Gabonafélék

Gabonafélék

A gabonafélékhez a lisztes magvú növények tartoznak. A gabonafélék jelentősége világszerte nagy, mivel fontos helyet töltenek be az emberiség élelmezésében, mint kenyérgabonák és az állatok takarmányozásában, mint takarmánygabonák.

A gabonaféléket jelentőségüknek megfelelően az egész világon nagy területen termesztik. Hazánkban is a gabonafélék foglalják el termőterületünk nagyobb részét, vetésterületünk több, mint 60%-án (2,5-2,8 millió ha) termesztünk gabonaféléket.

A gabonafélék közül csak a fontosabbakat - búza, kukorica, rozs, triticale, árpa, zab, rizs - ismertetjük, a kisebb jelentőségű gabonaféléket - mint pl. a köles, pohánka - elhagyjuk; a cirkokat pedig a takarmánynövények csoportjában tárgyaljuk.

A gabonafélék biológiája

A kalászos gabonafélék egy-nyári, vagy áttelelő egyéves növények; a pázsitfűfélék (Poaceae) családjához tartoznak. Biológiai - növénytani - sajátosságaik hasonlók és jellemzőek az összes gabonafélékre.

A gabonafélék biológiáját röviden és átfogóan, - a fontosabb alaktani bélyegek és fejlődési ismérvek alapján - ismertetjük. 333e49d

Növénytani jellemzésük

Gyökérzet. A gabonaféléknek elsődleges és másodlagos gyökerekből összetett, bojtos gyökérzetük van.

A csírázáskor képződött elsődleges gyökerek a csíranövényből kiindulva, a talaj mélyebb rétegeibe hatolnak; a bokrosodási csomókból eredő másodlagos gyökerek pedig oldalirányban hálózzák be a talaj felső rétegét.

Szár. A gabonafélék hajtásrendszere főhajtásból és mellékhajtásokból áll. A kifejlődött szár - a gabonafélék nagyobb részénél - jellegzetes szalmaszár. A gabonafélék szárát erőteljesen fejlett csomók (nodus) rövidebb-hosszabb szártagokra (internodium) osztják. Az alsó szártag a legrövidebb, a felső a leghosszabb; ennek végén van a kalász vagy a bugavirágzat.

Levél. A szár minden csomójánál levél fejlődik. A levelek a száron átellenesen helyezkednek el. A levél két részből áll: levélhüvelyből és levéllemezből. A levélhüvely csőszerűen körülöleli a szártagot és azáltal, hogy egymáshoz illeszkedő csőrendszert alkot, szilárdítja a szalmaszárat. A levéllemez alakja, nagysága, szélessége és színe fajokra és fajtákra jellemzően eltérő.

A levéllemez és levélhüvely érintkezésének vonalában vékony hártya helyezkedhet el, amelyet nyelvecskének (ligula) nevezünk. A levélhüvely és a levéllemez találkozásánál - mint a levéllemez függeléke - lehet a fülecske (auricula), amelynek alakja és nagysága az egyes gabonafélékre jellemző; a fülecske alapján a gabonafélék megkülönböztethetők egymástól (gabona "ABC"). Az árpa fülecskéje a legnagyobb, teljesen átfogja a szárat. A búzáé valamivel kisebb, a rozs fülecskéje nagyon kicsi, a zabnak pedig nincs fülecskéje.

Virágzat. A gabonafélék virágzata összetett. A virágzat kalász - füzéres füzér - (búza, rozs, árpa), vagy buga - füzéres fürt - (zab, cirok, köles, rizs).

A kalászvirágzatot az jellemzi, hogy a kalászkák (füzérkék) közvetlenül a kalászorsón ülnek, míg a buga kalászkái hosszabb-rövidebb nyéllel (másod- és harmadrendű elágazásokon) kapcsolódnak a virágzati tengelyhez. A kalász és a buga alakja, nagysága, tömöttsége a fajokra és fajtákra jellemzően eltérő.

A kalász részei: a kalászorsó, a padka és a kalászkák. A virágzat főtengelye a kalászorsó, amelynek mindkét oldalán az orsópadkára illeszkedve sorakoznak a kalászkák.

Alaktanilag a kalászka (füzérke) egyszerű virágzat (füzér). A kalászkákat két oldalt egy-egy - a fajra, fajtára jellemző - kalászkapelyva (gluma) zárja el, ezeken belül a kalászkatengelyen helyezkednek el a virágok. A virágok száma a különböző gabonaféléknél eltérő. Az árpának mindig egyvirágú kalászkái vannak; a búzának, rozsnak, zabnak, stb. pedig többvirágúak a kalászkái.

A kalászkában minden virágot két virágpelyva vagy toklász (palea) vesz körül. Helyzetük szerint az egyik az alsó vagy külső virágpelyva (palea inferior), a másik a felső vagy belső virágpelyva (palea superior). A szálkás kalászú gabonaféléknél a külső virágpelyva hosszabb vagy rövidebb szálkában (arista) végződik.

A virág. A gabonafélék virága kétivarú. A virág részei: a felső állású magház a magkezdeménnyel, két tollas bibe és a legtöbb gabonafélénél - három porzó. A virágpelyvák és a magház között a termőhöz simul még két csökevényes virágtartó, levélpikkely (lodicula), amely virágzás idején a virágpelyvák nyílását és zárását szabályozza.

A gabonafélék ön- vagy idegentermékenyülő növények. A búza, az árpa és a zab általában önmegtermékenyülő (autogam), a rozs kölcsönösen termékenyülő (allogam) növény.

Termés. A gabonafélék termése a magházból kifejlődött száraz zárt szemtermés (caryopsis). A szemtermésre az jellemző, hogy a terméshéj szorosan összenőtt a maghéjjal. A gabonafélék szemtermése csupasz (búza, rozs), vagy pelyvás szemtermés (árpa, zab, rizs köles). A pelyvás szemtermésnél a virágpelyvák szorosabban, vagy lazábban ránőttek a szemtermésre.

A szemtermés alakja, nagysága, színe fajonként és fajtánként változik.

A szemtermés főbb részei: a csíra (embrió), táplálószövet (endospermium), maghéj (testa) és terméshéj (pericarpium).

Ha a szemtermést kívülről befelé haladva vizsgáljuk, a főbb részek a következő sorrendben találhatók:

A terméshéj (pericarpium). A szem külső része a három rétegből álló terméshéj.

A maghéj (testa). A magot kívül borító maghéj két rétegből áll, amelyből a belső réteget a benne levő festékanyagok miatt pigment-rétegnek is nevezik. A termés és a maghéj szorosan összenőve védi a szemtermés legfontosabb részét: a csírát, valamint a szem nagy részét kitöltő táplálószövetet.

Csíra (embrió). A szemtermés biológiailag legfontosabb része a csíra, amely rendszerint kissé ferdén a szem alsó és hátsó részén helyezkedik el, alakja és állása faj- és fajtatulajdonság. A csírát a táplálószövettől a pajzsocska (scutellum) választja el. A pajzsocskának fontos élettani szerepe van, mert a mag csírázásakor a pajzsocska közvetíti a táplálószövetben felhalmozott tartalék tápanyagokat a növekvő csíra részére.

A csíra részei: a gyököcske (radicula) és a rügyecske (plumula). A gyököcske a gyökérhüvelyben (coleorhysa), a rügyecske pedig a rügyhüvelyben (coleoptyle) van, amelyekből csak kelés után bújik ki.

A táplálószövet (endospermium). A szemtermés legnagyobb részét a táplálószövet tölti ki, amelyhez kívülről szorosan kapcsolódik még a külső magfehérje szövet (perispermium), ahol a sejtfalak az ún. hyalin-réteget alkotják.

A táplálószövet két főrészre osztható: az aleuron-rétegre és a lisztes-testre. Az aleuron-réteg a táplálószövet külső felületét borítja és szorosan simul a hyalin-réteghez. Finom szemcséjű, vízben oldódó fehérjéket és zsírokat tartalmaz, amelyek őrléskor a héjrészekkel, valamint a csírával együtt nagyobbrészt a korpába kerülnek. Ezért a gabonafélék korpája értékes abraktakarmány.

A táplálószövet legnagyobb részét kitöltő lisztes-testet egyforma sejtek építik fel. A sejtek legfontosabb alkotórészei: a fehérjék és a keményítőszemcsék; ezek aránya és mennyisége adja a szemtermés minőségét.

A fehérjék összetétele és a keményítőszemcsék nagysága az egyes gabonafélékre jellemzően eltérő. A fehérjék a gabonafélék legnagyobb részénél vízben oldódók, de egyes gabonafélék fehérjéi pl. a búzáé vízben nem oldódó fehérjét, ún. sikért alkotnak (részletesebben a búzánál).

A keményítőn és a fehérjén kívül a gabonafélék szemtermésében cellulóz és hemicellulóz, a csírában cukor és zsír van. Ezeken kívül említést érdemelnek még a különféle enzimek és vitaminok.

A gabonafélék fejlődése

Fejlődési szakaszok: A gabonafélék egyedfejlődése a termő megtermékenyítésével kezdődik és addig tart, amíg a termést megérlelik. A fejlődés során a környezeti tényezők - a hőmérséklet és a megvilágítás - hatására minőségi változások mennek végbe. Ha a változásoknak nincsenek külsőleg érzékelhető jelei, akkor a fejlődés szakaszairól (stádiumairól) beszélünk.

A generatív szervek differenciálódására főleg két környezeti tényezőnek: a hőmérsékletnek és a nappalok hosszának van hatása. Ezért a gabonafélék fejlődésében két jól elhatárolt szakasz különböztethető meg. A fejlődés első szakasza a hő vagy "jarovizációs" szakasz; ezt követi a "fényszakasz".

A jarovizációs szakaszt másképpen előkészítő szakasznak is nevezhetjük, a fényszakasz pedig a ivaros (generativ) szervek differenciálódásának szakasza.

A gabonafélék fejlődéséhez, - vagyis a fejlődési fázisok kialakulásához - jarovizálódniok kell a gabonaféléknek.

A jarovizációhoz a faj és fajta igényeinek megfelelő - hosszabb vagy rövidebb ideig tartó - hőmérsékletű környezet szükséges. Az őszi és a tavaszi gabonák lényegében abban különböznek egymástól, hogy fejlődésük hőszakaszában eltérő hőmérsékletet igényelnek.

A gabonafélék jarovizálódásához szükséges hőmérséklet és idő alapján három csoportba sorolhatók: őszi gabonák, tavaszi gabonák, és a kettő közötti átmenet: a "járó jellegű" gabonák (ezek ősszel és tavasszal is vethetők).

Az őszi gabonák alacsonyabb hőmérsékleten és hosszabb idő alatt, a tavasziak rövidebb idő alatt és magasabb hőmérsékleten jarovizálódnak. (A tavasszal vetett őszi gabonák nem mennek szárba.)

A gabonafélék jarovizálódása és télálló képessége között szoros összefüggés van, mivel a már jarovizálódott gabonák fagytűrése erősen csökken. Ezért minél hosszabb valamely őszi gabona jarovizációs szakasza, annál jobb a télállósága.

Az őszi- és tavaszi gabonák fotoperiodikus igénye is eltérő. Az őszi gabonák rövid-hosszúnappalosok, mert fejlődésük kezdetén rövid, fejlődésük későbbi részében pedig hosszú nappalos megvilágítást igényelnek. Így az őszi gabonák ősszel elvetve természetes körülmények között esnek át a jarovizációs szakaszon és azt követően tavasszal a fényszakaszon is.

A tavasziak hosszúnappalosok, de vannak olyan fajok és fajták, melyek a rövidnappalos megvilágításra sem érzékenyek. A járógabonák is hosszúnappalos megvilágítást igényelnek. (A hő és a fény hatására bekövetkezett változások a hajtás tenyészcsúcsában mennek végbe - szárkezdemény kialakulása, kalászdifferenciálódás stb.)

Fejlődési fázisok: A gabonafélék egyedfejlődésében - egymástól többé-kevésbé elhatárolható - fejlődési időszakokat, fázisokat lehet megkülönböztetni. Ezek a következők: csírázás és kelés; a fiatal növény fejlődésének időszaka; bokrosodás; szárbaindulás; kalászolás; virágzás és megtermékenyülés; érés.

A csírázás és kelés legfontosabb feltétele a megfelelő hőmérséklet és víz. A gabonafélék csírázásához szükséges hőmérséklet fajonként eltérő. A csírázáshoz szükséges hőmérsékletnek minimális, optimális és maximális értékei vannak, amelyek közül gyakorlatilag a minimum ismeretének van jelentősége. Pl. a legtöbb gabonaféle (búza, rozs, árpa, zab) csírázása már +1, +2°C-on, a minimális hőmérsékleten - megindul. (Az optimális hőmérséklet 15-20°C körül van.)

A csírázáshoz a kedvező hőmérsékleten kívül a szem száraz tömegéhez viszonyítva kb. 30-50% víz szükséges. A csírázás a szemek megduzzadásával kezdődik és a csíra növekedésével folytatódik. Megindul a csírázás.

Csírázáskor először a gyököcske indul fejlődésnek, áttöri a gyökérhüvelyt, megjelenik az alapgyökér vagy főgyökér, majd - a szikközépből - az egyes gabonafélékre jellemző számú mellékgyökér. Az alapgyökér és a mellékgyökerek együttesen alkotják a gabonafélék elsődleges gyökereit.

A gyököcske mellett a rügyecske is növekedni kezd és a rügyhüvelybe burkolva áttöri a terméshéjat, majd a vetőmagot takaró földréteget és kikel a gabona.

A kelés a rügyhüvely megjelenéséig tart, a csíranövény fejlődése viszont addig tart, amíg a rügyhüvely felreped, és megjelenik az elsődleges lomblevél.

A rügyhüvely színe és nagysága jellemző az egyes gabonafélékre. (A búzáé sárgászöld, a rozsé lilásvörös, az árpáé világoszöld, stb.)

A fiatal növény fejlődése a kelés befejezésétől a bokrosodás kezdetéig tart. (Ez az időszak a "3 leveles kor" megjelöléssel is ismert.)

Bokrosodás. A fiatal gabonanövények hajtásai nem nyúlnak fel azonnal, előbb a hajtás földalatti csomói közül egy vagy több bokrosodási csomóvá alakul és a csomó alsó rügyeiből oldalhajtások fejlődnek: "bokrosodik a gabona". Az oldalhajtások megjelenésével egyidőben fontos szervképződési folyamat is végbemegy. A bokrosodási csomóból és az oldalhajtások tövéből másodlagos (járulékos) gyökerek fejlődnek. A bokrosodási csomó és a vetés mélysége között bizonyos fokú összefüggés van; ezért fontos az, hogy mindig betartsuk az optimális vetési mélységet.

A másodlagos gyökerek főleg a talaj felső rétegét hálózzák be, ezért a gyökérzet mintegy 70-80%-a a feltalajban van. A gabonafélék gyökérzetének nagysága és a behatolás mélysége a fajokra és fajtákra jellemzően eltérő.

A bokrosodás mértéke a különböző gabonafélékre jellemző- és a fajták bokrosodó képessége eltérő fajtatulajdonság. Az őszi gabonák jobban bokrosodnak, mint a tavasziak, pl. az őszi árpa és a tavaszi árpa. De az őszieken belül is jelentős különbségek vannak az egyes fajták között.

A bokrosodást nagy mértékben befolyásolják még a környezeti (talaj és időjárás) és az agrotechnikai tényezők is. Az agrotechnikai tényezők közül leglényegesebb a tenyészterület nagysága (állománysűrűség), a vetésidő és a vetésmélység. A környezeti tényezők közül a tápanyagokban gazdag talaj, a csapadékosabb időjárás kedvezően hat a gabonafélék bokrosodására.

Az intenzív termesztési feltételek között, kívánatos, hogy a búza állománysűrűségét a vetett mag mennyiséggel szabályozzuk, s ne a véletlenre bízzuk.

Szárbaindulás. A gabonafélék közül csak a hőszakaszon átesett gabona indul szárba. A szárbaindulás kezdetének megállapítása elég nehéz. Ezért gyakorlatilag a szárbaindulás kezdetének azt az állapotot nevezzük, amikor a szárkezdemény 3-4 cm hosszú és az első csomó kitapintható. A szárbaindulás ideje a különböző gabonaféléknél a fajra és a fajtákra is jellemzően eltérő. (Sorrend: rozs, őszi árpa, őszi búza (április), tavaszi árpa, zab (május).)

Kalászolás. Ebben a fejlődési időszakban a legfelső levélhüvelyben megjelenik, majd "kitolódik" a kalász vagy a buga. A kalászolás ideje és sorrendje a különböző gabonaféléknél eltérő. A főbb gabonafélék kalászolási sorrendje: rozs, őszi árpa, őszi búza, tavaszi árpa, zab és a rizs (május-június).

Virágzás és megtermékenyülés. A fejlődés ezen időszakában a kalászkákban lévő virágok kinyílnak és megtörténik a megporzás. A megtermékenyülés lehet öntermékenyülés (búza, árpa, zab) vagy kölcsönös termékenyülés (rozs). A virágzás ideje és tartama az egyes gabonafélékre jellemző. A virágzás a kalászon belül a kalász középső harmadában, a bugán belül a felső harmadban képződik és folytatódik tovább a többi részekben.

Érés. A gabonafélék fejlődésének ez az a viszonylag hosszú időszaka, amikor a megtermékenyített termőből kifejlődik a szemtermés. A szemtermésben először a fehérjék alakulnak ki, a keményítő beáramlása később kezdődik, majd fokozódik a teljesérésig. Ezért az érés elején (teljes-viasz) lévő szemtermés viszonylag gazdagabb fehérjében, mint a teljesen beérett.

Az érés folyamatára, annak időtartamára nagy hatása van az időjárásnak. Ha az érés idején hűvös, csapadékos az időjárás, akkor az érés folyamata lelassul, több keményítő halmozódik fel, a szemek teltebbek lesznek és nő az ezerszemtömeg. Ha az érés második felében száraz, meleg az időjárás, akkor az érés meggyorsul és a szemtermés viszonylag gazdagabb lesz fehérjében; így jobb lesz a minősége.

A különböző gabonafélék érési ideje a fajoktól és fajtáktól függően eltérő, de kisebb mértékben a talaj és az időjárás is befolyásolja.

Az érésnek három fokozata van: zöld- vagy tejesérés, viasz- vagy sárgaérés és teljesérés.

Zöld- vagy tejesérés. A gabonanövény még zöld, csak a szár töve kezd sárgulni. A szem már kifejlődött, színe zöld, belseje tejszerűen fehér és még sok vizet (50%) tartalmaz. A tápanyagbevándorlás (főleg a keményítő) erőteljes. A csíra kialakult, de még nem fejezte be fejlődését. Ebben az érési fokozatban még nem szabad aratni.

Viasz- vagy sárgaérés. A szár és a levelek sárgák. A szár még szívós, de a levél törékeny. A szemekbe már csökkent a keményítőbevándorlás üteme. A szemek viasz-szerűek és víztartalmuk is (20-25%) elég nagy. A toklászok (virágpelyvák) még szorosan tartják a szemet. Ebben az érési fokozatban a legtöbb gabonaféle aratását - kétmenetes aratás esetén - megkezdhetjük (búza, őszi árpa).

Teljesérés. A szem víztartalma jelentősen csökken. A szemek kemények, a pelyvák közül könnyen kihullanak (pereg). A szalma és a kalász is törékeny. Ebben az érési fokozatban aratjuk a rozsot és a sörárpát, valamint a többi gabonát (búza, őszi árpa), ha kombájnnal, egy menetben végezzük az aratást.

Ha elkésünk az aratással, a szem túlérik. Túlérésben a szem erősen pereg, minősége romlik és jelentős az anyagi kár.