Osvita.ua Вища освіта Реферати Біологія Кукурудза: систематика, походження, ботанічний опис і біологічні особливості. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Кукурудза: систематика, походження, ботанічний опис і біологічні особливості. Реферат

Систематика культури. Походження культури. Ботанічний опис. Біологічні особливості культури

Кукурудза — одна з давніх землеробських культур. Вона є однією з найбільш продуктивних злакових культур універсального призначення, яку вирощують для продовольчого, кормового і технічного призначення. У країнах світу для продовольчих потреб використовується приблизно 20% зерна кукурудзи, для технічних 15-20%, на корм худобі 60 - 65%.

У нашій країні кукурудза є найважливішою кормовою культурою. За її рахунок тваринництво забезпечується концентрованими кормами, силосом і зеленою масою. [1]

Найбільш цінний корм — зерно кукурудзи, яке містить 9 — 12% білків, 65-70% вуглеводів, 4 —8% олії, 1,5% мінеральних речовин. У 100 кг його міститься 134 корм, од., до 8 кг перетравного протеїну.

Кукурудзяне борошно широко використовують у кондитерській промисловості — для виготовлення бісквітів, печива, запіканок. Із зерна виробляють харчові пластівці, повітряну кукурудзу, крупу. Причому за вмістом білків (12,5%) кукурудзяна крупа переважає інші крупи (пшоно, ячмінну, гречану).

Із зерна виробляють харчовий крохмаль, сироп, цукор, мед. Вживають у їжу недостигле зерно, особливо цукрової кукурудзи, у вигляді варених качанів. Із зародків зерна добувають рослинну олію, яка є не тільки висококалорійним продуктом харчування, а й має лікувальні властивості: містить лецетин, який знижує вміст холестерину в крові і запобігає атеросклерозу.

Зерно кукурудзи використовують для виробництва різних прохолодних напоїв, піностійких сортів пива, етилового спирту, гліцерину, органічних кислот (молочної, лимонної, оцтової та ін.), із стебел та стрижнів качанів виробляють папір, целюлозу, ацетон, метиловий спирт та ін. Із стовпчиків маточок незрілих качанів готують відвари, які вживають при гострих захворюваннях і хронічних запаленнях печінки, нирок та сечового міхура.

Підраховано, що з кукурудзи виготовляють понад 300 різних виробів, значна частина яких, у свою чергу, є сировиною для виготовлення іншої продукції. Наприклад, з кукурудзяного сиропу виробляють каучук, фарби, різні антисептики, розчинники олії та ін.

Селекціонери працюють над виведенням високоолійних форм кукурудзи. Вже є форми із вмістом олії в зерні понад 15%.

Як просапна культура кукурудза має агротехнічне значення: є добрим попередником під ярі культури, а при своєчасному збиранні — і під озимі.

Метою даної курсової роботи є поглиблення і систематизація знань з курсу селекції. Тема роботи – селекція скоростиглих гібридів кукурудзи. Селекція на ранньостиглість – одна із найбільш важливих проблем в Україні. Вирощування таких гібридів дасть можливість розширити посіви під цією культурою.

Крім того, раннє збирання дає змогу більш якісно підготувати ґрунт під урожай наступного року. Набір різних за вегетацією гібридів у господарстві дає можливість збирати їх в оптимальні строки, що істотно впливає на зменшення втрат урожаю. [4]

Систематика культури

За сучасною класифікацією вид Zea mays L. за плівчастістю, внутрішньою і зовнішньою будовою зерна має 8 підвидів:

  • розпусна (everta Start.) — зерно дрібне із загостреним верхом або округле, ендосперм скловидний, у зерні міститься 10-14,5% білка, 62 - 72% крохмалю. Використовують для виготовлення круп, пластівців, повітряної кукурудзи;
  • крохмалиста (amylacea Start.) — зерно гладеньке, округле, ендосперм борошнистий, рихлий, містить крохмалю 71,5 — 82,6%, білка 6,9- 12,1%;
  • зубоподібна (indentata Start.) — зерно крупне, сплющене, на верхівці має вм'ятину, роговидний ендосперм розвинений лише на бічних сторонах зерна, вся інша частина борошниста; вміст крохмалю в зерні 68 - 75,5%, білка 9 -13,5%;
  • кремениста (indurata Start.) — зерно округле, ендосперм скловидний, лише в центрі борошнистий, крохмалю містить 65 — 83%, білка 7,7 — 14,8%. До цього підвиду належать багато скоростиглих сортів і гібридів;
  • цукрова (saccharata Start.) — зерно зморшкувате, майже повністю заповнене прозорим роговидним ендоспермом; містить багато декстрину і протеїну, до 30% крохмалю, стільки ж цукрів та полісахаридів, 12,8% білка, 8,1% жиру; використовується у консервній промисловості;
  • воскоподібна, (ceratina Kulesch.) — ендосперм воскоподібний, зовнішня його частина за твердістю не поступається ендосперму розлусної кукурудзи; полісахариди представлені воскоподібним або клейким крохмалем;
  • крохмалисто-цукрова (amyleo-saccharata Start.) — у нижній частині зерна є борошнистий ендосперм, а у верхній, як у цукрової, характерна зморшкуватість;
  • плівчаста (tanicata Start.) — зерно повністю в колоскових лусках, які в дозрілому качані сильно розвинені. [4]

Походження культури

Кукурудза - сама древня хлібна рослина Землі, і вже точно кукурудза - сама велика з зернових. У 1954 році в Мехіко під час археологічних розкопок на глибині 70 метрів знайшли незвичайну знахідку. Це були не злитки золота і не зашифровані послання сусідніх цивілізацій - учені знайшли шар окам'янілого пилка дикої кукурудзи. Над цим знаходженням "почаклували" за допомогою радіоактивного вуглецю і визначили вік знахідки - 60000 років. Що це значить? А те, що батьківщиною сучасної кукурудзи є Мексика.

У мексиканській долині Ріо-Гранде витягли більш 750 качанів кукурудзи: вони знаходилися на різній глибині. Ніж глибше залягав шар, тим менше по розмірі були качани кукурудзи, а у верхніх шарах вони нагадували качани, що багато хто з нас гризли, присоливши, де-небудь на строкатому південному ринку... Учені зробили висновок, що людина здогадалася займатися вирощуванням кукурудзи приблизно 10000 років тому.

Після другої подорожі Колумба вона з'явилася в Іспанії, потім "завоювала" Італію, відтіля рушила на Схід. У більшості країн кукурудза зветься "маїс".

Застосування людиною кукурудзи надзвичайно багатогранне. Це і національні кухні: з неї готують італійську поленту, іспанську тортіллу, румунську мамалигу, грузинську мчяди і так далі. З кукурудзяних зерен готують кукурудзяні пластівці, крохмаль, патоку, спирт, пиво, а ще - чудодійна кукурудзяна олія, здатне знижувати кількість холестерину в крові.

Оболонка кукурудзи вірою і правдою служить медицині. Вона дозволяє приготувати лікувальні чаї, таблетки, порошки. [1]

В Україні кукурудзу вирощують з кінця XVII ст.

У світовому землеробстві кукурудза займає тепер близько 130 млн. га, валові збори її зерна досягають 470 млн. т і більше за рік.

Найбільші посівні площі кукурудзи зосереджені в США — близько 30 млн. га, Бразилії (до 12 млн. га), Індії (6 млн. га), Румунії (3 млн. га). В Україні кукурудзу вирощують залежно від року на площі 4,7 (1995 р.) - 5,9 (1990 р.) млн.. га, у тому числі на зерно до 1,2 млн. га, на силос і зелений корм 3,5 - 4,6 млн. га.

Основні посіви кукурудзи на зерно в нашій країні розміщені в Степу й Лісостепу, на силос і зелений корм — в усіх зонах.

В Україні кукурудза — одна з найбільш урожайних зернових культур. За середньою врожайністю зерна (35,4 ц/га в 1986 - 1990 pp.) вона поступається лише рису (47,4 ц/га) та озимій пшениці (40,2 ц/га). [4]

Ботанічний опис

У світовому землеробстві, у тому числі й в Україні, кукурудзу використовують як універсальну культуру - на корм худобі, для продовольчих і технічних потреб - виробництва круп і борошна, харчового крохмалю та рослинної олії, меду й цукру, декстрину та етилового спирту тощо. Це одна з найпоширеніших сільськогосподарських культур.

Рід кукурудзи (Zea L.) представлений одним видом - кукурудзою (маїс) культурною (Zea mays L.). Тривалий час вважали родоначальником кукурудзи однорічну багатостеблу рослину тео-синте, доки не було встановлено, що само тео-синте походить від кукурудзи. Тео-синте утворює дворядний початок із зернівками, які охоплені лусками і не вимолочуються. Трапляється в Центральній Америці як бур'ян у посівах кукурудзи. Зустрічається тео-синте багаторічне - багатостебла рослина, яка також є бур'яном на кукурудзяних полях у Центральній Америці.

Кукурудза культурна (2n-42) - однорічна трав'яниста рослина, яка зовнішнім виглядом значно відрізняється від інших злакових рослин.

Коренева система мичкувата, добре розвинена, окремі корені проникають у ґрунт на глибину 2-3 м. У кукурудзи розрізняють кілька ярусів коренів: зародкові, гіпокотильні, епікотильні, підземні вузлові та надземні стеблові (повітряні, або опірні). Основну масу кореневої системи становлять підземні вузлові корені, які заглиблюються у ґрунт до 2,5 м і більше та розходяться в боки у радіусі понад 1 м. Ярусне розміщення коренів у ґрунті з перевагою основної частини їх у гумусовому шарі більш повно забезпечує рослину елементами живлення і вологою за рахунок літніх опадів.

Стебло у кукурудзи - міцна, груба, округла соломина, заповнена нещільною паренхімою. Висота його залежно від біологічних особливостей сорту чи гібрида та факторів урожайності коливається від 60-100 у ранньостиглих форм і до 5-6 м у пізньостиглих. Товщина - 2-7 см. Кількість міжвузлів на стеблі у ранньостиглої кукурудзи досягає 8-12, у дуже пізньостиглої - до 30-40 і більше.

Листки лінійно-ланцетні, великі, довжина листкової пластинки 70-110 см, ширина 6-12 см і більше. Листок зверху опушений, має невеликий язичок і не має вушок. Розміщуються листки на стеблі почергово, не затінюючи один одного. Краї їхні ростуть швидше, ніж середина, а тому є хвилястими, що збільшує загальну листкову поверхню рослини. Кількість листків на стеблі адекватна кількості стеблових вузлів. У кукурудзи на одній рослині формується чоловіче суцвіття - волоть і жіноче - початок, тобто вона є однодомною роздільностатевою рослиною.

Волоть у кукурудзи верхівкова, розміщується на кінці центрального стебла або на верхівках бічних пагонів - пасинках. На осі волоті переважна кількість бічних гілок першого порядку, рідко на двох-трьох нижніх утворюються гілки другого порядку. Колоски з чоловічими квітками розміщені вздовж кожної гілки двома або чотирма рядами, попарно, з яких один сидячий, другий на короткій ніжці.

Колоски двоквіткові; квітки тичинкові, з широкими опушеними перетинчастими колосковими лусками та тонкими м'якими - квітковими, між якими знаходиться три тичинки з двогніздими пиляками. У кожній добре розвиненій волоті утворюється до 1-1,5 тис. квіток, які за сприятливих умов зацвітають разом з жіночими квітками або на 2-4 дні раніше. Пилок переноситься вітром до 300-1000 м, що враховують при просторовій ізоляції насінних посівів кукурудзи.

Суцвіття з жіночими квітками - початки - розвиваються з частини найактивніших пазушних бруньок стеблових листків. На стеблі утворюються здебільшого 2-3 початки, решта бруньок не розвиваються.

Початок розміщується на короткій ніжці (стебельці), покритій зовні обгортковими листками, які відрізняються від звичайних стеблових добре розвиненими піхвами і редукованими пластинками. Внутрішні листки обгортки тонкі, майже плівчасті, світлі, зовнішні - товщі й зелені.

Основою початка є добре розвинений стрижень циліндричної або слабоконусоподібної форми, завдовжки 15-35 см. Маса його становить 15- 25% загальної маси початку. У комірках стрижня, які розміщуються поздовжніми рядами, розміщуються попарно колоски з жіночими квітками.

Колоски початку мають м'ясисті (при висиханні - шкірясті) колоскові луски та ніжні тонкі - квіткові. У кожному колоску знаходиться дві квітки, але утворює зернівку лише одна - верхня, друга, нижня - безплідна. Розміщені попарно колоски формують дві зернівки, тому початки мають парну кількість рядів зерен - від 8 до 24 і більше. Нормально розвинені жіночі квітки мають сформовані маточки, які складаються із зав'язі, довгого (до 40-50 см) ниткоподібного стовпчика і приймочки.

Плід у кукурудзи - гола зернівка різних розмірів і форми, консистенції та забарвлення. [4]

Біологічні особливості культури

Вимоги до тепла: Кукурудза — теплолюбна рослина, її насіння проростає при 8—10 °С. Сходи появляються при температурі не нижче 10—12 °С. Приріст біологічної маси припиняється при середньодобовій температурі нижче 10 °С.

Рівень температури визначає строки появи у кукурудзи чергових листків, настання фенологічних фаз. Чим вища температура повітря, тим швидше появляється черговий листок.

У період формування генеративних органів оптимальна температура становить 19—23 °С. Найбільш сприятлива температура для росту кукурудзи — 25—30 °С.

Пилок кукурудзи містить близько 60% води. При температурі вище 30-35 °С у фазі цвітіння і відносній вологості повітря близько 30% він протягом 1—2 год. висихає і втрачає здатність до проростання, що призводить до слабкої озерненості качанів. За прохолодної погоди (18—19 °С) пилок зберігає життєздатність протягом доби.

Формування, наливання та достигання зерна кукурудзи можуть відбуватися при порівняно невисокій температурі повітря: середньодобовій — 11—12 °С і денній — 15 °С. Фази наливання зерна, молочно-воскової стиглості настають швидше при більш високих температурах. Значно збільшуються міжфазні періоди при температурі нижче 14 °С.

Приморозки 2—З °С пошкоджують сходи, а восени — листки. Кукурудза легше переносить весняні приморозки, ніж осінні. Пошкоджені сходи протягом тижня здатні відростати. Ранньостиглі сорти і гібриди краще переносять понижені температури і приморозки порівняно з пізньостиглими.

Сума біологічно активних температур, необхідна для достигання ранньостиглих форм, становить 1800—2000 °С, середньостиглих і пізньостиглих — 2300—2600 °С.

Відношення до вологи: Кукурудза належить до порівняно посухостійких культур. На утворення 1 кг сухої речовини вона витрачає 174—406 кг води. Потреба рослин в воді змінюється протягом вегетаційного періоду.

Кукурудза добре переносить посуху до початку появи волотей, але якщо за 10 днів до їх появи і протягом 20 днів після появи спостерігається посуха, то врожайність значно знижується.

На початку розвитку кукурудзи середньодобові витрати води становлять 30—40 м3/га, а в період від появи волотей до молочної стиглості зерна — до 80—100 м3/га. Розвинута рослина витрачає 2—4 кг води на добу. Кукурудза негативно реагує на перезволоження ґрунту.

Відношення до світла: Кукурудза — світлолюбна рослина короткого дня. Найшвидше зацвітає при 8 – 9 годинному дні. Вона потребує інтенсивного сонячного освітлення, особливо на перших етапах розвитку. Непомірне загущення посівів і забур'яненість їх призводять до зниження врожайності зерна. Мінімальне освітлення для кукурудзи — 1400— 8000, а оптимальне — 20000—250000 лк.

Вимоги до ґрунтів: Кукурудза дає високі врожаї на чистих, пухких ґрунтах з глибоким гумусовим шаром, забезпечених вологою та поживними речовинами, з рН 5,5—7. До таких ґрунтів належать чорноземні, темно-каштанові, темно-сірі суглинки та супіщані, а також заливні ґрунти. Оптимальна щільність ґрунту для цієї культури—1,1 — 1, 3г/см3.

Кукурудза засвоює багато поживних речовин із ґрунту. На створення врожаю 1 ц зерна з відповідною кількістю листостеблової маси вона споживає у середньому 2,4— З кг N, 1—1,2 кг Р205 і 2,5—3 кг К2О. Крім азоту, фосфору та калію в житті рослин велике значення мають сірка, кальцій, магній, залізо, марганець, бор, мідь, цинк.

Протягом вегетації рослини нерівномірно споживають елементи мінерального живлення. Якщо на початку вегетації кукурудза засвоює їх незначну кількість, то перед появою волотей за одну добу споживає 3,2 кг/га N, 0,9 Рг05 і 3,4 кг/га К2О. Чотириденні ростки використовують до 50% азоту і калію, а двотижневі — до 65—75%.

Біологія цвітіння і запліднення в кукурудзи: Після утворення статевих клітин у квітках чоловічого (волотях) і жіночого (качанах) суцвіть настає період їх достигання.

Зрілість квіток чоловічого суцвіття настає тоді, коли пиляки і пилок у них досягнуть характерного розміру і кольору, а в жіночого суцвіття — при утворенні довгих і пружних приймочкових ниток. У цей період забарвлення пиляків змінюється від жовто-зеленого до інтенсивного жовтого. Пилкові зерна також жовтіють і відрізняються одне від іншого.

Цвітіння волоті починається з середини центральної гілочки. Найпізніше розкриваються квітки на нижніх гілочках волоті. Сидячі квітки зацвітають раніше, ніж ті, що прикріплені на ніжці.

Інтенсивність цвітіння залежить від температури повітря. В нормальних умовах волоть цвіте протягом дня з максимумом у ранкові та полуденні години. Цвітіння жіночого суцвіття при оптимальних умовах настає порівняно з чоловічим, на 1—5 днів пізніше. Приймочкові нитки в період цвітіння ростуть із швидкістю 1—3 см за добу. Всі вони з-під обгорток качана появляються протягом 5—10 днів. Раніше виходять ті, що розміщені в нижній частині качана. Довжина їх сягає 45 см і більше.

Запилення у кукурудзи здійснюється в основному за допомогою вітру (в природних умовах), а в селекції застосовують примусове нанесення пилку на приймочкові нитки, які появилися під пергаментними ізоляторами.

Вітром пилок переноситься на віддаль до 3000 м. Він зберігає життєздатність 2— 5 год. Щоб продовжити життєздатність пилку, застосовують різні методи — зберігають його в ексикаторах при температурі 2 °С, заморожують у вуглекислоті при температурі —78 °С, що дає можливість зберегти пилок до 14 днів. Розроблена також методика зберігання його в рідкому азоті протягом року.

Пилкові зерна, які потрапили на приймочкові нитки, прилипають до їх поверхні і починають проростати залежно від умов середовища за 5 хв. а іноді і через 2 год.

Після потрапляння пилку на приймочкову нитку пилякова трубка проростає через відповідну пору пилкового зерна.

У верхній частині зерен на приймочці кукурудзи приймочки проростає завжди більша кількість пилкових трубок, а в напрямку до її основи їх кількість зменшується і в зародковий мішок, за даними більшості дослідників, проникає тільки одна з них, вміст якої забезпечує подвійне запліднення.

Суть його в тому, що при досягненні зародкового мішка пилкова трубка лопається, звідки виходять два спермії, один з яких зливається з ядром яйцеклітини, а другий — з полярним центральним ядром. Запліднена таким чином яйцеклітина називається зиготою і має подвійний набір хромосом (2n = 20) тому, що вона виникла внаслідок злиття спермія і яйцеклітини, які мали по 10 хромосом.

Після поєднання спермія з полярним ядром через деякий час відбувається злиття їх з іншим полярним ядром. Так утворюється основне (первинне) ядро ендосперму, вже триплоїдне (3n = 30). Цим можна пояснити явище появи ксеній у кукурудзи, які спостерігаються в ендоспермі зерна в рік проведення схрещування. Первинне ядро ендосперму (те, що виникло внаслідок злиття спермія з двома полярними ядрами) негайно починає ділитися і з нього утворюється ендосперм, а запліднене ядро яйцеклітини починає ділитися тільки через 20—30 год. після запліднення. Із заплідненого ядра яйцеклітини розвивається зародок. [4]

Список використаної літератури

  1. Білоножко М. А. В. И. Шевченко "Рослинництво. Інтенсивна технологія вирощування сільськогосподарських культур" - К.: Вища школа 1990 р.
  2. Гурьев Б. П., Гурьева И. А. Селекциф кукурудзы на раннеспелость. – М.:Агропромиздат, 1990 р.
  3. Заїка С. П. Скоростигла кукурудза. – К.:Урожай, 1987 р.
  4. Зінченко О. І. Рослинництво: Підручник – К.: Аграрна освіта, 2003 р.
  5. Зозуля О. Л., Мамалига В. С. Селекція і насінництво польових культур. – К.;Урожай, 1993 р.
  6. Молоцький М. Я. та ін. Селекція та насінництво польових культур. – К.: Вища школа, 1994 р.
  7. Молоцький М. Я., Васильківський С. П., Князюк В. І., Власенко В. А. Селекція і насінництво сільськогосподарський рослин: Підручник. – К.: Вища освіта, 2006 р.
  8. Чучмий И. П., Моргун В. В. Генетические основи и методи селекции скороспелих гибридов кукурудзы. – К.: Наукова думка, 1990 р.


28.11.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!