Энциклопедия Кольера - пшеница

Свойства и использование. Мягкие и твердые сорта пшеницы имеют много общего, однако четко различаются по ряду признаков, которые важны для использования муки. Историки утверждают, что разницу между двумя типами пшеницы знали уже древние греки и римляне, а возможно, и более ранние цивилизации. В муке, полученной из мягких сортов, зерна крахмала крупнее и мягче, консистенция ее более тонкая и рассыпчатая, она содержит меньше клейковины и поглощает меньше воды. Такую муку используют для выпечки в основном кондитерских изделий, а не хлеба, поскольку продукты из нее крошатся и быстро черствеют. В областях выращивания мягких сортов хлеб пекут из ее смеси с мукой, полученной из привозных твердых сортов. В муке из твердых сортов пшеницы крахмальные зерна мельче и тверже, консистенция ее мелкозернистая, клейковины относительно много. Такая мука, называемая "сильной", поглощает большие количества оды и идет в первую очередь на выпечку хлеба, за исключением полученной из вида T. durum, идущей на изготовление макаронных изделий. По мере увеличения доли в рационе людей мяса и другой незерновой пищи количество непосредственно потребляемых ими пшеницы и других злаков сокращается. Однако пшеница широко используется также на корм скоту, причем питательная ценность зерна почти не зависит от мукомольных качеств. Сейчас в США для этого служит, как правило, цельное зерно, хотя раньше в качестве кормовых добавок применялись в основном отходы помола отруби и т.н. мучка. Эти отходы скармливают сельскохозяйственным животным с глубокой древности: если целлюлозы больше прежде всего рогатому скоту и лошадям, если ее меньше свиньям и птице. Пшеничные отруби особенно ценятся как добавка к рациону стельных коров и овцематок. Раньше их в большом количестве давали также лошадям в связи с известными слабительными свойствами. Свиньям подходят мелкие отруби, включающие зародыши и приставшую к ним муку. Их эффективнее всего использовать вместе с боенскими отходами, рыбной мукой и молочными субпродуктами в качестве добавок к кукурузному и другому зерновому корму. Использование мукомольных отходов в птицеводстве, особенно бройлерном, в последнее время стало сокращаться в связи с ростом популярности низковолокнистых рационов. Из пшеничного белка был впервые получен глутамат натрия усиливающее вкус вещество, которое в Японии широко применяют в составе соевых соусов, однако теперь его производят главным образом из той же самой сои. До последнего времени прикладные исследования пшеницы были направлены в основном на улучшение ее пищевых свойств. Лабораторные эксперименты показали, что из пшеничной клейковины можно производить пластмассы, волокна и клеящие составы, однако эти продукты хрупкие и водорастворимые, поэтому в коммерческом смысле ценности не представляют. В последнее время тенденции к сокращению потребления хлеба в США оживили интерес к нетрадиционным путям использования пшеницы. Из специально обработанной муки получают "растворимые" блюда, напоминающие манную кашу, из клейковины высокобелковые хлопья для завтрака, а проростки пшеницы признаны весьма полезными для здоровья в сыром виде. Пшеничный крахмал применяют для упрочнения бумаги. Обычно его извлекают из зерна, но иногда и из соломы. В промышленности находят применение клеящие и вязкие свойства самой пшеничной муки. Она служит присадкой к буровым растворам, используемым при нефтедобыче, и флокулирующим (хлопьеобразующим) агентом при извлечении золота из раствора, улучшают связывание минеральной части с бумажным покрытием в гипсовом картоне, является наполнителем водостойких клеев в фанере, пропиточным составом и т.п.

Биология. У растения пшеницы свойственный всем злакам стебель-соломина с узлами и обычно полыми междоузлиями, а листья простые, линейные, очередные, двурядные. Каждый лист отходит от узла и состоит из влагалища, охватывающего вышележащее междоузлие наподобие расщепленной трубки, и длинной узкой пластинки. На границе между влагалищем и пластинкой находятся три выроста широкий пленчатый язычок, прилегающий к стеблю, и два охватывающих последний пальцевидных ушка. Верхнее междоузлие, или цветонос, несет соцветие сложный колос. Он состоит из коленчатой центральной оси и очередно отходящих от нее мелких простых соцветий колосков, обращенных к оси широкой стороной. Каждый колосок несет на своей оси от двух до пяти очередно отходящих цветков, совокупность которых прикрыта снизу двумя верхней и нижней колосковыми чешуями, представляющими собой кроющие листья простого соцветия. Каждый цветок защищен парой специализированных прицветников более крупной и толстой нижней и относительно тонкой верхней цветковыми чешуями. У некоторых, т.н. остистых, сортов пшеницы нижняя цветковая чешуя оканчивается длинной остью. Цветки обычно обоеполые, с тремя тычинками и пестиком, несущим два перистых рыльца. У основания завязи находятся две или три мелкие чешуйки цветковые пленки, или лодикулы, эквивалентные околоцветнику. Ко времени цветения они набухают и раздвигают окружающие цветок чешуи. Пшеница растение в основном самоопыляемое, хотя у некоторых ее типов происходит и перекрестное опыление. После оплодотворения завязь превращается в маленький твердый плод зерновку, удерживаемую в колосе цветковыми чешуями. Зерновка, или зерно, представляет собой сформировавшийся из стенки завязи околоплодник, неразрывно связанный с единственным семенем, которое содержит зародыш и эндосперм. Зародыш находится сбоку в основании зерна и состоит из почечки, корешка и прилежащей к эндосперму видоизмененной семядоли щитка. После прорастания зародышевый корешок даст первичную корневую систему, почечка надземные органы растения и его "взрослые" корни, а щиток будет выделять ферменты, переваривающие эндосперм, и проводить его питательные вещества к начавшему развитие всходу. Посеянное зерно пшеницы впитывает воду, набухает и прорастает. Почечка и зародышевый корешок выходят наружу и растут соответственно вверх и вниз. У поверхности почвы от первого узла формирующейся из почечки соломины отходят придаточные корни, которые усиленно ветвятся и образуют т.н. мочковатую корневую систему. Место перехода стебля в корень называется корневой шейкой. Чуть выше нее нижние узлы стебля тесно сближены, и из пазух их листьев вблизи поверхности почвы развиваются боковые побеги происходит кущение пшеницы. До этой стадии растение считается всходом. Затем начинается фаза выхода в трубку, т.е. быстрого удлинения соломины, за чем следует колошение, т.е. образование соцветия: верхнее междоузлие (цветонос) выносит колос на 7-10 см выше верхнего листа. Достигшее окончательного размера зерно содержит зародыш и водянистый, сначала прозрачный, затем по мере увеличения содержания крахмала становящийся белым, эндосперм (стадия т.н. молочной спелости). Постепенно влажность зерна снижается и его содержимое по консистенции начинает напоминать липкое тесто (восковая спелость). Полностью созревшее (технически спелое) зерно твердое.

ПШЕНИЦАОсновные виды. Существенное экономическое значение имеют всего три вида пшеницы пшеница летняя, мягкая, или обыкновенная (T. aestivum), пшеница твердая (T. durum) и пшеница плотноколосая, или карликовая (T. compactum). Первый из них обычная хлебопекарная пшеница, выращиваемая по всему миру. Зерно второго используется для производства макаронных изделий, поскольку богато клейковиной смесью белков, образующих липкую массу, которая не только связывает тесто, но и удерживает в нем пузырьки углекислого газа; тесто "поднимается", и хлеб становится пышным. Пшеница карликовая идет в основном на получение рассыпчатой выпечки. Меньшее значение имеют пшеница спельта (T. spelta), эммер, полба, или пшеница-двузернянка (T. dicoccum), пшеницы польская (T. polonicum) и английская, или тучная (T. turgidum). Во всем мире шире всего разводится пшеница летняя. Ее колосковые чешуи явно гребенчатые только в верхней половине, нижние цветковые чешуи безостые или же короче 10 см, соломина обычно полая. От карликовой она отличается более длинными, компактными или рыхлыми, дорсовентрально уплощенными колосьями. У пшеницы карликовой они короткие, плотные и сжатые с боков. Пшеница твердая яровая, от летней и карликовой она отличается острыми гребнями по всей длине колосковых чешуй и обычно остистыми нижними цветковыми чешуями с остью длиной 10-20 см. Соломина неполая. От пшеницы тучной она отличается только более длинными колосковыми чешуями и зернами, причем последние у нее обычно эллиптические. У пшеницы тучной, в Америке практически не выращиваемой, зерна короткие, овальные, с усеченными вершинами, поэтому они кажутся вздутыми и горбатыми; бывают краснозерные и белозерные сорта. Пшеница польская выделяется своим внешним видом. Ее колос крупный длиной 15-18 см и шириной 2 см и более. Колосковые чешуи длинные, тонкие, бумажистые, а зерна часто достигают в длину 13 мм и очень твердые. Сорта этого вида, как и пшеницы твердой, только яровые. Сорта пшеницы делятся на озимые и яровые. Озимую пшеницу сеют осенью и убирают на следующее лето. Это наиболее распространенная пшеница во всем мире. Начиная развиваться раньше высеваемой весной яровой, она быстрее поспевает и дает более высокий урожай. Яровую пшеницу, за исключением T. durum, выращивают в тех местах, где зима слишком сурова.

ПШЕНИЦА ТВЕРДАЯ (Triticum durum) ПШЕНИЦА ОБЫКНОВЕННАЯ (Triticum aestivum)Экология. Пшеница может расти в широком диапазоне почвенно-климатических условий и разводится практически во всех сельскохозяйственных зонах, кроме тропиков. К более холодостойким культурам относятся только ячмень, картофель и некоторые кормовые травы; жара ей также не страшна, если не сочетается с высокой влажностью: в последнем случае выращивание становится нерентабельным из-за сильного ущерба, наносимого растению болезнями. Однако в целом выделяются два основных "пшеничных пояса" между 30 и 55В° с.ш. и между 25 и 40В° ю.ш., где годовая норма осадков составляет в среднем 300-1100 мм. В самых холодных их частях культура ограничена районами, где в год выпадает 250-1000 мм осадков, а в самых жарких где их годовое количество не выходит за пределы 500-1800 мм. Оптимальный урожай созревает при 250-1000 мм осадков в год и сезонном их распределении. Рост идет, пока температура не падает ниже 3В° С и не поднимается выше 32В° С при при оптимуме 25В° С. Слишком ранний сев повышает шансы заболевания всходов и, как и запоздалый, чреват их зимним вымерзанием. Яровую пшеницу сеют с марта по май в зависимости от местных условий. Урожай обычно убирают, когда влажность зерна снижается до 13%. Яровой пшенице для созревания нужно ок. 100 безморозных дней. Более ранняя уборка, когда влажность зерна выше, требует его сушки, а более поздняя снижает объем получаемой продукции, поскольку зерно начинает осыпаться из колосьев, а растения имеют тенденцию полегать. Озимую пшеницу выращивают и на зеленый корм скоту, который можно выпускать пастись, когда всходы достигают в высоту 13-20 см. Если на следующий год планируется собрать с этого поля урожай зерна, выпас прекращают с началом выхода растений в трубку. В некоторых районах США пшеницу сеют в смеси с озимыми бобовыми и скашивают на сено и силос перед началом цветения.

Вредители и болезни. Одна из самых распространенных болезней пшеницы стеблевая, или линейная, ржавчина. Уже 200 лет назад было известно, что заражению способствуют кусты барбариса (на них паразитический гриб проходит часть своего жизненного цикла), и появились законы, требующие их уничтожения. До сих пор в декоративных целях разрешается разводить только его устойчивые к ржавчине формы. Барбарис служит также источником новых инфекционных рас ржавчинного гриба их известно уже более трехсот. Линейная ржавчина приносит настолько серьезный ущерб, что во всем мире ведутся исследования по выявлению еще неизвестных науке рас паразита и созданию устойчивых к нему сортов пшеницы. Среди других болезней заслуживают упоминания листовая (бурая) и желтая ржавчины, твердая (вонючая), стеблевая и пыльная головня, мучнистая роса, парша, корневая гниль и гниль корневой шейки, две септориозных пятнистости и вирусные инфекции (различные типы мозаики и желтая карликовость). Лучшая мера борьбы во всех случаях выведение устойчивых сортов. Комплексный подход, т.е. сочетание генетической устойчивости растений с химическими обработками, позволяет в некоторых случаях значительно снизить потери (например, от твердой головни), однако от ряда болезней эффективных средств защиты до сих пор не разработано. Насекомые-вредители зависят от области возделывания. В США наиболее серьезными считаются хлебный американский пилильщик, пшеничный комарик, прямоугольная совка и обыкновенная злаковая тля. Другие виды портят зерно и муку на складах, например мукоед крошечный, мучные хрущаки, зерновая моль, личинки мавританской козявки, рисовый долгоносик. Как и в случае болезней, лучший способ снижения ущерба от вредителей использование устойчивых к ним сортов пшеницы, однако, к сожалению, ни один сорт не застрахован от всех потенциально угрожающих ему насекомых. К другим экологически безопасным, т.е. не включающим пестицидных обработок, способам борьбы относятся правильная подготовка почвы, выбор специальных схем севооборота и оптимальных сроков сева и уборки, запахивание стерни после скашивания (последний метод лишает многих вредителей пищи).

Переработка пшеницы. Пшеничное зерно покрыто буроватой оболочкой, дающей при помоле отруби, которые богаче, чем цельное зерно, белком, витаминами и особенно целлюлозой. Под оболочкой находится алейроновый слой из мелких гранул. Зародыш в основании зерна богат маслом, а также белком и минеральными веществами. Остальное это тонсколойные клетки эндосперма, заполненные крахмальными зернами и частичками клейковины, которая придает тесту вязкость. При помоле, т.е. получении из зерна муки, ставится цель отделить от прочих его компонентов как можно больше крахмала и клейковины, поскольку зародыш делает муку липкой и приводит к ее быстрому потемнению и прогорканию, а алейроновый слой придает ей буроватый оттенок. В результате образуются мукомольные отходы (15-18% массы очищенного зерна) отруби и более тонкие высевки, или мучка. Хлеб получают, смешивая муку с водой или иной жидкостью и добавляя закваску обычно дрожжи, а иногда и другие вещества для придания продукту особого аромата либо текстуры или же для стимуляции роста дрожжей. Смесь замешивают, формуют и пекут. Сейчас пшеничный хлеб белый, а всего столетие назад он был, так сказать, серым. Это объясняется повышением качества муки более полным отделением при помоле эндосперма от оболочек зерна и зародыша.

Ботаническая эволюция. Хотя многие сорта пшеницы специально выведены селекционерами, тысячи других возникли спонтанно путем скрещивания культурных форм друг с другом и с дикорастущими травами. Вероятно, древнейшими культурными видами пшеницы являются эгилопсовидная (T. aegilopoides) и однозернянка (T. monococcum). Только в их клетках обнаружен диплоидный набор из семи пар хромосом. Центр распространения первого вида Армения, Турция и Грузия, откуда он проник западнее. Пшеница-однозернянка, возможно, возникла на северо-востоке Турции и юго-западе Закавказья или немного южнее на востоке Ирака. Считается, что она стала родоначальником почти всех современных сортов. Следующим шагом в эволюции пшеницы стало появление тетраплоидных видов с 14 парами хромосом. В дикорастущем состоянии известен только один из них полба, эммер, или пшеница-двузернянка (T. dicoccum), распространенная на юге Армении, северо-востоке Турции, западе Ирана, севере Израиля, Сирии и Иордании. Это также древнейший из культурных тетраплоидов, возделывавшийся некогда шире всех прочих типов пшеницы. Хотя у эммера, как и у однозернянки, ось колоса ломкая и чешуи не отстают от зерен при обмолоте, другие тетраплоиды стали первыми пшеницами, у которых колосья уже не разламывались, а зерно полностью вымолачивалось из чешуй. К таким видам относятся пшеница твердая, персидская, польская и тучная. Самые молодые пшеницы гексаплоиды с 21 парой хромосом. Это продукт гибридизации тетраплоидов с каким-то близким видом, у которого семь пар хромосом, скорее всего с дикорастущим злаком рода эгилопс (Aegilops). У двух гексаплоидных видов, включая спельту, бывшую когда-то основной центральноевропейской пшеницей, зерна, как у однозернянки и полбы, невымолачивающиеся (пленчатые). На три других гексаплоида, называемых голозерными, т.е. на пшеницу летнюю, карликовую и шарозерную, приходится большая часть мировой продукции этой культуры.