5.2 Biologie, požadavky na prostředí

Rozdělení obilnin

Všechny druhy obilnin patří do čeledi lipnicovitých (Poaceae), botanická třída jednoděložných. Pouze přičleněná pohanka patří do čeledi rdesnovitých (Polygonaceae).

Obilniny se rozdělují podle biologických vlastností a znaků, a podle požadavků na prostředí.

Tab. 5.2 - 1 : Rozdělení druhů obilnin do skupin podle vlastností a požadavků na prostředí

Obilniny jsou jednoleté plodiny. Jarní formy se sejí a sklízejí v jednom vegetačním období. Ozimé obilniny jsou vysévány počátkem podzimu a sklízejí se v létě následujícího roku. Přesívkové formy byly využívány v minulosti a mohly být pěstovány jako jařiny i jako ozimy.

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 v rozmezí 25 – 60 dní. Jarovizace v kombinaci s reakcí rostlin na délku dne – tzv. fotoperiodickou reakcí a dále s intenzitou osvětlení umožňuje iniciaci květních orgánů a přechod z vegetativního období vývoje rostlin do generativního. Odrůdy typických ozimů seté na jaře, které neprošly potřebnou dobou jarovizace, pouze odnožují a nevytvářejí klasy. Jařiny mají požadavky na délku období jarovizačních teplot méně vyhraněné.

Fotoperiodická reakce je působení délky světelné části dne na vývoj rostlin. Obilniny z I.skupiny patří k dlouhodenním rostlinám, tzn. že procesy navozující kvetení jsou urychlovány prodlužující se délkou světelné části dne. Rýže a kukuřice jsou zařazovány ke krátkodenním plodinám.

Kořenová soustava obilnin

Kořeny jsou podzemní orgány, které zajišťují zásobování rostlin vodou a v ní obsaženými minerálními, příp. organickými látkami. Kořenový systém obilnin je svazčitý, složený z velkého množství slabších kořenů. Jejich hlavní podíl je v povrchové vrstvě půdy, v ornici, některé kořeny však dosahují až do hloubky 1,5 – 2m.

U rostlin obilnin rozlišujeme dva typy kořenů: zárodečné (primární), které se objevují při klíčení obilky a kořeny druhotné (sekundární). 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.

Na počátku odnožování obilnin I. skupiny se na odnožovacím uzlu začínají vytvářet druhotné kořínky, které se později tvoří i na bázi silnějších odnoží. Primární kořínky postupně zanikají. U některých druhů obilnin II. skupiny (kukuřice, čirok) vyrůstají ještě #203:opěrné (vzdušné) kořeny# i ze spodních kolének stébla.

Odnožovací uzel

Odnožovací uzel je specifickou částí obilnin. Vytváří se pod hlavním vzrostným vrcholem (základem květenství), kde jsou založeny základy kolének stébel a listů. U obilnin je velmi významnou schopností tvorba postranních vzrostných vrcholů na odnožovacím uzlu. Tím je umožněno odnožování obilnin a vytváření dalších stébel a klasů nebo lat (dále uváděno pouze klasů).

Odnožovací uzel se vytváří asi 1,5 – 2cm pod povrchem půdy. Hluboké uložení odnožovacího uzlu v půdě není pro rostlinu výhodné, proto se při hlubším setí vytváří mezi obilkou a odnožovacím uzlem spojovací článek – tzv. oddenkový článek . Při hlubokém uložení osiva se vytváří odnožovací uzel hlouběji a rostliny jsou slabší s nižší intenzitou odnožování. Příliš mělké setí naproti tomu vede k tomu, že je odnožovací uzel na povrchu půdy. Rostliny pak špatně koření a odnožují, u ozimů je nebezpečí mrazového poškození.

Listy

Listy jsou hlavním asimilačním orgánem rostliny. Ve vegetativním období vyrůstají listy na bázi vzrostných vrcholů jednotlivých odnoží. V době tvorby stébla vyrůstají listy z kolének.

List je tvořen válcovitou listovou pochvou a volně do prostoru spočívající listovou čepelí, která má mečovitý tvar. Svazky cévní vytvářejí zpevňující žebro listové čepele a rozdělují ji v podélném směru na dvě poloviny. V místě přechodu mezi listovou pochvou a čepelí jsou dva čárkovité až srpovité výrůstky – ouška (u ovsa chybí). Z vnitřní strany báze listové čepele vyrůstá blanitý jazýček. Tyto dva znaky slouží k rozlišování jednotlivých druhů obilnin ve sterilním stavu.

Tab. 5.2 - 2 : Rozlišování obilnin podle oušek a jazýčků

Stéblo - většina obilnin vytváří v průběhu vegetačního období nízké trsy z odnoží a listů. Při dalším vývoji vzrostných vrcholů (od IV. etapy organogeneze) se začíná vytvářet nejspodnější článek (internodium) stébla a nejspodnější, první kolénko. Základy dalších kolének a vzrostný vrchol jsou postupně posouvány výše nad odnožovací uzel. Články (internodia) stébla jsou u obilnin I. skupiny duté, u II. skupiny vyplněné dření. Kolénka (nody) jsou plná a je v nich soustředěna zóna růstu. Z každého kolénka vyrůstá jeden list.

Květenství - obilniny mají vrcholové květenství na konci plodných stébel. Květenstvím obilnin je klas nebo lata . Pouze jednodomá kukuřice má oddělené samičí květenství (palice ) v paždí listů ve střední části stébla. Samčí lata je vrcholová. Klas má článkovanou osu – klasové vřeténko, zatímco u laty je osa méně výrazná nebo chybí. Na článcích klasového vřeténka nebo na konci větévek laty jsou klásky ohraničené dvojicí plev. Klásky jsou tvořeny kvítky . Kvítek se skládá z obalů – pluchy a plušky. Uvnitř jsou samčí pohlavní orgány (3 tyčinky) a jeden samičí orgán (pestík), na jehož bázi je pár drobných útvarů, zvaných lodikuly (plenky). Lodikuly rozevírají pluchu a plušku v době kvetení. Praktický význam to má u cizosprašného žita a kukuřice. Pokud je klas osinatý , vyrůstá osina z pluchy. Počty a vlastnosti jednotlivých součástí květenství jsou charakteristické pro jednotlivé druhy obilnin.

Plod - zrno obilnin – obilka – je jednosemenný plod, kde charakter semene a plodu téměř splývá. Nahé obilky (bezpluché) jsou u pšenice (obecné a tvrdé ), žita , tritikale , kukuřice, nahého ovsa a nahého ječmene. U pluchatých druhů obilnin (ječmen , oves , rýže, proso a některé čiroky ) je na obilce plucha a pluška (při výmlatu nedochází k jejich oddělení od zrna). Obilka má tři hlavní části: obalové vrstvy, endosperm a klíček.

Obaly chrání obilku před vnějšími vlivy. Podíl obalů na hmotnosti obilky je asi 8%, u kukuřice 16 – 18%. Na povrchu je oplodí, těsně pod oplodím je osemení. Při mletí mouky přecházejí obaly (oplodí a osemení) do otrub, které jsou zkrmovány.

Endosperm tvoří asi 89% hmotnosti obilky. Vnější část endospermu tvoří aleuronová vrstva buněk se zvýšeným obsahem bílkovin. Vlastní endosperm je složen z velkých buněk se škrobovými zrny.

Klíček je nejmenší (1,6 – 3%, kukuřice 8 – 10%), ale nejsložitější částí obilky. Svrchu jej kryje oplodí a osemení. Palisádovými buňkami a štítkem přiléhá k endospermu, odkud jsou v době klíčení a vzcházení převáděny zásobní látky. Štítek je spojen krčkem se zárodkem (embryem). Jeden pól zárodku je složen z hrbolku vzrostného vrcholu a základů listů, které kryje blanitá pochva koleptile. Druhou část zárodku tvoří základy zárodečných kořínků s kořenovými čepičkami na vrcholech. Zárodečný kořínek je kryt blanitou pochvou koleorhyzou. Blanité pochvy mají funkci ochrannou při pronikání kořínku obaly zrna, případně půdou.