Kukurydza ( Zea L.)

1. Kukurydza (Zea L.)

2. Plemię: kukurydzowate — Maydeae Rodzaj: Kukurydza — Zea. Gatunek: kukurydza uprawna — Zea mays L.

3. Podstawą podziału gatunku Zea mays na podgatunki są cechy budowy wewnętrznej ziarniaka. • Na tej podstawie wyodrębnia się 8 podgatunków obejmujących różne formy, które poza budową anatomiczną i kształtem ziarniaków mogą różnić się innymi cechami morfologicznymi.

4. ssp. indentata Sturt. - pastewna • ssp. indurata Sturt. - zwykła • ssp. saccharata Kórn - cukrowa • ssp. everta Sturt - pękająca • ssp. amylacea Sturt - skrobiowa • ssp. ceratina Kul - woskowa • ssp. tunicata Sturt - oplewiona • ssp. amylo-saccharata Sturt - skrobiowo-cukrowa

5. Zea mays L. ssp. indentata Sturt. — kukurydza pastewna, zwana końskim zębem lub kukurydzą zębokształtną. • Podgatunek ten odznacza się bardzo intensywnym wzrostem masy nadziemnej roślin o wysokiej i silnie ulistnionej łodydze i dużych kolbach. • Duże ziarniaki są wydłużone i spłaszczone, z wgłębieniem w części wierzchołkowej. Warstwa rogowa bielma występuje po bokach ziarniaka, a warstwa mączysta sięga aż do wierzchołka. Wgłębienie na szczycie ziarniaka powstaje na skutek szybszego wysychania i kurczenia się mączystej części bielma, co powoduje zapadnięcie okrywy owocowo-nasiennej. Barwa ziarniaków jest różna, od białej i żółtej do fioletowej lub czerwonej. Ze względu na duże kolby i bujną masę wegetatywną koński ząb daje wyższe plony niż inne podgatunki kukurydzy.

6. Zea mays L. ssp. indurata Sturt. — kukurydza zwykła, zwana szklistą lubtwardą • Od końskiego zebu różni się krótszym okresem wegetacyjnym, niższym wzrostem i mniejszą masą nadziemną. Ziarniaki kukurydzy zwykłej są zaokrąglone, gładkie i przeważnie błyszczące. • Mączysta warstwa bielma, z wyjątkiem części nasadowej, przy zarodku jest otoczona szklistą warstwą rogową. Barwa ziarniaków może być biała, żółta, pomarańczowa, fioletowa, czerwona a nawet prawie czarna.

7. Zea mays L. ssp. saccharata — kukurydza cukrowa. Ma ziarniaki pomarszczone, szkliste, o dużym zarodku i przeważnie białe lub żółte. Dojrzały ziarniak jest wypełniony amylodekstrynami, które nadają mu szklistość oraz słodki smak. Kukurydza cukrowa odznacza się niskim wzrostem, intensywnym krzewieniem oraz krótkim okresem wegetacji, wynoszącym 60 - 120 dni. Uprawiana jest jako roślina warzywna. Kolby są spożywane w dojrzałości mlecznowoskowej.

8. C B A A – kukurydza pękająca, B – kukurydza zwyczajna, C – kukurydza pastewna (koński ząb) 1 – bielmo miękkie, 2 – bielmo twarde, 3 - zarodek

9. 1 – okrywa owocowo nasienna 2 – warstwa komórek aleuronowych 3 – bielmo mączyste (miękkie) 4 – bielmo rogowe (twarde) 5 – koleoptyle 6 – wierzchołek wzrostu łodygi z zawiązkami liści 7 – korzeń zarodkowy 8 – pierwotne korzenie przybyszowe

10. Zea mays L. ssp. everta Sturt. — kukurydza pękająca Posiada ziarniaki drobne, szkliste i twarde o zabarwieniu najczęściej białym lub żółtym. Formy perłowe mają ziarniaki okrągłe, a formy ryżowe — wydłużone i ostrozakończone. Bielmo rogowe szeroką warstwą otacza bielmo mączyste, które zawiera dużo wody. W czasie prażenia ziarna woda ta powoduje jego gwałtowne pękanie i wydostawanie się na zewnątrz bielma w postaci białej mączki o gąbczastej konsystencji.

11. Zea mays L. ssp. amylacea Sturt. — kukurydza skrobiowa lub miękka Ma ziarniaki gładkie, zaokrąglone, o śnieżnobiałym bielmie, pozbawionym zupełnie bielma twardego. Ze względu na łatwe wymywanie skrobi nadaje się do celów przemysłowych. Dojrzewa późno i jest mało rozpowszechniona w uprawie.

12. Zea mays L. ssp. ceratina Kul. — kukurydza woskowa. Odznacza się twardym, gładkim i mączystym ziarnem zawierającym w miejscu skrobi wysokocząsteczkowe dekstryny o twardej konsystencji. Takie bielmo nosi nazwę woskowatego. Liście na łodydze rozmieszczone są w jednym rzędzie. Jest to podgatunek endemiczny Azji Wschodniej.

13. Zea mays L. ssp. tunicata Sturt. —kukurydza oplewiona Ziarniaki otoczone są dobrze wykształconymi ościstymi lub bezostnymi plewkami. Podgatunek ten uprawiany jest tylko sporadycznie w krajach afrykańskich. Nie ma większego znaczenia gospodarczego. • Zea mays L. ssp. amylo-saccharata Sturt. —kukurydza skrobiowo-cukrowa. Pod względem budowy bielma stanowi formę pośrednią między kukurydzą skrobiową i cukrową. Dolna część bielma jest mączysta, a zewnętrzna szklista i cukrowa. W skali światowej bez większego znaczenia gospodarczego.

14. System korzeniowy • najsilniej rozwinięty ze wszystkich zbóż. • składa się z jednego korzenia zarodkowego, zwanego korzeniem głównym oraz z korzeni przybyszowych, które wyrastają ze wszystkich węzłów podziemnej części łodygi.

15. Niekiedy korzenie przybyszowe mogą wyrastać również z dolnych węzłów nadziemnych, tworząc tzw. korzenie podporowe lub powietrzne.

16. Korzenie przybyszowe pojawiają się już w bardzo wczesnym okresie rozwoju rośliny i osiągają znacznie większe rozmiary niż korzeń zarodkowy. • Pierwsze korzenie przybyszowe pojawiają się już w zarodku i podczas kiełkowania tworzą pierwotne korzenie przybyszowe. • Dalsze korzenie przybyszowe wyrastają tuż nad węzłami, u podstawy merystemów interkalarnych kolejnych międzywęźli. • Ponieważ międzywęźla u dołu łodygi są bardzo krótkie, okółki korzeni umieszczone są gęsto jeden nad drugim.

17. Łodyga nie jest typowym źdźbłem traw węzły i międzywęźla są wypełnione tkanką miękiszową, źdźbło jest grubsze i znacznie wyższe • Wysokość źdźbła w zależności od odmiany waha się od 30 cm u odmian karłowych do 3 - 4 m u odmian późnych. Składa się z węzłów i międzywęźli, przeciętnie 8- 11, u odmian b. późnych nawet 20. • Z najniżej położonych węzłów podziemnych mogą wyrastać pędy boczne zwane pasierbami. Krzewienie kukurydzy nie jest jednak cechą pożądaną, gdyż osłabia pęd główny i powoduje nierównomierne dojrzewanie kolb

18. Liście wyrastają z węzłów nadziemnych, na łodydze ustawione naprzemianlegle. U różnych odmian różna liczba liści, przeciętnie 8 - 18 • U nasady blaszki liściowej znajduje się języczek, którego długość dochodzi do 10 mm. Środkiem języczka biegnie nerw, który rozdziela go na dwie części. Brzegi języczka są włoskowate i postrzępione. • Blaszka liściowa odstaje od łodygi, przyjmując położenie prawie poziome. • Unerwienie blaszki jest równoległe, a nerwy zewnętrzne są między sobą połączone cieńszymi nerwami bocznymi, co uodparnia liść na rozerwanie.

19. Blaszka po dolnej stronie jest zupełnie gładka, a po stronie górnej owłosiona i szorstka, zwłaszcza bliżej nasady Budowa morfologiczna liścia kukurydzy. 1 blaszka liściowa, 2 — języczek, 3 — pochwa liściowa

20. Kwiatostanem męskim jest duża wiecha wyrastająca na szczycie łodygi. Na gałązkach wiech umieszczone są parami dwukwiatowe kłoski, z których jeden jest szypułkowy, a drugi siedzący. Kwiatek ma 3 wiotkie i nitkowate pręciki oraz silnie zredukowany słupek.

21. Budowa kwiatostanu męskiego kukurydzy: A — schemat budowy kłoska, B — kłosek w czasie kwitnienia

22. Kwiatostanem żeńskimjest kolba osadzona w kącie liścia, na skróconym pędzie, zwanym osadką kolbową.

23. Z zagęszczonych węzłów osadki kolbowej wyrastają okrywające kolbę liście okrywowe, zwane koszulkami, które mają dobrze rozwinięte pochwy i prawie całkowicie zredukowane blaszki liściowe.

24. Na grubej osi, zwanej rdzeniem lub kaczanem, w rzędach głęboko osadzone są kłoski żeńskie - dwukwiatowe (płodny jest tylko kwiatek górny). • Kłoski zawiązują się parami ze wspólnego stożka, stąd po wytworzeniu ziarniaków (po jednym w każdym kłosku) na kolbie charakterystyczna jest dwurzędowość ułożenia ziarniaków.

25. Kwiatek płodny posiada silnie rozwinięty słupek oraz zredukowane pręciki widoczne tylko w początkowych okresach wegetacji. • Słupek posiada silnie rozwiniętą, nitkowatą i długą, pokrytą włoskami szyjkę, która na wierzchołku wykształca rozdwojone znamię. W zależności od długości kolby długość szyjki słupka wynosi od 20 do 60 cm.

26. Budowa kwiatostanu żeńskiego kukurydzy: A — przekrój podłużny kolby i fragmentu łodygi w miejscu jej osadzenia, B — budowa morfologiczna dojrzałej kolby, C — osadka kol­bowa, 1 — węzeł łodygi, 2 — międzywęźle, 3 — międzywęźle osadki, 4 — węzły, z których wyrastają koszulki, 5 — kłoski, 6 — rdzeń, 7 — liść, z kąta którego wyrasta kolba, 8 — ko­szulki, 9 — szyjki słupków, 10 — osadka kolbowa.

27. W czasie kwitnienia szyjki wysuwają się z okrywających kolbę koszulek tworząc charakterystyczną, jedwabistą miotełkę. Szyjki zdolne są do przyjęcia pyłku na całej swej długości.

28. Owocem kukurydzy są ziarniaki. W większości podgatunków ziarniaki są nieoplewione, a plewki obu kwiatów zredukowane do cienkich błonek, zwijających się u podstawy ziarniaków. Rdzeń kolby w miarę dojrzewania silnie się powiększa, dzięki czemu ziarniaki mają przestrzeń odpowiednią do normalnego wykształcania się.

29. Długość dojrzałej kolby wynosi od 8 do 42 cm. • Liczba rzędów ziarniaków jest zawsze parzysta i wynosi najmniej 4, a najwięcej 48. • Uprawiane u nas odmiany posiadają kolby o 8 do 24 rzędów ziarniaków

30. Masa 1000 ziaren odmian uprawianych w Polsce waha się od 250 do 350 g. • Ziarniaki mogą mieć kształt kulisty, owalny, klinowaty lub kanciasty, o gładkiej lub pomarszczonej powierzchni i barwie białej, żółtej, czerwonej względnie brunatnej.

31. Od zewnątrz ziarniak okryty jest okrywą owocowonasienną, pod którą znajduje się warstwa komórek aleuronowych otaczających bielmo oraz skośnie ułożony u podstawy ziarniaka zarodek. Miejsce, w którym znajduje się zarodek widoczne jest z zewnątrz dzięki białemu zabarwieniu okrywy, spowodowanemu przestworami powietrznymi dookoła zarodka.

32. W bielmie kukurydzy wyróżnia się dwie jego warstwy — rogową i mączystą. • Rozmieszczenie bielma rogowego jest różne u poszczególnych podgatunków. W bielmie rogowym, zwanym też bielmem twardym, komórki są szczelnie wypełnione kanciastymi ziarnami skrobi, a wśród nich znajduje się dużo ciał białkowych wpływających na jego spoistość i nadających mu wygląd półprzeźroczysty. • Bielmo mączyste, zwane też miękkim, zbudowane jest z większych komórek zawierających liczne, okrągłe ziarna skrobi. Przestrzeń między nimi wypełnia powietrze, które nadaje tej części bielma wygląd biały, mączysty. • Zarodek kukurydzy jest duży. Masa stanowi natomiast tylko 11,5 do 13,8% masy całego owocu. Zarodek zawiera 64 do 74% tłuszczu

33. W Polsce, jak i w większości krajów, uprawiane są obecnie wyłącznie odmiany mieszańcowe (mieszańce pojedyncze, podwójne i trójliniowe), powstałe ze skrzyżowania odpowiednio dobranych linii wsobnych wyprowadzonych z kukurydzy zwyczajnej i końskiego zebu. Odznaczają się one cechami fizjologicznymi, morfologicznymi i anatomicznymi, pośrednimi pomiędzy tymi podgatunkami (semident lub semiflint), bądź w typie kukurydzy zwyczajnej (flint) lub końskiego zebu (dent).

34. Ważną cechą określającą wartość gospodarczą mieszańców kukurydzy i wyznaczającą kierunki ich użytkowania w Polsce jest wczesność dojrzewania. Określa się ją obecnie wg oznaczeń liczbowych przyjętych przez FAO. • O klasie wczesności odmian informują trzycyfrowe liczby towarzyszące ich symbolom lub nazwom, na przykład Kb-270, Blizzard G 188. Kolejne cyfry oznaczają: pierwsza — klasę wczesności, druga — stopień wczesności w danej klasie, trzecia — barwę ziarna. Zero i cyfry parzyste oznaczają barwę żółtą, a nieparzyste — białą. • Im liczba FAO określająca klasę wczesności jest niższa oraz im niższa jest liczba określająca stopień wczesności w danej klasie, tym dana odmiana jest wcześniejsza.

35. W Polsce obowiązuje następujący podział na klasy wczesności wg klasyfikacji FAO: Wczesne do 190 Średniowczesne — 200-240 Średniopóźne — 250-290 Późne — 300-350

37. Mieszańce wczesne i średnio wczesne w Polsce, w wyznaczonych rejonach geograficznych mogą być uprawiane na ziarno, kolby (CCM) i susz z całych roślin. • Na kiszonkę najodpowiedniejszymi są mieszańce średnio wczesne na terenie całego kraju i średnio późne w południowej i zachodniej Polsce. • Mieszańce późne w zasadzie nie nadają się do uprawy w Polsce, gdyż z reguły nie wykształcają odpowiednio kolb i dają kiszonkę o małej wartości pastewnej.

38. Liczba roślin kukurydzy na 1m2 w zależności od wczesności odmian i kierunków użytkowania Termin siewu - fenologiczny wskaźnik; kwitnienie czeremchy, czereśni, porzeczki czerwonej, mniszka lekarskiego Temperatura gleby na głębokości 6-8 cm powinna wahać się od 6 -8 oC Trzecia dekada kwietnia w rejonie I 25 kwietnia a 5 maja w pozostałych rejonach

39. Głębokość siewu zależy od rodzaju gleby i terminu siewu; Gleby zwięzłe, wilgotne, zimne oraz przy wcześniejszych siewach 4 – 5 cm Gleby lżejsze, siewy opóźnione - głębiej do 8 cm Szerokość międzyrzędzi 70 d0 80 cm Skład chemiczny ziarna i słomy kukurydzy w % suchej masy

40. Zawartość składników pokarmowych w suchej masie kukurydzy (%) oraz wartość pastewna 1 kg suchej masy w różnych fazach rozwoju roślin (Krzywicki, Preś i Andraszek)

41. Kierunki wykorzystania kukurydzy

42. Proso zwyczajne (Panicum miliaceum L.)

43. Należy do najstarszych roślin uprawnych pochodzących z Azji Środkowej lub Chin. • Jest gatunkiem jednorocznym, wyłącznie jarym. • Ziarniak podczas kiełkowania tworzy tylko jeden korzeń zarodkowy. • Wiązkowy system korzeniowy jest silnie rozgałęziony i rozwija się tylko w warstwie ornej gleby. Proso krzewi się silnie i wytwarza źdźbła grube, odporne na wyleganie, osiągające wysokość do 1,5 m. • Cała roślina jest owłosiona. • Kwiatostanem prosa jest wiecha, która może być mniej lub bardziej rozpierzchła, stojąca lub zwisająca.

44. Na podstawie budowy i pokroju wiechy proso zwyczajne (Panicum miliaceum) dzieli się na 4 podgatunki • ssp. effusum—proso zwykłe rozpierzchłe. Posiada wiechę rozpierzchłą o gałązkach długich, zwisających na wszystkie strony. Gałązki I rzędu wyrastają z osi głównej wiech w dużych odstępach, co powoduje, że wiecha jest luźna. Z jednego miejsca osi głównej wyrasta zwykle tylko jedna gałązka. Liczba gałązek I rzędu w kwiatostanie prosa rozpierzchłego może dochodzićdo 15. • ssp. contractum— proso zwyczajne zwisle. Posiada wiechy bardziej skupione, zwisające w jedną stronę. • ssp. compactun— proso zwyczajne skupione. Charakteryzuje się krótką wiechą, silnie skupioną i sztywną. Gałązki wiechy są ustawione pod ostrymkątem ku górze. • ssp. erectum— proso zwyczajne wyprostowane, posiadające wiechę również krótką, skupioną, niemal pionowo wzniesioną ku górze.

45. Typy wiech czterech podgatunków prosa: a— ssp. effusum (rozpierzchłe), b — ssp. erectum (wyprostowane), c — ssp. compactum (skupione), d — ssp. contractum (zwisłe)

46. Korzenie proso posiada wiązkowe, sięgające w glebie przeważnie do poziomu ok. 50 cm, ale pojedyncze mogą dorastać do 1,0 m głębokości. Pomimo stosunkowo słabego systemu korzeniowego proso charakteryzuje się bardzo dużymi zdolnościami oszczędnego gospodarowania wodą.

47. Dość grube źdźbło prosa, dorastające do 0,8 - 1,5 m, przeważnie jest owłosione - analogicznie jak pozostałe części rośliny. • Odmiany hodowlane charakteryzują się niższą krzewistością od pozostałych - ogólnie mogą one wytworzyć od 1 do 5 źdźbeł.

48. Liście lancetowate, dość często pofałdowane, przeważnie zielone bądź czerwonawe (antocyjan).

49. Wiecha jest zbudowana z kłosków osadzonych parami na długich rozgałęzieniach I, II lub niekiedy dalszych rzędów. • Z pary kłosków płodny jest tylko jeden, umieszczony wyżej. Kłosek ten jest jednokwiatowy, spłaszczony, zaokrąglający się w miarę dojrzewania ziarniaka. • Kłosek drugi, niepłodny zredukowany jest do jednej plewki, którą z racji podobieństwa nazywa się najczęściej plewą - wytworzony w płodnym kłosku ziarniak otaczają dwie plewki oraz trzy plewy.

50. Plewy są silnie unerwione, nie owłosione i ostro zakończone. Dolna plewa, będąca pozostałością po zredukowanym kłosku dolnym, osiąga połowę długości pozostałych plew, nie różniących się między sobą. • Plewki są błyszczące, twarde, kruche i gładkie, silnie przylegające do ziarniaka. Przy omłocie ziarniak nie wypada z plewek. Plewki stanowią około 17% masy całego ziarniaka. Barwa plewek jest różna — biała, żółta, czerwona, szarozielona, czarna i stanowi ważną cechę odmianową.