Поперечный срез зерновки пшеницы где что
Строение зерна
Зерно является исходным продуктом для получения крупы, муки, макаронных, хлебобулочных изделий.
Зерно хлебных злаков имеет сходное строение.
На продольном разрезе зерна пшеницы (рис.) хорошо различимы (под микроскопом) бородка (опушение), плодовая и семенная оболочка, алейроновый слой, эндосперм, зародыш.
Рис. Строение зерна пшеницы: 1 — зародыш; 2 — эндосперм; 3 — алейроновый слой; 4 — плодовая и семенная оболочки; 5 — бородка
Плодовая оболочка состоит из нескольких слоев полупрозрачных клеток, которые содержат клетчатку, минеральные соли, витамины. Семенная оболочка содержит меньше клетчатки, больше минеральных веществ. Плодовая и семенная оболочки не представляют питательной ценности.
Под оболочками расположен эндосперм. Наружный слой клеток эндосперма называется алейроновым. Алейроновый слой богат жирами, белками, минеральными солями, витаминами. Но эта ценные вещества практически не усваиваются, так как клетки, в которые они заключены, покрыты толстыми оболочками из клетчатки. При переработке зерна оболочки и алейроновый слой удаляют.
Эндосперм — ценная питательная часть зерна. В нем содержатся белки (до 12%), сахара (до 3%), крахмал (до 59%), жиры (1%), минеральные вещества и клетчатка в небольшом количестве. Эндосперм составляет 80—82% массы зерна, используется для получения крупы и муки.
Зародыш составляет в среднем 3% массы зерна. Содержит много жира, белков, сахаров, витаминов, ферментов. Зародыш имеет высокую питательную ценность, но при производстве круп, муки он удаляется. Жир, содержащийся в зародыше, при хранении легко прогоркает, вызывая порчу продуктов.
Из зародыша пшеницы получают витамин Е; из зародыша кукурузы — масло.
ЗЕРНО
ЗЕРНО, важнейший продукт с.-х. производства, основа народного питания и кормовой базы для с.-х. ж-ных, сырьё для мукомольно-крупяной, спиртовой, пивоваренной, консервной и др. отраслей промышленности.
Табл. I. Химический состав и калорийность зерна
В состав безазотистых экстрактивных веществ входит, гл. обр., крахмал. Содержание его в эндосперме З. злаков составляет до 85% его веса- Крахмал в сочетании с клейковиной обусловливает консистенцию и структуру хлеба. В холодной воде крахмал нерастворим, в горячей образует вязкий коллоидный раствор (клейстер), а при охлаждении превращается в студень. Под действием ферментов крахмал разлагается на ряд промежуточных продуктов и даёт в конечном счёте глюкозу.
Количество жира в З. незначительно. Больше содержится жира в зародыше зерна. Содержание основных веществ в различных частях З. пшеницы представлено в табл. 2.
Табл. 2. Химический состав анатомических частей пшеничного зерна (в % на абсолютно сухое вещество по Н. Раменскому)
В З. хлебных злаков содержатся витамины А, Е, В1, В2 и PP.
Признаки товарного качества З. Зерно обладает рядом признаков, характеризующих принадлежность его, как продукта урожая, к той или др. группе, виду, сорту р-ний и определяющих его качество для продовольственного, кормового использования и как сырья для переработки.
Из др. общих свойств З., влияющих на его качество (зерновой массы), следует указать гигроскопичность, теплопроводность, сыпучесть.
Чтобы судить о качестве зерновой массы, из неё отбирают, согласно установленным правилам, образец для анализа: вначале берут исходный образец, отражающий среднее качество З., из к-рого составляют средний образец, а из последнего берут навески для анализа. Составление среднего образца можно производить вручную или механически. Наиболее распространён для этой цели так наз. делитель Гусева (упрощённый).
Абсолютный вес З. (вес 1000 зёрен) определяют так: навеску (образец) З. насыпают ровным слоем на гладкой поверхности стекла в виде квадрата, к-рый делят по двум диагоналям на 4 треугольника. Из двух противоположных треугольников отсчитывают пробы (по 500 зёрен крупносемянных культур и по 1000 зёрен мелкосемянных), к-рые взвешивают. Чтобы иметь более точное представление об абсолютном весе З., производят пересчёт на сухое вещество, пользуясь формулой:
Натура З., или вес единицы объёма З. в г (натурный вес), имеет известное значение как показатель нек-рых физ. свойств зерновой массы, выполненности и мукомольных свойств З. В зависимости от характера поверхности З., его влажности и т. д. натура З. может значительно изменяться. Определяют натуру З. литровой пуркой (см.), а для больших партий З. пользуются 20-литровой пуркой.
Влажность З., содержание в нём воды, выраженное в процентах, один из важнейших показателей состояния З. при сдаче его на заготовительные пункты, при подготовке к помолу (гидротермической обработке или кондиционировании). Особенно большое значение степень влажности имеет в полевых условиях и на всех дальнейших этапах движения З. до амбара, элеватора, мельницы. Определение влажности производится в сушильных шкафах и посредством особых приборов («влагомеров»).
Засорённость З., содержание (в %) посторонних примесей. Примеси (сорняки, мёртвый сор, битые зёрна и др.) понижают ценность зерна.
Мукомольная оценка качества З. основана на определении зольности зерна и муки, продолжительности размола и расхода энергии на размол. Признаки эти устанавливают путём проведения помолов малых по весу образцов З. на лабораторной мельнице.
Хлебопекарная оценка качества З. производится методом пробных выпечек с определением: объёмного выхода формового хлеба, расплывчатости его (отношения высоты подового хлеба к его диаметру), структуры, пористости, цвета мякиша. Существуют и косвенные методы хлебопекарной оценки З. спец. приборами по определению физ. свойств теста (альвеограф и др.).
См. также Стандартизация.
Вредители З. и меры борьбы с ними см. Амбарные вредители, Дезинсекция.
При использовании З. на корм применяют след. способы подготовки: 1) измельчение, дробление, плющение, размол; измельчением З. облегчается его разжёвывание и усвояемость питательных веществ ж-ными; степень измельчения З. различна, в зависимости от свойств корма, вида ж-ных и возраста; 2) дрожжевание или обогащение корма дрожжами (см. Дрожжи, Корма); 3) осолаживание, при к-ром для улучшения вкуса часть крахмала переводят в сахар (см. Корма); 4) проращивание, при к-ром образуются витамины, увеличивается содержание растворимых азотистых и фосфорных соединений, осахаривается крахмал. При скармливании З. бобовых (гороха, чечевицы, сои) рекомендуется варка и пропаривание для повышения биологической ценности протеинов; такая подготовка даёт наилучшие результаты при кормлении свиней.
Табл. 3. Питательность зерна
Литература: Попов И., Кормление сельскохозяйственных животных, 7 изд., М., 1946; его же. Кормовые нормы и кормовые таблицы, 11 изд., М., 1948; Попов И. [и др.], Корма СССР, состав и питательность. С предисл. Е. Ф. Лискуна, М., 1944; Томмэ М. [и др.], Минеральный состав кормов, М., 1948.
Состав зародыша семени пшеницы
Зерновые культуры — исходное сырье для изготовления муки, макаронных и хлебобулочных изделий, кормов для скота. Наиболее ценными в пшенице являются ферментативные, белковые и углеводные свойства. Семя злакового растения называется зерновкой. Строение зерна пшеницы и его составляющие — важная информация для тех, кто стремиться повысить урожайность зерна.
Строение зерновки
Строение зерновки пшеницы (продольный разрез):
У пленчатых сортов зерновка пшеницы покрыта чешуйками, прикрывающими цветок. У голозерных сортов зернышки быстро отделяются от чешуек.
Строение семени
Строение семени пшеницы основывается на эндосперме. Он представляет из себя ядро мучнистой структуры. В центральной его части расположены крупные, тонкостенные, обычно неправильной формы клетки. По мере удаления от центра клетки приобретают прямоугольную форму. Внутри клеточных структур расположены белки, образующие сплошную матричную систему с крахмальными гранулами.
Краевой слой эндосперимия алейроновый. По внешнему виду он резко отличается от структуры остального семени. Его формируют клетки с толстыми стенками, похожие на кубики.
Оболочка
Оболочки играют защитную функцию. Голозерные сорта имеют 2 оболочки. Снаружи перикарпий, образующийся из тканей завязи. Перикарпий состоит из трех слоев, формируемых толстостенными клеточными одревесневшими структурами, полыми внутри. Локализация клеток напоминает по структуре кирпичную кладку. Такое положение делает оболочку более плотной, способной выдерживать механические повреждения.
Семенную оболочку формируют стенки почки. Состоит она из нескольких слоев мелких клеточных структур, неправильной формы. Центральный слой содержит красящее вещество, придающее цвет семени.
По внешнему виду строение семя пшеницы напоминает цилиндр, заостренный сверху и снизу. Цвет его желтовато-золотистый. Структура плотная.
Тип плода пшеницы
Зерновка относится к паракарпным формированиям. Основной ее слой выстлан паракарпным гинецеем. К однодольному типу пшеницу относят, опираясь на характерные морфологические признаки:
Строение зародыша семени
Строение зародыша зерна пшеницы:
Рассмотреть его можно только при помощи лупы. Семядоля (щиток) представляет собой тонкую пластинку, прилегающую к эндосперму, состоящую из алейроновых клеток. Паренхимная часть щитка состоит из пористых оболочек. По центральной части семядоли проходит линия (тяж), соединяющийся с пучком корешковых сосудов у основания почки. Нижняя область щитка соединена с тканью колеоризы.
С внешней стороны, граничащей с эндоспермом, семядоля покрыта секреторными клетками (эпителием). В момент прорастания эти клеточные структуры выделяют ферменты, расщепляющие сложные питательные соединения на простые водорастворимые элементы.
Щиток образует выступ (лигула) в верхней части зародыша, который закрывает почку от повреждений. В нижней части расположен эпибласт орган, поглощающий влагу из почвы в период прорастания, и передает ее по сосудистой системе.
Апикальная меристема обеспечивает развитие из зародыша полноценного ростка. Она продуцирует все новые клеточные структуры.
Почечка точка роста, состоящая из 3 листовых эмбрионов. Развивается обычно только 2, а 3-й представлен дуговидным валиком. Наружную часть почечки покрывает колеоптиле, предохраняющий семя от повреждений в период вегетации.
В колеоптилярном узле расположены центральный корень и 1-2 пары дополнительных. Все они покрыты пленками из калиптрогена. Внешний слой центрального корня состоит из дерматогена, который превращается в эпиблему в момент прорастания. Последующий слой периблема преобразуется в первичную кору. Плерома — начальный слой центральной цилиндричной полости.
Питательные вещества в зерне
В зерновке запасы питательных веществ содержатся в эндосперме. Наружный его слой, примыкающий к оболочке, содержит зерна алейрона, богатые азотистыми соединениями. Под эндоспермом расположены крахмалсодержащие клетки.
Семена пшеницы содержат в своем составе:
Слои эндосперма отличаются по содержанию белка. От центральной части до периферии его количество в слоях растет от 7 до 16%. Семена пшеницы состоят из эндосперимия, который занимает около 80% общей массы культуры.
Химический состав зародыша зерна
Зародыш зерна пшеницы состоит из следующих химических элементов:
Массовая часть зародыша составляет 2-3%. Пшеничные белки содержат в своем составе незаменимые кислоты. В масле пшеницы главными элементами выступают олеиновые и линолевые кислоты. Помимо этого, в зернах пшеницы имеются каротиноиды, альфа-токоферол, стерины.
Питательные вещества постоянно кочуют от растения к семязачатку в период вегетации.
За счет этого процесса значительное количество питательных соединений скапливается в эндосперме. Зародыш полностью отделяется от семяножки, а питательные вещества переходят в созревшие плоды. Семечко высыхает, теряя влагу. Кожура становится твердой, окружая защитным слоем уже новый зародыш.
Анатомическое строение зерна
Внутри зерновки хлебных злаков хорошо просматриваются три основные части: оболочки, эндосперм и зародыш (рис. 1). Поскольку зерновка является плодом, то наружная часть оболочки называется плодовой оболочкой. Она двухслойная. Под нею располагаются два слоя семенной оболочки. У пленчатых зерен, кроме перечисленных, есть и так называемая мякинная оболочка, представляющая собой цветковые чешуи.
Зародыш дифференцирован на различные части – зачатки будущего растения. К эндосперму прилегает щиток – единственная семядоля хлебных злаков. Его функция – обеспечивать зародыш питательными веществами. В нижней части зародыша находятся первичные (зародышевые) корешки в виде небольших бугорков. Выше располагается первичный стебель. Он заканчивается почкой, которая покрыта колпачком зачаточных листьев. Зародыш у пшеницы, ржи, ячменя, тритикале составляет 2,0-2,5%, овса – 3,0-3,5%, а у кукурузы 10 % массы зерновки.
