Злаки – это трава , выращиваемая ради съедобного зерна . Зерновые являются крупнейшей сельскохозяйственной культурой в мире и, следовательно, являются основным продуктом питания . К ним относятся рис , пшеница , рожь , овес , ячмень , просо и кукуруза . Съедобные зерна других семейств растений, таких как гречка и лебеда , являются псевдозернами . Большинство злаков являются однолетними и дают один урожай с каждой посадки, хотя рис иногда выращивают как многолетнее растение . Зимние сорта достаточно выносливы, их можно сажать осенью, зимой они находятся в состоянии покоя, а собирать урожай весной или в начале лета; Яровые сорта сажают весной и собирают в конце лета. Термин «хлопья» происходит от имени римской богини зерновых культур и плодородия Цереры .
Злаки были одомашнены в эпоху неолита , около 8000 лет назад. Пшеница и ячмень были одомашнены в Плодородном полумесяце ; рис был одомашнен в Восточной Азии, а сорго и просо - в Западной Африке. В 20 веке урожайность зерновых значительно возросла благодаря Зеленой революции . Этот рост производства сопровождался ростом международной торговли , при этом некоторые страны производят значительную часть поставок зерновых для других стран.
Зерновые представляют собой пищу, которую едят непосредственно в виде цельнозерновых продуктов , обычно приготовленных, или их измельчают в муку и превращают в хлеб , каши и другие продукты. Зерновые имеют высокое содержание крахмала , что позволяет их ферментировать в алкогольные напитки, такие как пиво . Выращивание зерновых оказывает существенное воздействие на окружающую среду и часто производится высокоинтенсивными монокультурами . Экологический ущерб можно смягчить с помощью устойчивых методов , которые уменьшают воздействие на почву и улучшают биоразнообразие, таких как нулевая обработка почвы и совмещение культур .
Пшеницу, ячмень, рожь и овес собирали и употребляли в пищу на территории Плодородного полумесяца в период раннего неолита . Зерна зерновых возрастом 19 000 лет были найдены на участке 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 антропогенные наводнения и пожары как часть своего режима выращивания. [2] [3] Использование кондиционеров почвы , 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, ставшие современными ячменем и пшеницей, были одомашнены около 8000 лет назад на территории Плодородного полумесяца. [5] Просо и рис были одомашнены в Восточной Азии, тогда как сорго и другие просо были одомашнены в Западной Африке к югу от Сахары, главным образом в качестве корма для скота. [6]
В этих сельскохозяйственных регионах религия часто определялась божеством, связанным с зерном и урожаем. В месопотамском мифе о сотворении мира эра цивилизации открывается богиней зерна Ашнан . [7] Римская богиня Церера управляла сельским хозяйством, зерновыми культурами, плодородием и материнством; [8] термин «хлопья» происходит от латинского Cereais , «зерно», что первоначально означало «[богини] Цереры». [9] Несколько богов древности сочетали земледелие и войну: хеттская богиня Солнца Аринна , ханаанский Лахму и римский Янус . [10]
Сложные цивилизации возникли там, где сельское хозяйство зерновых создавало излишки, что позволяло отбирать часть урожая у фермеров и концентрировать власть в городах. [11]
Во второй половине 20-го века во всем мире произошел значительный рост производства высокоурожайных зерновых культур, особенно пшеницы и риса, благодаря Зеленой революции — технологическому изменению, финансируемому организациями развития. [14] Стратегии, разработанные Зеленой революцией, включая механизированную обработку почвы, монокультуру , азотные удобрения и выведение новых сортов семян. Эти инновации были направлены на предотвращение голода и повышение урожайности с растения, и были очень успешными в повышении общей урожайности зерновых, но при этом уделялось меньше внимания питательным качествам. [15] Эти современные высокоурожайные зерновые культуры, как правило, содержат белки низкого качества , с дефицитом незаменимых аминокислот , содержат много углеводов и не имеют сбалансированных незаменимых жирных кислот , витаминов , минералов и других качественных факторов. [15] Популярность так называемых древних зерновых и семейных реликвий возросла благодаря «органическим» движениям начала 21 века, но существует компромисс в урожайности с растения, что оказывает давление на бедные ресурсами районы в качестве продовольствия. сельскохозяйственные культуры заменяются товарными культурами . [16]
Зерновые – это травы семейства Poaceae , дающие съедобные зерна . Зерно злака с ботанической точки зрения является зерновкой , плодом , у которого семенная оболочка слита с околоплодником . [17] [18] Травы имеют полые стебли , за исключением узлов, и узкие очередные листья, расположенные в два ряда. [19] Нижняя часть каждого листа охватывает стебель, образуя листовую оболочку. Лист растет от основания пластинки — приспособления, защищающего растущую меристему от поедания животными. [19] [20] Цветки обычно гермафродитные , за исключением кукурузы , и в основном анемофильные или ветроопыляемые, хотя иногда играют роль насекомые. [19] [21]
Среди наиболее известных зерновых культур — кукуруза, рис , пшеница, ячмень, сорго , просо , овес, рожь и тритикале . [22] Некоторые другие зерна в просторечии называются злаками, хотя они и не являются травами; К таким псевдозернам относятся гречка , киноа и амарант . [23]
Подобным образом возделываются все зерновые культуры. Большинство из них однолетние , поэтому после посева их собирают всего один раз. [24] Исключением является рис, который, хотя обычно рассматривается как однолетнее растение, может выжить как многолетнее растение , давая урожай крыс . [25] Зерновые культуры, адаптированные к умеренному климату , такие как ячмень , овес , рожь , полба , тритикале и пшеница , называются зерновыми для прохладного сезона. Предпочитающие тропический климат , такие как просо и сорго , называются зернами теплого сезона. [24] [26] [27] Зерновые культуры холодного сезона, особенно рожь, за которой следует ячмень, выносливы; лучше всего они растут в довольно прохладную погоду и перестают расти, в зависимости от сорта, когда температура поднимается выше 30 ° C или 85 ° F. Злаки теплого сезона, напротив, требуют жаркой погоды и не переносят морозов. [24] Зерновые культуры прохладного сезона можно выращивать в высокогорных районах тропиков, где они иногда дают несколько урожаев за один год. [24]
В тропиках теплосезонные злаки можно выращивать в любое время года. В умеренных зонах эти злаки можно выращивать только при отсутствии морозов. Большинство зерновых сажают на вспаханных почвах , что уменьшает количество сорняков и разрыхляет поверхность поля. Большинству зерновых на ранних этапах жизненного цикла необходима регулярная вода. Рис обычно выращивают на затопленных полях, [28] хотя некоторые сорта выращивают и на засушливых землях. [29] Другие зерновые культуры теплого климата, такие как сорго, адаптированы к засушливым условиям. [30]
Зерновые культуры прохладного сезона выращивают преимущественно в умеренных зонах. У этих злаков часто имеются как озимые сорта для осеннего посева, зимнего покоя и ранней летней уборки, так и яровые сорта, высаживаемые весной и собираемые в конце лета. Зимние сорта имеют то преимущество, что используют воду, когда ее много, и позволяют получить второй урожай после раннего урожая. Они цветут только весной, так как требуют яровизации , выдержки на холоде в течение определенного периода, закрепленного генетически. Яровые культуры растут, когда теплее, но меньше дождей, поэтому им может потребоваться полив. [24]
Сорта злаков выводятся ради устойчивости и устойчивости к местным условиям окружающей среды. Наибольшим ограничением урожайности являются болезни растений , особенно ржавчина (в основном виды Puccinia ) и мучнистая роса . [31] Фузариоз колоса, вызываемый Fusarium graminearum , является существенным ограничением для широкого спектра зерновых культур. [32] К другим факторам давления относятся насекомые-вредители и дикие животные, такие как грызуны и олени. [33] [34] В традиционном сельском хозяйстве некоторые фермеры применяют фунгициды или пестициды.
Однолетние злаки погибают, когда дают семена, и засыхают. Сбор урожая начинают после того, как растения и семена достаточно высохнут. В механизированных сельскохозяйственных системах сбор урожая осуществляется комбайном — машиной, которая проезжает по полю за один проход, срезает стебли, а затем обмолачивает и веет зерно. [24] [35] В традиционных сельскохозяйственных системах, в основном на Глобальном Юге , сбор урожая может осуществляться вручную, с использованием таких инструментов, как косы и колыбели для зерна . [24] Оставшимся частям растения можно дать разложиться или собрать в виде соломы ; его можно использовать в качестве подстилки для животных, мульчи и среды для выращивания грибов. [36] Он используется в таких ремеслах, как строительство из глыбы или соломенных тюков . [37]
Если зерновые не полностью высохли при сборе, например, в дождливую погоду, хранящееся зерно будет испорчено плесневыми грибами, такими как Aspergillus и Penicillium . [24] [38] Этого можно предотвратить путем искусственной сушки. Затем его можно хранить в элеваторе или силосе для последующей продажи. Зерновые склады должны быть построены так, чтобы защитить зерно от повреждения вредителями, такими как птицы, питающиеся семенами, и грызуны . [24]
Когда крупа готова к продаже, ее продают на производственное предприятие, которое сначала удаляет внешние слои зерна для последующего измельчения в муку или других этапов обработки для производства таких продуктов, как мука, овсянка или перловая крупа . [39] В развивающихся странах обработка может быть традиционной, в ремесленных мастерских, как при производстве лепешек в Центральной Америке. [40]
Большинство круп можно обрабатывать различными способами. Например, при переработке риса можно получить цельнозерновой или полированный рис или рисовую муку. Удаление зародышей увеличивает долговечность зерна при хранении. [41] Некоторые зерна можно солодить — процесс активации ферментов в семенах, вызывающий прорастание, в результате которого сложные крахмалы превращаются в сахара перед сушкой. [42] [43] Эти сахара могут быть извлечены для промышленного использования и дальнейшей переработки, например, для производства технического спирта , [44] пива , [45] виски , [46] или рисового вина , [47] или проданы напрямую в качестве сахар . [48] В 20 веке промышленные процессы развивались вокруг химического изменения зерна, которое можно было использовать в других процессах. В частности, кукурузу можно перерабатывать для производства пищевых добавок, таких как кукурузный крахмал [49] и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы . [50]
Производство зерновых оказывает существенное воздействие на окружающую среду. Обработка почвы может привести к эрозии почвы и увеличению стока. [51] Орошение потребляет большое количество воды; его добыча из озер, рек или водоносных горизонтов может иметь множественные последствия для окружающей среды , такие как понижение уровня грунтовых вод и вызвать засоление водоносных горизонтов. [52] Производство удобрений способствует глобальному потеплению , [53] и 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 дикой природе, например, пчелам . [56]
Некоторые последствия выращивания зерновых можно смягчить, изменив методы производства. Обработку почвы можно сократить за счет нулевой обработки почвы , например, путем прямого посева семян зерновых культур или путем разработки и посадки многолетних сортов сельскохозяйственных культур, чтобы не требовалась ежегодная обработка почвы. Рис можно выращивать как ратную культуру; [25] и другие исследователи изучают многолетние злаки для прохладного сезона, такие как кернза , выращиваемые в США. [57]
Использование удобрений и пестицидов можно сократить в некоторых поликультурах , выращивая несколько культур на одном поле одновременно. [58] Использование азотных удобрений на основе ископаемого топлива можно сократить путем совмещения зерновых культур с бобовыми , фиксирующими азот . [59] Выбросы парниковых газов можно еще больше сократить за счет более эффективной ирригации или методов сбора воды, таких как контурная траншея , которые уменьшают потребность в орошении, а также за счет выведения новых сортов сельскохозяйственных культур. [60]
Некоторые крупы, такие как рис, требуют небольшой подготовки перед употреблением в пищу. Например, чтобы приготовить простой вареный рис , сырой молотый рис промывают и варят. [61] Такие продукты, как каши [62] и мюсли, могут быть изготовлены в основном из цельных злаков, особенно из овса, тогда как коммерческие хлопья для завтрака, такие как мюсли, могут подвергаться глубокой обработке и сочетаться с сахаром, маслами и другими продуктами. [63]
Злаки можно перемолоть и сделать муку. Пшеничная мука является основным ингредиентом хлеба и макарон . [64] [65] [66] Кукурузная мука играла важную роль в Мезоамерике с древних времен благодаря таким продуктам, как мексиканские лепешки и тамале . [67] Ржаная мука входит в состав хлеба в Центральной и Северной Европе, [68] а рисовая мука распространена в Азии. [69]
Зерно злаков состоит из крахмалистого эндосперма , зародыша и отрубей . Цельнозерновая мука содержит все это; белая мука не содержит некоторых или всех зародышей и отрубей. [70] [71]
Поскольку крупы имеют высокое содержание крахмала, их часто используют для изготовления технического спирта [44] и алкогольных напитков путем брожения . Например, пиво производят путем пивоварения и ферментации крахмала , в основном из зерновых культур – чаще всего из солодового ячменя. [45] В Азии варят рисовые вина , такие как японское саке ; [72] Ферментированное рисово-медовое вино было изготовлено в Китае около 9000 лет назад. [47]
Зерновые и связанные с ними побочные продукты, такие как сено, обычно скармливают сельскохозяйственным животным . Распространенные злаки в качестве пищи для животных включают кукурузу, ячмень, пшеницу и овес. Влажное зерно можно обработать химически или превратить в силос ; механически сплющенные или гофрированные и хранящиеся в герметичном месте до использования; или хранить в сухом виде с содержанием влаги менее 14%. [74] В коммерческих целях зерно часто комбинируют с другими материалами и превращают в кормовые гранулы. [75]
Как и цельнозерновые злаки , они содержат углеводы , полиненасыщенные жиры , белки , витамины и минералы . При обработке путем удаления отрубей и зародышей остается только крахмалистый эндосперм. [70] В некоторых развивающихся странах зерновые составляют большую часть ежедневного рациона питания. В развитых странах потребление зерновых умеренно и разнообразно, но все же существенно, главным образом в виде рафинированного и переработанного зерна. [77]
В некоторых злаках наблюдается дефицит незаменимой аминокислоты лизина , что вынуждает вегетарианские культуры комбинировать свой рацион, состоящий из зерновых культур, с бобовыми для получения сбалансированной диеты. Однако многие бобовые испытывают дефицит незаменимой аминокислоты метионина , содержащейся в зернах. Таким образом, сочетание бобовых с зерновыми формирует сбалансированный рацион 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 некоторых других культурах, включая Америку. [78] Для кормления животных количество сырого белка , измеренное в зерне, выражается как концентрация сырого белка в зерне. [79]
Зерновые представляют собой крупнейший в мире товар по тоннажу, измеряемый ли он 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 огромные последствия для стран с дисбалансом в торговле продовольствием и, следовательно, с продовольственной безопасностью . [83] Спекуляция , а также другие факторы производства и предложения, приведшие к финансовому кризису 2007–2008 годов , вызвали быструю инфляцию 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 привести к дальнейшему отсутствию продовольственной безопасности; 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 крупнейшей в мире культурой по тоннажу произведенного зерна. [81] На три зерновых, кукурузу, пшеницу и рис, вместе приходилось 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 упали 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 выращивают в странах Африки к югу от Сахары как траву в основном для кормления лошадей. Он богат клетчаткой и белком. Его мука часто используется для приготовления инджеры . Его можно есть как теплые хлопья для завтрака, такие как фарина, с шоколадным или ореховым вкусом. [91]
В таблице показано годовое производство зерновых в 1961, 1980, 2000, 2010 и 2019/2020 годах. [а] [92] [90]
В 2021 году зерновые станут самым продаваемым товаром по количеству, при этом основными зерновыми культурами будут пшеница, кукуруза и рис. Америка и Европа являются крупнейшими экспортерами, а Азия является крупнейшим импортером. [82] Крупнейшим экспортером кукурузы являются США, а Индия является крупнейшим экспортером риса. Китай является крупнейшим импортером кукурузы и риса. Многие другие страны торгуют зерновыми как в качестве экспортеров, так и в качестве импортеров. [82] Зерновые торгуются как фьючерсы на мировых товарных рынках , что помогает снизить риски изменения цен, например, в случае неурожая. [94]
Зеленая революция представляла собой пакет технологий, включающий материальные компоненты улучшенных высокоурожайных сортов (HYV) двух основных зерновых культур (рис или «пшеница»), орошение или контролируемую подачу «воды» и улучшенное использование влаги, удобрения и пестициды и связанные с ними управленческие навыки. .
Бурбонский виски... Кукурузный виски... Солодовый виски... Ржаной виски... Пшеничный виски
В состав продуктов входят солодовые экстракты (порошки и сиропы), диастаза, пиво, виски и... солодовый уксус.
Пшеница в виде хлеба обеспечивает население мира большим количеством питательных веществ, чем любой другой источник пищи.
Источники: Рог. Статья в
«Культурно-историческом лексиконе» для Nordisk Middelalder
. Розенкильде и Баггер, 1982.
по согласованию и с одобрения Департамента здравоохранения правительства штата Виктория; Университет Дикина
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь ){{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )