Пшеница

Пшеница — наиболее важная зерновая культура, дающая почти 30% мирового производства зерна и снабжающая продовольствием более половины населения земного шара. Ее широкая популярность объясняется разносторонним использованием ценного по качеству зерна. Оно идет прежде всего на производство муки, из которой почти повсеместно готовят хлеб и многие другие продукты питания. Хлеб из хорошей муки содержит до 70—74% углеводов (главным образом крахмала), 10—12% белка, минеральные вещества, аминокислоты, витамины. Этот вкусный, питательный, калорийный продукт (в 100 г до 347 кал) хорошо усваивается и переваривается организмом. Зерном и его отходами при уборке (мякина, солома) и отрубями кормят домашних животных. Из соломы делают бумагу, передвижные стенки, крыши, циновки, предметы домашнего обихода.

По данным бюллетеня ФАО (1989 г.), пшеницу возделывают на огромной территории в 220 млн га, занимающей 31,4% всей мировой площади под зерновыми культурами. Основные посевы находятся в Евразии — 71,8% (в том числе в СССР — 21,8%, или 48 млн га) и Америке — 20,2% (в том числе в Северной — 16,0%), гораздо меньше в Африке — 3,8% и Океании — 4,2%. Больше половины пшеничных посевов (55%) размещено в экономически развитых странах, которые производят 57,5% зерна (общее производство в мире — 510 млн т) со средней урожайностью 2,4 т/га. Основной вклад в производство зерна пшеницы вносят США, Канада, Австралия, СССР, Италия, Испания, Румыния, Франция, Великобритания. Две последние страны получают наиболее высокую урожайность зерна — 5—6,9 т/га. В развивающихся странах пшеница размещается на площади около 100 млн га, с которой получают 217 млн т зерна в год. В субтропической и тропической зонах основные производители зерна пшеницы: Китай, Индия, Турция, Пакистан, Иран, Аргентина, Мексика, Бразилия, Марокко, Алжир, ЮАР. Довольно значительные площади под культурой в Ираке, Египте, Эфиопии, Чили. Кроме того, ее возделывают в Непале, Бангладеш, Афганистане, Перу, Уругвае, Кении, Танзании, Судане, Зимбабве и некоторых других тропических странах.

БИОЛОГИЯ ПШЕНИЦЫ

Пшеница представляет собой однолетнее прямостоячее злаковое растение высотой от 0,3 до 1,2 м. Размножается семенами (зерновками), которые прорастают 3—6 зародышевыми корнями, играющими большую роль в жизнедеятельности растения. При появлении 4—5 листьев из подземного узла кущения начинает формироваться вторичная корневая система (узловые корни). Она мочковатая, неширокая, иногда отдельные корни проникают на глубину до 1 м и больше. Боковые побеги появляются из узла кущения несколько раньше узловых корней — при формировании 3-го листа. Всего образуется от 1 до 6 побегов (процесс кущения).

Побег (стебель) — полая соломина, разделенная узлами на междоузлия (4— 7), длина которых возрастает вверх по стеблю. Междоузлия снизу плотно охвачены влагалищами листьев, которые сверху расходятся и переходят в свободно торчащие гладкие, линейные листовые пластинки шириной 1—2 см, длиной от 20 до 37 см. По окончании фазы кущения начинается интенсивный рост стеблей за счет последовательного удлинения междоузлий снизу вверх (фаза — выход в трубку, или стеблевание). В процессе стеблевания соцветие (колос) поднимается по стеблю и выходит из влагалища верхнего листа, растение вступает в фазу колошения. Колос длиной 5—10 см состоит из стержня, на каждом уступе которого сидит по колоску в 2 параллельных рядах, сверху он заканчивается колоском. Колоски состоят из 2 колосковых чешуй и нескольких цветков (от 1 до 5), каждый из которых заключен в 2 цветковые чешуи. У остистых колосьев наружная чешуя несет ость. Цветок состоит из завязи с семяпочкой, 2 перистых рылец и 3 тычинок. 

