Злаковые растения (семейство злаков)

Роль в обществе

Дом, покрытый травой в Исландии
Типичная трава на лугах

Травы издавна имели значение в человеческом обществе. Их выращивали в качестве корма для людей и домашних животных в течение тысяч лет. Основным ингредиентом пива обычно является ячмень или пшеница, которые использовались для этой цели более 4000 лет.

В некоторых местах, особенно в пригородных районах, уход за газоном является признаком ответственности домовладельца за внешний вид своего района. За одну работу уход за газоном платит:

Во многих муниципалитетах и ​​ассоциациях домовладельцев США действуют правила, по которым газоны должны содержаться в соответствии с определенными требованиями, а также санкционируются те, кто позволяет траве расти слишком долго. В общинах с проблемами засухи полив газонов может быть ограничен определенным временем дня или днями недели.

Запах свежескошенной травы создается в основном цис-3-гексеналом .

Некоторые распространенные афоризмы касаются травы. Например:

• «Трава всегда зеленее на другой стороне» предполагает, что альтернативное положение вещей всегда будет казаться предпочтительнее собственного.
• «Не позволяйте траве расти у вас под ногами» — велит кому-то двигаться.
• « Змея в траве» означает скрытые опасности.
• «Когда слоны дерутся, страдает трава», — рассказывают прохожие, попавшие под перекрестный огонь.

Народный миф о траве гласит, что она отказывается расти там, где произошла насильственная смерть.

Перечень злаковых культур

Список злаковых культур не может быть полным, поскольку к ним относится большая часть растений на планете:

Пшеница – основная сельскохозяйственная культура на Земле.

Рожь – культивируется наряду с пшеницей и характеризуется большой стойкостью к неблагоприятным климатическим условиям.

Рис – растет в восточной части климатических зон и по значимости не уступает пшенице и ржи.

Кукуруза – во многих странах является основой национальной кухни.

Сахарный тростник – один из основных производных сахара на планете.

Бамбук – многолетний злак, который используется в пищу (молодые побеги) и для изготовления мебели.

Ботаническая характеристика семейства

Жизненные формы злаков разнообразны — кустарники, многолетние и однолетние травы. Среди злаковых нет эпифитов, сапрофитов и паразитов. Группа многолетних злаков наиболее разнообразна. Среди них есть растения дерновинные, длиннокорневищные, столонообразующие. В каждой из указанных групп можно выделить несколько подгрупп, различающихся деталями строения надземных и подземных побегов растения. Например, дерновинные злаки в зависимости от типа возобновления побегов — вневлагалищного или внутривлагалищного — подразделяются на рыхлодерновинные и плотнодерновинные, соответственно.

Побеги злаков подразделяются на вегетативные и генеративные. Каждый из них может быть как однолетним, так и многолетним. Механизма вторичного утолщения стебля нет. происходит в зоне кущения или в области соцветия. Стебли цилиндрические, членистые, в междоузлиях полые — соломины. Исключением являются несколько видов подсемейства бамбуковых, кукуруза и сахарный тростник.

Листья очерёдные, двурядные, узкие, с незамкнутым влагалищем. На границе влагалища и пластинки находится плёнчатый язычок или ряд волосков.

Общие соцветия злаков могут быть представлены колосьями, метёлками, колосовидными метелками (султан), кистями, початками. Общие соцветия состоят из многих элементарных соцветий — колосков. В колосках может находиться от одного до нескольких цветков. Цветки мелкие, ветро- или самоопыляемые. Цветок в типичном случае имеет нижнюю и верхнюю цветковые чешуи. Срединная жилка цветковой чешуи нередко образует острое ребро, которое имеет название киль. Верхняя цветковая чешуя имеет два киля и, вероятно, возникла от срастания двух чешуй. Внутри цветковых чешуй находятся три очень маленькие цветковые чешуйки — лодикулы, которые считаются элементами внутреннего круга околоцветника. Такая структура околоцветника даёт основание считать его трёхчленным (трёхмерным). В цветке обычно три тычинки с качающимися пыльниками. Завязь цветка имеет два перистых рыльца. У некоторых злаков строение цветка отличается от этой типичной схемы. Например, виды бамбуков имеют 6 или более тычинок, а виды рода цинна — одну тычинку.

Плод — псевдомонокарпий: зерновка, у которой плёнчатый околоплодник плотно прилегает к семени и иногда слипается со спермодермой.

Большую часть единственного семени составляет эндосперм. Зародыш сравнительно небольшой, боковой.

Корни злаков мочковатые.

Признаки и особенности злаковых

Злаковые растения отличаются разнообразными жизненными формами – здесь и кустарники с полукустарниками, и деревья, и травы (и многолетние и однолетние). В целом все хлебные злаки имеют общие биологические особенности как в корневой системе, так и в других моментах.

К примеру, большинство из них отличается мочковатой корневой системой, которая обладает и первичными, и вторичными корнями. Злаковые соцветия – это метелки или колосья, кисти либо початки. Плоды злаков – это псевдомонокарпии, или, проще говоря, зерновки, особенностью которых является прилегающий к семени околоплодник пленчатой формы, иногда даже срастающийся со спермодермой.

Выращивание злаковых тоже требует осторожности: здесь нужно соблюдать сроки посева и порядок севооборота. Следует учитывать, что озимые злаки достигают спелости к окончанию лета, пытаясь уложиться к наступлению заморозков

И что бы начать расти, таким видам зерновых требуется как раз низкая температура – начиная от 0С градусов. А яровые сорта, наоборот, развиваются при достаточно высоких температурах – от 10 до 20 градусов, и сеять их нужно теплой весной. Озимые сорта при этом являются более продуктивными – ведь у них лучше получается использовать все ресурсные возможности земли: и элементы питания, и запасы влаги.

Время посева озимых – после раноубираемых культур (бобовых, к примеру), а вот яровые высеивают сразу за пропашными культурами и травами.

Условия произрастания и распространение

Семейство Злаковые занимает очень обширные места обитания благодаря своей неприхотливости, влаго- и засухоустойчивости (не все виды). Поэтому можно сказать, что они охватывают собой практически всю сушу, за исключением Антарктиды и покрытых льдами территорий.

Это сразу дает понять, что растения семейства Злаковых весьма неприхотливы к условиям произрастания. Так, к примеру, представители луговых трав (тимофеевка, мятлик, пырей, ежа, костер и другие) совершенно спокойно переносят неблагоприятные условия зимы и жару лета.

Культурные же растения (рожь, овес, пшеница, рис) уже более требовательны, однако и они способны переживать довольно большие амплитуды колебания температуры воздуха.

К солнечному свету относятся одинаково нейтрально почти все представители, которые включает семейство Злаковые. Представители луга, степей, пампасов, саванн — привычные к жестким условиям растения, а окультуренные виды подвергаются постоянной заботе и обработке со стороны человека, поэтому тоже чувствуют себя комфортно в периоды малой освещенности.

Строение

Отличительной чертой семейства злаковых является строение стебля. Внутри него пустота, а чисто внешне он имеет форму тонкой трубки с узелками, имеющими форму соломы (исключение: кукуруза и тростник). Росту стебля способствует образовательная ткань, расположенная в области междоузлий. Такой рост принято называть вставочным.

Соцветия спрятаны в колосках, практически не заметны, так как достаточно маленькие и бледные. Колоски включают разное количество цветков: от одного до нескольких длиной 2-3 см. Есть внешние и внутренние чешуйки. Все перечисленное прикреплено к маленькому стержню, соединяющему колосок и соцветие. Помимо основных элементов, строение злака включает ось колоска. Это касается сложных колосьев (пшеница).

Листорасположение простое: пластина с параллельными жилками и влагалище. Последнее находится у основания стебля и охватывает его с узлами. Все злаки имеют мочковатую корневую систему. Процесс ветвления происходит кущами. Появляются молодые побеги в нижней части стебля над почвой.

Когда проходит цветение, появляется зернышко со своим зародышем, эндоспермой, оболочками. Хотя внешне плод ничем не отличается от культурных и луговых растений, но все же имеет отличное от них строение и химический состав.

Значение

Злаковые культурные растения имеют большое значение для человека. Зерновки содержат растительный белок и крахмал и являются основой рациона большинства жителей планеты. Зёрна перемалывают в муку и пекут из неё хлеб, из круп варят каши, готовят пудинги. В 100 г пшеницы содержится 339 ккал. Основными пищевыми культурами являются:

• пшеница (кускус, булгур, манная крупа);
• кукуруза;
• рис;
• гречка;
• сахарный тростник;
• ячмень;
• рожь;
• просо.

