Кукуруза, маис (Zea mays)

КукурузаКУКУРУЗА, маис (Zea mays), крупный однолетний злак трибы маисовых (Maydeae), зерновки которого образуются в особых соцветиях – початках. Во всем мире под кукурузу занято примерно 132 млн. га посевных площадей, а ежегодный урожай зерна этой важнейшей сельскохозяйственной культуры составляет более 450 млн. т, уступая менее чем на 10% лишь урожаю пшеницы. Крупнейший производитель кукурузы – США (около половины мирового урожая); затем идут Китай, Бразилия, Мексика, Франция, Аргентина, Индия, Индонезия, Италия и Румыни.

Использование. Из общих занятых под кукурузу площадей в США примерно 70% дают зерно, а большая часть остальных – силос. Небольшие посевы кукурузы используются как пастбища для домашнего скота. Зерно кукурузы служит кормом, главным образом для свиней и домашней птицы. Его скармливают целым или же дробят и размалывают в муку. Кроме того, из него получают различные продовольственные продукты. Свежие и консервированные зерна – популярное овощное блюдо, из сухих зерен делают кукурузные хлопья, мамалыгу и кашу, из кукурузной муки пекут лепешки, блины и т.п.

Во многих регионах, особенно в Мексике, Южной Америке и Африке, кукуруза – основной продукт питания для населения. Это нередко приводит к алиментарной недостаточности, поскольку зерна кукурузы бедны некоторыми необходимыми для человека веществами.

Из проростков кукурузы делают салаты, из зародышей выжимают пищевое масло, а крахмал зерен используют как таковой или приготавливают из него сироп. Кукурузный крахмал – не только хороший сгуститель, но и сырье для производства уксуса и различных алкогольных напитков, включая виски (бурбон). Кукурузный сироп используют как подсластитель в желе, джеме и других кондитерских изделиях.

В промышленности кукуруза используется для производства множества разнообразных продуктов. Кукурузное масло – сырье для получения дорогих красок, мыла и заменителей резины. Из белка зеина, содержащегося в зернах, изготавливают напоминающие шерсть искусственные волокна. Кукурузный крахмал используют для аппретирования тканей и кожи, каландрирования (повышения плотности и гладкости) бумаги. Он также применяется в производстве вискозного волокна, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов и декстриновых клеев.

Используются также стебель и другие вегетативные части растения: из них получают строительные и упаковочные материалы, бумагу, почвоулучшающие добавки, взрывчатку. Кочерыжки початков дают фурфураль – сырье для производства пластмасс, нейлона и других синтетических веществ. Обвертки початков широко применяются как набивка. Из мягкой сердцевины стеблей изготавливают папиросную бумагу.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КУКУРУЗЫ

До появления гибридной кукурузы в США выращивалось свыше тысячи ее сортов, многие из которых постепенно исчезли, вытесненные более перспективными линиями. Однако, поскольку трудно предвидеть свойства, которые потребуются в будущем, сейчас стараются сохранить как можно больше традиционных сортов, потенциально ценных для селекции. В хозяйственном плане все сорта кукурузы классифицируются в зависимости от формы зерна и характеристик эндосперма.

Наиболее распространенная группа – зубовидная кукуруза, отличающаяся углублением на вершине зрелого зерна. Ее эндосперм содержит примерно поровну твердый и мягкий крахмал. Это основной тип кукурузы, выращиваемый в Кукурузном поясе США.

У кремнистой кукурузы нет зубчиков и углубления на вершине зерна, а ее эндосперм почти полностью состоит из твердого крахмала. Этот тип кукурузы возделывают главным образом на севере США, где она вызревает в условиях короткого вегетационного периода благодаря своей скороспелости.

Кукуруза лопающаяся – вариант кремнистой, отличающийся мелкими зернами, которые лопаются при нагревании из-за быстрого теплового расширения крахмалистого эндосперма. В США этот тип кукурузы также распространен.

