CEREALE - GENERALITATI

1. Importanta

Cerealele reprezinta grupa fitotehnica de plante cu cel mai mare areal de raspandire in toate zonele de cultura pe glob. implicit si in Romania. Boabele (fructele) acestor plante de camp, bogate in substante extractive neazotate (circa 2/3 din continutul lor) si alti compusi (proteine, grasimi, vitamine etc.) (tab. 3.1), au largi utilizari in hrana omului (ca aliment de baza sub forma de paine, paste fainoase etc.) si a animalelor, sau ca materie prima pentru diferite industrii. Ele sunt dintre cele mai vechi plante luate in cultura in bazinul mediteranean, Caucaz si Asia Centrala etc, avand o vechime de circa zece mii de ani.

Tabelul

Compozitia chimica a boabelor de cereale

Nota: Paiele, strujenii si plevele contin 2 - 4% proteine brute, l - 2% grasimi brute, 33 - 40% substante extractive neazotate, 30 - 40% celuloza si 3 - 12% cenusa (formata din 70 - 80% siliciu si 10 - 13% potasiu etc.).

Aceasta grupa fitotehnica cuprinde plante din familia Poaceae (Gramineae), impartite in:

Cereale originare din climatul temperat, cu cerinte termice mai reduse, fructe alungite prevazute cu sant ventral (longitudinal) si care, la germinare, emit 3-8 radacini embrionare (graul, secara, triticale, orzul si ovazul);

Cereale originare din climatul cald, cu cerinte termice ridicate, avand fructe fara santulet, de forme diferite, iar la germinare formeaza o radacina embrionara (orezul, porumbul, sorgul, meiul).

In grupa cerealelor este inclusa si hrisca, planta din familia Polygonaceae, cu importanta redusa pentru tara noastra, al carei fruct are continutul si utilizarile similare cu a celorlalte plante din aceasta grupa fitotehnica.

Suprafata cultivata cu cereale, pe glob, este de 700 - 740 milioane hectare reprezentand circa 50% din suprafata arabila a lumii (estimata de F.A.O. la 1,4 - 1,6 miliarde ha), in 1998 suprafata mondiala cu cereale a fost de 692 milioane ha, productia totala de 2.052 milioane t, iar productia medie la ha de 29,70 q ("Production yearbook", F.A.O., voi. 52, 1998).

In Romania cerealele se cultiva pe 6,0 - 6,5 milioane hectare (60 - 65% din terenul arabil), cu o productie medie de circa 30 q/ha, si o productie totala de 18-20 milioane tone (circa 8 q/cap de locuitor).

In tara noastra suprafete mai mari detin graul, porumbul si orzut, care sunt raspandite in toate zonele agricole ale tarii. Celelalte cereale se cultiva pe suprafete mai restranse si numai in anumite zone pedoclimatice.

Principalele cereale fiind din aceeasi familie botanica (Poaceae = Gramineae), au particularitati biologice, morfologice, anatomice si biochimice comune, care vor fi prezentate detaliat in continuare, dupa care se va descrie biologia si tehnologia de cultivare pentru fiecare cereala in parte.

2. Particularitatile biologice ale cerealelor

Germinatia (incoltirea). In prezenta apei, a aerului si temperaturii potrivite semintele "viabile" trec de la viata latenta la viata activa, incepandu-si ciclul de vegetatie.

Cantitatea de apa absorbita de seminte pentru a incolti este diferita in functie de specie, fiind, in medie, la cereale (cu exceptia meiului), de circa 50% din masa semintelor (graul 45%, secara 58%, orzul 4fc%, ovazul 60%, porumbul 44%, meiul 25%). Alte plante, cum sunt leguminoasele, cu seminte bogate in proteina, absorb de circa 2 ori mai multa apa pentru incoltire decat cerealele).

Ritmul de absorbtie a apei este diferit dupa specie si temperatura. Apa absorbita este repartizata intr-un procent mai mare in zona embrionului.

Temperatura influenteaza mult ritmul germinatiei, fiecare planta avand un prag minim, unul optim si unul maxim al valorilor termice intre care se desfasoara acest proces. Astfel, la cerealele originare din zona temperata (grau, secara, orz, ovaz), temperatura minima de germinatie este de l - 3C, optima intre 20 - 25C, iar maxima 28 - 32C. La porumb, temperatura minima este de 8 - 10C, optima 32 - 33C, iar maxima 40C. Apropiate de ale porumbului sunt si temperaturile de germinatie la mei si sorg.

Fig. - A - Sectiune longitudinala prin embrionul bobului de grau; a - scutellum;

ep - strat epiteliul; cr - coleoriza; r - radicula; m - muguras; c - coleoptil; e - epiblast;

p - pericarp; f - fascicul conducator;

B - celule din stratul epitelial al scutellumului in repaus;

C - celule din stratul epitelial al scutellumului in timpul incoltirii.

In prezenta factorilor externi ai germinatiei, sistemul enzimatic existent in bob (enzime proteolitice, amilolitice, lipazele) transforma substantele de rezerva in substante asimilabile (aminoacizi, glucoza, acizi grasi si glicerina), care sunt absorbite de embrion prin scutellum.

Celulele epiteliale ale scutellumului se alungesc si patrund adanc in endosperm, marindu-si suprafata de absorbtie (fig. 3.1, dupa N. ZAIMFTESCU, 1965).

In procesul incoltirii, mai intai apare radicula (exceptie face orezul) protejata de coleoriza, apoi mugurasul, protejat de coleoptil. Coleoriza sparge pericarpul si ajunge in contact cu solul, apoi coleoriza se despica, radacina embrionara se alungeste, fiind urmate de celelalte radacini. Mugurasul, protejat de coleoptil, strabate stratul de sol iesind la suprafata.

Ritmul de crestere al embrionului, respectiv perioada incoltirii, este dependenta de nivelul factorilor externi ai germinatiei, fiind mai scurta in conditii optime de temperatura, apa si aer.

La cerealele "golase" (grau, secara, porumb) coleoptilul si coleoriza apar in zona embrionului (germinatie unipolara), pe cand la cerealele cu bobul imbracat in palei (ovaz, orz) coleoptilul apare la un capat iar coleoriza la celalalt capat al bobului (germinatie bipolara).

Formarea sistemului radicular. in procesul germinatiei, din bob apar radacinile embrionare. Se formeaza numai o radacina embrionara la cerealele originare din zona calda (porumb, sorg, mei, orez) si mai multe la cele originare din zona temperata (3 la graul de toamna, 5 la graul de primavara, 3 la ovaz, 4 la secara si 5 - 8 la orz) (fig. 3.2, dupa N. ZAMFIRESCU, 1965).

Radacinile embrionare se ramifica si se adancesc in sol, aprovizionand tanara plantuta cu apa si saruri minerale in primele zile de vegetatie.

La circa 3-4 saptamani de la incoltire, la nodurile tulpinii din sol (Ia porumb si de la suprafata solului) se formeaza radacinile coronare (adventive), mult mai numeroase si mai viguroase decat cele embrionare. Dupa aparitia radacinilor coronare, radacinile embrionare, desi nu pier, isi reduc mult ponderea in absorbtie. Masa principala a radacinilor o constituie radacinile coronare, care au rol principal in nutritia plantelor.

Fig. 3.2. - Germinatia la cereale: a - grau; b - secara; c - orz;

d - ovaz; e - mei; f - porumb;

Radacinile coronare ale cerealelor sunt fasciculate, avand masa, adancimea si raza de raspandire diferite, in functie de specie si conditiile de cultura (mai ales de proprietatile fizico-chimice ale solului). La infratire, fiecare "frate" formeaza si radacini proprii, astfel ca masa radiculara este dependenta si de factorii care influenteaza infratirea.

Cea mai mare parte din radacini cu rol major in nutritie se gasesc in stratul arabil. Radacinile care ajung la l - 2 m au un rol redus in absorbtia elementelor nutritive, servind, in principal, la aprovizionare cu apa in perioadele de seceta.

Rasarirea. La incoltire, mugurasul creste, protejat de coleoptil, pana ajunge la suprafata solului. In aceasta faza plantele se considera rasarite.

Coleoptilul este, in general, alb-translucid, cu exceptia secarei la care este brun-violaceu.

Dupa ce creste 2 - 4 cm (4 - 6 cm) la suprafata solului, coleoptilul este strapuns de prima frunza adevarata, care, ajungand la suprafata solului, incepe procesul de fotosinteza. Pana in acest moment planta s-a dezvoltat pe seama rezervei de substante din samanta.

Ritmul de rasarire este conditionat de: energia germinativa, puterea de strabatere (a solului) a plantei si de conditiile de vegetatie. Semintele cu energie germinativa slaba au si putere de strabatere redusa, esalonand rasarirea.

La adancimi prea mari de semanat rasarirea este deficitara; de aceea, trebuie respectata adancimea optima de semanat pentru fiecare planta, tinand cont de textura si umiditatea solului.

Infratirea. Ramificarea tulpinii cerealelor poarta denumirea de infratire, iar lastarii noi formati se numesc "frati". La cerealele paioase (grau, secara, orz, ovaz) fratii pornesc de la nodurile tulpinii din sol, iar la porumb tulpina se ramifica de Ia suprafata solului (fratii fiind numiti lastari sau copiii).

Infratirea incepe dupa circa trei saptamani de la rasarire (dupa formarea frunzei a treia). De pe tulpina se formeaza frati de ordinul intai, de pe care pot porni altii de ordinul doi etc. (fig. 3.3, dupa N. ZAMFIRESCU, 1965).

Nodurile de la care pornesc fratii sunt foarte apropiate; de aceea, in mod curent, acest loc este numit nod de infratire. Cand se insamanteaza la adancime mai mica, nodul de infratire se gaseste langa samanta, iar la un semanat mai adanc portiunea dintre samanta si nodul de infratire (care se gaseste mai la suprafata) se numeste ax mezocotil (rizom).

Adancimea de formare a nodului de infratire depinde de specie si soi, de intensitatea luminii si de adancimea de semanat. Cerealele de toamna mai rezistente la ger formeaza nodul de infratire mai adanc. La plantele de grau de toamna, cu nod de infratire mai adanc, se formeaza si un sistem radicular nai mare decat la cele cu nodul superficial.

Fig. 3.3. - Schema infratirii cerealelor:     a₁a₂ - frati de ordinul

b₁b₂b₃b₄ - frati de ordinul II

Lumina mai intensa determina formarea nodului de infratire la o adancime mai mare. in conditii de lumina mai slaba in perioada de rasarire-infratire, nodul de infratire este mai putin adanc, ceea ce duce la o mai slaba rezistenta la ger.

Adancimea de semanat influenteaza adancimea de formare a nodului de infratire. Adancimea la care se formeaza nodul de infratire nu creste in aceeasi masura in care se mareste adancimea de semanat (fig. 3.4, dupa D. SOLTNER, 1990, citat de GH. BILTEANU, 1998).

Capacitatea de infratire este exprimata prin numarul de "frati" produsi de o planta si este dependenta de factori interni (specie si soi) si de factori externi (conditiile pedoclimatice si tehnologia de cultura aplicata).

Capacitatea de infratire a cerealelor, in ordine descrescanda, este urmatoarea: secara, orzul si orzoaica, ovazul si graul, in cadrul fiecarei plante sunt soiuri cu diferite grade de infratire. La grau, soiurile intensive au in general, o capacitate de infratire mai redusa decat vechile soiuri. Capacitatea de infratire a soiului conditioneaza densitatea de boabe germinabile, stabilite la m², la semanat.

Fig. 3.4. - Adancimea la care se formeaza nodul de infratire,

in functie de adancimea de semanat

Factorii climatici (lumina, caldura) si umiditatea solului influenteaza capacitatea de infratire. Favorabil infratirii este timpul racoros, cu temperatura cuprinsa intre 6 - 12C. Iluminarea intensa prelungeste infratirea. Ea este factorul energetic ce conditioneaza fotosinteza, deci si capacitatea de infratire. Umiditatea optima a solului pentru parcurgerea fazei de infratire este de 60 - 80% din capacitatea de camp pentru apa.

Factorii fitotehnici care conditioneaza gradul de infratire: marimea semintei, data semanatului, densitatea si adancimea de semanat, elementele fertilizante si lucrarile de ingrijire.

Din seminte mai mari rezulta pante mai viguroase, cu capacitate mai mare de infratire.

Data semanatului influenteaza indirect infratirea, prin conditiile climatice (temperatura) in care se petrece acest proces. O infratire mai buna, atat toamna cat si primavara, are loc la semanaturile mai timpurii.

Densitatea de semanat este un factor care influenteaza mult gradul de infratire, dupa cum rezulta din multe cercetari si observatii practice.

Semanatul la adancime mai mare decat normal duce la scaderea capacitatii de infratire, datorita intarzierii rasaririi, fapt care determina debilitarea plantelor.

Substantele nutritive influenteaza diferit gradul de infratire. S-a constatat efectul favorabil asupra infratirii al azotului, singur sau impreuna cu fosforul, si efectul negativ al fosforului si potasiului, singure sau impreuna.

