Сорго
| Сорго | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
.jpg) Sorghum × drummondii | ||||||||
| Научная классификация | ||||||||
|
Домен: Царство: Клада: Клада: Клада: Порядок: Семейство: Подсемейство: Триба: Род: Сорго |
||||||||
| Международное научное название | ||||||||
| Sorghum Moench, 1794 | ||||||||
| Синонимы | ||||||||
| Типовой вид | ||||||||
| Распространение сорго | ||||||||
 |
||||||||
| ||||||||
Род Sorghum, известный как со́рго, объединяет порядка 30 видов однолетних и многолетних трав из семейства Злаковых (Poaceae)[1]. Эти растения широко распространены на нескольких континентах, включая Азию, Африку, обе Америки, Европу и Австралию. Некоторые представители рода культивируются человеком и имеют важное хозяйственное значение. В зависимости от вида и сорта, сорго может использоваться как зерновая культура, источник технического сырья или кормовое растение для сельскохозяйственных животных. Благодаря своей экологической пластичности и разнообразию форм, сорго играет значительную роль в мировом сельском хозяйстве.
Название
Этимология термина «сорго» вызывает дискуссии среди лингвистов. Одна из гипотез связывает его с латинским словом Sorgus, означающим «возвышаться»[1]. Однако более обоснованной считается версия о происхождении названия от разговорного латинского выражения suricum granum, что означает сирийское зерно. Согласно этой теории, слово эволюционировало через латинское surico (около X века) и итальянские формы sorgo, soricum, surgus» и suricum, зафиксированные в XII веке. Эта лингвистическая траектория отражает историческое распространение культуры и связанной с ней терминологии.
Ботаническое описание
Сорго — термофильное, ксерофитное и галофитное травянистое растение, морфологически сходное с кукурузой[2]. Оно демонстрирует высокую эдафическую пластичность. Стебель прямостоячий, варьирующий по высоте от 0,5 м у низкорослых форм до 7 м у некоторых тропических разновидностей. Характерна сплошная структура стебля без полости, заполненная паренхиматозной тканью. При созревании стебель большинства сортов становится сухим, за исключением сахарного сорго, сохраняющего сочность. Культурные формы обычно многостебельны. Корневая система мощная, проникающая на глубину до 2–2,5 м. Листья ланцетовидные с острыми краями. Соцветие представлено метелкой различной формы (прямостоячей, раскидистой, поникающей или изогнутой) длиной от 10 до 70 см, иногда более. Плод — зерновка овальной или яйцевидной формы, пленчатая или голая, окрашенная в белый, розовый, красный или желтый цвет. Масса отдельного зерна колеблется от 5 до 32 мг.
Для сорго характерно перекрестное опыление. Продолжительность вегетационного периода составляет 120–130 дней.
Места произрастания
Ареал распространения сорго, как культурного, так и дикорастущего, охватывает обширные территории Азии (преимущественно юго-западной части), Экваториальной и Южной Африки, обеих Америк, южных регионов Европы и Австралии. В странах бывшего СССР культивирование сорго осуществляется в южных областях России, степных районах Украины, а также в Молдавии и Казахстане[3].
Исторической прародиной сорго считается Экваториальная Африка. Индия и Китай рассматриваются как вторичные центры диверсификации культуры. Археологические данные свидетельствуют о возделывании сорго в Индии с III тысячелетия до н.э., а в Китае и Египте — со II тысячелетия до н.э. Интродукция сорго в Европу произошла в XV веке, а в Америку — в XVII веке.
Согласно теории академика Н.И. Вавилова, Африка и Китай являются независимыми центрами происхождения культурных форм сорго. Индия, по мнению ученого, представляет собой вторичный очаг культивирования, где сорго и по сей день сохраняет статус одной из ключевых зерновых культур.
Общая характеристика культуры
Род Sorghum демонстрирует удивительную однородность биологических характеристик среди своих представителей. Эти злаки отличаются выраженной термофильностью, а также исключительной устойчивостью к засухе и высоким температурам[4]. Оптимум для прорастания семян и вегетативного развития находится в диапазоне +20...+30 °C. Однако растения крайне чувствительны к заморозкам на всех этапах онтогенеза. Весенние похолодания могут привести к полной гибели или существенному изреживанию посевов, что диктует необходимость тщательного выбора сроков посева. Даже при положительных температурах, резкое снижение теплообеспеченности в период цветения чревато формированием череззерницы.
Для завершения полного цикла развития большинству культиваров сорго требуется сумма положительных температур в пределах 3 000–3 800 °C·сут. Примечательна низкая гидрофильность этой культуры. Для инициации прорастания семенам сорго достаточно всего 35 % влаги от их массы, что существенно ниже требований других злаковых: кукурузы (40 %), чумизы (42 %), могара (58 %) и пшеницы (60 %). На синтез единицы сухого вещества сорго расходует лишь 300 частей воды, что значительно экономичнее по сравнению с суданской травой (340), кукурузой (338), пшеницей (515), ячменем (534), овсом (600), не говоря уже о бобовых и масличных культурах.
Исследования морфо–анатомического строения и физиологии сорго выявили его выраженную ксерофитность. Это свойство обусловлено не только мощной и селективной корневой системой, но и специфическим строением листьев, особенностями устьичного аппарата, наличием плотной эпидермы и защитного воскового налета.
Характерной особенностью сорго является медленный начальный рост, а также способность входить в состояние анабиоза при неблагоприятных условиях, возобновляя вегетацию при их улучшении. Сорговые культуры демонстрируют высокую регенеративную способность после скашивания, что широко применяется в кормопроизводстве. В Ставропольском крае при ирригации возможно получение до четырех полноценных укосов за сезон. Экономически оптимальным в Саратовской области признано скашивание суданской травы в начале выметывания, что позволяет сократить межукосный период и получать три полновесных укоса.
Несмотря на высокую засухоустойчивость, сорго демонстрирует значительную отзывчивость на влагообеспеченность, существенно повышая урожайность. В предгорной сухостепной зоне Казахстана при орошении потенциал урожайности зернового сорго достигает 52,6–62,5 ц/га.
Sorghum — гелиофильное растение короткого дня, адаптированное к высокому солнцестоянию и требовательное к интенсивности коротковолновой радиации. У большинства форм сорго короткий день ускоряет вегетацию, а длинный (более 15 часов) — замедляет. Однако существуют и фотопериодически нейтральные или слабочувствительные генотипы.
Сорго отличается широкой эдафической пластичностью и способно произрастать на различных типах почв: от плодородных суглинков до легких песчаных и хорошо аэрируемых глинистых, при условии отсутствия сорной растительности. Эта культура часто используется для рекультивации и освоения целинных земель. Благодаря развитой корневой системе, сорго способно давать стабильные урожаи на почвах, истощённых для других злаковых культур. Однако оно плохо переносит холодные, заболоченные и кислые почвы. Толерантность к различным почвенным условиям позволяет использовать сорго в качестве пионерной культуры при освоении эродированных склонов.
Несмотря на общую неприхотливость, сорго положительно реагирует на улучшение минерального питания, особенно на бедных почвах.
Использование
Зерно сорго подвергается разнообразной переработке, включая производство крупы, муки, крахмала и спирта. Вегетативная масса широко применяется в животноводстве как в свежем виде, так и для силосования. Однако следует учитывать, что ювенильные растения некоторых видов сорго содержат токсичные вещества, что ограничивает их использование в кормовых целях[5].
Высушенные вегетативные части растения находят применение в качестве биотоплива. Соцветия отдельных видов служат сырьем для экстракции воска и получения красных красителей, используемых в кожевенной промышленности. Солома сорго – ценное сырье для изготовления плетеных изделий, бумаги, а также традиционных метел. В строительстве её применяют для создания кровельных покрытий и ограждений.
Культивирование сорго в аридных и семиаридных регионах обосновано его многофункциональностью и высокой продуктивностью. Фитомасса и зерно этой культуры охотно потребляются различными видами сельскохозяйственных животных. Sorghum отличается не только высокой урожайностью, но и богатым биохимическим составом, включающим углеводы, протеины, каротиноиды, танины и витамины, что способствует повышению продуктивности в животноводстве.
