Biologie obilnin čeleď lipnicovité, pohanka patří do čeledi rdesnovitých botanická třída jednoděložných Obilniny se rozdělují podle biologických vlastností a znaků, a podle požadavků na prostředí. Rozdělení druhů obilnin do skupin podle vlastností a požadavků na prostředí Obilniny jsou jednoleté plodiny. o Jarní formy se sejí a sklízejí v jednom vegetačním období. o Ozimé obilniny jsou vysévány počátkem podzimu a sklízejí se v létě následujícího roku. Rozdělení na jednotlivé formy souvisí s biologickými požadavky na průběh teplot a na světelné podmínky na počátku vývoje rostlin. U ozimů působí dlouhodobý vliv nižších teplot (většinou nad bodem mrazu) na odstranění blokády vývoje. Toto působení je označováno jako jarovizace, která probíhá od konce podzimu až do předjaří. Délka období jarovizace je podle druhu a odrůdy 1
v rozmezí 25 60 dní. Odrůdy typických ozimů seté na jaře, které neprošly potřebnou dobou jarovizace, pouze odnožují a nevytvářejí klasy. Obilniny z I. skupiny patří k dlouhodenním rostlinám, tzn. - procesy navozující kvetení jsou urychlovány prodlužující se délkou světelné části dne. Rýže a kukuřice jsou zařazovány ke krátkodenním plodinám. Rostlinné orgány dělíme na: 1) orgány vegetativní (kořeny, stéblo, listy) zajišťující látkovou výměnu 2) orgány generativní (květenství, plody) sloužící k rozmnožování. ORGÁNY VEGETATIVNÍ 1) Kořeny a podzemní orgány Fce kořenů: příjem vody a živin z půdy kořeny také upevňují rostlinu v půdě Obilniny mají svazčitý kořenový systém s hustým kořenovým vlášením. Jsou to rostliny mělce kořenící. Nejvíce kořenů je v době sloupkování a metání. Po nabobtnání obilky proráží kořenová špička vrstvu oplodí a obilka klíčí. U obilky ječmene prorůstá klíček pod pluchou. Při klíčení se vytváří hlavní zárodečné (primární) a kořeny druhotné (sekundární). 2
U obilnin I. skupiny vyrůstá hlavní zárodečný kořínek a podle druhu 2 až 7 vedlejších zárodečných kořínků. U obilnin II. skupiny se objevuje pouze jeden zárodečný kořínek, na němž se vytvářejí vedlejší kořínky. Odnože tvoří rovněž další kořeny (druhotné, sekundární), které tvoří hlavní masu svazčitého kořenového systému. U rostliny, která začala odnožovat a začaly se tak u ní vytvářet sekundární kořeny, postupně tyto přebírají vyživovací funkci a primární kořeny postupně zanikají. Kukuřice a čirok tvoří ještě kořeny vzdušné (opěrné). 2) Listy Po proniknutí listové pochvy na povrch půdy zbrzdí mladá rostlinka vlivem působení světla růst a začne intenzivněji růst první zelený list uložený uvnitř. Následuje tvorba dalších listů, jejichž základy jsou na spodní části vzrostného vrcholu, později se vytvářejí u každého kolénka. Počet kolének stébla udává i počet listů, které jsou na stéble spirálovitě rozloženy. Listy obilnin se skládají z čepele a pochvy. 3
V místě přechodu listů v čepele se tvoří ouška a jazýček. Podle utváření oušek a jazýčků (tvar a velikost) můžeme ve fázi sloupkování rozlišit jednotlivé druhy obilnin. Dalšími rozlišovacími znaky ve sterilním stavu je barva a směr otáčení listů. 4
Hlavní morfologické znaky obilnin I. skupiny Rozlišovací znaky Pšenice Žito Ječmen Oves Vegetativní fáze Počet zárodečných kořínků Barva vzcházejících rostlin Stavba listů: 3-5 4 5-8 3 zelená a) jazýček krátký, po okraji vroubkovaný b) ouška malá, ochmýřená hnědofialová krátký, po okraji pilovitý malá, bez ochmýření zelená se šedým nádechem krátký, úzký velká, objímající sébla, často překřížná světle zelená velký, na okraji zubatý chybí Postavení listů svislé užší svislé široké pravotočivé levotočivé Generativní fáze Květenství klas klas klas lata Počet klásků na článku klasového vřetene Počet kvítků v klásku Plevy Pluchy jeden vícekvětý jeden vícekvětý tři jednokvěté jeden na větvičce laty - vícekvětý 2-5 i více 2 1 1-4 široké, mnohožilnaté hladké velmi úzké, jednožilnaté s výraznými řasami úzké ploché bez kýlu s jasně výrazným středním nervem široké, mnohožilné hladké Pluška blanitá blanitá srůstá se zrnem blanitá, drží u zrna Osina přisedlá k vrcholu pluchy přisedlá k zadní části pluchy Způsob opylení samosprašný cizosprašný samosprašný samosprašný Další znaky Obilka nahá i pluchatá nahá pluchatá i nahá, plucha a pluška srůstají se zrnem pluchatá i nahá, plucha drží u zrna, ale nesrůstá s ním HTS v g 30-56 24-38 30-47 24-36 5
3) Stéblo Stéblo se tvoří po přechodu rostlin do generativní fáze a souvisí s vytvořením prvého kolénka. Sestává z kolének (uzlin, nodů) a článků (internodií). Na horní straně kolének se nachází v dělivém pletivu zóna růstu, odkud se články prodlužují, takže stéblo roste ve všech článcích. Z horní části kolének vyrůstají rovněž listové pochvy, chránící spodní část internodia těsně nad kolénkem a částečně zpevňující stéblo. Délka internodií se zvětšuje od báze směrem k vrcholu rostlin. V opačném směru stéblo zesiluje. Anatomická stavba a morfologické znaky stébla vytváří předpoklady odolnosti obilnin proti poléhání. ORGÁNY GENERATIVNÍ 1) Květenství Květenstvím obilnin je klas nebo lata, které ukončují stéblo. Z nejvýznamnějších druhů tvoří pšenice, ječmen, žito a triticale klas, oves, čirok, proso a rýže tvoří latu. Kukuřice tvoří klas - palici (samičí květenství) v paždí listů a latu (samčí květenství) na konci stébla. Středem klasu probíhá vřeteno, na němž se střídavě po obou stranách zakládají klásky, a to vždy po jednom na každém článku klasového vřetene. Výjimku představuje ječmen, který tvoří tři jednokvěté klásky na každém článku klasového vřetene. 6
Klásek je z vnější strany obalen dvěma plevami (u prosa třemi) chránícími kvítky. Kvítky mají z vnější strany delší a silnější pluchu, která u osinatých odrůd přechází v osinu, a z vnitřní strany kratší blanitou plušku. Mezi pluchou a pluškou se nachází jednovaječný semeník se dvěma pérovitými bliznami, třemi tyčinkami a podlouhlými prašníky na dlouhých nitkách. Otevírání kvítků v době květu způsobují dvě plenky (lodikuly), umístěné na spodu semeníku. 2) Plod Plodem obilnin je obilka, což je suchý jednosemenný plod. Pouze u pohanky je plodem nažka. Obilka má tři hlavní součásti: obalové vrstvy (ektosperm), endosperm (bílek) a klíček (zárodek, embryo). Podle toho, zda na povrchu obilky jsou či nejsou po výmlatu zachovány kvítkové orgány - plucha a pluška, rozlišujeme obilky pluchaté (obilka je uzavřena pluchou a pluškou) nebo nahé (povrch obilky tvoří oplodí). Nahé obilky má pšenice, žito, tritikale, kukuřice, nahý oves a nahý ječmen. Pluchaté obilky má obvykle ječmen, oves, rýže, proso a některé čiroky. Obaly chrání obilku a v ní uložené orgány. Pro obilku je typické srůstání oplodí a 7
osemení, které tvoří obalovou vrstvu. Při mletí chlebového obilí přechází do otrub (krmný mlynárenský odpad). Podstatnou část obilky zaujímá endosperm (přibližně 85 % hmotnosti obilky). Jsou v něm uloženy rezervní látky, a to škrobová zrna v moučném jádře a bílkoviny v aleuronové vrstvě umístěné po obvodu endospermu. V zrnu jsou nejvíce obsaženy glycidy. Tvoří je škrob, cukry, celulóza, hemicelulóza a pentozany. Škrobová zrna jsou převážně uložena ve vnitřní části endospermu. Vláknina je nejvíce obsažena v obalech a její obsah se zvyšuje u drobných a nedozrálých zrn. Klíček (embryo) zaujímá 1,5 až 4 % hmotnosti (u kukuřice okolo 10 %). Je uložen na bázi hřbetní strany obilky. Jsou v něm vytvořeny základy budoucí rostliny (vzrostný vrchol, zárodečné kořeny), které jsou spojeny krátkým hypokotylem. Hypokotyl spolu se štítkem (scutellum) zajišťuje transport rezervních látek z endospermu do klíčku při klíčení zrna. 8