Lucrarile de intretinere (combaterea buruienilor si graparea) favorizeaza infratirea prin realizarea unei luminozitati mai bune si inlaturarea buruienilor, care concura la factorii de vegetatie cu plantele de cultura, consumand din hrana, lumina, apa destinata acestora din urma.

Numarul de frati la o densitate normala este de l - 2 pana la 2 - 4 la o planta, in situatii de exceptie (densitati mici, plus de azot si conditii climatice favorabile), numarul fratilor la o planta poate fi mult mai mare (se citeaza cazuri de 100- 120 frati/planta).

Din infratirea totala numai o parte (l - 3) este "infratire productiva", adica fratii care formeaza spic cu rod. De obicei fratii formati toamna ajung sa rodeasca, iar cei de primavara rodesc mai rar. Cei care nu rodesc se numesc "frati de poala". in unele situatii fratii de poala sunt daunatori, deoarece consuma din rezervele nutritive ale "fratilor fertili".

Infratirea, intre anumite limite, este o insusire pozitiva pentru productie, in conditii normale de densitate, o parte din fratii formati contribuie la realizarea productiei (element de productivitate), putandu-se face, deci, o economie de samanta, fata de cazul cand s-ar asigura densitatea numai cu plante principale. Prin infratire se mai pot completa "golurile de iernare" in zonele si in anii cu ierni aspre sau cele provenite din alte cauze.

Deoarece productia fratilor este mai scazuta decat a plantei principale, cu cat numarul lor este mai mare, cu atat rezulta spice cu productie mai mica. Deci, peste o anumita limita, infratirea este nefavorabila productiei si din considerentul ca esaloneaza mult maturizarea spicelor in lan.

Soiurile actuale de grau au, in general, o capacitate slaba sau mijlocie de infratire. Numarul de plante la m² se realizeaza prin stabilirea unei densitati optime de boabe germinabile la m².

Cunoscand factorii care influenteaza infratirea, se poate dirija capacitatea de infratire (numarul de plante la m²) si adancimea de formare a nodului de infratire (care influenteaza rezistenta la iernare).

Fig. 3.5. - Sectiune longitudinala printr-o planta tanara de secara

(la data de 24 februarie) a - spic; b - tulpina cu internodii

Formarea tulpinii (pai sau culm). Pentru a-si putea forma tulpina (si inflorescenta), cerealele de toamna au nevoie de 30 - 45 de zile cu temperaturi joase (cuprinse intre 1C si 5C). Altfel, la soiurile tipice de toamna, plantele raman cu o rozeta de frunze, nu formeaza pai si nu fructifica. Acest proces poarta denumirea de vernalizare (faza de iarovizare).

Dupa parcurgerea fazei de vernalizare, cand temperatura ajunge la 14 -16^CC, plantele trec in faza de impaiere (alungirea paiului). Internodurile tulpinii incep sa se formeze din toamna. In lunile februarie-martie lungimea spicului (in faza embrionara) depaseste lungimea tuturor internodurilor (fig. 3.5, dupa GH. BILTEANU, 1991).

Tulpina cerealelor (pai, culm) este alcatuita din 5-7 internoduri separate prin noduri. Internodurile pot fi lipsite de maduva (grau, secara, orz, ovaz, orez), pline cu maduva (porumb, sorg) sau cu un lumen foarte mic (mei). Lungimea internodurilor creste de la baza spre varf. Cel mai lung internod este cel din partea superioara, care poarta si inflorescenta. Mai scurte si cu lumen mai mic sunt internodurile bazaie, care dau rezistenta la cadere. La porumb, internodurile cele mai lungi sunt cele care poarta inflorescentele.

In sectiune transversala printr-un internod al tulpinii cerealelor se disting straturile de celule redate in figurile 3.6 si 3.7, (dupa N. ZAMFIRESCU si colab., 1965).

Cresterea tulpinii la cereale este intercalara (internodala), adica flecare internod creste separat printr-un meristem (zona de crestere) dispus in partea bazala a acestuia (deasupra nodului inferior). Ordinea de crestere a internodurilor este de jos in sus, mai intai alungindu-se primul internod bazai (situat deasupra nodului de infratire). La intervale de 3 - 5 zile incepe sa creasca al doilea, apoi al treilea internod etc.; fiecare internod isi termina cresterea in circa doua saptamani.

La cerealele paioase cresterea paiului dureaza 50 - 65 de zile, in functie de specie (factori genetici), de conditiile de vegetatie (temperatura, umiditate, lumina, regimul de nutritie etc.). Soiurile precoce au perioada de crestere a tulpinii mai scurta. La umiditate mai ridicata si temperaturi mai scazute perioada cresterii se alungeste.

In perioada formarii paiului sunt favorabile temperaturi medii de 14 - 16C. Lumina mai slaba (umbrirea) duce la alungirea peretilor celulari si la slabirea rezistentei tulpinii la cadere. Excesul de azot forteaza cresterea, reducand rezistenta la cadere etc.

Fig. 3.6. - Sectiune transversala printr-un internod din partea mijlocie a paiului de grau: a - epiderma; b - celule cu clorofila; c - sclerenchim;

d - fascicul libero-lemnos; e-parenchim;

Fig. 3.7. - A - sectiune transversala prin internodul inferior al paiului de grau:

B - celule de sclerenchim din internodul inferior: a - sclerenchim; fa - fascicul

libero - lemnos; p - parenchim

In faza de formare a paiului are loc diferentierea organelor de reproducere (in planta se petrec procese fiziologice complexe). Pe masura alungirii paiului, de la fiecare nod se dezvolta frunzele (dispuse altera).

Componenta foliara. Cerealele au la fiecare nod al tulpinii o singura frunza compusa din teaca si limb, cu nervuri dispuse paralel. Teaca inveleste internodul superior pe o anumita lungime, protejand zona de crestere a internodului. Teaca ultimei frunze protejeaza inflorescenta pana la inspicare.

La zona de trecere dintre teaca si limb, la unele cereale, se gasesc doua formatiuni membranoase, mai mult sau mai putin dezvoltate, denumite: urechiuse (pinteni), care reprezinta prelungirea bazei limbului; ligula, dispusa in prelungirea epidermei inferioare a tecii. Aceste doua organe ajuta la recunoasterea cerealelor inainte de inspicare, fiind un caracter bine diferentiat. Astfel, la orz urechiusele sunt mari, ligula este redusa; la ovaz ligula este bine dezvoltata si urechiusele lipsesc; la grau si secara aceste organe sunt mijlocii ca marime (graul are urechiusele paroase, iar la secara sunt glabre) (fig. 3.8, dupa N. ZAMFIRESCU si colab., 1965).

Fig. 3.8. - Urechiusele si ligula la cereale:

a - ovaz; b - secara; c - grau; d - orz; e - orez; f - porumb.

Caderea cerealelor. Desi elastic, in anumite situatii paiul cerealelor cedeaza sub greutatea pe care p sustine si cade. in aceste situatii se reduce productia, planatele sunt mai intens atacate de boli si daunatori, se impiedica fecundarea (Ia secara), se reduc numarul si masa boabelor, este impiedicata recoltarea mecanizata etc. Caderea este mai daunatoare cand apare in fazele de vegetatie timpurii, deoarece impiedica formarea bobului, intr-o experienta (citata de V. VELICAN, 1972) in care s-a provocat artificial caderea inainte si dupa inspicare cu l - 2 saptamani, s-a constatat ca la caderea timpurie s-a redus mai mult numarul de boabe; la cea dupa inspicare, masa boabelor, deci productia, s-a redus cu pana la 33%.

Plantele cazute se mai pot redresa pana cand nodurile tulpinii si frunzele sunt inca verzi. Portiunea dinspre sol beneficiaza de un aport auxinic mai mare, celulele se alungesc mai mult, formand un "genunchi" si ridicand varful tulpinii.

Cauzele caderii sunt, in general, de natura ereditara si, in buna parte, este influentata de o serie de factori de vegetatie. Referitor la natura ereditara, se constata ca cerealele se comporta diferit fata de fenomenul caderii. Astfel, mai sensibile sunt orzul si ovazul, apoi graul si secara; porumbul si sorgul sunt mult mai rezistente si cad foarte rar. In cadrul fiecarei specii exista soiuri mult diferite intre ele in privinta rezistentei la cadere. Soiurile rezistente la cadere sunt in general, mai scunde si cu pai gros, iar internodurile bazaie sunt mai scurte si cu tesutul mecanic de sustinere mai dezvoltat.