У кукурузы крахмалистой нет зубца на вершине зерен, а эндосперм содержит только мягкий крахмал, в связи с чем ее легко перемалывать в муку. Этот тип кукурузы выращивают во многих странах Центральной и Южной Америки.

У сахарной кукурузы эндосперм содержит близкое к сахарам вещество – декстрин и меньше крахмала, чем у кукурузы других типов. Зрелое зерно более или менее сморщенное. Этот тип занимает в США более половины всех посевных площадей под кукурузу; зерна его потребляются в свежем виде и идут на переработку.

У пленчатой кукурузы не только весь початок, но и каждое зерно в нем окружены индивидуальной обверткой. Этот тип кукурузы считается новым и в производственных посевах не используется.

Семена кукурузы
Пищевая ценность на 100 г продукта
Энергетическая ценность 86 ккал 360 кДж
Белки 3,2 г
Жиры 1,2 г
Углеводы 19 г
дисахариды 3,2 г

Ретинол (вит. A) 10 мкг
Тиамин (B1) 0.2 мг
Ниацин (B3) 1.7 мг
Фолацин (B9) 46 мкг
Аскорбиновая кислота (вит. С) 7 мг

Железо 0.5 мг
Магний 37 мг
Калий 270 мг

БИОЛОГИЯ

Стебель кукурузы – узловатая соломина высотой 0,5–6 м и диаметром 1,5–3,5 см. У основания каждого междоузлия находятся почки, дающие боковые побеги, на конце которых могут развиваться початки. В наружной части соломины рассеяны волокнисто-сосудистые проводящие пучки, а внутри она заполнена губчатой сердцевиной.

Растение закреплено в почве мочковатыми и опорными корнями, поглощающими питательные вещества и воду. Первичный (зародышевый) корешок питает зародыш кукурузы во время прорастания семени.

Лист состоит из пластинки, влагалища и похожего на воротник язычка. Пластинка становится тоньше в направлении от центральной жилки к краям и сужается от основания к верхушке. Ее края обхватывают стебель, образуя два ушка. На поперечном срезе листа можно видеть верхний и нижний однослойный эпидермис, а между ними – пять или шесть слоев мезофилла, пронизанных волокнисто-сосудистыми пучками, которые состоят из опорных и проводящих клеток. В верхнем эпидермисе рассеяны крупные тонкостенные пузыревидные клетки. Когда количество испаряемой листом воды превышает поступление воды в лист, эти клетки сжимаются, заставляя лист скручиваться, что уменьшает поверхность испарения. Когда водоснабжение нормализуется, они снова набухают, и лист восстанавливает свою плоскую форму.

Кукуруза – однодомный вид, т.е. мужские и женские цветки образуются на одном и том же растении. Мужские цветки собраны в метелку на верхушке стебля; в метелке пять и более веточек, каждая из которых несет сотни мелких колосков с тычинками – репродуктивными структурами, рассеивающими пыльцу из т.н. пыльников.

Женские цветки собраны в колосовидные соцветия – початки – на концах боковых побегов, выходящих из пазух листьев. Каждый початок окружен листьями обвертки, из которой сверху свешиваются длинные полые столбики пестиков, называемые в совокупности «шелком». Эти столбики ведут к завязям цветков, полупогруженным в мясистую вегетативную ось соцветия. Пыльцевые зерна, попадая на «шелк», прорастают, образуя пыльцевую трубку, которая достигает завязи. Там происходит оплодотворение, и завязь развивается в плод зерновку, или кукурузное зерно.

Сорта кукурузы различаются по числу рядов зерен в початке, по размерам и форме зерен. Широко варьирует и окраска зерен, но у большинства коммерческих линий кукурузы они желтые или белые.

ЭКОЛОГИЯ

Кукуруза растет в широком диапазоне климатических условий, однако наибольшие урожаи она дает в местах, где в течение вегетационного периода среднедневная температура равна 21–27° С, средненочная 14° С, а безморозный период длится не менее 140 дней. Максимальные урожаи, по-видимому, собирают при средней температуре июня – июля 18–24° С.

Почва под посевами кукурузы должна быть мощной, хорошо дренируемой, с высокой водоудерживающей способностью. Необходима также хорошая ее пористость, т.е. аэрация, поскольку корням кукурузы требуется много кислорода.

Файл:Koeh-283.jpgЧтобы поддерживать плодородие почвы под кукурузой, выращиваемой без севооборота (бессменная культура), требуется регулярное внесение удобрений. Сократить их количество и улучшить структуру почвы, т.е. сделать ее мелкокомковатой, позволяет чередование высеваемых на одном и том же участке культур. В Кукурузном поясе США популярен двухлетний севооборот, в котором чередуются кукуруза и мелкие зерновые, например пшеница, овес или рожь. Широко распространены также трехлетний (кукуруза – овес – клевер) и четырехлетний (кукуруза – овес – пшеница – клевер) севообороты.

Вероятно, основной вредитель кукурузы в США – кукурузный мотылек, завезенный из Европы и впервые наблюдавшийся на северо-востоке страны в 1917. Его личинки, как и белокрылый клоп, питаются всеми надземными частями растения. Гусеницы хлопковой совки уничтожают зерно в початках. Японский хрущик поедает «шелк» и тем самым препятствует оплодотворению завязей. Долгоносики и гусеницы южной амбарной огневки питаются собранным зерном. Меры борьбы с вредителями – обработка инсектицидами, выведение устойчивых сортов, изменение сроков посева и подбор адекватных схем севооборота, создание креозотового барьера вокруг полей (против ползающих насекомых), заражение личинок жуков смертельными для них бактериями.

Самые известные болезни кукурузы – пыльная и пузырчатая головня, поражающие початок и стебель. Кукуруза страдает также от стеблевой гнили, фузариоза, нигроспороза и бели початков. Главные меры борьбы – профилактические, в частности подбор оптимальных сроков сева и схемы севооборота, не позволяющей накапливаться в почве болезнетворным агентам, выведение устойчивых гибридов, использование сертифицированных (проверенных на отсутствие патогенов) семян и их предпосевная фунгицидная обработка.

ИСТОРИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

Наверное, кукуруза – самый окультуренный из всех злаков. Некоторые авторы полагают, что далекие предки этого вида попали в Америку из Азии, однако более вероятной представляется гипотеза, согласно которой родина кукурузы – Америка.

По-видимому, сотни тысяч лет кукуруза была дикорастущим видом. Ее пыльца возрастом 60 000 лет обнаружена в 1953 под Дворцом изящных искусств в Мехико, однако для сравнения целых современных и древних растений одной лишь пыльцы недостаточно. По меньшей мере 55 000 лет истории кукурузы остаются загадкой. Для науки она начинается 5000 лет назад: этим временем датированы остатки кукурузы, найденные в индейских пещерах Нью-Мексико. Судя по накопленным данным, производство кукурузы в умеренной и тропической зонах Америки было развито уже в доколумбову эпоху.

Колумб обнаружил посевы кукурузы на всех крупных островах Вест-Индии, а также в Центральной и Южной Америке. Учитывая, что все работы, такие, как подготовка почвы, сев, культивация и сбор урожая, велись в то время вручную, занятые под кукурузой площади надо считать большими. Французские и испанские путешественники 16 в. также сообщают о том, что кукурузы выращивалось очень много. Эрнан Кортес видел кукурузные поля в Мексике, а Франсиско Васкес де Коронадо обнаружил обширные посевы кукурузы на юго-западе Северной Америки.

Первоначальная селекция. Индейцы, несомненно, вели бессознательный искусственный отбор – оставляли на сев зерна растений, дававших, на их взгляд, наилучший урожай. Основной тенденцией было получение «простых» растений – слабоветвистых и с небольшим числом крупных початков. Вероятно, когда у растения появлялись новые признаки, индейцы это замечали и, если эти признаки казались им выгодными, старались их сохранить. Однако в конце концов потенциал улучшения кукурузы таким способом был исчерпан. Также индейцы использовали кукурузу для изготовления различных игрушек. Например кукол. О изготомлении куклы можно ознакомиться по следующей ссылке .

У самых древних известных початков кукурузы длина составляет менее 2 см, а число очень твердых зерен – ок. 50. Каждое зерно частично окружено своей собственной обверткой – примерно как у современной пленчатой кукурузы. Согласно археологическим находкам в пещере Бэт-Кейв (Нью-Мексико), примерно 1000 лет назад произошло скрещивание индейской кукурузы с дикорастущим мексиканским злаком теосинте. От потомства этого гибрида было получено путем отбора растение, сходное с современной кукурузой. Еще в доколумбову эпоху индейцы добились относительно высоких результатов в искусственном отборе: появились все основные типы современной кукурузы (кремнистая, зубовидная, крахмалистая, сахарная и лопающаяся).

К началу 16 в. некоторые племена на юго-западе Северной Америки выращивали кукурузу с восьмирядными початками на тонких стеблях средней высоты. Восьмирядная кукуруза индейцев чероки на юго-востоке континента отличалась более крупными размерами стеблей и початков. Из-за величины и формы зерен ее называли «тыквосемянной». Именно она сыграла основную роль в дальнейшей селекции.

Современная селекция кукурузы. Законы наследственности, открытые в 19 в. Грегором Менделем на основе его классических экспериментов с горохом, нашли свое применение в селекции кукурузы. Скрещивание тыквосемянной кукурузы с юга и кремнистой кукурузы из Новой Англии дало потомство, сочетающее в себе некоторые ценные признаки обоих предков. От первого ему достались крупные размеры и прочность стебля, от второго – твердое скороспелое зерно, устойчивость к болезням, приспособляемость и способность переносить холодную весеннюю погоду северных регионов./>Цели современных селекционных программ – повышение урожайности кукурузы и ее устойчивости к болезням и вредителям, приспособление растений к специфическим почвенно-климатическим условиям и разработка более эффективных методов самой селекции. Создаются сорта с повышенным выходом зеленой массы (на силос) и облегчающие механизированную уборку урожая. Растения с мощной корневой системой, прочными стеблями и початками, расположенными примерно на одной высоте у всех экземпляров, позволяют использовать многорядные кукурузоуборочные комбайны и свести к минимуму полевые потери зерна.

Существует программа инцухта, в которой отдельные растения с особо ценными свойствами размножают на протяжении нескольких поколений путем самоопыления. Цель такой программы – устранение нежелательных наследственных признаков и получение относительно однородных линий. Однако в ходе инцухта намного снижаются жизненная мощь и продуктивность растений. Для их восстанавления прибегают затем к одиночной или двойной гибридизации линий. Эта программа обеспечивает в конечном итоге получение и сохранение новых сортов. См. также СЕЛЕКЦИЯ.

В настоящее время многие страны, включая Индию, Японию, Израиль, Германию и Нидерланды, ведут исследования, цель которых – приспособление кукурузы к специфическим почвенно-климатическим условиям. В США выведен высокоурожайный гибрид кукурузы с зерном, содержащим повышенный процент белка: теоретически он должен помочь решить проблему несбалансированного питания во многих странах, где кукуруза остается главным продуктом питания для основной массы населения. Питательная ценность нового гибрида объясняется высоким содержанием в его зерне незаменимых для человека аминокислот – в нем их примерно на 50% больше, чем в традиционных сортах.

Сейчас в США этот новый гибрид идет в основном на корм скоту, однако пищевые компании проводят эксперименты по получению из него кукурузного крахмала и других продовольственных продуктов.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: