Что такое злаковые растения
Злаковые
Зла́ки (лат. Gramíneae ), или мя́тликовые (лат. Poáceae ) — семейство однодольных растений, к которому относятся такие известные и давно используемые в хозяйстве растения, как пшеница, рожь, овёс, рис, кукуруза, ячмень, просо, бамбук, сахарный тростник. Злаковые в природе расселены по всем континентам (один вид встречается даже в Антарктиде). Составляют значительную часть фитомассы во многих биоценозах, а в степях и саваннах — подавляющую часть.
Содержание
Ботанические особенности представителей семейства
Как правило, злаки — многолетние травы сухих безлесных территорий.
По типу корневой системы делятся на три формы: корневищные (пырей), рыхлокустовые (овсяница красная) и плотнодерновинные (типчак).
Побеги однолетние, прямостоячие, неразветвлённые, заканчиваются соцветием. Механизма вторичного утолщения стебля нет. Ветвление происходит в зоне кущения или в области соцветия.
Листья очерёдные, двурядные, узкие, с незамкнутым влагалищем.
Цветок с трёхлучевой симметрией, включает в себя три лепестка, три тычинки (у цинны одна, у риса шесть, у бамбуков может быть даже неопределённое число), один пестик. Соцветие, как правило, сложный колос (например, у пшеницы, ржи), у культурной кукурузы — початок (у дикой кукурузы — простой колос). Цветки невзрачные, насекомыми не опыляются.
Классификация
Семейство злаков включает около 600 родов и 9—10 тысяч видов. Современная классификация APG II выделяет следующие подсемейства:
Сведения о злаках в России в конце XIX — начале XX веков (по Энциклопедическому словарю Брокгауза и Ефрона)
Злаки (Gramineae Juss.) — одно из самых обширных и полезных для человека семейств растений. Сюда относится около 3500 видов, но вероятно их в природе больше. Это преимущественно травы и притом многолетние; древовидных или кустарных мало, а какие есть, те растут в жарких и теплых странах.
Стебли у всех состоят из колен (междоузлий), соединенных между собой уздами, чрезвычайно резко выраженными и вздутыми. Колена у огромного большинства полые, а внутри узлов имеются весьма плотные перегородки, так что стебель представляет трубку, от места до места перегороженную и узловатую на местах, где помещены перегородки; этим достигается большая прочность при возможно меньшей затрате материала. Такой стебель есть типическая соломина (culmus). У редких злаковых стеблевые колена не полые, а заполнены рыхлою тканью с тонкими пучками; это замечается, напр., у кукурузы, у сахарного тростника, у сорго и некоторых других. У древовидных, как напр., у бамбуков, колена тоже полые, а перегородки необыкновенно прочны и толсты. Корни у злаковых всегда вторичные, ибо главный корень или едва развивается, или рано замирает по прорастании, заменяясь боковыми, образующими более или менее крупный пучок сравнительно тонких корешков, выступающих из под наружных слоев ткани стеблевого основания, из нижних узлов. Разветвление злаковых происходит у травянистых или из подземного корневища, или из нижних узлов; воздушная часть стебля по большей части не разветвляется. У древовидных бывает богатое разветвление, но ветви, старея, отваливаются, так что стволы представляются, напр. у бамбуков, обнаженными до половины или и выше.
Листья злаковых всегда снабжены трубчатыми влагалищами, начинающимися от нижней части узлов и обхватывающими колено до значительной высоты. Эти влагалища редко бывают совершенно цельными; в большинстве случаев они на противоположной листу стороне отверсты, но, однако, края их друг на друга находят так, что они плотно прилегают к стеблю. От такого влагалища отходит непосредственно пластинка листа. Она у большинства лентообразная и не шире окружности стебля, у некоторых даже уже, у редких шире, как напр. у проса. По большей части плоская, но у сухолюбивых, напр. степных злаков она свернута трубочкой на себя, в виде прутика, что препятствует излишнему испарению (ковыль, белоус). На границе между пластинкою и влагалищем замечается тонкий и короткий отросток, помещенный следовательно между листом и стеблем и называется язычком (lingula); он или тонок и полупрозрачен, или содержит не только малоразвитые сосудисто-волокнистые пучки, но даже хлорофилл. Под язычком замечается поперечная полоска более бледная и тонкая, чем остальная часть листа, представляющая вдавление, обращенное вогнутостью к стороне стебля. Эта полоска позволяет листу отгибаться в сторону. У немногих имеется, как у бамбуков, настоящий черешок. На краю листья часто усажены незаметными глазу жесткими зубчиками, придающими им на ощупь шероховатость и даже иногда режущую способность. Жилки в листьях злаковых приблизительно параллельны в значительной его части, или слегка искривлены, но всегда сходятся к вершине. Средний нерв, который у всех злаковых может быть различаем, у некоторых выражен очень резко (кукуруза, бамбук и пр.). Низовые листья злаков, то есть под коими начинаются побеги, часто лишены настоящих влагалищ и несравненно короче, являясь в виде более или менее развитых чешуй. Листорасположение у злаков двухрядное, вследствие чего облиственные до верху бесплодные побеги представляются плоскими зелеными перьями.
