Яровая пшеница — одна из древнейших и наиболее распространенных культур на земном шаре. Возделывают ее во всех частях света — от полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади ее посева находятся в России. По посевным площадям и валовому сбору зерна она занимает первое место среди других зерновых культур. Основные площади посевов яровой пшеницы сосредоточены в Нечерноземной зоне, Западной и Восточной Сибири, Поволжье, на Урале.
Широкое распространение яровая пшеница получила в Республике Беларусь. Общая потребность республики в зерне всех колосовых и зернобобовых культур с учетом интенсивного молочного и мясного скотоводства, а также птицеводства определяется в количестве 9-10 млн. т, в том числе на продовольственные цели требуется около 2-2,5 млн. т. Удельный вес посевных площадей зерновых и зернобобовых культур в структуре посевов культур сравнительно велик и составляет в среднем по республике 53% с колебанием по областям от 46% до 62%. В общем количестве производимого зерна значительная доля приходится на фуражное. Потребность страны непосредственно в пшенице превышает 1,2 млн. т, в том числе мягкой пшеницы около 900 тыс. т.
Народно-хозяйственное значение.
В мировом производстве пшеница занимает лидирующее место и является одной из основных продовольственных культур. Из общего мирового производства зерна на долю пшеничного приходится около 27%.
Зерно — это основной источник питания человека, корм для сельскохозяйственных животных и сырье для промышленности. Оно питательно, калорийно. В химический состав зерна пшеницы входят все необходимые для питания элементы: белки, углеводы, жиры, витамины, ферменты и минеральные вещества. Его легко хранить, транспортировать, перерабатывать в муку, крупу и другие продукты.
Важнейшим компонентом пшеничного зерна является белок. Его содержание может колебаться от 8 до 22%. Все важнейшие жизненные процессы в организме человека (обмен веществ, способность расти и развиваться, размножение) связанные с белками. Заменить белки в питании другими веществами невозможно.
В зерне пшеницы главнее всего — это клейковинный белок. Клейковина — это нерастворимый в воде упруго-эластичный гель, который образуется при смешивании размеленной муки с водой.
Основу клейковины составляют спирто- и ложнорастворимые белки — глиадин и глютеин. Ни один другой хлебный злак не имеет такого ценного сочетания этих двух важных компонентов. Основную часть зерна пшеницы составляют углеводы. Они представлены в основном крахмалом (48-63%). Углеводы имеют большое энергетическое значение в питании человека.
Из углеводов, кроме крахмала, в зерне пшеницы содержится 2-7% сахаров (в основном в зародыше), а также 2-3% клетчатки. Клетчатка не растворяется в воде и не усваивается организмом. Вместе с тем, клетчатка играет важную роль в пищеварении. Она регулирует деятельность кишечника, способствуя снижению сердечно-сосудистых заболеваний, предотвращает ожирение человека.
Жир составляет в зерне пшеницы в среднем 2% и размещается в зародыше и алейроновом слое.
Хлеб из пшеничной муки отличается высокими вкусовыми свойствами, хорошо усваивается. Он высококалориен — в 100 граммах пшеничного хлеба содержится 245-255 ккал.
Зерно, отруби и др. отходы помола — ценный концентрированный корм, сырьё для комбикормовой промышленности. Солому используют в качестве грубого корма и на подстилку, а также для производства бумаги, картона, упаковочного материала, плетения корзин, шляп и т.п. Зелёную массу пшеницы скармливают скоту.
Морфологические особенности яровой пшеницы.
Пшеница относится к семейству мятликовых (Poaceae), род — Triticum. Насчитывается свыше 20 различных видов яровой пшеницы, различающихся по окраске колоса, остистости, опушенности колосовых пленок, плотности колоса, окраске зерна и остей. Наибольшее распространение получили 2 вида: мягкая (Triticum aestivum L.), дающая муку высоких хлебопекарных качеств (сорта сильных и ценных пшениц), и твердая (Triticum durum L.) — с повышенным содержанием белка в зерне, используемая для изготовления высококачественных макарон и вермишели.
Стебель яровой пшеницы – соломина высотой от 0,2 до 2 метров в зависимости от биологических особенностей и условий выращивания, состоит из 4-7 узлов (утолщение на стебле) и междоузлий (участки стебля между узлами). Длина междоузлий к низу постепенно уменьшается. Стебли бывают разной прочности, что зависит от строения и состава механической ткани.
Лист состоит из пластинки и влагалища. Листовое влагалище выходит из узла и облегает стебель. Внутри листового влагалища, непосредственно у стебля, находится тупозазубренная, средних размеров лигула (листовой язычок). Пшеница имеет два типа листьев — 4-5 прикорневых, возникающие из подземных узлов, и 3-5 стеблевых, формирующиеся у надземной части стебля. Оптимальная площадь листьев в период наибольшего их развития для получения высокого урожая при хорошем обеспечении пищей и влагой 35-40 тысяч м2 на 1га, а при недостаточном увлажнении — 15-25тысяч.
Корневая система яровой пшеницы мочковатая, состоящая из 3-5-ти первичных (зародышевых, образующихся при прорастании зерна) и вторичных (узловых) корней, которые появляются через 12-18 дней после всходов. Основная масса корней сосредоточена на глубине 15-25 см, но часть корней проникает в почву до 1,5-2 метров.
Соцветие яровой пшеницы — колос, который состоит из стержня, а стержень — из отдельных члеников. Широкая сторона колоса называется лицевой, а узкая — боковой. На уступе колоса расположено по одному колоску, состоящему из двух колосковых чешуй. В колосковую чешую входят киль, зубец, плечо. Внутри колоска расположено 3-5 цветков. У каждого цветка есть две цветковые чешуи, между которыми находится пестик с завязью и двулопастным перистым рыльцем и три тычинки, имеющие тонкую нить и двухгнездные пыльники с пыльцой. У основания завязи, рядом с тычинками, расположены две пленки (лодикуле). Пленки при цветении набухают, что способствует открытию цветка и его оплодотворению.
Плод яровой пшеницы – зерновка. Она состоит из трех частей: оболочки (формируется из стенок завязи и стенок семяпочки, предохраняющей зерно от неблагоприятных внешних условий и механических повреждений), эндосперма (основная внутренняя часть зерна, в котором содержатся питательные вещества для прорастающего зародыша) и зародыша (находится с одной стороны зерновки, с другой — хохолок из коротких волосков). Эндосперм состоит из двух частей: наружной — алейроновой и внутренней — мучнистая и крахмалистая часть (80-90% массы зерна). Зародыш находится в нижней, более широкой части зерна и отделен от эндосперма щитком. Он состоит из почки, зародышевого стебля и корешков. Всасывающие клетки щитка передают питательные вещества из эндосперма прорастающему зародышу. В нем вырабатывается фермент диастаз, при помощи которого крахмал переводится в сахар. Зародыш составляет около 2% массы зерна.
Биологические особенности яровой пшеницы.
Важнейшим фактором в формировании урожая и качества яровой пшеницы являются погодные условия вегетационного периода.
Известно, что урожайность яровой пшеницы существенно зависит от температуры и суммы осадков в отдельные периоды вегетации. Дружные, крепкие всходы можно получить при среднесуточной температуре 8-15°С, когда у пшеницы хорошо развивается корневая система, повышается эффективность расхода питательных веществ на построение проростка. Более высокие температуры усиливают темпы развития ростка, но при этом корни отстают в росте, что приводит к недостаточному питанию молодых растений. Кроме того, высокие температуры создают благоприятные условия для активной жизнедеятельности различных грибов и бактерий, которые повреждают и даже губят зародыш и эндосперм.
В период посев-всходы растение нуждается в большом количестве влаги. Однако избыточное увлажнение способствует плохой аэрации почвы, её уплотнению, образованию корки, что приводит к кислородному голоданию проростков и вымыванию из семян в почву подвижных органических и минеральных веществ.
Для успешного прохождения фазы всходы-выход в трубку требуются оптимальные условия аэрации, увлажнения и температуры. В этот период происходит дифференциация узла кущения, вытягивание конуса нарастания, формирование листового аппарата. Рост вегетативных органов и колоса пшеницы в период выход в трубку-колошение лучше протекает при оптимальной температуре воздуха 15-16°С и достаточном обеспечении растений влагой и питательными веществами. Высокая температура и недостаток влаги в этот период угнетают рост междоузлий, особенно верхнего, уменьшая размер листьев, высоту растения и длину колоса.
Невысокие температуры необходимы в период цветения и оплодотворения, когда определяется число колосков и озернённость колоса. Повышению урожайности способствует увеличение количества осадков в июне и июле (особенно в июне) и снижение их количества в мае, особенно в третьей декаде этого месяца. В период созревания зерновки пониженная температура в этот период, особенно на фоне избытка влаги, затягивает созревание и снижает урожай. При высокой температуре и недостатке влаги период поступления пластических веществ в зерновку резко сокращается, и крупность зерна падает. Если условия произрастания в конце периода плодоношения благоприятны (имеется достаточное количество влаги и питательных веществ), то образуется большое количество крахмала и урожай зерна будет высоким, но содержание белка окажется относительно низким.
Негативное воздействие на образование белка, сырой клейковины и стекловидности оказывает повышенное содержание в почве влаги и более низкий температурный режим. Зерно, полученное в засушливые годы, характеризуется более высокой стекловидностью.
На содержание клейковины и хлебопекарные качества муки положительно влияет повышение среднесуточной температуры в период налива и восковой спелости зерна. Установлено, что при повышении средней температуры воздуха на 1 градус содержание белка в зерне увеличивается на 1%. Более крепкая и менее растяжимая клейковина формируется при повышенной температуре и ограниченном водоснабжении растений. Обилие осадков и похолодание в это время снижает упругость клейковины, повышает ее растяжимость, что ухудшает показатели хлебопекарного качества.