Cat priveste factorii de vegetatie care influenteaza negativ rezistenta la cadere a cerealelor, amintim:

intensitatea mai redusa a luminii, care determina cresterea etiolata a internodurilor bazaie si formarea de "tesuturi mai debile", fenomen care apare in cazul desimii prea mari a plantelor, a cresterii masei foliare, a infratirii prea puternice (exces de azot) si a umbririi produse de buruieni;

excesul de azot, care duce la o mai slaba dezvoltare si lignificare a tesuturilor mecanice, ca urmare a dezechilibrului intre sinteza glucidelor si a protidelor (a raportului intre carbon si azot); un plus de azot conduce la o insuficienta de glucide in internodurile bazaie si, deci, la slaba lor lignificare;

anumiti agenti patogeni ca Ophiobolus, Leptosphaeria si Fusarium, care slabesc rezistenta internodurilor inferioare;

ploaia, care ingreuneaza plantele si slabeste fixarea radacinilor, prin inmuierea solului;

- vanturile puternice, care culca mai ales plantele cu o rezistenta scazuta la cadere.

Pentru prevenirea caderii, trebuie inlaturate sau evitate situatiile prezentate anterior: cultivarea unor soiuri rezistente la cadere; stabilirea densitatii optime la semanat; fertilizarea rationala; combaterea, bolilor si daunatorilor; evitarea excesului de umiditate etc.

Pentru prevenirea caderii se pot folosi si "substante nanizante", cum ar fi clorura de clorcolina (CCC). Prin stropirea lanului la inceputul formarii paiului cu CCC se reduce talia plantelor, dar creste rezistenta la cadere la grau, efectul fiind mai slab la orz, la secara si ovaz rezultatele sunt mai putin concludente.

Tratamentele cu CCC la grau, prin reducerea taliei plantelor, favorizeaza imburuienarea lanului. Eliminarea acestui neajuns se poate realiza prin CCC, impreuna cu erbicide (2,4 D etc.).

Inspicarea. Reprezinta faza aparitiei inflorescentei din teaca ultimei frunze (din "burduf"). O planta se considera inspicata cand au aparut cel putin o treime din spiculetele superioare ale inflorescentei, iar un lan este considerat inspicat cand, la majoritatea plantelor, au aparut inflorescentele (spicul sau paniculul); intai inspica planta principala apoi fratii, in ordinea formarii lor.

Inflorescenta cerealelor este sub forma de spic (grau, secara, orz), spic modificat (inflorescenta femela la porumb) si panicul (ovaz, orez, sorg, mei si inflorescenta mascula la porumb).

Inflorescenta cerealelor este compusa din mai multe spiculete dispuse pe un rahis, la cele cu spic (fig. 3.9, dupa GH. BILTEANU, 1998), sau in varful ramificatiilor paniculului. Pe un "calcai" al rahisului si in varful ramificatiilor paniculului se gaseste, de regula, cate un spiculet (cu 2-4 flori); exceptie face orzul la care pe fiecare calcai al rahisului sunt dispuse trei spiculete (uniflore).

Fig. 3.9. - Rahis din spicul de grau (A) si spiculete prinse de rahis (B): 1 - axa spiculetului

Fig. 3.10. - Spiculetul:     A- rahis; bb₁ -glume; cc₁ - palee; d-lodicule;.

e -gineceu; f - stigmat; g -stamine;

Fig. 3.11. - Forme de glume la cereale, a-grau; b-orz; c-secara; d-ovaz; e-orez

Fig. 3.12. - Floare de grau a - antere; s - stigmat; l - lodicule

Spiculetele sunt formate la exterior din doua glume (de forme si marimi diferite, dupa specie) si in interior o floare (la orz) sau mai multe flori (grau, secara, ovaz), dispuse pe un rahis scurt (fig. 3.10 si 3.11, dupa N. ZAMFIRESCU si colab., 1965). Florile sunt formate din doua palei (o palee inferioara, uneori aristata si una superioara), doua lodicule (cu rol in deschiderea florii), androceul (trei stamine, cu exceptia orezului care are sase), gineceul (monocarpelar si stigmatul bifidat) (fig. 3.12, dupa GH. BILTEANU, 1998).

Inflorirea. Deschiderea florii se produce la maturitatea sexuala a plantei. Cand organele sexuale au ajuns la maturitate, lodiculele (care pana atunci sunt mici si membranoase), absorb apa si-si maresc volumul indepartand paleea exterioara de cea inferioara. Dupa fecundare lodiculele pierd apa, ceea ce- face ca paleele sa revina la pozitia initiala, inchizand floarea.

Inflorirea poate avea loc o data cu aparitia inflorescentei (orz), la l - 2 zile dupa inspicare (grau) sau la un interval de 5 - 7 zile la inspicat (secara).