В эндосперме (см. рис. 1) различают наружный (алейроновый) слой, непосредственно прилегающий к оболочке зерна, и внутреннюю мучнистую часть.
Алейроновый слой обычно состоит из одного ряда клеток кубической формы. В них находятся темно-желтые алейроновые зерна, представляющие собой твердые отложения запасных белков. У ячменя 3-5 рядов таких клеток. На долю алейронового слоя в среднем приходится 6-8% массы зерновки.
Под алейроновым слоем находится мучнистая часть эндосперма, представленная клетками, заполненными крахмальными зернами, а в промежутках между ними распределены белковые вещества. На мучнистую часть приходится до 85% массы зерновки.
Оболочки защищают зерновку от воздействия внешних условий, поражения грибными болезнями. Чем они толще, тем больше отрубей при размоле зерна. Обычно на долю оболочек приходится 5-7% массы зерновки.
Внутреннее строение зерна лучше изучать под микроскопом, используя готовые, подкрашенные препараты продольных и поперечных срезов через зерно пшеницы. Продольный разрез зерновки зарисуйте в рабочей тетради.
Особенности строения пшеницы
Зерновые культуры на протяжении многих лет являются основным источником питания для людей во всем мире, активно используются в кормлении домашнего скота и птицы. Перед земледельцами стоит задача по увеличению прироста пшеницы, для этого необходимо знать особенности ее развития и роста.
Фазы роста пшеницы
В процессе развития пшеница проходит несколько стадий роста. Для каждой фазы характерно образование нового органа, а также морфологическое изменение в развитии уже существующих.
Выделяется 12 фаз роста пшеницы.
Вегетационный период сопровождается рядом фенологических фаз. Началом этапа является период, когда в фазу вошло около 10% растений. Полным вхождением в этап принято считать момент, когда в фазе находится 70-75% растений. Выделяют следующие фазы фенологического роста пшеницы:
Растения лучше развиваются при продуманном обеспечении необходимых процессов жизнедеятельности. Даже внешний вид многое говорит о качестве злака.
Прорастание семян
Под влиянием влажной, теплой среды семена начинают набухать. Воздействие воды обеспечивает движение сложных ферментов, которые преобразуются в водорастворимые соединения, перемещаемые через щиток в зародышевую часть.
Для прорастания зерна пшеницы необходимо 47-48 % в соотношении к сухой массе зерен. На скорость поглощения воды влияет структура зерен.
Появление всходов
На первых порах пшеничный росток активно развивает корневую систему. Только после этого идет в рост стебель. Он начинает формироваться в непосредственной близости от щитка. Над уровнем почвы сначала виднеются шиловидные ростки побег стебля, покрытый прозрачным листком (колеоптиль). Он играет защитную функцию. По достижении стеблем определенной точки роста, колеоптиль отмирает.
Первый лист полностью формируется за 6-14 дней после появления пшеничного ростка. Через неделю из пазухи появляется второй лист. Через аналогичный промежуток времени формируется третий, а затем и четвертый листы. Параллельно идет рост корневища. Уже на момент появления 3-4 листьев, корни достигают длины 30 см.
Кущение
Подземное ветвление стебля называют кущением пшеницы. Узловая часть, в которой происходит процесс, называется точкой кущения. Состоит она из комплекса образований, представляющих собой близко расположенные узлы, образующие корни второго порядка, стебли.
Почка, которая находится в основании первого листа, начинает увеличиваться в размерах, сдвигая его в сторону и формируя боковой побег. В последствии в каждой пазухе закладываются новые почки, дающие ветвления 2, 3, 4 и выше порядков.
Параллельно идет развитие вторичного корневища. Если первые корни уходят глубоко в землю, то вторые размещены в поверхностных слоях.
Чем мощнее будет корневище, тем больше урожай.
Кустистость может быть:
Стеблевые побеги, на которых формируются цветки, но зерно еще не вызрело, называется подгоном, стебли без соцветий — подседом.
Выход в трубку
На этой фазе нижние междоузлия расходятся в стороны, начинает формироваться генеративный орган. Нижнее междоузлие, локализующееся над точкой кущения, становится длиннее. Рост заканчивается через 10-15 дней. Практически одновременно увеличивается второе междоузлие, а затем все последующие. Этот тип роста именуется интеркалярным. Даже при полегании, пшеничный стебель способен подниматься за счет продолжения роста междоузлий. Завершение роста попадает на конец цветения — период наливания зерна.
Временной отрезок от начала выхода в трубку до колошения — самая важная фаза развития. По срокам фазы определяется скороспелость пшеницы. Различить ее можно, прощупав узел через лиственное влагалище. В этот момент точка роста находится на высоте 5 см над уровнем почвы.
Колошение
Выметывание происходит параллельно с усилением роста стебля на стадии развития пятого, шестого побега, иногда седьмого, и при выходе соцветий наружу. Начало колошения — это момент появления из лиственного влагалища половины длины метелки. В этот период усиленно растет лиственная часть, соломина, активно формируется колос.
Цветение
Сразу же после колошения наступает фаза цветения. Пшеница относится к самоопыляющимся растениям. Пыльники вызревают еще в закрытых соцветиях, что способствует попаданию пыльцы в эти же цветки, раньше, чем открывается пленка и происходит проникновение пыльцы других растений.
На этом этапе прекращается рост стеблевой части, колоса, листвы. Пшеница может цвести при открытых или закрытых цветочных чешуйках в зависимости от погодных условий. Цветение начинается со средней части метелки. Зерна, которые образуются первыми, обычно более крупные, чем остальная масса, обладают наилучшими семенными качествами.
Созревание
Этот период поделен на 2 фазы:
С момента оплодотворения до появления первой точки роста происходит формирование семян. В период налива в эндосперме начинает откладываться крахмал. В начале зерна имеют водянистую структуру, массовая часть воды составляет 98%. Фаза формирования эндоспермы занимает неделю. Далее жидкость в семени приобретает молочный оттенок, а процентное содержание воды снижается до 90%. Продолжительность фазы 7-8 дней.
В дальнейшем жидкость в семени становится похоже на молоко, массовая часть воды составляет 50%. Фаза может длиться 7-15 дней. Этап, когда эндосперм приобретает консистенцию теста, длится 4-5 дней, массовая доля воды в этот период составляет 10%.
Технически спелой пшеница является с момента прекращения поступления пластических соединений.
На этапе восковой зрелости эндосперм имеет тягучую структуру, его оболочки желтого цвета. Через 6 дней семена переходят в фазу твердой спелости. Эндосперм имеет твердую структуру, на срезе мучнистый или стекловидный, оболочки плотные, кожистые. В зависимости от зоны произрастания влажность семени колеблется в пределах 8-22%.
Строение стебля
Внешнее и внутреннее строение стебля пшеницы подобно другим злаковым. Он представляет собой удлиненную, полую внутри соломину. Внутреннее строение ростка пшеницы — полое пространство, разграниченное перегородками. Снаружи в этих же разграничительных точках просматриваются, прощупываются уплотненные бугорки узлы. Эти точки позволяют колоскам стойко переносить непогоду и ветер. Междоузлия расположены между основными узлами.
Быстрый рост стебля обеспечивается за счет основания и верхушки междоузлий. Удлиненные листья прорастают из основания стебля влагалища. Нижняя часть листа имеет вид трубки, сквозь которую проходит стебель. Влагалища защищают хрупкие части стебля от механических повреждений, делают его более прочным.
Пшеница образует соцветия, относящиеся к типажу сложный колос. Каждое соцветие представляет из себя колосок, сформированный двумя чешуйками и цветками без чашечек и венчиков в количестве от двух до семи.
Строение остистых зерновых
У многих сортов пшеницы от цветочной чешуйки, находящейся снаружи, отходит длинная ость. Эти сорта относят к остистым зерновым культурам.
В каждом цветке имеется 3 тычинки и пестик, состоящий из завязи с 2-мя перистыми рыльцами, располагающимися на завязи. Такое строение обусловлено отсутствием столбика. После самостоятельного опыления формируется зерновка. Семя представляет из себя зародыш и эндосперм. В эндосперме содержатся все питательные вещества. В зародыше одна доля, поэтому пшеница относится к однодольным разновидностям зерновых.
Познания в области строения пшеницы и умения определять фазы роста позволяют вырастить богатый урожай и обеспечить население достаточным количеством хлебных изделий.