Крупа – это очищенные и подготовленные к употреблению зёрна. Для приготовления определённого вида круп зёрна дробят, обжаривают, прессуют, шлифуют, пропаривают. Хлопья – одна из разновидностей круп.

Из сахарного тростника изготавливают 65 % всего мирового сахара. Основными поставщиками тростникового сахара являются Бразилия и Индия.

Дикорастущие зерновые растения используют в качестве корма для домашних животных и выпаса скота (тимофеевка, мятлик, пырей, овёс). Из некоторых видов Злаковых изготавливают строительные материалы, бумагу, ткань. Из бамбука делают мебель, циновки, посуду, мостики. Молодые бамбуковые побеги употребляют в пищу.

Обитание и распространение

Бобовые распространены в различных широтах, встречаясь на всех обитаемых континентах. Эти растения обладают уникальной способностью адаптироваться к различным климатическим условиям. Они с успехом произрастают в регионах с умеренным, тропическим и субтропическим климатом. Лишь на Крайнем Севере такие растения практически не встречаются.

Сегодня бобовые активно выращиваются искусственно, отдельные виды этих растений применяются в качестве сидератов, они высаживаются на полях и огородах, а после появления всходов зелёная масса скашивается и заделывается в почву. Это позволяет обогатить землю азотом и другими питательными элементами, что существенно улучшает последующее плодоношение выращиваемых культур.

Семейство Злаковые (Злаки).Мятликовые.

Семейство Злаковые (Злаки).Мятликовые.

Растения семейства злаковые (злаки) широко распространены на Земле. Злаки относятся к классу однодольных. Известно около 10 000 видов.

Большинство видов семейства злаковых — травянистые растения.

Стебли большинства злаков цилиндрической формы, полые внутри, часто с несколькими вздутыми узлами. Такой стебель называется соломиной.

Листья злаков расположены поочередно, имеют параллельное жилкование, разделены на пластинку и влагалище (основание листа, обернутое вокруг стебля в виде трубочки). Оно охватывает стебель выше узла. Между стеблем и листовой пластинкой находится пленчатый вырост (язычок). Он не позволяет воде проникнуть между стеблем и влагалищем (рис.1).

Рис.1 Лист злаковых

Цветки у злаков мелкие, образуют сложное соцветие.

Соцветие — метелка, колос, султан, кисть и др (рис.2). Цветки в большинстве обоеполые. Однополые цветки бывают только у кукурузы. Цветок состоит из 2 (иногда 3) бесцветных тонких цветковых чешуй, 2 цветковых пленок. Их считают околоцветником.

Рис.2. Соцветия растений семейства злаковых: а) сложный колос (пшеница) b) метелка (просо) c) початок (кукуруза)

Тычинок — 3, пестик — 1, рыльце пестика двураздельное, пористое. Плод — зерновка. Корневая система — мочковатая. Формула цветка — О₂Т₃П₍₁₎.Чешуя цветка — видоизмененный лист (рис.3).

Рис.3. Общее признаки семейства злаковые на примере пшеницы

Многие злаковые являются ценными зерновыми культурами. Пшеницу, рожь, ячмень, просо, овес, рис, кукурузу, сахарный тростник и другие растения семейства злаковых человек использует в пищевой промышленности. Многие из них являются кормовыми растениями.

Бамбук, тростник используются как сырье в производстве бумаги и как строительный материал. Одревесневшие побеги бамбука, полые внутри, как и у всех злаков, прекрасный строительный материал. Из бамбука делают мебель, посуду, циновки, водопроводные трубы, одежду, бумагу. Готовят различные блюда и напитки. В последнее время бамбук стали относить к семейству бамбуковых.(рис.4)

Рис.4. Бамбук и тростник

Овсюг, ползучий пырей, костер, ежа, щетинник— сорные растения.

Рис — однолетнее растение высотой 50-150 см. Стебли кустятся. Листья зеленые, серо-зеленые или красноватые диаметром 1 см, длиной 50 см.