Ordinea infloririi in lan este similara cu ordinea inspicarii astfel ca "fratii" infloresc dupa "plantele principale", in ordinea aparitiei lor. La grau, primele se deschid florile de fa mijlocul spicului (sau de la baza treimii mijlocii), continuand spre extremitati, iar la ovaz infloritul incepe de la varful paniculului spre partea inferioara, in spiculet mai intai se deschid florile inferioare.

Florile se deschid dimineata si raman astfel pana se produce fecundarea (la grau, circa o ora), apoi se inchid, infloritul unei plante dureaza 5-8 zile (in functie de umiditatea aerului).

Polenizarea si fecundarea. Cerealele sunt plante autogame (grau, orz, ovaz, orez), sau alogame (secara, porumb). Uneori si la plantele autogame (grau) se intalneste un anumit procent de alogamie.

Dupa inflorire (la cateva ore) anterele elibereaza polenul si are loc polenizarea (autogama sau alogama). Polenizarea se petrece, de regula, dimineata sau seara, cand temperatura este de circa 14 - 16C.

Fecundarea are loc imediat dupa polenizare (in 5 - 10 ore). Graunciorii de polen ajunsi pe stigmat absorb lichidul stigmatic (in 2 - 3 minute) si formeaza tubul polinic (prelungire exterioara a exinei) in care patrund cei doi nuclei: vegetativ in varful tubului si apoi cel generativ. Tubul polinic strabate stilul, ajungand prin micropil la sacul embrionar, cand nucleul vegetativ se resoarbe, iar cei generativ (spermatic) se divide in doua. O parte se uneste cu oosfera din care rezulta embrionul, iar cealalta parte se uneste cu nucleul secundar al sacului embrionar dand nastere endospermului. Din invelisul ovulului rezulta invelisul semintei (testa), iar din peretii ovarului se formeaza invelisul fructului (pericarp).

Formarea bobului si maturizarea plantei (coacerea). Dupa fecundare incepe formarea si maturizarea bobului (embrionului, endospermului si invelisurilor), proces care dureaza circa 20 de zile la cerealele recoltate vara si circa 40 de zile la cele recoltate toamna, in perioada de coacere a bobului se disting trei faze principale de maturizare (coacere): maturitatea verde (sau "in lapte"); maturitatea galbena (sau "in parga") si maturitatea deplina - faze in care se petrec modificari importante in bob si in intreaga planta.

Maturitatea verde ("in lapte") se caracterizeaza printr-un lan cu aspect verde, plante cu tulpini (noduri) si frunze verzi (cele bazaie sun galbui). Bobul este de culoare verde, cu volumul mai mare decat normal, are un continut laptos, umiditate de circa 50%, este lipsit de sticlozitate; in el se acumuleaza inca intens substantele de rezerva. Embrionul este in crestere, avand o slaba germinatie. Aceasta faza dureaza circa 7-10 zile, fara sa existe pericolul de scuturare.

Maturitatea galbena ("in parga") se instaleaza cand aspectul lanului este galben; plantele (tulpina, noduri, frunze) raman verzui numai in partea superioara. Bobul are culoarea si volumul caracteristice soiului, consistenta inca vascoasa, umiditatea fiind de circa 30%; aspectul este mai mult sau mai putin sticlos. Embrionul este normal ca dezvoltare, avand o buna germinatie. Faza dureaza 5-8 zile, scuturarea fiind inca slaba.

Maturitatea deplina este atunci cand plantele in intregime sunt uscate. Bobul are marimea si culoarea specifica soiului, fiind tare in sectiune; umiditatea este de circa 15% si sticlozitatea dupa soi. Embrionul, bine dezvoltat, are o buna viabilitate. Faza dureaza circa 3-6 zile trecand in "rascoacere"(plante fragile si spice incovoiate), pericolul de scuturare fiind mare (indeosebi la orz, ovaz si unele soiuri de grau); intregul lan se inchide la culoare, iar pe plante se dezvolta agenti patogeni.

In functie de mijloacele de recoltare si utilizarea produsului principal (boabele), cerealele se recolteaza de la maturitatea galbena (in parga) la cea deplina.

In diferitele faze de maturitate se schimba aspectul si continutul boabelor, compozitia chimica si insusirile fiziologice ale embrionului.

In fazele de maturare, plantele acumuleaza mai intai in inflorescente, apoi in boabe, cantitati mari de auxine, orienteaza apa si substantele de rezerva spre seminte, ducand la formarea si umplerea a boabelor. Acumularea de substante de rezerva in boabe se face si pe seama unor substante care 'migreaza' din alte organe, dupa fecundare.

