Зерно

Зерно — это плод хлебных злаков и некоторых других сельскохозяйственных культур, представляющий собой сухой односемянный плод (зерновку) с пленчатым или голым околоплодником, сросшимся с семенной оболочкой. В более широком смысле термин «зерно» используется для обозначения семян зерновых, зернобобовых и масличных культур, используемых в пищу человеком, на корм скоту и в качестве сырья для промышленности. Зерно является основой продовольственной безопасности большинства стран мира и составляет значительную часть рациона человека.

Морфология и строение

Зерно злаковых культур (пшеница, рожь, ячмень, овёс, рис, кукуруза) имеет сложное анатомическое строение. Основными частями зерновки являются:

• Зародыш — зачаток будущего растения, расположенный у основания зерна. Содержит зачаточные корешок, стебелёк и почечку, а также запасы питательных веществ (жиры, белки, сахара). При прорастании зародыш даёт начало новому растению.
• Эндосперм — основная часть зерна, занимающая до 80–85 % его массы. Представляет собой запасающую ткань, богатую крахмалом (до 70–75 %), белками (10–15 %) и небольшим количеством жиров. Эндосперм является источником энергии для прорастающего зародыша.
• Оболочки — защитные покровы зерна. Различают плодовую оболочку (перикарпий) и семенную оболочку (теста). Они состоят из клетчатки, лигнина и минеральных веществ, защищают зерно от механических повреждений, проникновения влаги и микроорганизмов. В процессе переработки (помола) оболочки удаляются, образуя отруби.

У зернобобовых культур (горох, фасоль, соя, чечевица) зерно представляет собой семя, состоящее из двух семядолей, зародыша и семенной оболочки. Семядоли содержат большое количество белка (20–40 %) и жиров (до 20 % у сои).

Классификация зерновых культур

Зерновые культуры делятся на несколько групп в зависимости от ботанических, хозяйственных и технологических признаков.

По ботаническому признаку

• Настоящие хлеба (злаки): пшеница, рожь, ячмень, овёс, тритикале (гибрид пшеницы и ржи). Относятся к семейству Мятликовые (Poaceae). Зерно имеет характерную бороздку и хохолок.
• Просовидные хлеба: кукуруза, рис, просо, сорго. Также относятся к семейству Мятликовые, но отличаются строением соцветия и зерна (у кукурузы и проса зерно голое, у риса — в цветковых чешуях).
• Зернобобовые: горох, фасоль, соя, чечевица, нут, бобы. Относятся к семейству Бобовые (Fabaceae). Зерно — семя, богатое белком.
• Масличные культуры: подсолнечник, рапс, лён, соя (также относится к зернобобовым). Зерно используется для получения растительных масел.

По хозяйственному назначению

• Продовольственное зерно — используется для производства муки, крупы, хлеба, макаронных и кондитерских изделий. Основные культуры: пшеница, рожь, рис, кукуруза, ячмень, овёс.
• Фуражное зерно — используется на корм сельскохозяйственным животным. Основные культуры: ячмень, овёс, кукуруза, пшеница (низких классов), сорго.
• Техническое зерно — используется для производства спирта, крахмала, патоки, биотоплива, клея, бумаги. Основные культуры: кукуруза, пшеница, рожь, ячмень.

По качеству (классность)

Качество зерна оценивается по стандартам, которые включают показатели: влажность, засорённость, стекловидность, содержание белка и клейковины, натура (масса 1 литра зерна). В России для пшеницы установлены классы с 1-го по 5-й, где 1–3-й классы — сильные и ценные пшеницы, пригодные для хлебопечения, 4-й класс — средняя, 5-й класс — фуражная.

Химический состав

Химический состав зерна варьируется в зависимости от культуры, сорта, условий выращивания и хранения. Основные компоненты:

• Углеводы (60–80 %): преимущественно крахмал, а также сахароза, клетчатка, гемицеллюлоза. Крахмал является основным источником энергии.
• Белки (8–20 %): представлены альбуминами, глобулинами, проламинами (глиадин, зеин) и глютелинами (глютенин). Содержание и качество белка определяют хлебопекарные свойства муки (особенно у пшеницы — клейковина).
• Жиры (1–5 %): сосредоточены в основном в зародыше и алейроновом слое. Содержат ненасыщенные жирные кислоты.
• Витамины: группы B (тиамин, рибофлавин, ниацин), E (токоферол), PP (никотиновая кислота).
• Минеральные вещества: фосфор, калий, магний, кальций, железо, цинк, медь, марганец.
• Вода (12–15 %): стандартная влажность зерна при хранении.

История возделывания

Зерновые культуры стали основой земледелия около 10–12 тысяч лет назад в эпоху неолитической революции. Первыми окультуренными злаками были пшеница и ячмень на Ближнем Востоке (территория современных Израиля, Сирии, Турции, Ирака). Позднее, независимо друг от друга, были одомашнены рис в Юго-Восточной Азии, кукуруза в Мезоамерике, сорго и просо в Африке и Китае.

В Древней Руси основными зерновыми культурами были рожь, овёс, ячмень, пшеница, просо. Рожь, благодаря своей зимостойкости, стала главной культурой Нечерноземья. В XVIII–XIX веках Россия стала одним из крупнейших экспортёров зерна в Европу, получив название «житница Европы». В XX веке, после коллективизации и освоения целинных земель (1954–1960 гг.), СССР вышел на первое место в мире по валовым сборам пшеницы и ржи.

Производство и мировые лидеры

Мировое производство зерна составляет около 2,5–3 миллиардов тонн в год (по данным ФАО). Основные производители:

• Кукуруза: США (около 350 млн т), Китай, Бразилия, Аргентина, Украина.
• Пшеница: Китай (около 130 млн т), Индия, Россия, США, Франция, Украина. Россия в 2022–2023 годах собрала рекордный урожай пшеницы — более 100 млн тонн, став крупнейшим экспортёром пшеницы в мире.
• Рис: Китай (около 210 млн т), Индия, Индонезия, Бангладеш, Вьетнам.
• Ячмень: Россия, Германия, Франция, Канада, Испания.
• Овёс: Россия, Канада, Австралия, Польша, Финляндия.

В России основными зернопроизводящими регионами являются Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская, Волгоградская, Воронежская, Курская, Белгородская, Саратовская области, а также Алтайский край и Омская область.

Технологии возделывания и уборки

Процесс производства зерна включает несколько этапов:

1. Подготовка почвы (вспашка, боронование, культивация).
2. Посев (сев семян с использованием сеялок, с соблюдением норм высева и глубины заделки).
3. Уход за посевами (внесение удобрений, борьба с сорняками, вредителями и болезнями, орошение).
4. Уборка урожая (прямое комбайнирование или раздельный способ — скашивание в валки с последующим подбором и обмолотом).
5. Послеуборочная обработка (очистка, сушка, сортировка, временное хранение).

Современные технологии включают использование GPS-навигации, дифференцированного внесения удобрений, точного земледелия, а также применение высокоурожайных и устойчивых к болезням сортов (в том числе генетически модифицированных — ГМО-культур, которые в России разрешены для научных исследований, но не для промышленного возделывания, за исключением некоторых сортов кукурузы и сои).

Хранение и переработка

Зерно хранится в зернохранилищах (элеваторах, складах) при контролируемой температуре и влажности. Для предотвращения порчи (заплесневения, прорастания, поражения вредителями) применяются активное вентилирование, охлаждение, обработка инсектицидами.

Основные направления переработки зерна:

• Мука и крупа: помол зерна на мельницах, производство муки (пшеничной, ржаной, кукурузной, гречневой) и крупы (рис, гречка, овсянка, манка, перловка, пшено).
• Хлебопечение: выпечка хлеба, булочных изделий, сухарей, печенья.
• Макаронное производство: изготовление макарон, вермишели, спагетти.
• Пивоварение и спиртовая промышленность: солод (пророщенное зерно ячменя) используется для пива, зерно — для спирта и водки.
• Кормопроизводство: производство комбикормов для животных.
• Биоэнергетика: производство биоэтанола (из кукурузы, пшеницы) и биогаза.

Экономическое и стратегическое значение

Зерно является стратегическим товаром на мировом рынке. Цены на зерно влияют на продовольственную инфляцию, торговый баланс стран-экспортёров и импортёров. Крупнейшие экспортёры зерна: Россия, США, Украина, Канада, Франция, Аргентина, Австралия. Крупнейшие импортёры: Египет, Китай, Индонезия, Турция, Бангладеш, Алжир.

В России зерновой комплекс является системообразующей отраслью агропромышленного комплекса. Государственное регулирование включает субсидирование производителей, интервенции на рынке зерна (закупки в интервенционный фонд для стабилизации цен), экспортные пошлины и квоты.

Интересные факты

• Самое дорогое зерно в мире — рис сорта «Кинемару» (Япония), цена которого может достигать 100 долларов за килограмм.
• Пшеница — единственная культура, из которой можно выпекать высокий, пористый хлеб благодаря содержанию клейковины (глютена).
• В Древнем Египте зерно использовалось как средство платежа и мера веса.
• Самая высокоурожайная зерновая культура — кукуруза (урожайность в некоторых странах превышает 15 тонн с гектара).
• В России ежегодно собирается около 120–150 миллионов тонн зерна (в зависимости от погодных условий).

Источники

• Федеральная служба государственной статистики (Росстат). «Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство».
• Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. «О состоянии сельского хозяйства в Российской Федерации».
• Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО). «Статистический ежегодник ФАО».
• ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия».
• ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия».
• «Зерновые культуры» / Под ред. В. А. Кумакова. — М.: Колос, 1996.
• «Технология хранения и переработки зерна» / Под ред. А. И. Мартыненко. — М.: Агропромиздат, 2001.