Соцветие — многоколосная метелка длиной 10-40 см.(рис.5)

Рис.5. Соцветие и плантация риса

Колоски растут прямо, на короткой цветоножке — один цветок. Чешуя цветка дернистая, стебли граненые, удлиненные. В нижней части его имеются щетинки. Тычинок у риса — 6. Кожица зерновки тонкая. Формула цветка — О₂Т₍₃₊₃₎П_(3).

Рис посевной — пищевая культура. В составе зерновки 9-12% белка, 65-70% углеводов и 4 6% жира, витамины. Белок риса очень питателен и легко усваивается. Во многих странах рис — основной источник питания на-селения. Из рисовой соломки изготавливается высококачественная бумага, различные предметы быта, посуда, мебель, шляпы и т. д.

Солома, крупы, отруби риса используются как корм для животных. Имеются сведения, что за 4-5 тыс. лет до нашей эры в Индии, Китае сеяли рис.

Строение семян двудольных и однодольных растений

Рис — светолюбивое, влаголюбивое и теплолюбивое растение, растущее на плодородных почвах. Точнее, рис растет в воде. После посева риса поле заливают водой. При прорастании риса уровень воды поднимают на высоту 1/3 стеблей. Воду отводят только при созревании семян. Поле осушается. Корневая система у риса слабая

При нехватке питательных веществ он плохо растет и развивается, поэтому большое внимание уделяется удобрению почв

Пшеница, ячмень, просо, овес — однолетние зерновые культуры, которые имеют приоритетное направление (рис.6). Корневая система пшеницы — мочковатая. Соцветие — сложный колос. Растение самоопыляющееся. Плод — зерновка. Ячмень — одна из древнейших пищевых и кормовых культур. У овса соцветие метелка или кисть. Выращивают его как пищевое и кормовое растение. Просо — соцветие метелка, ценная пищевая и кормовая культура.

Рис.6. (слева-направо) Пшеница, ячмень, просо, овес.

Сорго — однолетнее растение семейства злаковых. Высота стебля 100-300 см. Сердцевина стебля наполнена рыхлой тканью. Листья снаружи покрыты восковым налетом. Соцветие — метелка различной формы: прямой проросток, извилистая головка. Некоторые метелки бывают ветвистыми. Сорго — пищевое, кормовое и техническое растение. Родина его — Африка. Здесь его выращивали еще 5 тыс. лет назад. Сорго — светолюбивое растение, способное переносить засуху. (рис.7)

Биологический русско-английский глоссарий

Источник

Однолетние растения

К однолетним растениям относятся те, которые весь жизненный цикл проходят за один период вегетации. То есть все основные жизненные процессы — рост, цветение, размножение и смерть — укладываются в один сезон.

Какое-то одно однолетнее растение семейства Злаковых привести в пример сложно. Их на самом деле достаточно много. Рассмотрим несколько наиболее часто встречающихся и имеющих промысловое значение.

1. Гаолян. Растение из рода Сорго, является зерновой культурой наравне с рожью, пшеницей и так далее.
2. Дурра или Джугарра. Также кормовое растение, имеющее наибольшее распространение в южных частях Земли. Используется не только как зерновая культура, но в качестве сена и силоса для питания животных.
3. Костер. Широко распространенное растение семейства Злаковых, которое часто принимают и расценивают как сорняк. Произрастает на любых почвах, неприхотливо к теплу и влаге, может обходиться долгое время без солнечного света. Используется только для питания животных, его плоды хозяйственного значения не имеют.
4. Кукуруза. Одно из самых распространенных сельскохозяйственных культурных растений во многих странах мира. Из зерна кукурузы получают масла, муку, используют непосредственно сами зерна в вареном виде.
5. Лисохвост. Травянистое растение, относящееся как к однолетним, так и к многолетним формам. Основное значение — образование травяного покрова на лугах (заливных). Идет на корм животным.
6. Могар. Южная сельскохозяйственная однолетняя культура, которая выращивается не только на корм скоту, но и как продовольственное растение для получения ценного зерна. Теплолюбиво и светолюбиво, не произрастает на территории России.
7. Мятлик. Существует несколько разновидностей представителей этого рода, однако все они являются степными или луговыми травами, имеющими промышленное значение в качестве корма скоту.
8. Просо. Включает множество видов. Из всего многообразия в России всего 6 видов, часть из которых находит применение в декоративных целях. Вторая часть используется для получения питательного зерна на корм животным.

Ботанические характеристики

Растения этого семейства представляют собой кустарники, многолетние и однолетние травы. Больше всего представителей насчитывается в группе многолетних злаков. Мало кто знает, какие растения в них входят. Сюда относятся дерновинные, длиннокорневищные и столонообразующие культуры.

Каждая из групп включает в себя несколько подгрупп, которые отличаются элементами строения надземных и подземных побегов. Например, дерновинный вид разделялся на рыхлодерновинные и плотнодерновинные растения. Побеги злаковых могут быть:

• вегетативными;
• генеративными.

Они также могут быть однолетними и многолетними, а ветвление начинается в зоне кущения или соцветия. Стебли обладают цилиндрической формой, а между узлами они полые. Строением отличаются некоторые виды бамбуковых, кукуруза и сахарный тростник.

Небольшие цветки опыляются обычно самостоятельно или ветром, а завязь обладает двумя перистыми рыльцами. У злаковидных растений плод представляет собой зерновку, семя расположено плотно с пленчатым околоплодником. Корневая система мочковатая, отличается отсутствием главного корня.

Таксономия

Существует около 12 000 видов трав примерно 771 рода, которые подразделяются на 12 подсемейств. См. Полный список родов Poaceae .

• Anomochlooideae Pilg. ex Potztal , небольшая линия широколиственных трав, включающая два рода ( Anomochloa , Streptochaeta )
• Pharoidae L.G.Clark & Judz. , небольшая линия трав трех родов, включая Pharus и Leptaspis
• Puelioideae LGClark, M.Kobay. , S.Mathews , Spangler & EAKellogg , небольшая линия африканского рода Puelia
• Pooideae , включая пшеницу , ячмень , овес , бромовый злак ( Bromus ), тростниковые травы ( Calamagrostis ) и многие газонные и пастбищные травы, такие как мятлик ( Poa ).

Setaria verticillata из Panicoideae
Tragus roxburghii из Chloridoideae

• Bambusoideae , включая бамбук
• Ehrhartoideae , включая рис и дикий рис
• Aristidoideae , включая Aristida
• Arundinoideae , включая тростник гигантский и тростник обыкновенный
• Chloridoideae , включая любовные травы ( Eragrostis , около 350 видов, включая теф ), дропсевян ( Sporobolus , около 160 видов ), пальмовое просо ( Eleusine coracana (L.) Gaertn.) И мухли злаки ( Muhlenbergia , около 175 видов).
• Panicoideae , в том числе травянистая трава , кукуруза , сорго , сахарный тростник , большинство просо , фонио , « слезы Иова » и синие травы.
• Micrairoidae
• Danthonioideae , включая пампасную траву

Классы цветковых растений

У цветковых растений два класса:

1. Двудольные растения;
2. Однодольные растения.

Двудольные растения. Чтобы понять название класса, нужно вспомнить строение зародыша семени. Зародыш состоит из:

1. Семядоли;
2. Корешка;
3. Почечки.

Нас интересуют семядоли. Семядоли представляют собой крупные выросты зародыша. В этом и состоит главное отличие двудольных растений от однодольных: у двудольных две семядоли.

Строение семян двудольных растений

К другим отличиям двудольных растений относятся:

1. Стержневая корневая система с одним главным корнем;
2. Широкие листья с черешками и сетчатым жилкованием;
3. Цветки с двойным околоцветником: есть чашечка из чашелистиков и венчик из ярких лепестков;
4. Проводящая система имеет кольцевое строение.

Существует огромное разнообразие двудольных растений. Этот класс включает более 350 семейств. Наиболее значимыми из них являются:

Однодольные растения. Исходя из названия, у однодольных растений есть всего одна семядоля.

Продольный разрез семян двудольных и однодольных растений

К другим отличиям однодольных растений относятся:

1. Мочковатая корневая система без главного корня;
2. Узкие сидячие листья без черешка с параллельным или дуговым жилкованием;
3. Цветки с простым околоцветником: есть только венчик;
4. Проводящая система состоит из отдельных пучков.

Однодольных растений меньше, чем двудольных. Этот класс включает 60 семейств. Наиболее значимыми из них являются:

1. Семейство Лилейные (ландыш, чеснок);
2. Семейство Злаки (овёс, ячмень).

Сравнительная характеристика двудольных и однодольных растений

Семейство Злаки (Мятликовые)

Общая характеристика злаков. Растения семейства злаков, или мятликовых, распространены по всему земному шару. К ним относятся однолетние (пшеница, овес, рожь, кукуруза), или многолетние (пырей, тростник, ковыль) травы, реже древовидные (бамбук) растения. В нашей стране злаки — это травянистые растения с мочковатой корневой системой и стеблями, узлы которых обычно более толстые, чем междоузлия. Злаки растут в результате деления клеток в основании каждого междоузлия. Такой рост называют вставочным .

Стебли у злаков цилиндрические (соломины), обычно разделенные вздутыми узлами на полые междоузлия. У некоторых растений (кукуруза, сахарный тростник) междоузлия заполнены тканью. Для злаков характерен вставочный рост.

Листья имеют линейные или ланцетные пластинки и сильно разросшиеся основания (влагалища). В месте перехода влагалища в пластинку обычно находится язычок.

Цветки у злаков мелкие, обоеполые или редко однополые, например у кукурузы (мужские цветки — в метелках, женские цветки — в початках на одном растении).

У большинства злаков цветок имеет 2 цветковые чешуи и 2 цветковые пленки. Тычинок в цветке обычно 3, реже 1, 2 или 6 (у одного из видов бамбука 120). Пестик один с двумя сидячими мохнатыми рыльцами.

Цветки собраны в простые соцветия — колоски, а они образуют сложные: сложный колос (рожь, пшеница, ячмень), метелку (кукуруза, овес, просо). Простой колос состоит из 1–30 цветков. Опыление злаков происходит при помощи ветра. У некоторых злаков (пшеница, костер) обычно самоопыление.

Плод у злаков зерновка, околоплодник которого плотно срастается с семенной кожурой. Семя имеет большой эндосперм.

Дикорастущие злаки и их значение. Растения семейства злаковых составляют основу травяного покрова степей, естественных лугов и пастбищ. В нашей стране по распространению и кормовому значению среди злаков первое место занимают пыреи, второе — овсяницы, а далее — мятлики, лисохвосты, тимофеевки, овсюг.

Пыреи — многолетние, корневищные травянистые растения. Из них наиболее распространен пырей ползучий. На лугах пырей — ценное сенокосное растение, а на полях и в огородах — трудноискоренимый сорняк.

Овсяницы — многолетние травы с широкими листьями и раскидистыми метелками. Образуют густые дерновины. Как и пыреи — это ценные пастбищные и сенокосные растения. Овсяница луговая культивируется на полях для получения зеленой травяной массы и сена. Используется она и как газонное растение.

Мятлики близки по своему облику к овсяницам. Лисохвост и тимофеевка отличаются от них тем, что имеют соцветия колосовидную метелку — султан. Тимофеевку луговую часто выращивают на полях.

Некоторые дикорастущие злаки, поселяясь на полях и огородах, приносят немало хлопот. К сорнякам относятся: пырей ползучий, овсюг пустой, ежовник обыкновенный (или куриное просо) и др.

Тропические злаки — бамбук и сахарный тростник. Бамбуки — многолетние злаки с одревесневающими стеблями — соломинами (рис. 240). Толщина их стволов сравнительно невелика — до 40 см, а высота — до 35 м. Растут бамбуки со сказочной быстротой — до 120 см в сутки. Цветут они редко, иногда один раз в 100 лет. После цветения и плодоношения все надземные побеги засыхают. Бамбуки имеют большое хозяйственное значение. Их стволы используют в строительстве и изготовлении мебели, посуды, водопроводных труб, мостов, плотов, одежды, бумаги, циновок, украшений. Из молодых побегов готовят различные блюда и напитки.

Сахарный тростник встречается во многих тропических странах только как культурное растение. Плодов обычно не образует. Размножают его стеблевыми черенками. Стебли сахарного тростника (высотой до 6 м, толщиной до 5 см) содержат около 18% сахара. Из сахарного тростника получают свыше 60% сахара, производимого в мире.