Цветение у пшеницы наступает сразу вслед за колошением. Оно начинается с центра колоса, затем распространяется одновременно вверх и вниз. Цветение может быть закрытым
(при пасмурной или дождливой погоде) или открытым. Преобладает самоопыление. С наступлением цветения рост стебля прекращается. После оплодотворения начинается формирование, налив и созревание плода (фаза созревания). Плод — зерновка — состоит из плотно сросшихся плодовой и семянной оболочек, эндосперма с наружным алейроновым (белковым) и внутренним крахмалистым слоями и зародыша. Масса 1000 зерен — 30—50 г.

Пшеница относится к роду Triticum, который включает больше 30 видов. Пленчатые виды этого рода были найдены в раскопках человеческого жилья на территории современных Ирака, Турции, Иордании, возраст раскопок определен в 7—6,5 тыс. лет до н. э. 

Вид Пшеница мягкая

Древние формы мягкой (обыкновенной) пшеницы (Triticum aestivum L.) были обнаружены на территории Ирана, где возделывались за 5 тыс. лет до н. э. В Европе мягкая пшеница была известна за 3 тыс. лет до н. э. В настоящее время это самый распространенный вид культурной пшеницы, насчитывающий более 250 разновидностей и несколько тысяч сортов. Зерно состоит из углеводов — 75—80% (в основном крахмала), белка — 10—15, жира — 1,5—2,5, золы — 1,7—2,1, клетчатки — 2—2,6%. Мука из мягкой пшеницы широко используется в хлебопечении. 

Хлеб отличается высокими вкусовыми качествами, питательной ценностью и хорошей перевариваемостью. Хлебопекарные достоинства пшеничной муки зависят от содержания в зерне белка и клейковины. Сильная мука содержит белка не менее 14%, клейковины — 28%, средняя — 11—13,9% и 25—27% соответственно. Количество и качество клейковины определяют объемный выход хлеба, его расплываемость и пористость мякиша. Мягкая пшеница имеет яровые и озимые формы. Это исключительно пластичный вид, приспособленный к различным климатическим условиям, типам почвы, рельефу местности. Культуру можно встретить в низинах и на высоте до 4000 м над ур. моря, в самых жарких местах и за полярным кругом.

Вид Пшеница твердая

Второй по распространению вид — пшеница твердая (Triticum durum Desf.), происхождение которой точно не установлено. Предполагают, что она произошла из Средиземноморья, где обнаружено исключительное разнообразие ее разновидностей и сортов. Твердая пшеница представлена в основном яровыми формами, которые возделывают в более жарких и сухих местах по сравнению с
мягкой, в том числе в тропиках Индии, Эфиопии, Аргентины. Вид характеризуется низкорослостью, скороспелостью, жаростойкостью, устойчивостью к осыпанию зерна. Растения почти не полегают, хорошо используют поливную воду, что делает твердую пшеницу перспективной культурой в орошаемых районах. По сравнению с мягкой она меньше поражается гессенской мухой, бурой ржавчиной и пыльной головней, последнее связано с закрытым типом цветения. Отличается высокими требованиями к плодородию почвы и чистоте полей от сорняков.

Зерно очень ценное, оно содержит 75— 79% углеводов, 15—20% белка, 1,9— 2,2% жира, 1,9—2,1% золы и 2,2—2,4% клетчатки. Используется в хлебопечении в качестве улучшателя муки мягкой пшеницы. В основном идет на изготовление лучших сортов манной крупы, макарон, лапши, вермишели.

Другие виды пшеницы

Кроме мягкой и твердой пшеницы в тропиках и субтропиках распространены другие культурные виды. Яровые посевы полбы обыкновенной (Т. dicoccum Schrank.) встречаются в Северной Африке, Эфиопии, Йемене, Индии. Растения полбы скороспелые, жаростойкие, устойчивы к возбудителям стеблевой ржавчины и твердой головни, имеют зерно хорошего качества. 

Яровые формы месопотамской пшеницы (Т. persivalii Hubbard.) занимают ограниченные площади в Сирии, Турции, Китае. Ветвистая форма пшеницы тургидум (Т. turgidum L.) выращивается как яровая и озимая в Средиземноморье и Эфиопии. Здесь же встречаются яровые посевы польской пшеницы (Т. polonicum L.). В Индии и Пакистане на небольших площадях возделывают круглозерную пшеницу (Т. sphaero-coccum Pers.).

ПРИНЦИПЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУРЫ

Пшеница — одна из немногих культур, которые можно выращивать в широком диапазоне теплового, светового и почвенного режимов. В умеренной зоне она возделывается от жарких степных районов до холодных северных. Здесь преобладают скороспелые холодостойкие сорта озимых (примерно 3/4 от всех площадей умеренной зоны) и яровых пшениц. Им достаточно для прорастания семян и становления всходов температуры 12—14° С, причем всходы выдерживают кратковременные заморозки. Во время кущения яровая пшеница также малотребовательна к теплу. Озимые формы для нормальной перезимовки и перехода к генеративным фазам должны пройти закалку (накопление сахаров в узлах кущения, постепенное обезвоживание клеток, превращение в них нерастворимых органических веществ в растворимые) при постепенном снижении температуры и длины дня в период осеннего кущения. Для прохождения генеративных фаз (стеблевание, колошение, цветение, созревание) пшеница требует последовательного возрастания среднесуточных температур от 18 до 28° С. Сумма активных температур (выше 10° С) за период вегетации должна быть не ниже 1400— 1600°. Оптимальное годовое количество осадков для неорошаемой пшеницы 600—800 мм. Однако при благоприятном распределении осадков она может давать хорошие урожаи и при меньшей сумме осадков (400—450 мм), главное, чтобы за период вегетации их количество было не ниже 200 мм.

В тропиках пшеницу возделывают главным образом в горных районах, где температура сравнительно невысокая и значительно различается в дневное и ночное время. Здесь преобладают озимые и полуозимые («двуручки») формы. На равнинах чаще выращивают яровую и полуозимую пшеницу в сухой сезон при орошении или в более холодный сезон без него. Например, в Восточной Африке высота размещения пшеницы от 1600 до 3000 м над ур. моря. В Западной Африке ее возделывают на возвышенных равнинах (от 200 до 500 м) в сухой сезон при орошении.

В Индии, где пшеница одна из главных зерновых культур, имеется 5 климатических зон ее районирования. В стране возделывают преимущественно озимую и полуозимую пшеницу. В северной зоне выращивают наиболее позднеспелые озимые сорта — местные и селекционные (DL420—9, НВ 501 и др.), которые сеют в ранние сроки, но не позднее октября и выращивают как за счет осадков, так и при поливе. В северной равнинной зоне с ограниченной влагообеспеченностью (250—625 мм осадков в год) скороспелые полуозимые местные и селекционные сорта (HD228, DWL5023, ML3, MLKS11, CPAN и др.) сеют в ноябре — декабре и выращивают в основном при орошении. В центральной (плоскогорной) и юго-западной (равнинной) зонах с осадками от 625 до 1250 мм в год основные посевы озимой и полуозимой пшеницы (сорта — HI617, JU12 и др.) размещают на богаре. В наиболее засушливых районах практикуют посевы орошаемой пшеницы (перспективные сорта LOK1, HL2236 и др.). Восточная зона — одна из самых влагообеспеченных в Индии (сумма осадков до 2000 мм в год). Здесь размещены посевы дождевой пшеницы, сорта среднеспелые (120—140 дней), их сеют в конце октября — начале ноября.

Пшеница может расти на разных почвах, но лучшие для нее — нейтральные, плодородные, воздухопроницаемые с хорошей водоудерживающей способностью. Твердая пшеница по сравнению с мягкой дает более высокие урожаи на плодородной и чистой от сорняков почве, что связано с ее меньшей кустистостью и медленным ростом в начале вегетации. Яровая, как более скороспелая по сравнению с озимой, требовательнее к доступным в почве питательным элементам. Потребность в них зависит от возраста растений. Например, азот используется в период от интенсивного роста стеблей до начала налива семян, фосфор — во время побегообразования, а калий — от колошения до налива.

Низкие урожаи пшеницы в тропиках объясняются целым комплексом причин. Прежде всего это распространение малопродуктивных местных сортов, несоблюдение правильного чередования культур на полях, отсутствие механизации, орошения, удобрений, современных средств защиты растений от болезней, вредителей, сорняков. 

Многие местные, а также интродуцированные селекционные сорта особенно при возделывании в теплом и влажном климате тропических равнин страдают от полегания растений и грибных болезней, особенно стеблевой (возбудитель Puccinia graminis Pers.), листовой (возбудитель Р. triticina Erikss.) и желтой (возбудитель Р. striiformis West.) ржавчины. В сухих местах сорта нередко погибают от засухи. Соответственно существуют следующие направления селекции по улучшению сортов для тропических регионов мира:

1. Высокая продуктивность за счет оптимального кущения, размера колоса, числа и массы зерен.
2. Скороспелость для районов с жарким сухим климатом и некоторыми болезнями.
3. Устойчивость к полеганию, т. е. наличие у растений коротких и прочных стеблей.
4. Устойчивость к осыпанию.
5. Устойчивость к вредителям и болезням, особенно к ржавчине.
6. Приспособленность к местным условиям и приемам возделывания.
7. Хорошие технологические качества от зерна.

Большие успехи достигнуты в мировой селекции короткостебельной пшеницы, включая тропические регионы. Сорта обладают высокой продуктивностью, устойчивостью к полеганию, осыпанию, болезням, хорошо отзываются на удобрения и орошение. Однако их внедрение в тропиках нередко дает очень малый эффект. Это связано главным образом с низким уровнем агротехники, в условиях которой они не могут реализовать свой потенциал. Традиционное бессменное выращивание пшеницы на одних и тех же полях или в смеси с другими культурами (бобовыми, масличными, зерновыми, картофелем, хлопчатником и др.) в условиях богары совершенно не подходит для новых, интенсивных сортов. Только в севообороте при научно обоснованном чередовании с другими однолетними, культурами можно ожидать хороших урожаев зерна. Доказано, что пшеница на бедных почвах тропических регионов с годовой суммой осадков 500—800 мм хорошо отзывается на размещение по сидеральному пару, когда предшествующую культуру, лучше бобовую, во время цветения запахивают в почву в качестве зеленого удобрения. На более плодородных почвах она дает высокие урожаи после занятого пара, т. е. при размещении на поле, в котором сначала выращивают скороспелые, лучше тоже бобовые культуры (горох, вигна, фасоль, долихос, нут и др.), а потом обрабатывают с помощью плугов и других орудий и содержат в чистом виде до посева пшеницы. Хорошие результаты дает чередование ее в севообороте с хлопчатником, табаком, бататом, овощами, кукурузой, сахарным тростником.

Одна из важнейших агротехнических операций — подготовка почвы для посева — в мелкотоварных хозяйствах тропиков очень несовершенна. Ее осуществляют вручную мотыгами или местными плугами с помощью животных на глубину 8—10 см, повторяя до 4—8 раз, чтобы хорошо разрыхлить почву. Удобрения при этом, как правило, не вносят. В крупных хозяйствах при наличии современной техники и севооборотов подготовку почвы проводят с учетом агротехнических требований и местных условий. Отвальную вспашку (полное оборачивание слоев почвы отвальным плугом) на глубину пахотного слоя проводят при внесении навоза или заделке зеленых удобрений, как правило, на почвах, где отсутствует ветровая эрозия. В противном случае применяют дисковые или безваотвальные плуги, которые хорошо рыхлят, но не переворачивают и меньше иссушают почву. Если пшеница идет вслед за орошаемой пропашной культурой с широкими регулярно обрабатывавшимися междурядьями, то необходимости во вспашке нет. В Индии в этом случае почву дважды обрабатывают тяжелыми дисковыми боронами, потом разравнивают.

В зонах с развитым животноводством под вспашку или другую основную обработку вносят навоз (10—30 т/га), около 2/3 фосфорных и калийных и примерно 1/3 азотных удобрений. Остальную часть удобрений дают в подкормки во время роста и развития растений. Общее количество минеральных удобрений разное, оно зависит от потребности сорта, наличия в почве воды и питательных веществ, предшествующей культуры, уровня экомики хозяйства и еще от многих причин. Например, азота в тропиках и субтропиках вносят от 20 до 150 кг/га, фосфора — от 25 до 70, калия — от 0 до 60 л кг га. Лучше всего пшеница отзывается на азотное удобрение. Местным высокостебельным сортам индийской пшеницы достаточно 50—60 кг азота на 1 га, при большем количестве они полегают, местным улучшенным — 70—100 кг/га, а для короткостебельных оптимальные дозы — 110—150 кг/га. Если предшественник пшеницы — бобовая трава (клевер, люцерна), накапливающая за счет азотофиксации более 100 кг/га атмосферного азота, то дозу азотных удобрений под короткостебельную пшеницу уменьшают до 70—80 кг/га и ниже. Сильно изменяется количество вносимых удобрений и от осадков. Например, в Южной Африке при неорошаемой культуре пшеницы в местах с осадками от 300 до 500 мм в год вносят от 14 до 32 кг азота, при увеличении количества осадков — 33—42 кг/га. В сухих районах Индии дозу азота на богаре снижают по сравнению с орошаемом посевом в 2—5 раз, соответственно уменьшают и количество фосфора в удобрении.

После внесения основного удобрения и вспашки на поле проводят мелкие культивации, а перед посевом его выравнивают особенно тщательно под орошаемую пшеницу, которую сеют в конце влажного или в начале сухого сезона. Посев неорошаемой пшеницы в тропиках осуществляют в начале выпадения дождей или позже, в зависимости от продолжительности дождливого сезона, интенсивности осадков, длины вегетации сорта. Соблюдение сроков посева очень важное, а иногда и главное условие получения хороших урожаев. Желательно подбирать их так, чтобы от всходов до кущения почва была влажная, а температура воздуха прохладная. Если в это время погода жаркая, то угнетается рост растений и побегообразование и, что особенно опасно, повышается поражаемость пшеницы болезнями и вредителями. Например, в северной равнинной зоне Индии посев озимой пшеницы, проведенный во второй декаде декабря, т.е. значительно позже оптимальных сроков (от третьей декады октября до первой ноября), привел к потере 1,8—2,0 т зерна с 1 га (урожай в оптимальные сроки 5,6—5,8 т/га). Календарные сроки посева пшеницы в тропиках очень разные: в Африке (ЮАР) — с августа по декабрь, в Америке (Мексика) — с сентября по январь, в Австралии — с апреля по июль.

В субтропиках время сева озимой и полуозимой пшеницы — от конца сентября до конца ноября. Поздних ноябрьских посевов лучше избегать, так как это ослабляет устойчивость растений к ржавчине и задерживает созревание. Посев яровой пшеницы в этих регионах начинают не раньше, чем установится среднесуточная температура 12—13° С, что совпадает с календарными сроками от декабря до марта.

