ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
1.1 Особенности морфологического строения кукурузы 11
1.1.1 Строение корневой системы кукурузы 11
1.1.2 Строение початка кукурузы 13
1.1.3 Гибридные сорта кукурузы 13
1.1.4 Особенности строения зерна кукурузы 14
1.1.5 Химический состав зерна кукурузы 15
1.1.6 Систематика кукурузы 19
1.1.7 Строение листьев кукурузы 21
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 26
2.1 Объекты исследований 26
2.1.1 Сорт кукурузы «Лакомка» 26
2.1.2 Сорт кукурузы «Жемчуг» 26
2.1.3 Сорт кукурузы «Фаворит» 27
2.2 Методы исследований 28
2.2.1 Определение морфометрических показателей подземной и 28 надземной части проростков
2.2.2 Определение количественного содержания белка в 29
растительной ткани проростков корней кукурузы по методу Lowry
2.2.3 Определение содержания аскорбиновой кислоты в зерновке 31 злака
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1 Оценка морфометрических показателей подземной и надземной 31
части проростков кукурузы
3.2 Оценка содержания белка в растительной ткани проростков 31
кукурузы
3.3 Оценка содержания аскорбиновой кислоты в прорастающих
зернах кукурузы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Купить

Кукуруза относится к хлебным, или зерновым, злакам составляющим важнейшую группу сельскохозяйственных культур, возделываемых для получения зерна и изготовления из него хлеба и крупы. Одной из основных актуальных проблем человечества на сегодня является обеспечение продовольствием растущего населения планеты. Кукуруза — наиболее эффективная зернофуражная культура, имеющая ряд преимуществ, по сравнению с другими зерновыми культурами, в том числе высокие темпы урожайности. На продовольствие используют около 20% зерна кукурузы, на технические цели — около 15% и примерно две трети — на корм [Е.В. Мадякин, 2015].
Истоки окультуривания кукурузы уходят в глубокую древность. Эта культура была неизвестна в Европе до прибытия Колумба в 1492. До этого времени коренные америнды культивировали кукурузу на большей части тропических и умеренных частей западного полушария от южной Канады до южной центральной части Чили [Staller et al., 2006]. Большая адаптивность и пластичность кукурузы подтверждается тем фактом, что сегодня она представляет собой второе по значимости продовольственное растение, производство которого широко распространенное по всему миру [Staller et al. ,2009]
Урожайность кукурузы на зерно в целом по всему миру за последние 17 лет выросла, причем ее рост и уровень абсолютной урожайности находится в тесной зависимости от почвенно-климатических и макроэкономических условий, от степени интенсивности растениеводства и биотехнологического прогресса. Расширение посевов кукурузы и повышение урожайности являются результатами селекционного прогресса, благодаря которому значительно возросла продуктивность гибридов и возросла их приспособляемость к недостатку тепла [Д. Шпаар, 2014].
Кукуруза, помимо того, что является основным продуктом питания во многих странах, используется в производстве сотен продуктов. Она богата полезными для здоровья соединениями, такими как каротиноиды, фенольные соединения, витамин Е и минералы, которые действуют как кофакторы для антиоксидантных ферментов [J. Yan , 2006 ].
Помимо пищевой промышленности, кукурузе используют в других видах промышленности: фармацевтической, в производстве искусственных масс и волокон, красителей, клеев, лаков, мыла, олифы и т.д. Для переработки используют стержни, обертку, стебли и нити кукурузы, изготовляя из них жидкую смолу, бутиловый спирт, изоляционные прокладки, линолеум, краски. Преимущество этого растения в том, что оно практически безотходно [А.А Шершнев, 2001].
Кукурузу выращивают во многих странах для получения сочных кормов, и для консервирования зерно-стержневой массы. В нашей стране кукурузу на зерно успешно выращивают в Татарстане, Курской, Белгородской, Воронежской областях и даже в Сибири, причем ее урожаи в данных регионах порою выше, чем на юге.
В последние годы ЕС поощряет производство горючего из растительного сырья (биодизель, биоэтанол, биометанол, биомасло). С точки зрения выхода биоэтанола на единицу затраченного сырья кукуруза имеет преимущества по сравнению с другими культурами. Помимо выращивания масличных культур для производства биодизеля, расширяется использование силосной кукурузы в качестве ко-субстрата в биогазовых установках, работающих на основе жидкого навоза. Добавка кукурузного силоса и других растительных продуктов к жидкому навозу значительно увеличивает выход биогаза и одновременно повышает ценность органических удобрений [Д. Шпаар, 2014].
В кормопроизводстве используются как целые растения кукурузы, так и разные их части. При кормлении животных кукуруза используется в разных формах: кукуруза на зеленый корм, кукуруза на силос, шрот из початков и оберток, зерно-стержневая смесь, кукурузное зерно.
Значение кукурузы и многосторонность использования определяется самим растением, его биологией и строением растения. Вместе с тем для хорошего развития и получения высоких урожаев кукурузе необходимо гармоничное сочетание всех условий окружающей среды [П.П. Домашнев, 1992].
В настоящее время интенсивно ведутся селекционные работы по выведению новых высокоурожайных сортов кукурузы. Химический состав зерна оказывает существенное влияние практически на все виды свойств и в том числе на технологические.
Актуальность. Ежегодное мировое производство зерна в мире составляет около 2,5 млрд. тонн. Кукуруза -одна из основных зерновых культур в структуре мирового производства. По урожайности биологической массы, универсальности использования и питательности кукуруза превосходит почти все зерновые культуры [Г. А. Ерохин , 2003].
Кукуруза в мировом зерновом балансе занимает третье место, после риса и пшеницы, и возделывается в основном как зерновая культура. Темпы роста кукурузы опережали темпы роста пшеницы за последние 20 лет в 4,7 раза. В большинстве стран мира, где выращивают эту культуру производство зерна на душу населения составляет 50-100 кг, а в таких странах как США - 886 кг, Канада - 266 кг, Аргентина -485 кг, Франция - 267,3 кг, Румыния - 472 кг, Венгрия - 656 кг.
Кукуруза - раздельнополое растение, т. е. мужские и женские цветки расположены раздельно. Мужское соцветие - метелка (султан) находится на верхушке стебля, женское соцветие - початки расположены в пазухах листьев. Початок охвачен плотным слоем обертки, представляющей собой видоизмененные листья.
В початке масса стержня составляет примерно от 16 до 25% его общей массы, на зерно приходится около 84-75%. В настоящее время определяют фактический выход зерна после обмолота початков на лабораторной кукурузомолотилке или вручную. Зерновка у кукурузы, как и у других злаков, состоит из оболочек, эндосперма и зародыша. Зародыш у кукурузы сильно развитый, глубоко вдается внутрь верна, масса его 8-15% от массы зерна. Зародыш богат жиром (30-35%) и другими питательными веществами. Кроме того, он поглощает много влаги и поэтому в первую очередь подвергается плесневению.
Зародыш соединяется со стержнем початка основанием, покрытым темным, почти черным чехликом. Зерна кукурузы с обнаженным чехликом иногда резко выделяются и нарушают однородность зерна по внешнему виду, поэтому содержание таких зерен нормируется в некоторых договорах на продажу верна кукурузы.
В различных частях початка зерна неоднородны по размерам и форме, а следовательно, неодинаковы и по хозяйственной ценности. Так, зерна в верхней части початка более мелкие, часто недоразвитые, имеют низкие посевные качества и дают растения с пониженной урожайностью. В нижней части початка зерна более широкие, толстые, округлые. В средней части початка образуются типичные верна. Поэтому семена необходимо сортировать и калибровать. Последнее необходимо также в связи с механизацией посева и применением квадратно-гнездового способа посева семян, при котором требуются строго калиброванные по размерам семена.
Целью данного исследования является определение лучшего сорта кукурузы, проведение биохимических анализов трех сортов кукурузы с учетом морфометрических показателей. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучить морфологические особенности сортов кукурузы
2) Провести биохимический анализ изучаемых сортов с учетом морфометрических особенностей.
Для анализа выбраны следующие характеристики:
1) Количественное содержание белка в корнях кукурузы
2) Содержание аскорбиновой кислоты (витамина С) в зерновке злака
3) Морфометрические показатели надземной части 6-ти суточных проростков кукурузы.
Морфологические особенности. Кукуруза по морфологическим признакам и биологическим особенностям значительно отличается от других культур семейства мятликовые.
Зерно кукурузы прорастает одним корешком. В фазе 2-3-го листа из узла кущения отрастает первый ярус узловых корней, в фазе 5-6-го листа — второй ярус и т. д. Так образуется многоярусная мощная корневая система, с развитием которой связана величина урожая. При благоприятных условиях корни кукурузы проникают в почву на глубину 2-3, а в стороны на 1-1,5 м. Основная масса корней сосредоточена в слое почвы 30-60 см. Из нижних стеблевых узлов отрастают воздушные корни. Углубляясь в почву, они усиливают устойчивость растений к полеганию и улучшают их питание. Мощная глубокопроникающая корневая система — важнейшее условие получения высокого урожая зерна и зеленой массы кукурузы.
Стебель кукурузы мощный, высотой от 50 см до 7 м, толщиной от 1,5-2 до 7 см, гладкий, внутри заполнен сердцевиной. Листья линейные, крупные, по краям реснитчатые, верхняя сторона листовой пластинки опушена. Язычок короткий, прозрачный, ушек обычно нет. Число листьев варьирует от 7 до 45. У распространенных в нашей стране сортов формируется от 12-13 до 26 листьев. Общая их поверхность достигает максимальной величины (0,31,5 м2 на 1 растение) в конце цветения.
Кукуруза — растение однодомное, но раздельнополое. Мужское соцветие — метелка (находится на верхушке стебля), а женское — початок (в пазухе листа). В метелке образуется до 800 — 1 200 двух-цветковых колосков. На одном растении развивается обычно 1-2, иногда 3 початка. Масса початка 200-300 г. Он состоит из стержня, в ячейках которого вертикальными рядами попарно располагаются колоски с женскими цветками (200-1 000). В каждом колоске закладывается два женских цветка, но развивается обычно один. Число рядов зерен четное (до 30), чаще 10—16. Початок укрыт оберткой, которая состоит из нескольких слоев видоизмененных листьев. Во время цветения столбики завязей выходят из обертки наружу и свешиваются в виде пучка. Зерно у большинства подвидов кукурузы крупное. Масса 1 000 зерен 200-300 г. Форма зерна зависит от сорта и плотности расположения рядов, окраска — белая, желтая, красная и др. Выход зерна 75-85% массы початка.
Биологические особенности. Кукуруза — ветроопыляемое растение. Вегетационный период ее 70-180 дней и более. В первые 3-4 недели после всходов кукуруза растет медленно. В это время необходимы хороший уход и своевременные прополки, так как всходы сильно угнетаются сорняками, что не только причиняет большой вред молодым растениям, но и отрицательно сказывается на дальнейшем их росте и развитии. Наиболее интенсивно кукуруза растет в период от начала роста междоузлий до выхода метелки. За 10 дней до выметывания и спустя 20 дней после цветения растения образуют до 75% органической массы. Для формирования высокого урожая зерна посевы кукурузы должны образовать листовую поверхность около 40-50 тыс., урожая зеленой массы — 60-70 тыс. м2 и более на 1га.
Початок кукурузы имеет мясистый стержень, в котором вертикальными рядами попарно расположены женские колоски. Поэтому число рядов зерен в початке всегда четное. На растении обычно от одного до пяти початков, чаще один-два, которые сверху покрыты обверткой. Цветковые пленки белого или красного цвета, и поэтому стержень початка — также белый или красный. Масса початка зависит от сорта и составляет от 25 г до 500 г.У скороспелых сортов она меньше. Размер початка от 4 до 50 см. Масса стержня 15-25% массы початка. Початок цилиндрической или конической формы. Относительная масса зерна в цилиндрическом початке больше. На верхушке початка может и не быть зерен. Ряды зерен не строго вертикальны, а с промежутками между собой. Наибольший выход зерен дают початки цилиндрической формы, с заполненной верхушкой и с правильным вертикальным положением рядов зерна.
Зерно кукурузы различной формы — округлой, удлиненной, зубовидной, клювовидной. Зерновка может быть гладкой или морщинистой, матовой или блестящей. Крупные зерна достигают в длину 22 мм, а в ширину — 17 мм. Окраска зерна белая, желтая или красно-коричневая разных оттенков.
Масса 1000 зерен изменяется в широких пределах — от 50 г до 1100 г.
Важное технологическое значение имеет консистенция зерновки кукурузы, для которой характерно наличие роговидного слоя эндосперма с периферии и мучнистого слоя внутри.
По своему строению зерновка кукурузы отличается от зерновки других злаков. Например, отсутствием бороздки у зерновки. С помощью особого образования — чехлика — ее зерно прикрепляется к стержню початка. На долю эндосперма приходится около 80%, оболочек — около 4%, зародыша — около 15% и чехлика — около 2%; на долю щитка — до 90% массы зародыша. Алейроновый слой обычно состоит из одного ряда клеток. Эндосперм подразделяется на мучнистую и стекловидную части. Роговидный эндосперм содержит крупные крахмальные зерна и значительное количество белка. Мучнистый же — мелкие зерна крахмала, при этом белка очень мало. Общее содержание белка в зерне кукурузы небольшое — около 10%. Кроме того, вследствие дефицита таких незаменимых аминокислот, как лизин и триптофан, белки кукурузы обладают низкой биологической ценностью.
Для зерна кукурузы также характерно высокое содержание жира, особенно много его в зародыше. Поэтому зародыш является сырьем для получения кукурузного масла.
Зерно сахарной и восковидной кукурузы содержит значительное количество декстринов. Высокое содержание крахмала характерно для крахмалистой, зубовидной и кремнистой кукурузы. Белка много в сахарной, кремнистой и лопающейся

Купить