. Починаючи розвиватися раніше висіває навесні ярий, вона швидше встигає і дає більш високий урожай. Яру пшеницю, за винятком T. durum, вирощують в тих місцях, де зима дуже сувора.

Екологія.

Пшениця може рости в широкому діапазоні грунтово-кліматичних умов і розлучається практично у всіх сільськогосподарських зонах, крім тропіків. До більш холодостійких культур відносяться тільки ячмінь, картопля і деякі кормові трави; спека їй також не страшна, якщо не поєднується з високою вологістю: в останньому випадку вирощування стає нерентабельним через сильний шкоди, що завдається рослині хворобами. Однак в цілому виділяються два основних «пшеничних пояси» - між 30 і 55 ° пн.ш. і між 25 і 40 ° пд.ш., де річна норма опадів становить в середньому 300-1100 мм. У найхолодніших їх частинах культура обмежена районами, де в рік випадає 250-1000 мм опадів, а в самих жарких - де їх річна кількість не виходить за межі 500-1800 мм. Оптимальний урожай дозріває при 250-1000 мм опадів на рік і сезонному їх розподілі. Зростання йде, поки температура не падає нижче 3 ° С і не піднімається вище 32 ° С при при оптимумі 25 ° С. Занадто рання сівба підвищує шанси захворювання сходів і, як і запізнілий, загрожує їх зимовим вимерзанням.

Яру пшеницю сіють з березня по травень в залежності від місцевих умов.

Урожай зазвичай прибирають, коли вологість зерна знижується до 13%. Ярої пшениці для дозрівання потрібно бл. 100 безморозних днів. Більш раннє збирання, коли вологість зерна вище, вимагає його сушіння, а пізніша - знижує обсяг одержуваної продукції, оскільки зерно починає обсипатися з колосків, а рослини мають тенденцію вилягати.

Озиму пшеницю вирощують і на зелений корм худобі, який можна випускати пастися, коли сходи досягають у висоту 13-20 см. Якщо на наступний рік планується зібрати з цього поля урожай зерна, випас припиняють з початком виходу рослин у трубку. У деяких районах США пшеницю сіють в суміші з озимими бобовими та скошують на сіно і силос перед початком цвітіння.

Шкідники і хвороби.

Одна з найпоширеніших хвороб пшениці - стеблевая, або лінійна, іржа. Вже 200 років тому було відомо, що зараження сприяють кущі барбарису (на них паразитичний гриб проходить частина свого життєвого циклу), і з'явилися закони, що вимагають їх знищення. До сих пір в декоративних цілях дозволяється розводити тільки його стійкі до іржі форми. Барбарис служить також джерелом нових інфекційних рас іржавинного гриба - їх відомо вже більше трьохсот. Лінійна іржа приносить настільки серйозної шкоди, що у всьому світі ведуться дослідження по виявленню ще невідомих науці рас паразита і створення стійких до нього сортів пшениці.

Серед інших хвороб заслуговують згадки листова (бура) і жовта іржі, тверда (смердюча), стеблова та курна сажка, борошниста роса, парша, коренева гниль і гниль кореневої шийки, дві септоріозних плямистості і вірусні інфекції (різні типи мозаїки і жовта карликовість). Краща міра боротьби у всіх випадках - виведення стійких сортів. Комплексний підхід, тобто поєднання генетичної стійкості рослин з хімічними обробками, дозволяє в деяких випадках значно знизити втрати (наприклад, від твердої сажки), однак від ряду хвороб ефективних засобів захисту до сих пір не розроблено.

Комахи-шкідники залежать від області обробітку. У США найбільш серйозними вважаються хлібний американський пильщик, пшеничний комарик, прямокутна совка і звичайна злакова попелиця. Інші види псують зерно і борошно на складах, наприклад борошноїд крихітний, борошняні хрущаки, зернова міль, личинки мавританської комашки, рисовий довгоносик.

Як і в разі хвороб, кращий спосіб зниження шкоди від шкідників - використання стійких до них сортів пшениці, проте, на жаль, жоден сорт не застрахований від усіх потенційно загрозливих йому комах. До іншим екологічно безпечним, тобто що не включає пестицидних обробок, способам боротьби відносяться правильна підготовка грунту, вибір спеціальних схем сівозміни та оптимальних термінів сівби і збирання, заорювання стерні після скошування (останній метод позбавляє багатьох шкідників їжі).

Переробка пшениці.

Пшеничне зерно покрите бурою оболонкою, що дає при помелі висівки, які багатші, ніж цільне зерно, білком, вітамінами і особливо целюлозою. Під оболонкою знаходиться алейроновийшар з дрібних гранул. Зародок в підставі зерна багатий маслом, а також білком і мінеральними речовинами. Решта - це тонсколойние клітини ендосперму, заповнені крохмальними зернами і частинками клейковини, яка надає тісту в'язкість.

При помелі, тобто отриманні із зерна борошна, ставиться мета відокремити від інших його компонентів якомога більше крохмалю і клейковини, оскільки зародок робить борошно липкою і призводить до її швидкого потемніння і прогорканию, а алейроновийшар надає їй бурий відтінок. В результаті утворюються борошномельні відходи (15-18% маси очищеного зерна) - висівки і більш тонкі висівки, або мучка.

Хліб отримують, змішуючи борошно з водою або іншою рідиною і додаючи закваску - зазвичай дріжджі, а іноді і інші речовини - для додання продукту особливого аромату або текстури або ж для стимуляції росту дріжджів. Суміш замішують, формують і печуть. Зараз пшеничний хліб білий, а всього століття тому він був, так би мовити, сірим. Це пояснюється підвищенням якості борошна - повнішим відділенням при помелі ендосперму від оболонок зерна і зародка.

Ботанічна еволюція.

Хоча много сортів пшениці спеціально віведені селекціонерамі, Тисячі других вініклі спонтанно Шляхом схрещування культурних форм один з одним и з травами. Ймовірно, найдавнішімі культурними видами пшениці є егілопсовідная (T. aegilopoides) и однозернянка (T. monococcum). Тільки в їх клітінах Виявлено диплоїдний набір з семи пар хромосом. Центр Поширення первого увазі - Вірменія, Туреччина и Грузія, звідки ВІН проник на Захід від. Пшениця-однозернянка, можливо, виникла на північному сході Туреччини і південному заході Закавказзя або трохи південніше - на сході Іраку. Вважається, що вона стала родоначальником майже всіх сучасних сортів.

Наступним кроком в еволюції пшениці стала поява тетраплоідних видів з 14 парами хромосом. У дикорослому стані відомий лише один з них - полба, еммер, або пшениця-двузернянка (T. dicoccum), поширена на півдні Вірменії, північному сході Туреччини, заході Ірану, півночі Ізраїлю, Сирії та Йорданії. Це також найдавніший з культурних тетраплоїдів, обробляють колись ширше всіх інших типів пшениці. Хоча у Еммеріх, як і у однозернянки, вісь колоса ламка і луски не відстають від зерен при обмолоті, інші тетраплоїди стали першими пшеницями, у яких колосся вже не розламувалися, а зерно повністю вимолочується з лусок. До таких видів відносяться пшениця тверда, перська, польська і гладка.

Наймолодші пшениці - гексаплоїди з 21 парою хромосом. Це продукт гібридизації тетраплоїдів з якимось близьким видом, у якого сім пар хромосом, швидше за все з дикоростучих злаком роду егілопс (Aegilops). У двох гексаплоїдних видів, включаючи спельту, що була колись основний центральноєвропейської пшеницею, зерна, як у однозернянки і полби, невимолачівающіеся (плівчасті). На три інших гексаплоїди, званих голозерними, тобто на пшеницю літню, карликову і шарозерную, припадає більша частина світової продукції цієї культури.