Сеют обычно на ровной поверхности почвы. Если же срок посева в тропиках приходится на дождливое время и почва сильно переувлажнена, то пшеницу высевают в 2—3 рядка с расстояниями 10—12 см на заранее подготовленных грядах. До настоящего времени основные способы посева в крестьянских хозяйствах ручные: разбросной, в плужную борозду под местные плуги, кустарными сеялками. В Индии крестьяне используют деревянные сеялки с 2—3 бамбуковыми сошниками, расположенными на расстоянии 25— 30 см. В крупных хозяйствах применяют тракторные сеялки с междурядьями от 15 до 25 см, которые сеют пшеницу на глубину от 3 (короткостебельные сорта) до 9 см. Одновременно с посевом вносят от 15 до 30 кг/га азотных и фосфорных удобрений. Количество высеянных семян может быть разным, оно прежде всего зависит от обеспеченности растений водой в период роста и развития. В регионах с годовой суммой осадков 300—400 мм и возделыванием пшеницы без орошения достаточно высевать от 50 до 160 кг семян на 1 га (норма высева). С повышением естественной влагообеспеченности местности или при поливе возрастает и норма высева до 200 кг/га и более. Посевы обычно прикатывают, чтобы предохранить от птиц.

Если всходы пшеницы достаточно густые и сильные, но среди них много однолетних сорняков, то делают боронование, которое уничтожает до 80% сорной растительности. Дальнейшую борьбу с сорняками ведут в мелких хозяйствах вручную, в крупных используют гербициды.

Орошение пшеницы проводят в сухой сезон в тропиках, а также в сухих и полусухих субтропиках с годовой суммой осадков ниже 300—400 мм и неблагоприятным их распределением. Наиболее сильно культура нуждается в поливах в период формирования узловых корней, т. е. через 20—25 дней после посева, во время цветения и налива зерна. В Индии хороший урожай короткостебельной пшеницы получают при 4—5 поливах, перед вторым и третьим поливами делают азотные подкормки. При ограниченном запасе воды пшеницу поливают только в период побегообразования или, если воды хватает на 2 полива, еще и во время цветения. В Бангладеш получают высокий урожай при 3 поливах, которые начинают через 80—85 дней после посева и заканчивают в период налива зерна. В Пакистане короткостебельную пшеницу выращивают при 4 поливах: во время всходов, кущения, колошения и налива зерна, в первые два срока дают азотную подкормку. В тропиках полив чаще всего проводят напуском. Для него специально готовят чеки, т. е. ограничивают поле валиками земли, которые держат воду.. После полива, если междурядья позволяют, делают ручное мотыжение, для того чтобы разбить почвенную корку. На неорошаемой пшенице подкормки вносят через 3 и 6 недель после посева.

Уход за пшеничным полем включает борьбу с болезнями и вредителями. Химические средства защиты растений в условиях индивидуальных крестьянских хозяйств тропиков применяют редко из-за их высокой стоимости. Чаще используют агротехнические способы борьбы: устойчивые к болезням сорта, защитную обработку почвы, правильные сроки посева, ручное выпалывание сорняков по краям полей (промежуточных хозяев болезней), уборку в оптимальные сроки с немедленным удалением с поля соломы, сжигание стерни.

Время уборки пшеницы по странам и континентам сильно различается. В тропиках Северной Америки (Мексика) ее проводят с апреля по июль, в Южной (Аргентина, Чили) — с ноября по январь. В субтропиках Северной Африки (Марокко) и Юго-Восточной Азии (Афганистан, Иран, Китай, Япония) — с мая по июль, а в тропиках (Индия) - с февраля по июнь. Для Индии характерны зональные сроки уборки. В юго-западной зоне пшеницу убирают во второй половине февраля до начала марта, в центральной - в марте, в восточной - от конца марта до середины апреля, а в северных равнинной и горной - в мае-июне. Широко распространена уборка серпами, при которой растения связывают в снопы, сушат, перевозят на ток и обмолачивают палками или с помощью животных. Механизированную уборку проводят комбайнами напрямую или раздельно со скашиванием в валки. Последняя применяется на сильно кустящихся, неравномерно созревших или полегших посевах, а также на сильно засоренных полях.