По нутриентной ценности зерно и вегетативная масса сорго практически эквивалентны кукурузе, а в ряде экологических зон даже превосходят её. Помимо кормового использования, зерно сорго служит сырьем для спиртовой и крахмалопаточной индустрии. В развивающихся странах техническое (веничное) сорго широко используется в производстве метел и веников.
Необходимо отметить, что молодые растения некоторых видов сорго, несмотря на высокое качество зерна и зеленой массы, содержат в зерне танины, а в листьях и стеблях — цианогенные гликозиды, что в отдельных случаях приводило к интоксикации животных.
Сахарное сорго и суданская трава демонстрируют высокую эффективность в смешанных посевах с бобовыми культурами, кукурузой и подсолнечником. Сочные стебли с высоким содержанием сахаров обеспечивают получение сбалансированного силоса и сенажа при сохранении высокой продуктивности агроценозов.
Согласно статистике Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), лидером по производству сорго в 2016 году являлись Соединённые Штаты Америки с объемом 9,7 млн тонн. Далее в рейтинге крупнейших производителей следуют Нигерия, Судан, Мексика, Эфиопия и Индия. Значительные объемы сорго также выращивают в Австралии, Бразилии, Китае, Буркина-Фасо, Аргентине, Мали, Камеруне, Египте, Нигере, Танзании, Чаде, Уганде, Мозамбике, Венесуэле и Гане. В Российской Федерации производство сорго в 2007 году составило 351 тыс. тонн, а в 2016 году – 313 тыс. тонн.
Мировое производство сорго в 2010 году достигло 55,6 млн тонн, а к 2016 году увеличилось до 63,9 млн тонн. Средняя урожайность составила 1,37 тонны с гектара. Наивысшая продуктивность зафиксирована в Иордании, где урожайность достигла 12,7 тонн с гектара. В США, крупнейшем производителе сорго, средняя урожайность составила 4,5 тонны с гектара.
Наблюдается тенденция к сокращению посевных площадей под сорго при одновременном росте урожайности. Максимальный объем мирового производства сорго за последние четыре десятилетия был зафиксирован в 1985 году и составил 77,6 миллиона тонн.
Классификация сорго
Систематизация рода Sorghum представляла значительные трудности для исследователей на протяжении длительного времени, несмотря на многовековую историю культивирования и изучения этих растений. Сложность разработки универсальной классификации обусловлена обширным сортовым разнообразием, наличием множества промежуточных форм, широким географическим распространением и вариативностью экологических условий произрастания[6].
Ранние попытки систематизации, предпринятые Т. Сноуденом, Де Веттом, Дж. П. Хюкбэем и другими исследователями, привели к разделению рода на две основные секции: одна включала 28 культивируемых подвидов, другая — 24 дикорастущих родственных таксона. Дальнейшее развитие этого подхода было осуществлено Штапфом и Сноуденом, которые подразделили секции на подсекции, объединив в первую однолетние виды, а во вторую — многолетние.
Фундаментальные принципы научной биологической классификации сорго были заложены в работах Сноудена, Штапфа и Иванюкович. Значительный вклад в систематику внес Е. С. Якушевский, предложивший в 1969 году альтернативный подход, основанный на группировке различных форм сорго по критерию их хозяйственного использования, а не биологических особенностей. Эта классификация, хотя и менее пригодна для теоретических исследований, нашла широкое применение в практической агрономии.
Современная таксономическая концепция рассматривает Sorghum bicolor как полиморфный вид, объединяющий несколько хозяйственно значимых форм, включая сахарное сорго (Sorghum saccuratum), техническое сорго (Sorghum technicum), а также зерновые формы: негритянское (Sorghum bantuorum), гвинейское (Sorghum guineense), китайское (Sorghum chinense) и кафрское (Sorghum caffrorum), ранее считавшиеся самостоятельными видами в системе Якушевского.
Классификация Якушевского
В СССР и ряде других стран, специализирующихся на возделывании сорго, широкое распространение получила систематизация, разработанная Е. С. Якушевским в 1969 году. Эта система подразделяет все многообразие форм сорговых культур на четыре основные группы в соответствии с их хозяйственным назначением: зерновое, сахарное, травянистое и веничное сорго[7]. В рамках этой классификации выделяются восемь видов:
1. Зерновое сорго гвинейское (Sorghum guineense).
2. Зерновое сорго кафрское (Sorghum caffrorum).
3. Зерновое сорго негритянское (Sorghum bantuorum).
4. Зерновое сорго хлебное (Sorghum durra).
5. Зерновое сорго китайское (Sorghum chinense).
6. Сахарное сорго (Sorghum saccuratum).
7. Травянистое сорго.
8. Техническое (веничное) сорго (Sorghum technicum).
Зерновое сорго: разнообразие форм и географическая дифференциация
1. Sorghum guineense: характеризуется наибольшим разнообразием в Западной Экваториальной Африке, преимущественно в регионах южнее Сахары, прилегающих к Гвинейскому заливу[7].
2. Sorghum caffrorum: преобладает в Южной Африке, особенно в областях южнее 10° южной широты. Этот вид получил наибольшее распространение на территории бывшего СССР.
3. Sorghum bantuorum: демонстрирует максимальное разнообразие в Центральной и Восточной Экваториальной Африке. В странах СНГ не получило значительного распространения.
4. Sorghum durra: основной ареал возделывания охватывает Северо–Восточную Африку, Ближний и Средний Восток, Аравийский полуостров, Индию и Пакистан. Ключевые представители: дурра, джугара, майло. Подразделяется на подвиды:
- S. durra ssp. aethiopicum (эфиопское сорго).
- S. durra ssp. nubicum (нубийское сорго).
- S. durra ssp. arabicum (арабское сорго).
5. Sorghum chinense (гаолян): отличается относительной холодостойкостью и скороспелостью. Характерные особенности включают красновато–бурую окраску зерна и высокое содержание танинов, придающих горький вкус. Распространён в Корее, Китае, Японии. Используется в селекции для повышения холодостойкости, скороспелости и резистентности к патогенам. Подразделяется на:
- S. chinense convar. communis: с эндоспермом стекловидной или мучнистой консистенции.
- S. chinense convar. glutinosum: с эндоспермом матово-белой или восковидной консистенции.
Сахарное сорго (Sorghum saccuratum) представляет собой универсальную культуру, применяемую для производства кормов, пищевых продуктов и биотоплива. Урожайность может достигать 220–500 ц/га биомассы стеблей и 25–50 ц/га зерна, в отдельных случаях до 100 ц/га. Содержание сахаров в соке может достигать 20%. Особенности биохимического состава сока препятствуют кристаллизации сахарозы, что обусловливает производство патоки или сиропа с содержанием сухих веществ около 75%.
Травянистое сорго объединяет множество дикорастущих однолетних и многолетних форм, из которых два вида культивируются:
1. Суданская трава (Sorghum sudanense): ценная однолетняя кормовая культура, адаптированная к различным почвенно–климатическим условиям. Используется в создании сорго–суданковых гибридов.
2. Сорго щедрое (Sorghum × almum): межвидовой гибрид, полученный путем скрещивания гвинейского сорго с гумаем. Отличается от суданской травы морфологическими особенностями и агрономическими характеристиками.
Техническое (веничное) сорго (Sorghum technicum) характеризуется специфической морфологией соцветий и используется для изготовления метел, веников и щеток. Выделяют две основные разновидности:
- Восточноевразийская (S. technicus convar. oriento–eurasieum): культивируется преимущественно на северо–востоке Китая.
- Западноевразийская (S. technicus convar. occidento–eurasieum): возделывается в Средней Азии, Северной Африке, Южной Европе и Северной Америке.
В современной таксономической системе род Sorghum подразделяется на четыре секции: Chaetosorghum, Heterosorghum, Parasorghum и Sorghum. Эта классификация отражает современные представления о филогенетических взаимоотношениях внутри рода и основывается на комплексном анализе морфологических, биохимических и молекулярно–генетических данных.