Сорго двуцветное , обычно называемое сорго [2] ( / ˈ s ɔːr ɡ ə m / ) и также известное как большое просо , [3] веник , [4] цесарка , [5] дурра , [6] имфи , [7] Джовар , [8] или мило , [9] — вид травы , выращиваемый ради зерна , которое используется в пищу людям, корм для животных и производство этанола. Сорго родом из Африки и сейчас широко выращивается в тропических и субтропических регионах. [10] Сорго является пятой по значимости зерновой культурой в мирепосле риса , пшеницы , кукурузы и ячменя , с годовым мировым производством 61 000 000 метрических тонн (60 000 000 длинных тонн; 67 000 000 коротких тонн) в 2021 году. [11] S. bicolor обычно однолетний, но некоторые сорта являются многолетними. Он растет комками, высота которых может достигать более 4 метров (13 футов). Зерно маленькое, от 2 до 4 миллиметров (от 0,079 до 0,157 дюйма) в диаметре. Сладкое сорго — это сорта сорго, которые в основном выращивают для корма, производства сиропа и этанола; они выше тех, что выращиваются на зерно. [12] [13]
Sorghum bicolor — культурный вид сорго; его дикие родственники составляют ботанический род Sorghum .
Первые археологические остатки сорго находятся в Набта Плайя на Верхнем Ниле , ок. 8000 г. до н.э. Однако это дикое сорго с мелкими зернами и ломким стержнем . Сорго было одомашнено от своего дикого предка более 5000 лет назад на территории современного Судана. Новейшие свидетельства получены из археологических раскопок недалеко от Кассалы в восточном Судане, датируемых 3500–3000 годами до нашей эры, и связаны с неолитической культурой группы Бутана . [14] Это была основная еда королевства Алодия и большинства культур к югу от Сахары до европейского колониализма. [15]
Зерно сорго нельзя употреблять в пищу, пока не будет удалена неперевариваемая шелуха. Во время трансатлантической работорговли «единственным способом снять шелуху было вручную, с помощью ступки и пестика». [17] В Соединенных Штатах порабощенные женщины выполняли большую часть работы по приготовлению сорго, и им было поручено очистить зерно и превратить его в муку. [17] Сорго в Соединенных Штатах впервые было зарегистрировано Беном Франклином в 1757 году. [18]
Некоторые сорта сорго имели важное значение для торговли сахаром . В 1857 году Джеймс Ф.К. Хайд писал: «Немногие предметы имеют для нас как народа большее значение, чем производство сахара; поскольку ни одна страна в мире не потребляет столько сахара, сколько Соединенные Штаты, пропорционально ее населению». [19] Цена на сахар росла из-за сокращения производства в Британской Вест-Индии и увеличения спроса на кондитерские изделия и фруктовые консервы , а Соединенные Штаты активно искали сахарный завод, который можно было бы производить в северных штатах. «Китайский сахарный тростник», как его называли, рассматривался как растение, которое будет продуктивным и высокоурожайным в этом регионе. [20]
Ричард Панкхерст сообщает (цитируя Огастеса Б. Уайлда) , что в Эфиопии XIX века дурра «часто была первой культурой, посеянной на вновь возделываемых землях», объясняя, что этот злак не требовал тщательной вспашки, как другие культуры, и его корни не только разлагались в хорошее удобрение, но они также помогали разрыхлить почву, не истощая при этом недра . [21]
В европейских отчетах XIX века многие использовали термин «просо» для обозначения как жемчужного проса , так и сорго. Milho в португальских источниках использовался для обозначения как кукурузы, так и сорго, и исследователи подозревают, что это связано с тем, что их вегетативный цикл очень похож. Однако, когда сорго созревает, у него образуется метелка открытых зерен, в отличие от кукурузы, у которой образуется шелуха. В европейских отчетах трудно сказать, имеют ли они в виду кукурузу, просо или сорго. Все эти культуры выращивались в Африке и продавались на невольничьих кораблях. [17]
Ведущими производителями S. bicolor в 2022 г. были Нигерия (12%), США (10%), Судан (8%) и Мексика (8%). [22] Он также успешно выращивается в Европе: наиболее важным производителем по площади посевов является Франция, за ней следуют Италия, Испания и некоторые страны Юго-Восточной Европы с посевными площадями в несколько тысяч гектаров. [23] Сорго растет в широком диапазоне температур, на больших высотах и на токсичных почвах и может восстановить рост после некоторой засухи. [12] Оптимальный диапазон температур для роста составляет 12–34 ° C (54–93 ° F), а вегетационный период длится ~ 115–140 дней. [24] Он может расти на самых разных почвах, от тяжелых глинистых до песчаных, с устойчивостью к pH от 5,0 до 8,5. [25] Для этого требуется пахотное поле, которое оставалось под паром не менее двух лет или на котором в предыдущем году имел место севооборот с бобовыми. [26] Диверсифицированный 2- или 4-летний севооборот может повысить урожайность сорго, а также сделать его более устойчивым к непостоянным условиям роста. [27] С точки зрения потребности в питательных веществах сорго сравнимо с другими зерновыми зерновыми культурами, поскольку для роста необходимы азот, фосфор и калий. [28] У него есть пять особенностей, которые делают его одной из самых засухоустойчивых культур:
S. bicolor богат минералами, такими как фосфор, калий и цинк. [30] Пищевая ценность S. bicolor сравнима с ценностью риса, кукурузы и пшеницы. Энергетическая ценность 100 г зерен S. bicolor колеблется от 296,1 до 356,0 ккал. [30] Зерна содержат 60–75 % углеводов, 8–13 % белков и 4–6 % жиров. [ 31] Содержание сахарозы и глюкозы в стебле составляет 10 – 16%. [31] Для сравнения, в сахарном тростнике содержание сахара составляет 10–20%. Таким образом, S. Bicolor можно использовать в качестве альтернативы сахарному тростнику . Низкая усвояемость крахмала сорго обусловлена связью крахмальных гранул с белками и дубильными веществами . [30] Переваримость белков ниже , чем у пшеницы и кукурузы. [30] В отличие от проламинов пшеницы, ржи и ячменя, кафирины сорго не вызывают у человека аллергических реакций или аутоиммунных реакций. [30] Кроме того, свойства сорго подавляют экспрессию токсичных пептидов , связанных с глиадином , что делает S. bicolor безопасным зерном для потребления людьми с целиакией . [30] Джовар является лучшим заменителем пшеницы и риса, когда дело касается питания, поскольку он имеет высокий уровень тиамина, ниацина, рибофлавина и фолиевой кислоты.
Успешная борьба с сорняками является большой проблемой при выращивании сорго из-за его медленного ювенильного роста. Борьбу можно осуществлять механически, но необходимо соблюдать осторожность, поскольку у сорго тонкая и неглубокая корневая система. [23]
Повреждение насекомыми представляет собой большую угрозу. Сообщается, что более 150 видов повреждают сорго на разных стадиях развития. Эта угроза приводит к значительным потерям биомассы. [32] Сорго является хозяином паразитического растения Striga hermontica . [33] Этот паразит является разрушительным вредителем урожая. Европейский кукурузный мотылек ( Ostrinia nubilalis ) был завезен в Северную Америку при транспортировке зараженной кукурузы сорго. [34]
Следующие виды вредителей зарегистрированы для посевов сорго на севере Мали . [35]
Sitophilus zeamais (кукурузный долгоносик) и Sitotrogarainella (зерновая моль Angoumois) поражают хранящееся сорго и кукурузу. [35]
Сорго производит хитиназы как защитные соединения против грибковых заболеваний . [36] Трансгенез дополнительных хитиназ повышает устойчивость этой культуры к болезням . [36]
В развивающихся странах сбор урожая осуществляется в основном вручную. Метелку , содержащую зерна , срезают со стебля при достижении необходимой влажности 16-20 %. Зрелость семян можно определить по появлению черного пятна на месте соединения семени и растения. [24] Обмолот может производиться вручную или механически. Перед хранением семян необходимо достичь влажности всего 10%, так как более высокая влажность способствует росту плесени, а также прорастанию семян. [37]
Сегодня сорго выращивают во многих частях мира. [38] Зерно находит применение в пищу человеку, а также для производства спиртных напитков, кормов для животных или этанола на биологической основе . Зерно сорго не содержит глютена , с высоким содержанием резистентного крахмала , [ необходимы разъяснения ] и содержит более обильные и разнообразные фенольные соединения по сравнению с другими основными зерновыми культурами [39] [40]
Во многих частях Азии и Африки зерно сорго используется для приготовления лепешек, которые являются основным продуктом питания во многих культурах. [41] [42] Воздушные зерна — популярная закуска в некоторых частях Западной Индии. [43]
В Индии , где его обычно называют джваари, джовар, джола или джонхалаа , сорго является одним из основных источников питания в Раджастане , Пенджабе , Харьяне , Уттар-Прадеше и штатах плато Декана Махараштра , Карнатака и Телангана . Из этого зерна готовят индийский хлеб, называемый бхакри , джовар роти или джолада ротти . [44] [45]
В Тунисе , где его обычно называют дроо, традиционная каша готовится из молотого сорго, молока и сахара . Это блюдо является основным блюдом на завтрак в зимние месяцы. [46]
В Центральной Америке лепешки иногда готовят из сорго. Хотя кукуруза является предпочтительным зерном для приготовления лепешек, в Гондурасе широко используется и хорошо принимается сорго . Белое сорго предпочтительнее для приготовления лепешек. [47]
Сладкий сироп сорго известен как патока в некоторых частях Соединенных Штатов, хотя это не настоящая патока .
В странах Южной Африки сорго вместе с молоком, сахаром и маслом используется для приготовления Мальтабеллы — разновидности пшенной каши.
В Китае сорго известно как гаолян (高粱), его ферментируют и перегоняют для получения одной из форм чистых спиртных напитков, известных как байцзю (白酒), из которых наиболее известным является Маотай (или Мутай). На Тайване , на острове Цзиньмэнь , из простого сорго делают соргоовый настой. В ряде стран Африки, включая Зимбабве , Бурунди , Мали , Буркина-Фасо , Гану и Нигерию , сорго как красного, так и белого сортов используется для приготовления традиционного непрозрачного пива . Красное сорго придает пиву розовато-коричневый цвет. [48]
В Австралии , Южной Америке и США зерно сорго используется в основном на корм скоту и на растущем количестве заводов по производству этанола. [49] В некоторых странах стебли сладкого сорго используются для производства биотоплива путем отжима сока и последующей ферментации его в этанол . [50] Техасский университет A&M в США в настоящее время проводит испытания по поиску лучших сортов для производства этанола из листьев и стеблей сорго в США. [51]
Его используют в кормах и на пастбищах для скота. Однако его использование ограничено, поскольку крахмал и белок в сорго перевариваются животными труднее, чем крахмал и белок в кукурузе. Одно исследование на крупном рогатом скоте показало, что сорго, приготовленное в паровых хлопьях, предпочтительнее, чем сорго, приготовленное в сухом виде, поскольку оно улучшает ежедневный прирост веса. [38] Было показано, что для свиней сорго является более эффективным кормом, чем кукуруза, когда оба зерна обрабатываются одинаково. [38]
Внедрение улучшенных сортов, а также усовершенствованные методы управления помогли повысить продуктивность сорго. Считается, что в Индии рост производительности позволил высвободить шесть миллионов гектаров земли. ICRISAT ( Международный научно-исследовательский институт сельскохозяйственных культур полузасушливых тропиков ) в сотрудничестве с партнерами производит улучшенные сорта сельскохозяйственных культур, включая сорго. Институтом выведено 194 улучшенных сорта сорго. [52]
Сорго можно выращивать как альтернативу кукурузе . Например, в севообороте кукурузу можно заменить сорго. [53] Сорго имеет 96% пищевой ценности кукурузы. Кроме того, в нем больше белка , чем в кукурузе. Однако важно отметить, что концентрации белка могут варьироваться, и поэтому их необходимо проверять при сборе урожая. Кроме того, сорго менее усваивается, чем кукуруза, из-за состава аминокислот . [54] Он также содержит некоторые горькие вещества, которые могут сделать его не очень вкусным. [54] Несмотря на эти недостатки, сорго является подходящим решением для более теплых регионов, где вода ограничена. Еще одним преимуществом является то, что урожайность сорго сравнима с кукурузой. [55]
Из него также делают традиционную кукурузную метлу . [56] Восстановленные стебли растения сорго используются для изготовления декоративного материала для столярных изделий , продаваемого как доска Кирей.
Сорные расы S. bicolor sensu lato , особенно Sorghum × Drummondii , [57] известны как сорняк. [58]
Были проведены исследования с целью создания генетического скрещивания, которое сделает растение более устойчивым к более холодным температурам, а также для раскрытия механизмов устойчивости к засухе, поскольку его родиной является тропический климат. [59] [60] [61] [62]
В Соединенных Штатах это важно, поскольку стоимость кукурузы неуклонно росла из-за ее использования в производстве этанола в качестве добавки к бензину.
Соргоовый силос можно использовать в качестве замены кукурузного силоса в рационе молочного скота . [63] Дополнительные исследования показали, что сорго имеет более высокую пищевую ценность по сравнению с кукурузой при кормлении молочного скота, а тип обработки также имеет важное значение для получения максимального содержания питательных веществ в зерне. Скармливание сорго паровыми хлопьями показало увеличение надоев молока по сравнению с скармливанием сухого сорго. [63]
Проводятся дополнительные исследования [ когда? ] о сорго как о потенциальном источнике продовольствия для удовлетворения растущего мирового спроса на продовольствие. Сорго устойчиво к стрессам, связанным с засухой и жарой. Генетическое разнообразие между подвидами сорго делает его более устойчивым к вредителям и патогенам, чем другие менее разнообразные источники пищи. Кроме того, он очень эффективен при преобразовании солнечной энергии в химическую энергию, а также при использовании воды. [64] Все эти характеристики делают его многообещающим кандидатом для удовлетворения растущего глобального спроса на продовольствие. Таким образом, многие группы по всему миру стремятся [ когда? ] исследовательские инициативы в области сорго (в частности, Sorghum bicolor ): Университет Пердью , [65] Институт биотехнологии Хадсон-Альфа, [64] Центр науки о растениях Данфорта , [64] Университет Небраски , [66] и Университет Квинсленда [67] среди другие. Университет Квинсленда участвует в предварительной селекции, используя диких родственников сельскохозяйственных культур в качестве доноров, а популярные сорта в качестве реципиентов, чтобы сделать сорго более устойчивым к биотическим стрессам. [68]
Еще одно исследовательское применение сорго — в качестве биотоплива. В стеблях сладкого сорго содержится большое количество сахара, который можно перерабатывать в этанол. Биомасса может быть сожжена и превращена в древесный уголь, синтез-газ и бионефть.
Геном S. bicolor был секвенирован в период с 2005 по 2007 год. [69] [70] Обычно он считается диплоидным и содержит 20 хромосом, [71] однако есть данные, позволяющие предположить тетраплоидное происхождение S. bicolor . [72] Размер генома составляет примерно 800 Мбит/с. [73]
Патерсон и др. , 2009 предоставляет сборку генома размером 739 мегабаз . [74] Наиболее часто используемой базой данных генома являетсяSorGSD поддерживается Luo et al. , 2016. [74] Атлас экспрессии доступен у Shakoor et al. , 2014 г., с 27 577 генами . [74] По состоянию на 2021 год пангенома[обновлять] несуществует. [74] Для молекулярного разведения (или других целей)Bekele et al. создали массив SNP . , 2013 г., 3K SNP Infinium от Illumina, Inc. [74]
{{cite web}}
: |first=
имеет общее имя ( справка ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь )