Кукуруза — представитель семейства злаков, ее строение и биологические особенности.
Kaz-Ekzams.ru > Биология > Учебная литература по биологии > Книга для чтения по ботанике > Кукуруза — представитель семейства злаков, ее строение и биологические особенности.
Пройдите где-либо на тоге в августе между рядами хорошо возделанного кукурузного поля. Вам покажется, что вы в настоящем лесу. Стройные стебли кукурузы обычно бывают 2—3 м, но часто достигают 3—6 м в высоту. Ее мощные, широкие листья заполняют между растениями все свободное пространство. Смотришь и с трудом веришь, что кукуруза — это однолетнее травянистое растение из семейства злаков.
Привезенная Христофором Колумбом из Южной Америки в 1493 году, кукуруза широко распространилась в европейских странах. В XVII веке она появилась в России. Ее стали возделывать на зерно на юге.
Сравнительно недавно кукурузу стали выращивать и в средней полосе нашей страны. В настоящее время культура кукурузы продвинута далеко на север. Но в умеренном климате початки кукурузы большинства сортов часто не вызревают. Поэтому в районах средней полосы кукурузу обычно выращивают только на силос для скармливания сельскохозяйственным животным. Однако за последние годы выведено несколько сортов кукурузы, дающих зрелые початки не только в средней полосе, но и в Сибири.
На юге же кукуруза — ценная зерновая продовольственная и кормовая культура. Она служит сырьем и для промышленности.
Из кукурузы изготовляют до 150 технических и продовольственных продуктов.
Рис. 145. Кукуруза.
Рассмотрим кукурузу. Урожай ее зерна на юге достигает 50 ц и более, а зеленой массы — около 1250 ц с гектара. Зеленую массу кукурузы силосуют вместе с початками молочно-восковой спелости.
Корни кукурузы сильно развиты в пахотном слое. Они уходят глубоко в почву, достигая в длину 150 см и более. В нижней части стебля развиваются крупные придаточные корни. Они повышают устойчивость растения против ветра и поэтому называются опорными. Окучивание кукурузы землей усиливает образование придаточных корней. Это улучшает питание растений.
Стебель кукурузы в отличие от других злаков толстый и не полый, а заполнен рыхлой сердцевиной. На нем расположены крупные узлы, от которых отходят листья.
Листья большие, длиной до 1 м и шириной до 12 см, имеют параллельное жилкование. На скороспелых растениях расположено 8—10 листьев, а позднеспелые, высокорослые сорта имеют по 40 листьев и больше.
Цветки кукурузы собраны в соцветия двух видов. Пестичные цветки образуют соцветие початок. Початки расположены в пазухах листьев главным образом в средней части стебля. Пестичный цветок имеет округлую завязь с длинным шелковистым столбиком, похожим на нить. Верхний конец столбика заканчивается длинным раздвоенным рыльцем. Початки пестичных цветков сверху закрыты зеленой обверткой из видоизмененных листьев.
Тычиночные цветки собраны в раскидистое соцветие метелку, расположенную на верхушке стебля. Метелка состоит из колосков. В каждом колоске по два цветка с тремя тычинками.
Рис. 146. Придаточные корни на стебле кукурузы.
Рис. 147. Початки кукурузы.
Пыльца в тычиночных цветках созревает на 2—4 дня раньше, чем появляются из початка рыльца пестиков. Поэтому самоопыления у кукурузы почти не бывает. Созревшую пыльцу ветер переносит на рыльца пестиков соседних растений. Семена кукурузы лучшего качества теперь получают при опылении одного сорта пыльцой другого. Семена, полученные после такого, опыления, называют гибридными. Растения, выросшие из гибридных семян, отличаются высокой урожайностью и хорошим качеством зерна.
Рис. 148. Соцветия, цветки и проросток кукурузы: 1 — тычиночное и 2 — пестичное соцветия; 3— тычиночный и 4 — пестичный цветки; 5 — плод-зерновка; б — проросток кукурузы.
Чтобы вырастить высокий урожай, нужно учитывать южное происхождение кукурузы, хорошо знать биологические особенности этого растения.
Кукуруза — теплолюбивая культура, ее высевают, когда почва прогреется до 10—12 градусов.
Корни кукурузы нуждаются в хорошем доступе воздуха. Поэтому тщательная обработка почвы перед посевом и рыхление ее в течение лета — обязательное условие, которое соблюдают, выращивая кукурузу.
Кукуруза, особенно в молодом возрасте, — светолюбивое растение. Чтобы каждое растение хорошо освещалось солнцем, кукурузу высевают рядами с широкими расстояниями между ними.
По сравнению с другими культурными растениями кукуруза засухоустойчива, но все-таки каждому растению требуется около одного литра воды в сутки. Чтобы сохранить влагу в почве, при выращивании кукурузы проводят рыхление.
При внесении удобрений скороспелые сорта кукурузы дают высокие урожаи зерна и зеленой массы даже в районах средней полосы и в Сибири.
Лучшее удобрение для кукурузы — это полуперепревший перегной с добавлением азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений.
Убирают кукурузу до наступления заморозков, так как взрослые растения повреждаются даже при 1 градусе мороза.
Источник
Схема растения кукурузы с
Кукуруза (Zea mays) – однолетнее растение, которое широко используется на кормовые, продовольственные и технические цели. Истоки ее окультуривания уходят в глубокую древность. Первыми, кто стал выращивать кукурузу как культуру, были аборигены Америки (Мексика, Гватемала). В зерне кукурузы содержится 9–12% белка, 65–70% углеводов (в основном крахмала), 4–8% жира, минеральные соли и витамины. Из зерна получают муку, не содержащую клейковины, крупу, хлопья, консервы (сахарная кукуруза), крахмал, спирт, декстрин, пиво, глюкозу, патоку, сиропы, масло, витамин Е, аскорбиновую и глутаминовую кислоты. Экстракт и настой из пестичных столбиков кукурузы применяют в медицине при заболевании печени, почек или в качестве кровоостанавливающего средства. Желчеотделяющим действием обладает и кукурузное масло, получаемое из зародышей семян.
Кукуруза имеет большое кормовое значение, это очень важный компонент комбикормов. В 100 кг силоса, приготовленного из зеленой массы с початками в молочно-восковой спелости, содержится 40 к. ед. и 2,6 кг переваримого протеина, в зерне – соответственно 134 к.ед. и 7,8 кг.
Кукуруза относится к семейству Мятликовые (Poaceae).
Корневая система мощная, мочковатая, проникающая вглубь до 3 м. В корнях имеются воздушные полости. Кроме первичных и придаточных корней, из надземных узлов могут появляться опорные (воздушные) корни (рис. 1).
Стебель кукурузы прямой, мощный, от 60 см до 3 м высотой, иногда образует надземные пасынки, выполнен внутри рыхлой сердцевиной. На нижних надземных узлах стебля образуются воздушные корни, иногда на высоте до 50 см над землей, причем корни эти развиваются наиболее сильно у поздних сортов и у сортов с крупными, высокими стеблями, более других нуждающихся в опоре.
Листья широколанцетовидные, по краям волнистые, сверху опушенные, до 80–100 см длины и 5–15 см ширины, с резко выраженной средней жилкой.
Количество листьев на стебле зависит от скороспелости сорта. Чем более скороспелый сорт, тем меньше на стебле листьев, и наоборот. Позднеспелые сорта имеют 20–26 листьев, ранние – 10–13. Число листьев соответствует числу междоузлий.
Р и с. 1. Строение растения кукурузы: 1 – метелка; 2 – листья; 3 – пестичные столбики; 4 – початок; 5 – листовая обертка початка; 6 – нижний неразвившийся початок; 7 – мелкие корни; 8 – воздушные корни; 9 – корневая система.
Соцветия кукурузы двух типов – метелка (мужское соцветие) и початок (женское). Метелки находятся на верхушке стебля, а початки – в пазухах листьев. Кукуруза имеет раздельнополые цветки. Мужские (тычиночные) цветки состоят из 3 тычинок. В колоске по 2 цветка, которые собраны в соцветие метелку, которая расположена всегда на верхушке основного побега, так как развивается из его ко-нуса нарастания. Метелка разных форм кукурузы по величине, форме и окраске отличается большим разнообразием от метелок других хлебов (овса, проса, сорго) главным образом тем, что боковые ветви ее почти не образуют разветвлений или образуют их в очень небольшое число.
Колоски мужского соцветия сидят на веточках метелки обычно попарно (рис. 2), редко по четыре. Один из них на короткой ножке или оба сидячие на боковых ветках.
Р и с. 2. Мужское соцветие: А – метелка; Б – расположение колосков: 1 – на центральной ветви, 2 – на боковой ветви; В – пара мужских колосков у кукурузы: 1 – колосковые чешуи, 2 – цветковые чешуи, 3 – тычинки.
Колоски метелки расположены в два вертикальных ряда, на главной оси – в несколько рядов. Колоски двухцветковые. Колосковые чешуи широкие, заостренные кверху, опушенные, с 3–9 продольными нервами. Цветковые чешуи тонкие, пленчатые.
Початки (рис. 3) бывают различ-ной величины и формы, чаще всего цилиндрической или слабо конусо-видной. Початок всегда покрыт сна-ружи особой обверткой, состоящей из нескольких слоев видоизмененных листьев кукурузы, и состоит из стержня, в ячейках которого вер-тикальными рядами попарно распо-лагаются колоски с женскими цвет-ками, число рядов зерен початка всег-да четное. Женские колоски двухцвет-ковые, но развивают обычно по одно-му плодущему цветку.
Колосковые чешуи женских колосков в початке небольшие, мясистые. Цветковые чешуи тоже небольшие, пленчатые. Они распола-гаются у обычных культурных сортов кукурузы в самом основании зрелого зерна и легко осыпаются от стержня початка. Завязь в женских цветках сидячая.
Отходящий от каждой завязи столбик очень длинный, нитевидный, с раздвоенным на верхушке рыльцем (рис. 4).
У верхних цветков початка столбики самые короткие; книзу початка цветки образуют все более и более длинные столбики.
К моменту цветения столбики выходят наружу из обвертки початка своими рыльцами и таким образом воспринимают пыльцу муж-ских цветков.
Стержень початка заполнен мягкой сердце-виной и представляет собой видоизменившуюся в процессе длительного отбора метелку.
Плод – голая крупная зерновка (рис. 5), масса 1000 штук – 100–400 г. В початке от 200 до 600 зерновок. Окраска их белая, кремовая, желтая, оранжевая, красная, черная и др. Форма зерна, кроме сортовых особенностей, зависит от плотности расположения рядов. Поверхность гладкая или морщинистая.
Изучение строения наиболее важных органов кукурузы – мужских и женских соцветий, а также репро-дуктивных органов – тычинок и пестиков лучше всего проводить на метелках и початках, находящихся в фазе цветения или специально засушенных в этот период.
Характеристика поверхности, фор-ма, величина и соотношение частей эндосперма – важные отличительные признаки подвидов кукурузы.
Согласно принятой классификации, вид Zea maуs L. делится на восемь
Р и с. 5. Зерновка кукурузы: 1 – обоподвидов, различающихся между солочка; 2 – роговидный эндосперм; 3 – бой следующими тремя признаками: мучнистый эндосперм; 4 – щиток; 5 – пленчатостью (голые или одетые в всасывающая часть щитка; 6 – корень; чешуи зерна); 7 – влагалище корня; 8 – междоузлие; – внешним строением зерна (форма и 9 – почка с молодыми листьями. характер поверхности); – внутренним строением зерна (расположение мучнистого и роговидного эндосперма).
Разнообразие в строении зерна различных форм кукурузы зависит, главным образом, от однородности эндосперма кукурузного зерна, соотношения различных частей, отличающихся по химическому составу.
Кроме оболочек (семенной, плодовой, а у некоторых форм и мякинной) и алейронового слоя в эндосперме зерна различают так называемые мучнистую и роговидную части.
Мучнистая часть, называемая также мучнистым эндоспермом, имеет рыхлое строение с промежуточными между зернами крахмалами. Сами крахмальные зерна мелкие, округлой формы. Роговидная часть, или роговидный эндосперм, имеет более плотное расположение крахмальных зерен, которые несколько крупнее, с угловатыми очертаниями. Промежутки между крахмальными зернами заполнены протеином и коллоидными углеводами. Мучнистый эндосперм содержит, главным образом, крахмал и очень мало белка. Роговидный эндосперм, кроме того, отличается высоким содержанием белка. Степень развития мучнистого и роговидного эндосперма – характерный отличительный признак для разных форм кукурузы.
Рассмотрение общего строения зерна кукурузы может быть приведено на зернах кремнистой или зубовидной кукурузы, в которых имеется и мучнистая и роговидная часть эндосперма. Различие этих двух частей хорошо видно и невооруженным глазом, но для рассмотрения строения крахмальных зерен необходимо использовать микроскоп.
Различия во внешнем и внутреннем строении зерен позволяют разделить вид кукурузы на восемь подвидов. Однако не все подвиды имеют одинаковое производственное значение.
Рис. 6. Подвиды кукурузы: 1 – зубовидная; 2 – кремнистая; 3 – крахмалистая; 4 – сахарная; 5, 6 – лопающаяся.
Рис. 7. Схема строения зерна различных подвидов кукурузы: 1 – крахмалистая; 2 – зубовидная; 3 – кремнистая; 4 – лопающаяся; 5 – сахарная.
Источник