Анатомия растения

У кукурузы довольно развитая, мощная, сильно разветвленная мочковатая корневая система. Общая длина ее у одного растения достигает более 12 километров, а масса корней составляет до 15 процентов надземной массы. Корни проникают далеко в почву, до полутораметровой глубины. Особую устойчивость кукурузе придают толстые и прочные опорные корни, образующиеся в нижних узлах стебля и предохраняющие растение от полегания. При окучивании влажной почвой появляются дополнительные при-даточные корни, которые усиливают водоснабжение и питание растения.

Корневая система кукурузы постоянно связана с микроорганизмами. Интенсивность жизнедеятельности почвенных бактерий, как известно, - одно из главнейших условий, определяющих эффективное плодородие почв. Количество микроорганизмов на корнях и вблизи их, как правило, во много раз превышает количество бактерий, удаленных от корней. Предполагают, что корневые выделения растений служат питательной средой для полезных микроорганизмов. Еще в 1913 году Щулов подсчитал, что за вегетационный период кукурузные корни выделяют около 5 процентов органических веществ от их общей массы в растении, а возвращается микроорганизмами обратно почти в 7 раз больше. Потому-то весьма важно не нарушать этот баланс, стройную цепь взаимоотношений, правильно применять приемы агротехники. Содержащиеся в почве элементы питания находятся в трудно усвояемом для растений виде. Обработка почвы, внесение удобрений помогают микроорганизмам превращать сырые продукты в готовые "блюда" для растения. Во взаимодействии с корнями микроорганизмы создают и разрушают перегной. Благодаря единству этих двух противоположных процессов, совершаемых микробами, растение бесперебойно получает еду и питье. В течение вегетационного периода кукурузы сменяется семь-восемь поколений "обслуживающих" ее микроорганизмов. В сероземах, например, количество органического вещества в виде микробных тел доходит до 8 тонн на гектар. В них-то, внутри микробных клеток и заключен основной запас пищи для растения.

Перейдем к стеблю. В кратком описании кукурузы, которое давалось в статье "Турецкий, или Индейский хлеб... известный под именем сорочинского пшена", опубликованной в 1790 году в "Магазине натуральной истории, физики и химии...", отмечалось: "Сие растение имеет стебли толстые вышиною в 6 футов; они наполнены белым соком сахарного вкуса. На сих стеблях находятся цветы мужского и женского полу... От онаго, кроме прибытка, и польза во време урожая великая".

Стебель у кукурузы прямой, высотой от 50 сантиметров до 7 метров, но иногда и кустится. В отличие от стеблей других злаков он толстый и неполый - имеет рыхлую сердцевину. От крупных узлов отходят большие, длиной до одного метра, волнистые листья с опушенным верхом, заполняющие между растениями все свободное пространство.

Лист - широколинейный, состоит из влагалища, пластинки и небольшого язычка, который защищает стебель от пыли, воды, вредных микроорганизмов, а в ряде случаев - и от вредителей, для чего у некоторых сортов и гибридов язычок образует еще специальные ушки. На одном квадратном сантиметре листа с обеих сторон насчитывается до 17 тысяч, устьиц, а на одном кукурузном растении их в среднем более 100 миллионов.

Обычно при температуре 20-21 °С очередной лист появляется через два дня после предыдущего. При 18-19 °С это происходит через четыре дня, при 15-16 - через шесть, а при 13-14 °С - только через восемь дней. Общая поверхность листьев на одном растении в зависимости от сорта колеблется от 0,3 до 1,2 квадратных метра и более, если считать еще и листья пасынков. На одном гектаре растения образуют зеленый ковер площадью 4 гектара, который интенсивно поглощает солнечный свет. В основном от работы листьев и зависит величина урожая. Как писал К. А. Тимирязев, количество солнечной энергии, усвояемое нашими культурными растениями, служит лучшей, в сущности единственной точной мерой производительности этих культур.

Внимание селекционеров привлекают короткие листья, растущие под острым углом к стеблю, не притеняя друг друга, так называемая полуэректоидная или эректоидная ориентация листа. Такие свойства имеют некоторые самоопыленные линии - их гибриды от скрещивания с обычными линиями наследуют этот признак.

Кукуруза - типичный однодомник. Ее раздельнополые цветки расположены на одном растении, причем мужские (тычиночные) сидят в метелке на верхушке стебля, а женские (пестичные) - в пазухах листьев, в початке. Цветение длится 5-7 дней. Для оплодотворения яйцеклетки вполне достаточно одного здорового пыльцевого зернышка. Однако природа позаботилась о том, чтобы материнский цветок имел достаточную возможность выбора наиболее жизнеспособного опылителя: на каждый женский цветок на початке кукурузы приходится от 20 до 40 тысяч пыльцевых зерен на метелке. Поскольку пыльца в тычинках созревает раньше, чем появляются из початка рыльца пестиков, самоопыления у кукурузы почти не бывает: пыльцу в нужный момент она получает с соседних растений. И чем ближе сосед, тем лучше. Бывает, что пыльцу сносит ветром на полтора километра, но уже за пределами 300 метров от растения она теряет жизнеспособность.

На одном стебле образуются один-три маточных соцветия-початка. Поначалу их называли "колосьями". В уже упоминавшейся публикации за 1793 год в журнале "Чтение для вкуса, разума и чувствований", в частности, сообщалось: "Колос маисов бывает иногда с кулак величиной и в фут длиной. По мере того, как он тучнеет и созревает, то выставляется из листьев и принимает смотря по своему виду желтый, красный, фиолетовый, голубой или белый цвет. Желтосеменной маис наиболее уважается".

Длина каждого початка колеблется от 4 до 50 сантиметров, диаметр - от 2 до 10 сантиметров, а масса - от 30 до 500 граммов. Полной спелости достигают обычно один-два, редко - три початка. Потенциально растение может сформировать столько початков, сколько у него стеблевых листьев, однако у наших сортов початки обычно развиваются в пазухах листьев, расположенных от седьмого до пятнадцатого узла стебля. Причем самым крупным и наиболее развитым всегда оказывается верхний початок.

Ну, а теперь заглянем в "душу" растения, которая находится в его плоде - зерновке: еще мыслители древности Аристотель и Теофраст рассматривали семя как "зачаток растительной души".

По строению зародыша кукуруза относится к классу однодольных (имеющих одну семядолю) растений. Масса зародыша в сухой зерновке обычно составляет 8-13 процентов от массы зерна. Менее весома доля оболочки - 6-8 процентов. Большую же часть зерна - 80-86 процентов представляет эндосперм. Установлено, что на своем веку початок претерпел заметное изменение. Если у древней индейской кукурузы было всего 8 вертикальных рядов зерен, то у современной можно насчитать более 24 рядов. Но одно осталось неизменным - в любом початке всегда четное число рядов зерен, и початков с нечетным количеством рядов не бывает. Лучшими для семенных целей являются зерна, находящиеся в середине початка. Всходы в обычных полевых условиях появляются через 10-12 суток.

Спелые зерна блестящие, желтоватого цвета, часто напоминают крупные сплюснутые горошины. В початке их 600 и более. Однако внешне семена разных видов и сортов могут отличаться по форме, цвету и размерам. Одни из них продолговатые, другие округлые, третьи вдавлены с боков, четвертые заострены, пятые напоминают клюв птицы. Причем различия в форме зерна можно обнаружить не только между растениями, но даже в одном початке. Как правило, в основании и в верхней части початка зерно имеет округлую форму, в середине - сжато с боков, продолговатое, плоское. В свою очередь, округлые и плоские зерна подразделяются на мелкие, средние и крупные. Так что в одном килограмме их может насчитываться от 1000 до 4000 и более штук. А в какие только цвета они не окрашиваются! В белые и кремовые, золотистые и желтые, оранжевые, темно-коричневые, лиловые. Россыпь таких разноцветных зерен на столе под солнечным светом напоминает радугу. По одной только окраске можно установить разновидность или подвид того или иного сорта.

100 лет назад немецкий естествоиспытатель Мецгер различал лишь два подвида кукурузы - американский и европейский, считая при этом, что первый скоро перерождается во второй, более скороспелый и низкорослый. Однако уже тогда признавали наличие многих ее видов. Сегодня по всей совокупности внутренних и внешних особенностей ученые подразделяют кукурузу на семь ботанических подвидов (групп): кремнистая; зубовидная (наиболее распространенные в нашей стране); лопающаяся, или рисовая; сахарная; крахмалистая, или мучнистая; восковидная (занимают ограниченные площади); пленчатая (в производственных посевах не используется). Кроме того, исследователи выделяют еще два подвида (труппы): полузубовидная и крахмалисто-сахарная.