БИОХИМИЯ ЗЕРНА


   

§ 3. Влияние географического фактора, климата и почвы

  

 

Взаимосвязь с окружающей средой — обязательное условие существования злаковых растений, как и всех живых организмов. Под окружающей средой следует понимать сочетание факторов,, влияющих на растение: воды, температуры, почвы, света, ветра, а также животных, растений и человека. Многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности, т. е. совокупность и последовательность смены погоды, называется климатом. Климат и почва — основные природные условия, в которых растет и развивается злаковое растение, находясь в тесном взаимодействии с ними. Пшеница может прорастать при температуре 1...2°С. Кукуруза же для прорастания требует 8...10°С, а рис — не менее 11... 13 °С. Отсюда видно, что пшеница может с успехом культивироваться значительно севернее кукурузы, а кукуруза — севернее риса. Географический фактор сказывается и на сроках созревания зерна разных культур, культивируемых в одной климатической зоне. Так, в центральных районах РСФСР рожь достигает восковой спелости в среднем в третьей декаде июля. За рожью поспевает пшеница, затем ячмень, овес и в завершение — гречиха.  

Высокое технологическое хлебопекарное достоинство зерна пшеницы также тесно связано с географическим размещением ее посевов ( 36). При исследовании большого количества проб мировой коллекции ВИР установлено, что наибольшую силу, устойчивость теста к замесу и высокую смесительную ценность имеет зерно пшеницы, репродуцированное в условиях Казахстана и Сибири. На юго-западе европейской части СССР даже в благоприятные годы пшеничное зерно не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сильной пшенице. Химический состав зерна, его биохимические и технологические свойства в значительной степени зависят от климатических и почвенных условий (количества солнечных дней и осадков в течение вегетационного периода, состава удобрений и т. д.).

В масле подсолнечника отмечают меньшее содержание ненасыщенных жирных кислот в южных широтах и более высокое — в северных холодных широтах и горных местностях. Соответственно изменяется йодное число масел: на севере и в горах оно выше, на юге — ниже. Содержание белка него фракционный состав в семенах бобовых культур также подвержены изменению в связи с изменяющимися условиями выращивания. В условиях жаркого и засушливого климата в семенах бобовых происходит увеличение солерастворимых белков и уменьшение водорастворимых. Установлена следующая общая закономерность: при культивировании в одной и той же местности химический состав растений и их плодов в пределах вида колеблется в узких пределах. Однако отклонения от наиболее часто повторяющихся погодных условий приводят к заметным изменениям химического состава зерна: в холодное лето химический состав изменяется в сторону, характерную для зерна более северных широт, в жаркое — зерна южных широт.

 Влияние климатических и почвенных условий на химический состав зёрна впервые в 1865 г. исследовал профессор Московского университета Н. Е. Лясковский. Он установил, что содержание белка в зерне увеличивается при передвижении с запада на восток и с севера на юг в районах с большим количеством солнечных дней. За годы Советской власти предпринят ряд работ по изучению изменения химического состава зерна пшеницы и ячменя в зависимости от географического фактора. Полученные данные послужили основой для составления белковых (протеиновых) карт СССР. Было выяснено, что особенно богато белком зерно пшеницы, произрастающей на Украине, в Поволжье (Саратовская и другие области), Западной Сибири (Омская и Новосибирская области), Северном Казахстане.

Исследования последних лет показали, что формулировка Н. Е. Лясковского о географической изменчивости химического состава зерна относится только к Русской равнине. Так, Северный Кавказ находится южнее Красного' Кута. Однако среднее содержание белка в пшенице, выращенной на Северном Кавказе, составляет около 17%, в Красном Куте — 20%.

Температурный фактор также действует в определенных границах, так как с ним связано содержание в почве гумуса, количество которого увеличивается лишь при температуре почвы не выше 30 °С (оптимальная температура его накопления в почве 25 °С). При более высокой температуре почвы перегной не только не образуется, но даже разлагается. Районы, богатые осадками, хотя и находятся на востоке, как правило, содержат мало белка в связи с вымыванием легкорастворимых соединений азота. На восточной окраине азиатской территории СССР выращивают зерно с низким содержанием белка. Таким образом, формулировка Н. Е. Лясковского имеет ограниченное применение и для понимания зависимости содержания в зерне пшеницы белка от природных условий, вообще и в пределах нашей страны в целом недостаточна. Необходимо более детальное изучение связи этого явления с конкретными климатическими и почвенными условиями.

Исследования, проведенные в районах Северного Кавказа ,и других областях страны за несколько лет, показали, что при среднесуточных температурах 21...23°С в период налива семян подсолнечника даже при небольшом количестве осадков масличность повышается, а при увеличении температуры до 28 °С и значительном количестве осадков — снижается. Дождливая погода в период созревания зерновых культур приводит к так называемому стеканию зерна. Зерно, находившееся в это время в состоянии молочной или восковой спелости, становится впоследствии невыполненным, щуплым, урожай значительно снижается. Дождевание на ранних стадиях развития резко изменяет течение некоторых физиологических процессов — снижается приток ассимилятов, происходит гидролиз ранее накопленного крахмала, продукты его вымываются дождевой водой, что отрицательно сказывается на ходе накопления сухого вещества. На более поздних стадиях созревания зерна влияние осадков заметно снижается. При экспериментальном дождевании на стадии молочной и восковой спелости в зерне наблюдали увеличение количества общего фосфора.

Интересен вопрос об изменчивости урожаев зерна в различных зонах страны. Изучали величины климатической изменчивости урожаев (Сп) яровой пшеницы и ярового ячменя, определяя урожайность (среднеобластную продуктивность) в основных сельскохозяйственных районах СССР. Из общей изменчивости урожаев выделяли ту часть, которая связана с колебаниями метеорологических условий по годам, а вариацию, зависящую от уровня культуры земледелия, исключали. Сопоставление величины климатической изменчивости урожаев (Сп) с суммой осадков за теплый период года указывает на тесную связь между этими показателями: коэффициент корреляции для ячменя г =—0,76+0,08 и для пшеницы г=—0,78+0,09. Зона наиболее устойчивых урожаев (Сп<0,20) расположена на западе и севере европейской территории страны, причем для ячменя она значительно больше, чем для пшеницы. Районы нижней Волги и Казахстана отличаются повышенной изменчивостью урожаев яровой пшеницы и ячменя, особенно Астраханская, Актюбинская, Гурьевская, Уральская, Карагандинская, Павлодарская области, где Сп>0,50.

Зона неустойчивых урожаев пшеницы (Сп>0,30) расположена к западу от Казахстана, захватывая южную часть европейской территории СССР до Молдавии, а ячменя — ограничена Луганской и Ростовской областями. Между зонами устойчивых и неустойчивых урожаев расположена переходная зона умеренно устойчивых урожаев (Сп = 0,21 ... 0,29). На европейской территории СССР продуктивность ячменя более устойчива, чем пшеницы. В азиатской части СССР при высокой изменчивости урожаев обеих культур у ячменя продуктивность несколько выше.

По степени устойчивости сбора зерна с 1 га на европейской территории СССР зерновые культуры можно расположить в следующем убывающем порядке: озимая рожь, яровой ячмень, озимая пшеница, яровая пшеница. При этом районы наибольшего распространения яровой пшеницы в основном расположены в зоне наименее устойчивых урожаев. Таким образом, озимую рожь, а затем и яровой ячмень можно рассматривать как более надежные, неприхотливые культуры.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  БИОХИМИЯ ЗЕРНА И ПРОДУКТОВ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

 



Смотрите также:

 

Природные условия и ресурсы. Поволжье расположено...

Природные условия и ресурсы. По совокупности природных факторов Поволжье принадлежит к числу
Климат в Поволжском районе континентальный.
Почвы лесостепи серые, оподзоленные на севере, тучные черноземы на юге.

 

ЗАКЛАДКА БИОДИНАМИЧЕСКОГО САДА. Тяжелые...

Мы смогли увидеть, как корни клевера изменяют структуру и цвет верхнего слоя почвы, как они помогают корням злаковых трав проникать глубже в почву.
Один из примеров влияния климата на свойства почвы заключается в том, что в сухом...

 

Растениеводство. Характер размещения...

Степень соответствия биологических признаков культурных растений тем или
Зерно злаковых культур имеет важное продовольственное значение, а
Распространен в лесной зоне в районах с более мягким климатом, часто на бедных супесчаных почвах.

 

Биотические и абиотические факторы влияющие...

Внешние физико-химические и биотические факторы, влияющие на растения, называются экологическими.
Химические и физические свойства почвы оказывают большое влияние на растения.

 

Физические целебные факторы. климат...

Под влиянием морей климат становится мягче.
Систематическое воздействие этих факторов на человека способствует укреплению и закаливанию организма.
Вследствие сухости почвы, чрезвычайной бедности растительного покрова и...

 

Теневыносливые растения, потребность растений в свете.

Между этими группами и их географическим ареалом существует тесная связь.
Фотопериодическая реакция растений зависит от ряда других внешних факторов — температуры воздуха, влажности почвы, интенсивности и качества света и т. п.