Классификация кукурузы

Кукуруза (Zea mays L.) принадлежит к семейству злаковых (Poaceae). Из эволюционно близких кукурузе родов стоит отметить трипсакум (Tripsacum) и теосинте (Euchlaena), иногда используемые в качестве кормовых растений. Эти роды произрастают в Мексике и хотя редко, но используются в селекционных целях в качестве источников устойчивости к болезням и вредителям.

Что касается внутривидовой классификации, первые попытки сделать таковую были предприняты в середине XIX века. Эти работы были выполнены на ограниченном материале и, поэтому, не могли достаточно объективно представить внутривидовой состав. В качестве классифицирующих признаков, авторы использовали в основном количественные характеристики растений.

Впервые в 1885 году Ф. Кёрнике в качестве систематических были использованы качественные признаки, в частности морфологические особенности зерна. По этим данным было выделено четыре группы.

Морфологические особенности зерна были положены в основу классификации кукурузы Стертевантом. В 1899 году он в своей работе на основе большой выборки материала (свыше 700 сортов и образцов) североамериканского происхождения выделил шесть групп кукурузы, пять из которых различались на основе структуры эндосперма: лопающаяся, кремнистая, зубовидная,крахмалистая, сахарная, и одна выделена по признаку, обуславливающему сильное развитие колосовых чешуй — пленчатая.

Позже Н.Н. Кулешовым в эту классификацию была добавлена еще одна группа — восковидная. Эта классификация чрезвычайно удобна и проста. Она и сейчас, активно используется.

Зубовидная кукуруза (Zea mays indentata)

Zea mays indentata / Зубовидная кукурузаЗерно крупное, удлиненное, плоское. Эндосперм по бокам зерновки роговидный, в центре и верхушке мучнистый, рыхлый. При созревании на верхушке зерна образуется углубление. Зубовидная кукуруза среди других групп получила наибольшее распространение. Растения обычно не кустятся. В зерне содержится 70–75% крахмала, до 15 белка, 3–6% жира. Возделывается для получения зерна, которое используется для производства муки, крупы, спирта, а также как фураж на корм животным. Большинство сортов зубовидной кукурузы позднеспелые. Отличаясь мощными стеблями, крупными початками, сорта зубовидной кукурузы, как правило, дают более высокий урожай силосной массы и зерна по сравнению со скороспелыми сортами.

Кремнистая кукуруза (Zea mays indurata)

Zea mays indurata / Кремнистая кукурузаЗерно округлое, гладкое, блестящее с выпуклой вершиной. Эндосперм роговидный, мучнистый лишь в центральной части зерновки. Имеет самый широкий ареал распространения на Земле. Сорта кремнистой кукурузы первыми были завезены в Европу. Гибриды кремнистой кукурузы возделывают главным образом на зерно. Среди гибридов этой группы много скороспелых. В зерне содержится 65–83% крахмала, до 18% белка, 3–7% жира. Используется для производства крупы, кукурузных хлопьев, палочек и других продуктов. В настоящее время все большее распространение получила кукуруза с промежуточным типом зерна. В зависимости от преобладания кремнистого или зубовидного типа зерновки, такой тип кукурузы называют полузубовидным или полукремнистым.

Крахмалистая кукуруза (Zea mays amylaсea)

Одна из древнейших. Наиболее широко распространена в странах Южной Америки и на юге Северной Америки. Большинство сортов имеет поздние сроки созревания. Растения среднерослые, хорошо облиственны, сильно и средне кустистые. Зерно округлое, гладкое, матовое, с выпуклой вершиной. Эндосперм рыхлый, мучнистый с небольшим содержанием белка. Используется главным образом в крахмалопаточной и спиртовой промышленности. Зерновка крупная, содержит около 12% белка, 5% жира и более 80% крахмала.

Восковидная кукуруза (Zеа mays ceratina)

Является мутантом зубовидных североамериканских сортов, которые в результате проявления гена wx в связи необычными условиями выращивания могут появляться в различных районах Земли. Характеризуется двухслойностью эндосперма. Наружная часть его непрозрачна и по виду напоминает воск, но по твердости не уступает стекловидному эндосперму лопающейся кукурузы. Внутренний слой эндосперма — мучнистый. Крахмал эндосперма состоит почти на 100% из амилопектина, обладающего сильной клейкостью. Восковидная кукуруза имеет довольно узкий ареал распространения — наиболее популярна в Китае и имеет весьма ограниченное сортовое разнообразие, причем сорта близки между собой по многим хозяйственным и некоторым морфологическим признакам.

Лопающаяся кукуруза (Zea mays everta)

Zea mays everta / Лопающаяся кукурузаОдна из древнейших. По строению зерновки делится на рисовую (имеет клювовидную форму верхушки зерновки) и перловую (имеет округлую форму верхушки зерновки). Характеризуется большим удельным весом стекловидного эндосперма. Мучнистая часть эндосперма имеется только вблизи зародыша. В связи с такой структурой запасного крахмала в клетках эндосперма у сухого зерна при нагревании под давлением паров воды в крахмальных сферокристаллах и между ними прорывается околоплодник и кожура семени. При этом эндосперм выворачивается в виде рыхлой белой мучнистой массы, и зерно сильно увеличивается в объеме. Отсюда — название подвида. Зерновка отличается высоким содержанием белка (16%), что позволяет использовать этот подвид при производстве крупы, хлопьев и других подобных изделий. Лопающаяся кукуруза образует большое число початков, обладает хорошей кустистостью и облиственностью. Початки небольшие с мелким зерном. Подвид представлен разновидностями с белой, желтой, красной, темно-синей, полосатой зерновкой. Лопающаяся кукуруза широко распространена в США, где приобрела промышленное значение. Сейчас она завоевывает все большую и большую популярность и в остальном мире.

Сахарная сахарная (Zea mays saccharata)

Zea mays saccharata / Сахарная кукурузаПодвид возник в результате проявления рецессивных генов su1 и su2. Оба гена контролируют состав крахмала в эндосперме кукурузы, блокируя реакции полимеризации и, тем самым, повышая содержание декстринов. Эндосперм зерновки содержит сравнительно мало крахмала и очень много водорастворимых сахаров. При созревании и подсыхании зерновка по всей поверхности сильно сморщивается во всех направлениях, приобретая неправильную форму и неровную поверхность. Вызревшие зерновки сравнительно прозрачны. Кроме того, зерновка содержит большое количество водорастворимых белков (18–20%) и жиры (8–9%). Содержание углеводов 64%, из них половина приходится на долю декстринов. Это овощная культура, ее используют в консервной промышленности. Растения обычно невысокие, сильно кустятся, каждое имеет по несколько початков. Как и все овощные культуры, выращивается на поливе. Разновидности представлены формами с самым разнообразным окрашиванием зерновки.

Пленчатая кукуруза (Zea mays tunicata)

Zea mays tunicata/ Пленчатая кукурузаФенотипическое проявление гена tu. Этот ген вызывает сильное разрастание колосковых чешуй, которые плотно прикрывают вызревшую зерновку. Подвид хозяйственного значения не имеет. Есть сведения, что эта кукуруза использовалась в религиозных обрядах в империи инков.

Потребность в элементах питания и диагностика выявления их недостатка у растений кукурузы

На создание одной тонны зерна кукуруза потребляет 25–27 кг азота, 8–9 кг фосфора, 20–22 кг калия.

Потребность в элементах питания

Азот

Потребность в азоте усиливается за 1–2 недели до выметывания и достигает максимума в период цветения. Важно обеспечить:

  • в начале вегетации — закладываются репродуктивные органы
  • во второй половине вегетации — формируется зерно

 

Фосфор

Потребляется более равномерно в течение вегетации. Усиленное поглощение после выметывания. Максимальное поглощение в период цветения.

Калий

Поглощается растениями до фазы цветения. Его потребление усиливается за 2–3 недели до цветения. Максимальное поглощение в период выметывания.

Цинк

Признаки голодания проявляются в фазе 6–7 листьев.

 

Дефицит элементов питания

Макроэлементы

Недостаток азота — пожелтение растений начинается с нижних листьев. V-образное пожелтение листьев, начинающееся у центральной жилки распространяется к верхушкам листьев; верхушки отмирают (сгорают), а края листьев остаются живыми. Недостаток азота может вызываться засушливыми условиями, а также затоплением.

Недостаток фосфора — листья, начиная с верхушек, становятся пурпурными или красноватыми, сначала, поражаются нижние листья, позже верхушки листьев могут побуреть и отмереть. Початки образуются небольшие, часто уродливой формы, с искривленными рядами зерен.

Недостаток калия — пожелтение краев листьев, начиная с верхушек, пораженная ткань позже коричневеет и отмирает.

Микроэлементы

Недостаток цинка — симптомы обычно проявляются за 2 недели до цветения початков. При этом укорачиваются междоузлия, проявляется полосатость листьев в результате обесцвечивания тканей по их границам и по всей длине центральной жилки, однако сами края листьев и центральная жилка остаются зелеными. Новые листья также видоизменяются. Иногда края листьев и узлы стебля становятся пурпурными. Растения прекращают рост при жестком дефиците этого микроэлемента. Очень редко на всем поле проявляется однородный эффект. Способствует цинковому голоданию высокое содержание фосфора в почве, кислые почвы (рН выше 6,3), холодные, сырые почвы, нехватка органики в почве (воздействие подпахотного слоя).

Недостаток магния — характеризуется красно-пурпурной окраской вдоль краев и на верхушек листьев, может наблюдаться отставание в росте.

Недостаток бора — сначала между жилками появляются белые пятна различной формы, которые позже могут слиться и образовать белые полоски, которые кажутся восковыми и выступают над поверхностью, растения могут быть карликовыми и отставать в росте.

Недостаток железа — бледно-зеленые до белых полоски между листовыми жилками, обычно на верхних листьях.

Недостаток марганца — у верхних листьев пространства между жилками обесцвечиваются, приобретая бледно-зеленый или желтый цвет, нижние листья становятся оливково-зелеными и несколько полосатыми, сильное повреждение выглядит как длинные белые полоски, центр которых позже становится коричневым и выпадает.