Рослини з сімейства Мятлікові, або Злакові (Poaceae, Graminea), а простіше кажучи, злаки, настільки широко поширені, що зустрічаються майже у всіх рослинних угрупованнях. У різних типах лісу, на луках, у степах, у пустелях, на берегах річок і водойм ростуть численні види рослин цього сімейства. Тим часом мало хто з любителів природи розуміється на злаках.
Шкільна програма передбачає вивчення лише «азов», початкових відомостей про рослини. Знань і умінь, отриманих у школі, цілком достатньо загального розвитку учнів, але замало занять натуралістичної роботою, вивчення природи, її охорони, і навіть участі у сільськогосподарської діяльності. Насамперед це стосується визначення видів злаків: користуючись визначниками рослин і шкільними знаннями з біології, юннати можуть досить впевнено визначати їх лише за наявності генеративних пагонів з колоссями або волотками.
Проблема полягає в тому, що за допомогою звичайних визначників неможливо визначити більшість рослин, коли вони ще не приступили до цвітіння або вже відцвіли та розсипали своє насіння. А як визначити злаки після косьби, коли залишаються лише нижні частини рослин?
У багатьох випадках відрізняти один вид злаку від іншого необхідно з весни до осені. Крім генеративних (квітучих і плодоносних) пагонів злаки утворюють багато вегетативних пагонів, що несуть тільки листя. Агроном, наприклад, має відрізняти ще до колосіння, тобто. по листі, пшеницю від жита, жито від ячменю, ячмінь від вівса і т.д.
Види дикорослих злаків значно різняться за господарською цінністю.Одні злаки є цінними кормовими рослинами (мятлик луговий, костриця лучна, тимофіївка лучна та ін), інші характеризуються низькими кормовими якостями (щучка дерниста, вейник наземний, білоус, що стирчить та ін). Є серед злаків і види, що викликають отруєння (кукіль п'янкий, молинія блакитна та ін.).
Багато злаків є злісними бур'янами, причому способи боротьби з ними часто залежать від їх видів. Деякі злаки є рослинами-індикаторами: за ними можна судити про певний ступінь зволоження, багатства чи кислотності ґрунту. Таким чином, злак злаку відрізняється, і необхідно вміти надійно їх розпізнавати.
Злаки, як і осоки, верби, парасолькові, мохи, зазвичай ставляться до «важким» визначення груп рослин.
Багато хто вважає, що неквітучі злаки визначати неможливо, і не бачать у цьому нічого соромного. Деякі юннати надсилають на конкурси дослідницькі роботи з флористичного аналізу свого краю і не наводять у списках видів жодної злаки (не може бути, щоб у лісовій чи степовій зоні на досить великій території не зустрілися злаки, особливо на відкритих просторах). Буває, що навіть при описі луки, названого в роботі «різнотравно-злаковим», у загальному списку видів рослин не наводиться жодного виду злаку. У результаті цінність таких досліджень значно знижується, а часто взагалі не можна говорити про те, що внесено якийсь внесок у вивчення природи рідного краю, – такі флористичні та геоботанічні дослідження виглядають неповноцінними та недостовірними.
Насправді види злаків можна розпізнавати навіть у неквітучому стані.Адже це лише на перший погляд вони «близнюки-брати», а якщо познайомитися з ними ближче, то стане ясно, що існує безліч ознак, критеріїв, за якими різняться види злаків.
Зважаючи на вегетативні ознаки (особливості будови листя, стебел, підземних органів), можна встановити характерні риси кожного виду. Значна частина цих ознак дійсно загальна для всіх або для більшості злаків, але є і свої індивідуальні «родзинки», що відрізняють даний вид від інших. Немає різних видів злаків з однаковим набором ознак і їх визначення дуже нагадує всім відому забаву з пошуком відмінностей між двома картинками, однаковими на перший погляд.
Необхідно навчитися відрізняти злаки від інших трав'янистих рослин, зовні схожих на злаки, що мають подовжене, відносно вузьке, тонке листя з паралельними один одному жилками. Це рослини сімейства осокових (осоки, гармати, очерету та ін), ситникових (ситники та ожики), шейхцерія та деякі інші, що відносяться разом із злаками до класу однодольних. Характерною вегетативною ознакою, що відрізняє злаки від цих рослин, є стебло-соломіна зі вставковим ростом і дворядним розташуванням листя, про що йтиметься нижче.
Визначення злаків засноване на особливостях їхньої зовнішньої будови (або, як кажуть ботаніки, морфологічних ознаках), насамперед втечі. Втеча складається з стебла, що є його осьовою частиною, а також листя і нирок (зародкових пагонів) – так влаштований типовий вегетативний пагін, а на генеративних пагонах знаходяться ще й органи розмноження. Місце на стеблі, від якого відходить лист, називають вузлом, а ділянка стебла між сусідніми вузлами – міжвузлем.
У різних рослин зустрічаються різні типи розташування листя на стеблі. У злаків вони розташовані ще двома рядами. Пагони бувають подовженими, коли міжвузля мають велику протяжність, і укороченими з досить тісно зближеними вузлами та дуже короткими міжвузлями. Пагони мають здатність розгалужуватися – утворювати бічні пагони, відгалуження.
Стебло злаків не схожий на стебла інших рослин ні формою, ні способом росту. Його називають соломиною, він членистий і за рідкісними винятками (кукурудза) порожнистий. Вузли стебла зазвичай помітно потовщені порівняно з міжвузлями.
Процес зростання біля стебла злаків називають вставковим. На відміну від більшості рослин з верхівковим ростом, у яких наростає в довжину тільки верхівка втечі, у злаків на основі кожного міжвузля є група клітин, здатних інтенсивно ділитися, тобто. на стеблі є кілька зон зростання. Кожне міжвузля наростає незалежно від сусідніх міжвузлів. В результаті молода втеча з короткими міжвузлями перетворюється на зрілу подовжену втечу.
Від стебла відходять листя. Про це знають усі, але не всі пам'ятають що те, що в просторіччі зветься листом (тобто зелена плоска пластинка), насправді є лише частиною листа, що називається листовою платівкою. А сам лист – складний орган, що складається з кількох частин. Крім згаданої листової пластинки у листя рослин бувають основа листка, черешок і пара прилистків.
Мал. 1. Схема будови втечі у злаків: а – вузол стебла; б – міжвузля стебла; в – листова піхва; г – листова платівка; д – язичок
Мал. 2. Тип піхви листа: а – відкрите (з вільними краями); б – замкнене (зі зрослими краями)
Черешок (осьовий орган, що з'єднує листову пластинку зі стеблом) у злаків відсутня, тобто. їх листя сидяче. Листова платівка у злаків, проте, ніколи не відходить безпосередньо від вузла стебла (рис. 1): з вузлом стебла її з'єднує так зване піхву листа (Рис. 1, 2). Листова платівка у злаків завжди відходить вище вузла, з якого лист бере свій початок. Міжвузлі стебла ніби вкладено в більш менш довгу вузьку, зазвичай циліндричну, обгортку (трубку), що переходить потім в листову пластинку. Ця обгортка і є піхву листа.
Якщо піхву листа розгорнути або розщепити вщент, то його можна розправити, надати йому форму плоскої пластинки. При цьому ми побачимо, що жилки, що проходять піхвою, переходять безпосередньо в жилки листової платівки. Піхва листа виконує більшість завдань, які в інших рослин виконує черешок (хоча за походженням воно зовсім не є черешком, а вважається видозміненою основою листка). Воно зазвичай досить щільно обіймає стебло (або піхви листів, що відходять вище) і перешкоджає проникненню води в листову пазуху, що могло б призвести до загнивання точок зростання у вузлах стебла.
Піхва листа може мати вигляд суцільної трубки (коли краї піхви повністю зростаються один з одним), як, наприклад, у перловиків, багать і багаття. Таку листову піхву називають замкнутим (Рис. 2, б). Але у більшості злаків його краю зовсім не стуляються або стуляються лише в самій нижній частині піхви – таку піхву називають відкритим, вільним або незамкненим (Рис. 2, а).Бувають і проміжні варіанти, а в деяких злаків навіть на тому самому екземплярі рослини ступінь зрощення піхв окремих листків різна (наприклад, у вівсяниці червоної).
Додатковим захистом точок зростання у злаків служить так званий язичок, що знаходиться у місці переходу піхви в листову пластинку (рис. 3, 1). Зазвичай він виглядає як плоский плівчастий або перетинчастий виріст (у багатьох злаків він подовжений і звужений на кінці, як язичок, звідси і назва). Язичок досить щільно обіймає стебло або піхву вище за розташований лист, він добре видно, якщо відігнути листову пластинку.
При визначенні видів злаків язичок має значення, т.к. у різних злаків він улаштований по-різному. Тому часто доводиться просити злак показати свій язичок, як це лікар, встановлюючи діагноз хворому (до речі, ознаки, що допомагають впізнавати види рослин, і називаються – діагностичні). Вважається, що язичок є за походженням зрощеною парою прилистків.
Мал. 3. Різні форми язичка у злаків (на малюнку зображено область переходу
листової піхви в листову пластинку): а, б, в плівчастий язичок, г – язичок у вигляді ряду волосків;
1 – язичок; 2 – основа листової пластинки; 3 – зовнішня поверхня листової піхви;
4 – внутрішня поверхня листової піхви
Язичок характеризується насамперед довжиною. Це легко зрозуміти, якщо перед нами злак з довгим і вузьким язичком (рис. 3, а), наприклад вейник наземний або тонконіг звичайний. Але у дуже багатьох злаків (наприклад, у мятліка лугового, вівсяниці лучної та пирію повзучого) язичок буває широким і коротким (рис. 3, б).В результаті може виникнути плутанина: що слід вважати довжиною язичка (виходить, що він короткий у поздовжньому напрямку та водночас довгий у поперечному напрямку). Тому краще говорити не про довжину язичка, а про його висоту. Язичок у злаків відіграє роль огорожі – перешкоди для стоку води та комах, що повзають. Якщо уявити паркан, що має два виміри – висоту та довжину, то в даному випадку важлива саме висота.
Сторона язичка, звернена до стебла, називається внутрішньою стороною, інша сторона називається зовнішньою, або спинкою. Язичок прикріплений лише однією, нижньою, стороною, а верхній, вільний, край язичка називається крайкою. Кромка язичка зазвичай рівна, але, у деяких злаків, наприклад у тимофіївки лучної, вона нерівна, зазубрена (рис. 3, в).
У переважної більшості злаків язичок тонкий, плівчастий або більш щільний, перетинчастий, але в деяких (наприклад, у очерету) язичок має вигляд ряду волосків (рис. 3, г). У ожина (курячого проса) язичок зовсім відсутня – це рідкісний виняток, що допомагає легко впізнати це бур'ян.
У самій верхній своїй частині, поблизу переходу в листову пластинку, піхви деяких злаків (пшениця, кукіль п'яний, пирій, деякі вівсяниці та ін) мають парні бічні вирости – так звані вушка (рис. 4), у різних видів мають різну довжину та форму. У більшості злаків вушок немає зовсім або вони слабко виражені.
Мал. 4. Наявність та відсутність вушок у злаків: а – вушка відсутні (не виражені),
б – закруглені низькі вушка, в – загострені поперечні вушка; 1 – вушка;
2 – листова піхва; 3 – листова платівка
Листова пластинка у злаків найчастіше лінійна: довжина її у багато разів перевищує ширину, і дуже часто краї листової пластинки на значному її протязі паралельні один одному (як і жилки). Для кожного виду характерний певний діапазон значень довжини та ширини листової пластинки.
Найширшим листям має тростину (до 4 см або навіть більше). На кінці листова пластинка різко чи поступово звужується та загострюється. У мятліка лугового і в деяких інших мятліков верхівка, різко звужуючись, утворює характерну «човник». Найчастіше листова пластинка звужується до верхівки поступово, утворюючи тонку гострокінцеву.
Краї листової платівки у злаків завжди цілісні, але при цьому зазвичай по краю йдуть дрібні зубчики, добре помітні, якщо скористатися збільшувальними приладами. З-за цих зубчиків листові пластинки по краях тією чи іншою мірою шорсткі, що легко виявити, якщо провести пальцем від верхівки листової пластинки до її основи. За рівнем шорсткості листя різних злаків сильно розрізняються. Наприклад, доторкнувшись до листя манника великого, можна сильно порізатися, а біговицю з гладкими краями листя рекомендують для влаштування спортивних газонів і дитячих майданчиків.
У деяких злаків (ковили, деякі вівсяниці) вузькі листові пластинки складаються в довжину навпіл і стають зовсім тонкими, щетинистими.
З того, яким чином укладена платівка зародкового листа у нирці, злаки поділяються на дві групи (рис. 5). Це дуже важлива ознака: саме з неї зазвичай починається визначення злаків у неквітучому стані.
Мал. 5. Додавання листових пластинок злаків:
а, б – згорнуте (спіральне) додавання;
в, г – складчасте додавання;
а, в – молоді листові пластинки, що розгортаються;
б, г – зріле листя, що розгорнулося
У одних злаків (рис. 5, а, б) зародкові листові пластинки згорнуті спірально (згорнутоскладені). Приклади: жито, пшениця, ячмінь, овес, пирій повзучий, костриця лучна, багаття безосте, очерет. В іншої групи (рис. 5, в, г) зачаткові листові пластинки складені навпіл уздовж середньої лінії (складчастоскладені). Приклади: мятліки, манники, вівсяниця червона, вівсець опушений, кукіль багаторічний, собача левиця, гребінник звичайний, їжака збірна.
Спосіб закладання листа проявляється і у зрілого листя. Особливо добре проявляється відмінність між групами у молодого листя. У злаків першої групи по середній лінії зверху жолобка немає; найбільша ширина пластинки знаходиться не в самому підставі, а трохи далі або поблизу середини платівки; в посуху листя скручується або складається пухко вздовж середньої лінії. У другої групи на верхній поверхні платівки по середній лінії видно (по всій довжині платівки або лише на частині її) жолобок; найбільша ширина пластинки спостерігається зазвичай у її підставі; у посуху листові пластинки складаються навпіл. Поздовжні «половинки» листових пластинок у цих злаків називають крилами.
Листова пластинка більшості злаків, що вже сформувалася, плоска: товщина її зазвичай незначна, і у неї дві поверхні – верхня і нижня. Верхня сторона називається також внутрішньою стороною (вона примикає до стебла, якщо плоска листова пластинка розташована вертикально; ця ж сторона знаходиться всередині згорнутої або складеної пластинки), а нижня сторона, відповідно, зовнішньої.
Якщо листова пластинка перегинається, як це часто буває, її нижня поверхня виявляється зверху. Тому, щоб розібратися в «злаковій геометрії», треба дивитися, як розташована розгорнута листова пластинка щодо стебла. Наприклад, нижня сторона листової пластинки у вівсяниці лучної блискуча, яскраво-зелена, на відміну від тьмяної верхньої сторони. Дуже часто вона перегинається і виявляється зверненою до сонця своєю нижньою стороною, тобто. нижню поверхню ми знаходимо зверху. Але все стає зрозумілим, варто лише розглянути, якою стороною листова платівка звернена до стебла.
Верхня сторона листової платівки характеризується вираженістю рельєфу. Географи називають рельєфом форми земної поверхні: гори, долини тощо. Рельєф листової платівки, зрозуміло, вкрай дрібний, але в лупу у багатьох злаків на її верхній стороні чітко видно поздовжні більш менш високі ребра, утворені механічними тканинами, що супроводжують жилки (наприклад, у щучки дернистої), а також борозенки (вузькі заглиблення). Якщо ребра низькі і плоскі, а борозенки неглибокі, такий рельєф називають згладженим. Щоб краще розглянути рельєф листової пластинки, її треба зігнути в поперечному напрямку, і дивитися рельєф на згині.
По середині нижньої поверхні листової пластинки у більшості злаків проходить кіль – більш менш вузький довгий виступ (аналогічно кілю, що проходить знизу вздовж днища корабля). Кіль утворений центральною жилкою листа та супутніми їй механічними тканинами, що забезпечують міцність, а в деяких випадках і іншими тканинами. Кіль іноді може бути виражений і піхву листа.Але іноді кіль виражений дуже слабо, і нижня поверхня листової платівки виглядає рівною, плоскою (наприклад, у полівиць).
У деяких злаків основа листової пластинки помітно потовщена і при цьому вона буває світлішою, ніж листова пластинка (зазвичай жовтуватим, білим). Таку потовщену основу називають мозоліком. Він добре помітний, наприклад, у костриць.
Залежно від характеру облиствування генеративних пагонів виділяють злаки верхові і низові. У верхових злаків стебло має численне листя, розташоване більш менш рівномірно знизу догори. Приклади верхових злаків: багаття безосте, пирій повзучий, їжака збірна, лисохвіст луговий. У низових злаків основна маса листя на стеблі зосереджена нижніх вузлах, а вище, ближче до суцвіття, листя дуже мало. Крім того, у них багато укорочених вегетативних (неквітучих) пагонів, листя яких також розташоване у приземному шарі. Приклади низових злаків: щучка дерниста, вівсяниця овеча, вівсяниця червона, тонконіг луговий. Між типовими верховими і типовими низовими злаками розташовуються різні проміжні варіанти (овсяниця лугова, тонконіг дубравний та ін).
У деяких випадках для визначення видів злаків важливі ознаки, що стосуються підставі втечі. Наприклад, у тимофіївки лугова основа стебла помітно потовщена, у перловиків основи пагонів одягнені лускоподібними безлистими піхвами, що догори переходять у укорочене листя.
Стебла у напрямку зростання у більшості злаків бувають прямостоячими, з вертикальним напрямом зростання від самої основи (або майже від самої основи втечі), як, наприклад, у пирію повзучого, багаття безостого, вейника наземного.Але багато й таких злаків, у яких втеча, звана висхідним, колінчасто вигнутий у нижніх вузлах і лише вище стає вертикальним (приклади: лисохвіст колінчастий, манник напливає, тонконіг сплюснутий). Одна й та рослина може мати стебла з різним напрямом росту. У мітлиці пагононосного стебла генеративних пагонів колінчасто-висхідні, а вегетативні пагони стелиться, з горизонтальним напрямом росту. Повзучі надземні пагони можна бачити також у польові собачої та поручейниці водної.
У переважної більшості злаків вузли стебла голі, але у коротконіжок лісової і перистої, леєрсії рисовидної, пирійника собачого, росички звичайної, трищетинників сибірського і жовтіючого, цицанні водного і аренатеруму високого вузли в тій або арені.
Для розпізнавання злаків можуть бути використані інші особливості будови їх надземних органів, наприклад число і колір жилок листової пластинки, ступінь опушення листових піхв та ін. Звертаючи увагу на колір листових пластинок, необхідно відзначати колір і яскравість обох поверхонь – верхньої і нижньої, тому що у багатьох злаків нижня сторона за кольором і блиску сильно відрізняється від верхньої (найбільш яскравий приклад – костриця лучна).
Отже, ми познайомилися з основними ознаками пагонів злаків, довідалися, що у них, виявляється, є і язички, і вушка, і спинка, і крила.
Наступного разу ми розглянемо особливості кущіння злаків, познайомимося з книгами, за допомогою яких можна визначати злаки, та обговоримо, як можна скласти власний визначник злаків за вегетативними ознаками.
Тим, хто зацікавився особливостями вегетативної будови злаків, можна рекомендувати таку літературу.
Серебрякова Т.І. Типи пагонів та еволюція життєвих форм у сімействі злаків // Наукові доповіді вищої школи. Біологічні науки 1967. № 2. З. 61–73.
Серебрякова Т.І. Розгалуження та кущіння в сімействі Poaceae // Ботанічний журнал, 1969. Т. 54. № 6. З. 858-871.
Серебрякова Т.І. Морфогенез пагонів та еволюція життєвих форм злаків. – М.: Наука, 1971.
Цвєлєв Н.М. Про напрями еволюції вегетативних органів злаків (Poaceae) // Проблеми еволюції. 1975. Т. 4. З. 107-117.
Далі буде
Злаки становлять половину білків і вуглеводів, що вживаються людством, є одним з найважливіших компонентів харчування.
Найбільш вживаними злаками є пшениця, рис та кукурудза.
Причиною популярності злакових культур є:
- Висока поживність.
- Чи не складний процес вирощування.
- Можливість тривалого зберігання.
- Помірні вимоги до умов зберігання.
- на цільнозернові – містять крохмалистий ендосперм, зародок і висівки;
- на очищені – без зернового зародка та оболонки.
Види
Цікаво! Вченими зафіксовано 10000 дикорослих та культурних видів злаків, причому 2 з них ростуть в Антарктиді: щучка антарктична та тонконіг однорічний.
З культурних видів у світі найчастіше вирощують:
- пшеницю м'яких та твердих сортів з яких роблять борошно, пшеничну та манну крупу, булгур, кус-кус;
- рис, що вживається переважною частиною населення планети і має близько 100 сортів;
- ячмінь, здатний рости навіть за Полярним колом. З нього роблять перлову та ячну крупу, варять пиво;
- жито, з якого виробляють борошно, крохмаль, квас та спирт;
- кукурудзу, один із основних продуктів Південної Америки;
- овес, без якого не буде приготовлена кулінарна класика: вівсяна каша та вівсяне печиво;
- просо, з якого одержують пшоно.
У світовій кулінарії також використовуються екзотичні або рідко використовувані злаки:
- амарант;
- камут;
- кіноа;
- могар;
- монтина;
- сорго;
- пайза;
- полба;
- фарро;
- тефф;
- тритикале;
- чуміза.
склад
Злакові культури є або були в минулому основою харчування багатьох народів завдяки своїй поживності та корисним властивостям.
Злаки – це джерело:
- білків та амінокислот
- вуглеводів, переважно крохмалистих речовин
- омега-6 ненасичених жирних кислот
- фітостеролів
- клітковини
- вітамінів групи В та вітаміну Е, біотину
- мінералів: кремнію, магнію, калію, фосфору, марганцю, кобальту, селену, заліза