У большинства — последнее перед соцветием стеблевое колено чрезвычайно длинно и, переходя в соцветие, часто сильно разветвляется. У немногих образуются при соцветиях особого рода обвертки, как напр. у кукурузы при женских соцветиях, у Coix (Иовы слезы), у Lygeum, но это редкие исключения.
Внутреннее строение стеблей и листьев злаковых характерно. Сосудисто-волокнистые пучки в стебле двоякие: одни идут между собою параллельно по близости от поверхности, другие, по выходе из листьев, направляются косвенно к середине стебля, а затем приближаются к поверхности его и сливаются с ниже проходящими пучками, поэтому на поперечном срезе сосудисто-волокнистые пучки злаковых, как и других однодольных, распределены по всей поверхности среза. У большинства однако же внутренняя ткань, как сказано, разрушается, там же, где такого разрушения не происходит (см. выше), эта ткань, состоящая из крупных граненых клеточек, занимает очень много места. У сахарного тростника она наполнена густым раствором сахара; тоже у сахарного сорго и др. В узлах, узловые почки и побеги, где они имеются, пускают поперечные ветви сосудистых пучков, образующих густую сеть, способствуя укреплению перегородок, разделяющих стебель. В листьях сосудисто-волокнистые пучки идут параллельно, сходясь, впрочем, к верхушке, и каждый пучок окружен зеленою паренхимою, так что весь лист состоит из узких валиков, между которыми помещается тонкая прозрачная ткань; поэтому лист на поперечном разрезе представляет ряд сосочков и желобков. Каждый сосудисто-волокнистый пучок имеет по большей части на поперечном срезе форму параллелограмма или овала. Весь пучок снабжен более или менее развитым влагалищем толстостенных (склеренихиматических) клеточек, а внутри помещаются обыкновенно 2 весьма крупных пятнистых сосуда, между которыми впереди, то есть в стороне, обращенной кнаружи, собраны решетчатые элементы, а позади — большие спиральные сосуды и древесинная паренхима. Так как камбия, то есть деятельного образовательного слоя, нет, то пучок и весь стебель не утолщаются. Пучки листьев подобны стеблевым. В наружных тканях, а именно в стенках клеточек, отлагается много кремнезема; зубчики по краям листьев суть не что иное, как выдающиеся окремнепные клеточки.
Соцветия злаковых весьма разнообразны, но основою каждого служит так называемый колосок (spicola). Его легко изучить, напр. у овса, где он сравнительно крупен. Колосок представляет собою короткую веточку, на которой сидят несколько чешуевидных листиков. У овса таких чешуй 4, помещенных в 2 ряда и между собою чередующихся. Нижние пусты и сближены (их назыв. кроющими), 2 верхние имеют в своих углах по цветочку и называются наружными цветочными, каждый цветочек снабжен кроме того своею чешуйкою, находящеюся против наружной и называемой внутренней цветочной. Кроющие чешуи на столько крупнее остальных, что совершенно замыкают весь колосок, когда он не раскрыт. В овсяном колоске есть еще третий цветочек, сидящий выше остальных, но он недоразвит. У других злаковых цветов в колосках бывает меньше или больше. У некоторых, напр. у белоуса, только один, у других до 10 и больше. Величина и развитие чешуй, входящих в состав колоска, весьма различны: у некоторых развивается только одна кроющая чешуя, у других число их увеличивается. Колоски в свою очередь соединяются в виде сложных соцветий, каковы: простой колос, сложный колос (пшеница, рожь), султан или волосообразная метелка, раскидистая метелка. Наружный цветочные чешуи часто несут на оконечности или со спинки более или менее длинные ости, придающие соцветиям своеобразный, пушистый вид, особенно длинны пушисто-волосатые ости обыкновенной ковыли.
Самые цветы злаковых мелки и по большей части двуполовые, хотя у редких они однополовые, как у кукурузы. Цветок злаковых состоит из 3 тычинок, пыльники которых висят на тонких и нежных нитях, и из одногнездой завязи, несущей 2 рыльца или раздвоенный вверху столбик. Рыльца имеют различное опушение, характерное касательно разных родов. При таком цветочке имеются обыкновенно 2, редко З нежных пленочки, считающихся за околоцветник. Семяпочка одна. У редких злаковых тычинок 6 или только 2 (пахучий колосок). Плод злаковых принимается в общежитии за их семя — это зерно или зерновка, единственное семя плотно приросло и слито с плодом, главную массу которого составляет мучнистый белок; у некоторых бамбуковых плод ягодообразный. Так у Melocanna bambusoides Trin. плод с крупное яблоко и употребляется в пищу. Небольшой зародыш находится в нижней части семени с боку, непосредственно под покровом (околоплодником), и образует легкое вздутие на поверхности плода. Корешок его обращен книзу, а потому легко обламывается при неосторожной машинной молотьбе. В клеточках белка всего больше — крупчатого крахмала, а протеиновые, азот содержащие, вещества собраны преимущественно в наружных слоях зерна. Поэтому при обдирке, с отрубями удаляется наиболее питательная, хотя и менее удобоваримая, его часть. При прорастании корешки прорывают основание зародыша. Первый из них — главный, скоро замирает. Отклонений от описанного строения цветка и соцветия не много, — они указаны при описании соответствующих родов.
Злаки находятся в явственном сродстве только с семейством осоковых. Они составляют такую естественную группу, что разделение их затруднительно и до сих пор еще выполнено не вполне удовлетворительно.
Всех до сих пор известных З. 300 родов и 3200 — 3500 видов, распространенных по всему земному шару и под всеми климатами. Доходят до пределов всякой растительности, на островах Ледовитого океана, а на высоких горах — до линии вечных снегов. По числу видов, их больше всего между тропиками, но по числу особей — в умеренных, и при том в умеренно-холодных странах, ибо основанием настоящих лугов служат именно З.; они же, главным образом, образуют дерн. В жарких странах, где лугам соответствуют саваны, З. вырастают выше человеческого роста, а бамбуковые образуют неистребляемые леса. Польза, приносимая З. человеку, такова, что они в этом отношении далеко превосходят все остальные семейства. Ни одно культурное растение не простирается так далеко к полюсу, как З., именно ячмень, не говоря уже о кормовых. В описаниях отдельных З. это указано подробнее.
Литература о З. обширна. Главные труды перечислены в сочин.: «Курс Ботаники. Однодольные» (СПб. 1889), Бекетова; там же и подробное изложение всего, касающегося семейства Злаков. А. Бекетов.
Злаковые растения служили людям пищей со времен зарождения человечества. На их основе начиналось культурное земледелие.
Впоследствии ученые их условно разделили на две группы:
зерновые культуры, которые используют в пищу (очищенные и цельнозерновые);
дикие травы, которые часто идут на корм животным, а в медицине используются как лекарственные средства.
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.
Общая характеристика семейства злаковых
Общей внешней чертой семейства злаковых является форма прямостоячих растений с твердыми полыми стеблями и вытянутыми листьями.
Род трав и кустарников семейства включает в себя названия более 6500 растений.
Жизненная форма
Жизненный цикл злаковых складывается из нескольких вегетативных периодов (сезонов). Это одно или двухгодичные травянистые растения, реже кустарники.
Жизненная форма это совокупность всех способностей растения к существованию. У злаковых растений ключевую роль играют корневища, и возможность их кущения.
Длиннокорневищные многолетние злаки, которые с помощью длинных горизонтальных побегов размножаются вегетативным путем.
Рыхлокустовые многолетники, которые, не имея длинных ползучих корней, активно ветвятся надземными побегами.
Плотнодерновинные многолетники, растущие в основном в степной зоне и характеризующиеся расположением молодых побегов вплотную с материнскими растениями.
Однолетнее растение за время вегетации кустится, отмирает, при этом образуя много семян для следующего поколения.
Корневая система
У всех злаков мочковатая корневая система. Различные виды злаков имеют возможность образования большого количества тонких корней.
Они активно поглощают воду и являются основой выживания растений. Иногда и подземные побеги могут перейти в форму корневища. Корень составляет большую часть от массы растения.
Листья и листорасположение
Трава и кустовые растения семейства злаковых имеют очередное листорасположение. Преобладают узкие линейные листья, которые располагаются на полых соломинах с узловыми образованиями.
Образовательная ткань в междоузловых полостях стебля является основой роста растения. Жилкование листа идет параллельно центральной жилке.
Влагалище нижней части листа не полностью охватывает стебель в месте расположения узла. Это дает удобную возможность листьям к раскрытию. У большей части перехода листа в листовую пластину образуется тонкий язычок.
Соцветие
Семейство злаковых имеет разнообразную форму соцветий:
колос (простой и сложной формы);
метелка (вид метельчатых злаков);
султан (метелка колосовидной формы).
Цветки
Цветы у злаковых растений мелкие. Завязь располагается в одной полости семяпочки (однодольные цветы). Их основой служит колос.
С двух сторон основания колоса располагаются рядами пазухи прицветников. Они являются нижними цветовыми чешуйками. У основания цветка образуются 2-3 чешуйки, которые набухают во время цветения (додикулы). Тычинок в цветке на длинных тычиночных ножках обычно от 2 до 6.
Цветы злаковых опыляются с помощью ветра и насекомых. Исключением являются единичные растения. Например, у кукурузы женские цветы находятся в початках, а мужские сверху в метелках.
Формулы цветков
О – простой околоцветник.
Зигоморфный цветок, расположенный в 1 плоскости симметрии.
Тип плода
Плод злаковых – зерновка (псевдомонокарпий) в разных формах и размерах.
Строение зерновки пшеницы
Околоплодник так плотно прилегает к семени, что слипается с семенной кожурой. Это характерная черта злаковых растений.
Распространение семейства злаковые
Представители семейства злаковых большей частью неприхотливы и распространились по всей планете. Даже в Антарктике есть два растения (мятлик и антарктическая щучка) которые относятся к этому виду.
Степи и саваны в подавляющем большинстве заселены дикими злаками, которые служат пищей всему живому.
На всех континентах люди культивируют злаковые, используя их в пищу и как кормовые культуры для домашних животных.
Особенности
К особенностям выращивания злаковых культур можно отнести сроки и время их посева. Злаки, которые высевают осенью, называют озимыми. Для начала роста им необходимы низкие температуры. Яровые высевают в начале лета, когда земля прогреется.
Полезные свойства злаковых растений нельзя переоценить. Продукты на их основе являются основным поставщиком растительного белка и углеводов в питании человека.
Злаковые растения (семейство злаков)
Семейство злаковых, или Мятликовые, можно смело отнести к самым многочисленным из известных семейств. В него входит множество востребованных в сельскохозяйственном производстве культур, без которых многие просто не представляют жизнь: это пшеница, рис, кукуруза, сахарный тростник, бамбук и много других широко распространенных растений.
Злаковые распространены на всех без исключения континентах – и даже на Антарктиде не так давно были обнаружены злаковые (мятлик обыкновенный). Ну а в саваннах и степных зонах именно злаковые являются подавляющей основой всей фитомассы. Всего же в это семейство входит около шести тысяч видов.
Описание злаков
Все семейство злаковых можно отнести к обширному классу однодольных. И среди этого семейства есть и травянистые, и кустарники, и деревья: как однолетние, так и многолетние растения.
Среди огромного количества всех злаковых не отыскать ни эпифитов, ни сапрофитов. Нет среди них и паразитов. Разнообразие злаковых можно разделить по их строению на:
Эти группы, в свою очередь, распределяются на подгруппы, которые различаются между собой самыми разными деталями строения побегов (как его надземных частей, так и подземных).
К примеру, обширная группа злаковых – дерновидные – принято разделять в зависимости от процесса возобновления побегов (а он бывает вневлагалищный и внутривлагалищный) на рыхлодерновинные и плотнодерновинные подгруппы.
Обычно побеги у этих растений как генеративные, так и вегетативные, с очередными пластинами узких листьев, расположенными в два ряда и снабженными параллельными жилками.
Виды злаковых растений
Зерновые злаковые растения
К зерновым злаковым растениям обычно относят самые привычные почти каждому растения:
Пшеница
Рожь
Кукуруза
Овес
Ячмень
Просо
Декоративные злаковые растения
Среди декоративных злаковых можно выделить:
Амарант – широкораспространенная культура, получившая название бархатник, лисий хвост, аксамитник.
Бамбук
Тростник
Мискантус
Амарант
Ковыль
Канареечник
Сорные
К сорным злаковым обычно относят:
Ползучий пырей
Просо куриное
Ржаной костёр
Гумай
Мятлик однолетний
Травы
Помимо привычных и хорошо знакомых всем культурных растений, у семейства злаковых имеются и сорняки, которые приносят вред сельскому хозяйству, и многолетние травы – абсолютно безвредные. К травяным растениям семейства злаковых относят:
Трясунка
Перловник
Ковыль
Колосняк
Молиния
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.
Удобрение для злаков вносятся обычно осенью в виде под зяблевые обработки – так, при посеве в ряды культуры вносят гранулы удобрений (азотных и фосфорных). Такую же подкормку осуществляют и весной.
Строение злаковых
Соцветия злаковых состоят из большого количества элементарных колосковых соцветий, и обычно выделяют несколько их видов:
Цветы у злаков обычно мелкие и бледно окрашенные: в их состав, как правило, входят три тычинки, плодник вместе с укороченным столбиком и пара перистых рыльцев. Плод почти всех злаков – это зерновка, т.е. плотно сросшееся с тонкой оболочкой семя.
В свою очередь, побеги большинства из злаковых культур можно разделить на вегетативные и генеративные – при этом каждый из таких побегов спокойно может относиться и к многолетнему растению, и к однолетним.
Обычно у злаковых отсутствует механизм вторичного утолщения в зоне стебля, а система ветвления организована в зоне кущения, либо на прямую связана с областью соцветия.
Стебли злаковых можно отнести к цилиндрическим. Все они в своей массе членистые, а в междоузлиях обычно полые, как соломины. Из этого правила есть и исключение – несколько видов и семейств (к примеру, бамбуковые, кукуруза и тростник).
Соцветия злаковых обычно состоят их нескольких элементарных частей, колосков, в которых, как правило, находится несколько цветков – ветро-и самоопыляемых. В типичных случаях такие цветки имеют несколько цветковых чешуек – верхнюю и нижнюю. При этом срединная жилка чешуи формирует острое ребро, получившее характерное название «киль». Верхняя чушуя образует несколько таких килей, которые, скорее всего, образуется именно от срастания нескольких чешуек. Внутри основных чешуек цветка находятся три маленькие поликулы – их принято считать элементами, относящимися к внутреннему кругу околоцветника.
Подобная структура дает все основания относить околоцветник злаковых к трехчленным, или трехмерным. Обычно в каждом цветке три тычинки, а при завязи образуется несколько перистых рыльцев.
Значение злаков
Значение всех злаковых сложно недооценить, ведь большинство из них составляют основной пищевой рацион человечества по всей Земле. Хлеб, каши и другие блюда из злаковых делают уже несколько тысяч лет.
Хотя не все злаковые были оценены по достоинству с самого начала – так, мятликовым не всегда уделяли должное внимание. Ровно до того момента, как человечество не изобрело способ перемалывать плоды этих растений в муку. А из муки уже стали делать тесто, которое стало лепешками и другими видами хлеба.
Однако злаковые – это не только основа пищевого рациона. Они обладают и медицинским значением, потому что в их состав входит огромное количество полезных веществ.
Семейство злаковых – видеоурок по биологии
Заключение
Семейство злаковых разнообразно и очень многочисленно – они насчитывают более 750 родов. Обычно растения этого вида принято относить к классу однодольных. Огромное количество злаковых обладают незаменимыми достоинствами – не только в пищевой сфере, но и, к примеру, как декоративные культуры, которые активно используются в ландшафтном дизайне.
Злаковые обитают на всех континентах в качестве трав и деревьев, а их плоды содержат огромное количество полезных веществ, эфирных масел, протеинов и тому подобное. Помимо этого, именно злаковые – важный элемент кормовой и пищевой культуры.