Тема 9.5. Плодові овочеві рослини. Родина Тонконогові

Мета:

ознайомлення з походженням, внутрівидовою класифікацією; ботанічною характеристикою та біологічними особливостями кукурудзи цукрової; сортимент.

Матеріальне забезпечення:

свіжі зразки видів і сортів, макети, стенди, рисунки, слайди.

Завдання 1.

Вивчити походження, внутрівидову класифікацію, ботанічні та біологічні особливості кукурудзи цукрової.

Походження та внутрішньовидова класифікація. Первинний центр походження кукурудзи – Центральна та Південна Америка.

Кукурудза належить до родини Тонконогові (Poaceae) роду Zea L., який поділяється на чотири види: Zea macrosperma Klotr. (великонасінна); Zea hirta Bonaf. (ворсиста, з дуже великим суцільним опушенням листкових піхв); Zea mays L. (звичайна); Zea everta Kizh. (рисова). Усі сорти і гібриди кукурудзи цукрової належать до виду звичайної кукурудзи.

Сучасна класифікація кукурудзи звичайної була розроблена у ВІРі (Жуковський П.М., 1950) на основі довготривалого вивчення всього світового різноманіття сортозразків. За цією класифікацією вид Zea mays L. поділяється на сім основних підвидів: кукурудза розлусна; кукурудза кремниста; кукурудза зубовидна; кукурудза восковидна; кукурудза цукрова; кукурудза крохмалиста; кукурудза плівчаста.

Цукрова кукурудза виникла як мутант зубовидних і кремнистих сортів. Ендосперм зернівки кукурудзи цукрової містить порівняно мало крохмалю і багато водорозчинних цукрів, в т.ч. декстрину. Під час достигання і підсихання зернівка сильно зморщується, набуваючи неправильну форму і нерівну поверхню.

Характерна особливість зернівки кукурудзи цукрової – високий вміст водорозчинних білків і особливо жиру. Особливу цінність для харчового використання має насіння кукурудзи у фазі молочної або молочно-воскової стиглості. У цей час насіння містить близько 18-20 % білку, до 64 % вуглеводів, із яких половина – декстрин та 8-9 % жиру.

Ботанічна характеристика. Кукурудза цукрова відноситься до однорічних, трав’янистих рослин з прямим, нерозгалуженим стеблом, що досягає до 3 м заввишки. Утворює вузли i мiжвузля. Стебло всерединi губчасте, пористе. Листки лiнiйнi, ланцетоподібні, цiлокраї, з паралельним жилкуванням, охоплюють стебло широкою пiхвою.

Коренева система мичкувата і добре розвинута. У нижній частині стебла утворюються додаткові корені, які після підгортання підвищують стійкість рослин проти полягання. У приземній частині стебла утворюються пасинки.

Кукурудза – однодомна, перехреснозапильна рослина. Квітки на рослині роздільностатеві. Чоловіче суцвіття має вигляд розлогої волоті, на колосоподібних гілках якої колоски сидять по два – один сидячий, другий – на ніжці. Жіноче суцвіття має вигляд товстого початка (качана) з товстою м’ясистою віссю. Початки розвиваються на коротких пагонах, що виходять з пазухи середніх листків, і з усіх боків оточені численними піхвами листків.

Плiд – зернівка різної консистенції і розміру, форми та забарвлення: округле, клиноподібне, видовжене, жовтого, білого, оранжевого, рожевого, червоного або навіть чорного забарвлення. Маса 1000 насінин 120-350 г.

Біологічні особливості. Кукурудза ставить великі вимоги до забезпечення світлом, теплом і вологою. Цукристість, вміст вітамінів і сухих речовин також залежать від умов вирощування.

Вимоги до тепла. Кукурудза цукрова – жаростійка овочева культура. Мінімальна температура для проростання насіння 9°C, оптимальна 25-30°C, максимальна 40-45°C. Із зниженням температури до 0°C рослини гинуть. У період цвітіння кукурудзи температура повітря 30°C і вище негативно впливає на процеси запліднення. В цьому випадку відбувається неповне запилення, внаслідок чого різко знижується врожайність і погіршуються товарні якості початків.

Вимоги до вологи. До вологи рослини кукурудзи у період від сходів до цвітіння помірно вимогливі, а під час розвитку генеративних органів та запилення – більш вимогливі. Тому, повітряна і ґрунтова посуха в цей період навіть протягом 2-3 діб призводить до зниження врожайності на 20 %. Цей період починається приблизно за 7-10 діб до з’явлення волотей і продовжується 30 діб.

Вимоги до світла. Цукрова кукурудза – рослина короткого світлового дня. Для сприятливого проходження світлової стадії розвитку рослинам кукурудзи досить мати 12-14 годинний світловий день. Рослини кукурудзи вимогливі до світла, особливо в першій половині вегетації. За недостатнього освітлення сповільнюється засвоєння рослинами поживних речовин, що сповільнює процеси формування продуктивних органів.

Вимоги до грунту. Цукрова кукурудза добре росте на легких родючих ґрунтах, які добре прогріваються та аеровані. Менш придатні для неї ґрунти кислі з рН 5 і нижче, солонцюваті та з близьким заляганням ґрунтових вод.

Вимоги до поживних речовин. Рослини її добре реагують на внесення органічних і мінеральних добрив, особливо фосфорних. Період найбільшої потреби цукрової кукурудзи у поживних речовинах збігається з найбільшою потребою її у воді, що спостерігається у період цвітіння і формування технічно стиглих початків.

Завдання 2.

Вивчити сортове різноманіття кукурудзи цукрової.

Селекція кукурудзи цукрової направлена на три напрями: споживчий – початки призначені для споживання у відвареному вигляді; універсальний – для використання як консервованими, так і свіжими; консервний – для споживання у консервованому вигляді. В Україні поширені сорти і гібриди універсального призначення: Брусниця, Дракон, Куликівський F₁, Роставиця F₁, Лукомор’є F₁, Сквирка F₁, Апетитна, Ароматна, Делікатесна та Сюрприз Андріа F₁, Перфекта F₁, Андріївський F₁, Голден Кроун F₁, Джубілі F₁, Кукс Делайт F₁, Санданс F₁, Спіріт F₁, Трофі F₁.

Розробки селекціонерів вплинули на розробку сучасної класифікацію кукурудзи цукрової, за якою сорти поділяються на генотипи залежно від вмісту цукру:

• кукурудза з нормальним вмістом цукру (тип Su);
• кукурудза із збільшеним вмістом цукру (тип Se) – вміст цукру на 25-50 % більше, ніж у типу Su;
• кукурудза «зморщена 2» - вміст цукру на 50-100 % більше, ніж у типу Su;
• кукурудза змішаного генотипу – суперсолодка (тип Sh₂ або SB).

Це пов’язано з тим, що у США було відкрито явище уповільненого перетворення цукрів в крохмаль в насінні кукурудзи цукрової. У цьому відношенні великі можливості перед селекціонерами відкриває використання мутанту «шранкен» (sh₂), який блокує швидку полімеризацію цукрів, в результаті чого їхня кількість підвищується до 21-32 %. Найбільш відчутна дія гена sh₂ спостерігається на 25-39 добу після запилення. Встановлено, що навіть стигле насіння має підвищений вміст цукрів.

Зусиллями американського селекціонера Лафнана в університеті штату Іллінойс з’явилися дуже солодкі «супер цукрові» гібриди кукурудзи цукрової. Наприклад, гібрид Illini Extra-sweet в момент збирання буває вдвічі, а після 48 годин за умов кімнатної температури в чотири рази солодший за звичайні сорти, вміст цукрів в яких контролює ген su1. В результаті повільного перетворення цукрів в крохмаль збільшується період фази технічної стиглості.

Сортимент «супер-шугери» зараз культивується в світі на значних площах. Наприклад, в США ці гібриди займають 20 % площ, які відведені для вирощування цукрової кукурудзи для переробки і 100 % для споживання у свіжому вигляді. Суперсолодкі гетерозисні гібриди кукурудзи цукрової (тип Sh₂): Лендмарк, Челленджер, Вега, Марта, Оверленд, Самміт, Тесті Світ.

Однак надцукрові форми кукурудзи мають деякі недоліки. Їхнє стигле насіння сильно сплющене і складається майже з однієї оболонки. Крім того, воно характеризується низькою лабораторною і польовою схожістю. До недоліків також відносяться пізньостиглість, підвищена потреба в теплі на початкових етапах росту.

Контрольні завдання.

Описати сорти кукурудзи цукрової за наведеною формою:

Контрольні запитання для самоперевірки знань до підрозділу 9.5:

1. Назвати походження кукурудзи звичайної.
2. Які види відносяться до роду Zea L.?
3. До якого виду належать усі сорти кукурудзи цукрової?
4. Які підвиди належать до кукурудзи звичайної?
5. Яка характерна особливість зернівки кукурудзи цукрової?
6. Яка коренева система кукурудзи цукрової?
7. Які суцвіття формує кукурудза цукрова?
8. Назвати плід кукурудзи цукрової.
9. Назвати вимоги до умов вирощування кукурудзи цукрової.
10. Назвати три напрями селекції кукурудзи цукрової.
11. На які генотипи залежно від вмісту цукру поділяються сучасні сорти кукурудзи цукрової.