Procesul de acumulare a substantelor de rezerva in bob are loc in perioada maturitatii verde (in lapte).

Durata de umplere a boabelor este dependenta de soi si conditiile de vegetatie. In zonele si in anii cu climat fara arsita, perioada de umplere a boabelor se prelungeste formandu-se "boabe mari". Seceta si temperaturile ridicate din aceasta faza scurteaza depunerea substantelor de rezerva, reduc mult fotosinteza, deci acumularea de substante de rezerva; ele impiedica translocarea substantelor de rezerva acumulate anterior in planta, uneori duc chiar la autoconsum; se formeaza boabe mici, mai subtiri, denumite, "sistave" iar fenomenul se numeste sistavire.

In compozitia chimica a boabelor, in etapele maturizarii, se produc schimbari cantitative (procentuale) si calitative, in primele faze boabele sunt mai bogate in protide, dar spre maturitate ponderea acestora scade, prin acumularea mai masiva a amidonului. Se produc schimbari si in natura proteinelor, cresc albuminele si scad nealbuminele.

Fructul cerealelor. Este cariopsa, care la maturitate poate fi golasa (grau, secara, porumb) sau invelita in palei (ovaz, orz, orez, mei, sorg). Forma, marimea si culoarea este diferita dupa specie si soi. Cerealele originare din zona temperata (grau, orz, ovaz, secara) au santulet ventral in lungul bobului, pe cand cele originare din zona calda (porumb, sorg, mei) nu au santuletul ventral.

Fig. 3.13. - Sectiune longitudinala intr-un bob de grau: a - radicela;

b - tulpinita; c - coleoriza; d - scutellum; e - strai cu aleurona; f - embrion;

g - tegument seminal (testa); h - pericarp; i -peri la extremitatea cariopsei; j - celeoptil; m - muguras; end - endendosperm

Fig. 3.14. - Sectiune transversala prin endosperrnul bobului de grau: a - sectiune transversala: p - pericarp; te - testa; a - strat cu aleurona; am: - celule cu amidon; B - celule cu aleurona vazute in sectiune transversala prin bob

Fig. 3.15. - Graunciori de amidon la cereale: l - grau; 2 - secara; 3 - porumb;

4-orez; 5-orz; 6-ovaz;7 - mei; 8 - sorg; 9 - hrisca

Fructul cerealelor este constituit din trei parti: invelis, endosperm si embrion (fig. 3.13, dupa GH. BILTEANU, 1991 si fig. 3.14, dupa N. ZAMFIRESCU si colab., 1965).

Invelisul (tegumentul) este format din doua parti: testa (invelisul semintei) si pericarp (invelisul fructului), reprezentand 6 - 14% din masa fructului.

Endospermul, tesutul de rezerva, reprezentand 80 - 86% din masa bobului, este constituit la exterior dintr-un strat de celule cu aleurona (la orz sunt 3 straturi) si inspre interior celule bogate in amidon. Graunciorii de amidon sunt de marimi si forme diferite: sferici (grau, secara, orz), poliedrici sau colturosi (porumb), mici si compusi (ovaz) etc. (fig. 3.15, dupa N. ZAMFIRESCU si colab., 1965).

Embrionul (viitoarea planta in forma incipienta) reprezinta 1,5 - 15% din masa fructului si este constituit din muguras (protejat de coleoptil), tulpinita (tigela, hipocotil), radacinita (protejata de coleoriza) si scutellum (cotiledonul), organ de absorbtie dispus inspre endosperm. In partea opusa cotiledonului se gaseste un apendice mic (lipseste la secara si orz), numit epiblast (bractee embrionara), considerat ca rudiment al celui de-al doilea cotiledon. Se citeaza cazuri de poliembrionie, care dupa KUPERMANN (citat de N. ZAMFIRESCU si colab., 1965), s-ar datora unor nivele agrotehnice ridicate, precum si cazuri de seminte lipsite de embrion, avand insa endospermul normal.

Organogeneza cerealelor. Ca si la alte plante, la cereale o data cu cresterea vegetativa are loc formarea si dezvoltarea organelor generative (organogeneza), Organogeneza, la cereale, se petrece in mai multe etape, fiind caracteristica fiecarei plante. Primordiile viitoarelor organe (radacinita, tulpinita, muguras) sunt localizate in embrion. Detalii privind organogeneza se vor prezenta la fiecare planta in parte.