Зерновые культуры — это злаки , выращиваемые ради съедобных зерен . Зерновые культуры являются крупнейшими в мире культурами и, следовательно, основными продуктами питания . К ним относятся рис , пшеница , рожь , овес , ячмень , просо и кукуруза . Съедобные зерна из других семейств растений, такие как гречиха и киноа , являются псевдозлаками . Большинство злаков являются однолетними , принося один урожай с каждой посадки, хотя рис иногда выращивают как многолетнее растение . Озимые сорта достаточно выносливы, чтобы их можно было сажать осенью, зимой они впадают в спячку и собирать урожай весной или в начале лета; яровые сорта высаживают весной и собирают урожай в конце лета. Термин «злаки» происходит от имени римской богини зерновых культур и плодородия Цереры .
Зерновые культуры были одомашнены в неолите , около 8000 лет назад. Пшеница и ячмень были одомашнены в Плодородном полумесяце ; рис был одомашнен в Восточной Азии, а сорго и просо были одомашнены в Западной Африке. В 20 веке урожайность зерновых была значительно увеличена Зелёной революцией . Этот рост производства сопровождался растущей международной торговлей , при этом некоторые страны производили большую часть поставок зерновых для других стран.
Зерновые культуры поставляются в пищу, которую едят непосредственно в виде цельного зерна , обычно приготовленного, или измельчают в муку и делают из нее хлеб , кашу и другие продукты. Зерновые культуры содержат большое количество крахмала , что позволяет производить из них алкогольные напитки, такие как пиво . Выращивание зерновых культур оказывает существенное воздействие на окружающую среду и часто производится в монокультурах высокой интенсивности . Экологический вред можно смягчить с помощью устойчивых методов , которые уменьшают воздействие на почву и улучшают биоразнообразие, таких как земледелие без обработки почвы и совмещение культур .
Пшеница, ячмень, рожь и овес собирались и употреблялись в пищу в Плодородном полумесяце в раннем неолите . Зерна злаков возрастом 19 000 лет были найдены на месте раскопок Охало II в Израиле , вместе с обугленными остатками дикой пшеницы и ячменя. [1]
В тот же период фермеры в Китае начали выращивать рис и просо, используя искусственные наводнения и пожары как часть своего режима возделывания. [2] [3] Использование почвенных кондиционеров , включая навоз , рыбу, компост и золу , по-видимому, началось рано и развивалось независимо в таких регионах мира, как Месопотамия , долина Нила и Восточная Азия. [4]
Зерновые культуры, которые стали современными ячменем и пшеницей, были одомашнены около 8000 лет назад в Плодородном полумесяце. [5] Просо и рис были одомашнены в Восточной Азии, в то время как сорго и другие виды проса были одомашнены в Западной Африке к югу от Сахары, в основном в качестве корма для скота. [6]
В этих сельскохозяйственных регионах религия часто формировалась под влиянием божества, связанного с зерном и урожаем. В месопотамском мифе о сотворении мира эпоха цивилизации начинается с богини зерна Ашнан . [7] Римская богиня Церера покровительствовала сельскому хозяйству, посевам зерновых, плодородию и материнству; [8] термин «зерновые» происходит от латинского cerealis , «зернового», изначально означавшего «[богини] Цереры». [9] Несколько богов древности объединяли земледелие и войну: хеттская богиня солнца Аринна , ханаанейская Лахму и римский Янус . [10]
Сложные цивилизации возникали там, где выращивание зерновых создавало излишки, что позволяло отбирать часть урожая у фермеров, что позволяло концентрировать власть в городах. [11]
Во второй половине 20-го века во всем мире наблюдался значительный рост производства высокоурожайных зерновых культур, особенно пшеницы и риса, благодаря Зеленой революции , технологическому изменению, финансируемому организациями развития. [14] Стратегии, разработанные Зеленой революцией, включают механизированную обработку почвы, монокультуру , азотные удобрения и выращивание новых сортов семян. Эти инновации были сосредоточены на борьбе с голодом и повышении урожайности с растения и были очень успешными в повышении общей урожайности зерновых культур, но уделяли меньше внимания качеству питания. [15] Эти современные высокоурожайные зерновые культуры, как правило, имеют низкокачественные белки , с дефицитом незаменимых аминокислот , содержат много углеводов и не имеют сбалансированных незаменимых жирных кислот , витаминов , минералов и других качественных факторов. [15] Так называемые древние зерновые и старинные сорта стали пользоваться все большей популярностью в связи с «органическими» движениями начала 21-го века, но существует компромисс в урожайности с растения, что оказывает давление на районы с ограниченными ресурсами, поскольку продовольственные культуры заменяются товарными культурами . [16]
Зерновые — это травы семейства Poaceae , которые производят съедобные зерна . Злаковое зерно — это ботанически зерновка , плод , в котором семенная оболочка слита с перикарпием . [17] [18] У злаков стебли полые, за исключением узлов , и узкие чередующиеся листья, расположенные в два ряда. [19] Нижняя часть каждого листа охватывает стебель, образуя листовую оболочку. Лист растет из основания пластины, приспособление, которое защищает растущую меристему от пасущихся животных. [19] [20] Цветки обычно гермафродитные , за исключением кукурузы , и в основном анемофильные или ветроопыляемые, хотя насекомые иногда играют определенную роль. [19] [21]
Среди наиболее известных злаковых культур — кукуруза, рис , пшеница, ячмень, сорго , просо , овес, рожь и тритикале . [22] Некоторые другие злаки в разговорной речи называют злаками, хотя они не являются травами; к этим псевдозлакам относятся гречиха , киноа и амарант . [23]
Все зерновые культуры выращиваются схожим образом. Большинство из них однолетние , поэтому после посева их собирают только один раз. [24] Исключением является рис, который, хотя обычно рассматривается как однолетнее растение, может выживать как многолетнее , давая урожай ратона . [25] Зерновые, адаптированные к умеренному климату , такие как ячмень , овес , рожь , полба , тритикале и пшеница , называются злаками прохладного сезона. Те, которые предпочитают тропический климат , такие как просо и сорго , называются злаками теплого сезона. [24] [26] [27] Злаки прохладного сезона, особенно рожь, за которой следует ячмень, выносливы; они лучше всего растут в довольно прохладную погоду и прекращают рост, в зависимости от сорта, когда температура поднимается выше примерно 30 °C или 85 °F. Злаки теплого сезона, напротив, требуют жаркой погоды и не переносят заморозков. [24] Холодостойкие злаки можно выращивать в высокогорьях тропиков, где они иногда дают несколько урожаев за один год. [24]
В тропиках зерновые культуры теплого сезона можно выращивать в любое время года. В умеренных зонах эти злаки можно выращивать только при отсутствии заморозков. Большинство злаков высаживают на обработанных почвах , что уменьшает количество сорняков и разбивает поверхность поля. Большинству злаков требуется регулярный полив на ранней стадии их жизненного цикла. Рис обычно выращивают на затопленных полях, [28] хотя некоторые сорта выращивают на сухой земле. [29] Другие злаки теплого климата, такие как сорго, приспособлены к засушливым условиям. [30]
Холодостойкие злаки выращиваются в основном в умеренных зонах. Эти злаки часто имеют как озимые сорта для осеннего посева, зимнего покоя и раннего летнего сбора урожая, так и яровые сорта, высаживаемые весной и собираемые в конце лета. Зимние сорта имеют преимущество в использовании воды, когда ее много, и позволяют собирать второй урожай после раннего сбора урожая. Они цветут только весной, так как им требуется яровизация , воздействие холода в течение определенного периода, закрепленного генетически. Яровые культуры растут, когда теплее, но меньше дождей, поэтому им может потребоваться орошение. [24]
Штаммы зерновых выводятся для обеспечения постоянства и устойчивости к местным условиям окружающей среды. Наибольшие ограничения урожайности наносят болезни растений , особенно ржавчина (в основном Puccinia spp.) и мучнистая роса . [31] Фузариоз колоса, вызываемый Fusarium graminearum , является существенным ограничением для широкого спектра зерновых. [32] Другие факторы давления включают вредных насекомых и диких животных, таких как грызуны и олени. [33] [34] В традиционном сельском хозяйстве некоторые фермеры применяют фунгициды или пестициды.
Однолетние злаки умирают, когда они дают семена, и высыхают. Сбор урожая начинается, когда растения и семена достаточно высохнут. Сбор урожая в механизированных сельскохозяйственных системах осуществляется комбайном , машиной, которая проезжает по полю за один проход, в котором она срезает стебли, а затем молотит и провеивает зерно. [24] [35] В традиционных сельскохозяйственных системах, в основном на Глобальном Юге , сбор урожая может осуществляться вручную с использованием таких инструментов, как косы и зерновые люльки . [24] Оставшиеся части растения можно оставить разлагаться или собрать в виде соломы ; ее можно использовать в качестве подстилки для животных, мульчи и среды для выращивания грибов. [36] Его используют в таких ремеслах, как строительство из самана или соломенных тюков . [37]
Если зерновые не полностью высохли при сборе урожая, например, когда погода дождливая, хранящееся зерно будет испорчено плесневыми грибами, такими как Aspergillus и Penicillium . [24] [38] Этого можно избежать, высушив его искусственно. Затем его можно хранить в элеваторе или силосе , чтобы продать позже. Зернохранилища должны быть построены так, чтобы защитить зерно от повреждения вредителями, такими как птицы, поедающие семена, и грызуны . [24]
Когда зерно готово к распределению, его продают на производственное предприятие, где сначала удаляют внешние слои зерна для последующего помола в муку или других этапов обработки, чтобы произвести такие продукты, как мука, овсянка или перловая крупа . [39] В развивающихся странах переработка может быть традиционной, в кустарных мастерских, как при производстве тортильи в Центральной Америке. [40]
Большинство злаков можно перерабатывать различными способами. Переработка риса , например, может создавать цельнозерновой или шлифованный рис или рисовую муку. Удаление зародыша увеличивает долговечность зерна при хранении. [41] Некоторые зерна можно солодить , это процесс активации ферментов в семенах, чтобы вызвать прорастание, которое превращает сложные крахмалы в сахара перед сушкой. [42] [43] Эти сахара можно извлекать для промышленного использования и дальнейшей переработки, например, для изготовления технического спирта , [44] пива , [45] виски , [46] или рисового вина , [47] или продавать непосредственно как сахар . [48] В 20 веке промышленные процессы развивались вокруг химического изменения зерна, чтобы использовать его в других процессах. В частности, кукурузу можно изменять для производства пищевых добавок, таких как кукурузный крахмал [49] и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы . [50]
Производство зерновых оказывает существенное влияние на окружающую среду. Обработка почвы может привести к эрозии почвы и увеличению стока. [51] Орошение потребляет большое количество воды; ее извлечение из озер, рек или водоносных горизонтов может иметь множественные экологические последствия , такие как понижение уровня грунтовых вод и засоление водоносных горизонтов. [52] Производство удобрений способствует глобальному потеплению , [53] а их использование может привести к загрязнению и эвтрофикации водных путей. [54] Земледелие использует большое количество ископаемого топлива , выделяя парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению. [55] Использование пестицидов может нанести вред диким животным, например пчелам . [56]
Некоторые из последствий выращивания зерновых культур можно смягчить, изменив методы производства. Обработка почвы может быть уменьшена с помощью земледелия без обработки почвы , например, путем прямого посева семян зерновых культур или путем разработки и посадки многолетних сортов культур , чтобы не требовалась ежегодная обработка почвы. Рис можно выращивать как культуру -раун ; [25] и другие исследователи изучают многолетние злаки холодного сезона, такие как кернза , разрабатываемая в США. [57]
Использование удобрений и пестицидов может быть сокращено в некоторых поликультурах , выращивая несколько культур на одном поле одновременно. [58] Использование азотных удобрений на основе ископаемого топлива может быть сокращено путем совмещения зерновых культур с бобовыми , которые фиксируют азот . [59] Выбросы парниковых газов могут быть сокращены еще больше за счет более эффективного орошения или методов сбора воды, таких как контурная траншея , которые уменьшают потребность в орошении, а также путем выведения новых сортов сельскохозяйственных культур. [60]
Некоторые злаки, такие как рис, требуют небольшой подготовки перед употреблением в пищу. Например, чтобы приготовить простой вареный рис , сырой шлифованный рис промывают и варят. [61] Такие продукты, как каша [62] и мюсли, могут быть приготовлены в основном из цельных злаков, особенно овса, тогда как коммерческие хлопья для завтрака , такие как гранола, могут быть сильно обработаны и смешаны с сахарами, маслами и другими продуктами. [63]
Зерновые можно измельчать для получения муки. Пшеничная мука является основным ингредиентом хлеба и макаронных изделий . [64] [65] [66] Кукурузная мука была важна в Мезоамерике с древних времен, в таких блюдах, как мексиканские лепешки и тамале . [67] Ржаная мука является компонентом хлеба в центральной и северной Европе, [68] в то время как рисовая мука распространена в Азии. [69]
Зерно злаков состоит из крахмалистого эндосперма , зародыша и отрубей . Цельнозерновая мука содержит все это; белая мука не содержит часть или все зародыши или отруби. [70] [71]
Поскольку злаки имеют высокое содержание крахмала, их часто используют для производства промышленного спирта [44] и алкогольных напитков путем брожения . Например, пиво производится путем варки и брожения крахмала , в основном из злаковых зерен — чаще всего соложеного ячменя. [45] Рисовые вина, такие как японское сакэ , варят в Азии; [72] ферментированное рисовое и медовое вино производилось в Китае около 9000 лет назад. [47]
Зерновые и их побочные продукты, такие как сено, обычно скармливаются сельскохозяйственным животным . Распространенные зерновые в качестве корма для животных включают кукурузу, ячмень, пшеницу и овес. Влажные зерна могут быть обработаны химически или превращены в силос ; механически сплющены или плющены и хранятся в герметичном хранилище до использования; или хранятся в сухом виде с содержанием влаги менее 14%. [74] В коммерческих целях зерна часто объединяют с другими материалами и формируют в кормовые гранулы. [75]
Как цельные зерна , злаки обеспечивают углеводы , полиненасыщенные жиры , белки , витамины и минералы . При обработке путем удаления отрубей и зародышей остается только крахмалистый эндосперм. [70] В некоторых развивающихся странах злаки составляют большую часть ежедневного питания. В развитых странах потребление злаков умеренное и разнообразное, но все же существенное, в основном в виде очищенных и обработанных зерен. [77]
Некоторые злаки имеют дефицит незаменимой аминокислоты лизина , что обязывает вегетарианские культуры комбинировать свой рацион из злаковых зерен с бобовыми, чтобы получить сбалансированную диету. Однако многие бобовые имеют дефицит незаменимой аминокислоты метионина , которая содержится в зернах. Таким образом, сочетание бобовых с зерновыми формирует хорошо сбалансированную диету для вегетарианцев. Такие комбинации включают дал (чечевицу) с рисом у южных индийцев и бенгальцев , фасоль с кукурузными лепешками , тофу с рисом и арахисовое масло с цельнозерновым пшеничным хлебом (в виде сэндвичей) в нескольких других культурах, включая Америку. [78] Для кормления животных количество сырого протеина, измеренное в зернах, выражается как концентрация сырого протеина в зерне. [79]
Зерновые культуры являются крупнейшими товарами в мире по тоннажу, независимо от того, измеряется ли это производством [81] или международной торговлей. На рынке доминируют несколько крупных производителей зерновых. [82] Из-за масштабов торговли некоторые страны стали зависеть от импорта, поэтому цены на зерновые или их доступность могут иметь огромное влияние на страны с дисбалансом в торговле продовольствием и, следовательно, на продовольственную безопасность . [83] Спекуляция , а также другие факторы усугубления производства и поставок, приведшие к финансовым кризисам 2007–2008 годов , привели к быстрой инфляции цен на зерно во время мирового кризиса цен на продовольствие 2007–2008 годов . [84] Другие сбои, такие как изменение климата или связанные с войной изменения в поставках или транспортировке, могут создать еще большую продовольственную нестабильность; например, российское вторжение в Украину в 2022 году нарушило поставки украинской и российской пшеницы, вызвав глобальный кризис цен на продовольствие в 2022 году , который затронул страны, сильно зависящие от пшеничной муки. [85] [86] [87] [88]
Зерновые культуры являются крупнейшими в мире культурами по тоннажу производимого зерна. [81] Три вида зерновых, кукуруза, пшеница и рис, в совокупности составили 89% всего производства зерновых в мире в 2012 году и 43% мирового предложения пищевой энергии в 2009 году, [89] в то время как производство овса и ржи резко упало по сравнению с уровнем 1960-х годов. [90]
Другие злаки, не включенные в статистику Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, включают дикий рис , который выращивается в небольших количествах в Северной Америке, и тефф , древнее зерно, которое является основным продуктом питания в Эфиопии . [91] Тефф выращивается в странах Африки к югу от Сахары как трава, в основном для кормления лошадей. Он богат клетчаткой и белком. Его муку часто используют для приготовления инжеры . Его можно есть в качестве теплого завтрака, как хлопья для завтрака, с шоколадным или ореховым вкусом. [91]
В таблице показано годовое производство зерновых в 1961, 1980, 2000, 2010 и 2019/2020 годах. [a] [92] [90]
Зерновые являются наиболее продаваемыми товарами по количеству в 2021 году, причем основными зерновыми являются пшеница, кукуруза и рис. Америка и Европа являются крупнейшими экспортерами, а Азия является крупнейшим импортером. [82] Крупнейшим экспортером кукурузы являются США, в то время как Индия является крупнейшим экспортером риса. Китай является крупнейшим импортером кукурузы и риса. Многие другие страны торгуют зерновыми, как экспортеры, так и импортеры. [82] Зерновые торгуются в виде фьючерсов на мировых товарных рынках , что помогает смягчить риски изменения цен, например, в случае неурожая. [94]
Зеленая революция представляла собой пакет технологий, включающий материальные компоненты улучшенных высокоурожайных сортов (HYV) двух основных злаковых культур (риса или «пшеницы»), орошение или контролируемое снабжение «водой» и улучшенное использование влаги, удобрения и пестициды, а также связанные с ними навыки управления.
виски ... Кукурузный виски ... Солодовый виски ... Ржаной виски ... Пшеничный виски
продукция включает солодовые экстракты (порошки и сиропы), диастазу, пиво, виски, ... и солодовый уксус.
Пшеница в форме хлеба обеспечивает население мира большим количеством питательных веществ, чем любой другой отдельный источник пищи.
Источники: Рог. Статья в
«Культурно-историческом лексиконе» для Nordisk Middelalder
. Розенкильде и Баггер, 1982.
согласованию с Департаментом здравоохранения штата Виктория; Университетом Дикина и с его одобрения
{{cite book}}
: |journal=
проигнорировано ( помощь ){{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )