Кукуру́за са́харная, также маи́с () — однолетнее травянистое культурное растение, единственный культурный представитель рода семейства . Помимо культурной кукурузы, род Кукуруза включает четыре вида — Zea diploperennis, Zea perennis, Zea luxurians, Zea nicaraguensis — и три дикорастущих подвида Zea mays: ssp. parviglumis, ssp. mexicana и ssp. huehuetenangensis. Считается, что многие из названных таксонов играли роль в селекции культурной кукурузы в древней Мексике. Существует предположение, что кукуруза — самое древнее хлебное растение в мире.
Кукуруза подразделяется на 9 ботанических групп, различающихся по строению и морфологии зерна: кремнистая (Zea mays var. indurata), зубовидная (Zea mays var. indentata), полузубовидная (Zea mays var. semidentata), лопающаяся (Zea mays var. everta), сахарная (Zea mays var. saccharata), крахмалистая, или мучнистая (Zea mays var. amylacea), крахмалисто-сахарная (Zea mays var. amyleosaccharata), восковидная (Zea mays var. ceratina) и плёнчатая (Zea mays var. tunicata).
Этимология
Ботаническое описание и биологические особенности
Кукуруза — высокорослое однолетнее травянистое растение, достигающее высоты 3 м и более. Кукуруза имеет хорошо развитую мочковатую корневую систему, проникающую на глубину 100—150 см. На нижних узлах стебля могут образовываться воздушные опорные корни, предохраняющие стебель от падения и снабжающие растение водой и питательными веществами.
Стебель прямостоячий, до 4 м в высоту и 7 см в диаметре, без полости внутри (в отличие от большинства других злаков).
Листья крупные, линейно-ланцетные, до 10 см шириной и метр длиной. Их число от 8 до 42.
Растения однодомные с однополыми цветками: мужские собраны в крупные метёлки на верхушках побегов, женские — в початки, расположенные в пазухах листьев. На каждом растении обычно 1—2 початка, редко больше. Длина початка от 4 до 50 см, диаметр от 2 до 10 см, масса от 30 до 500 граммов. Початки плотно окружены листообразными обвёртками. Наружу на верхушке такой обвёртки выходит только пучок длинных пестичных столбиков. Ветер переносит на их рыльца пыльцу из мужских цветков, происходит оплодотворение, и на початке развиваются крупные плоды-зерновки.
Форма зерновок кукурузы весьма своеобразна: они не вытянутые, как у пшеницы, ржи и многих других культурных злаков, а кубические или округлые, плотно прижаты друг к другу и расположены на стержне початка вертикальными рядами. В одном початке может быть до 1000 зерновок. Размеры, форма и окраска зерновок различаются у разных сортов; обычно зерновки жёлтого цвета, но бывает кукуруза с красноватыми, фиолетовыми, синими и даже почти чёрными зерновками.
Вегетационный период длится приблизительно 90—150 суток. Всходит кукуруза на 10—12 сутки после посева. Кукуруза является теплолюбивым растением. Оптимальная температура для её выращивания — 20—24 °С. Кроме того, кукуруза нуждается в хорошем солнечном освещении.
История
История происхождения
Кукуруза была введена в культуру 7—12 тыс. лет назад на территории современной Мексики. Древнейшие находки зерновок культурной кукурузы на территории современных штатов Оахака (пещера Гвила Накитц) и Пуэбла (пещеры около города Теуакан) датируются соответственно 4250 и 2750 годами до н. э. Интересно, что кукурузные початки в те времена были примерно в 10 раз меньше, чем у современных сортов, и не превышали 3-4 см в длину.
Международная группа учёных под руководством археоботаника Долорес Пиперно (Dolores Piperno) из Смитсоновского национального музея естественной истории и профессора антропологии Энтони Ранере (Anthony Ranere) из Университета Темпл в Филадельфии обнаружила первые прямые свидетельства того, что кукуруза была одомашнена около 8700 лет назад в центре долины Бальсас в Мексике, и что её диким предком было местное растение, именуемое теосинте. На сегодня это самая ранняя датировка одомашнивания кукурузы. Кластер генов Tcb1-s является одним из трёх, который придаёт несовместимость между редко гибридизирующимися популяциями кукурузы и теосинта. В отличие от двух других, Tcb1-s встречается почти исключительно в диком теосинте и содержит как мужские, так и женские гены, которые кодируют способность дикого теосинта отторгать пыльцу кукурузыHow corn’s ancient ancestor swipes left on crossbreeding , MAY 24, 2019A pistil-expressed pectin methylesterase confers cross-incompatibility between strains of Zea mays , 24 May 2019. Анализ микроостатков (крахмала зёрен и ископаемых растений), обнаруженных на каменном заслоне от ветра, называемом Шиуатоштла, проведённый при участии Айрин Холст (Irene Holst), предоставил прямые свидетельства в отношении одомашнивания как кукурузы, так и ряда растений семейства тыквенныхNew research reveals the earliest evidence for corn in the New World , 23-MAR-2009.
Существует несколько теорий происхождения культурной кукурузы: Как результат селекции одного из подвидов мексиканской дикой кукурузы, Zea mays ssp. parviglumis; данный таксон и сейчас растёт в Мексике и Центральной Америке. Скорее всего, культура возникла в бассейне реки Бальсас на юге современной Мексики. Не исключено, что до 12 % генетического материала предковые формы культурной кукурузы получили от другого подвида — Zea mays ssp. mexicana — за счёт интрогрессивной гибридизации. Как результат гибридизации мелкой окультуренной дикой кукурузы (то есть слегка видоизменённой формы дикой кукурузы) с другим видом данного рода — либо Zea luxurians, либо Zea diploperennis. Один из таксонов мексиканской дикой кукурузы вводился в культуру несколько раз. Культурная кукуруза возникла при гибридизации Zea diploperennis с каким-то представителем близкородственного рода Tripsacum.
Большинство современных исследователей принимают первую гипотезу, предложенную нобелевским лауреатом Джорджем Бидлом в 1939 году и основанную, кроме всего прочего, на экспериментальных данных.
Считается, что наибольшие изменения связаны примерно с пятью участками геномаThe Evolution of Corn // University of Utah «group of scientists analyzed the DNA from teosinte-maize offspring. .. about 5 regions of the genome (which could be single genes or groups of genes) seemed to be controlling the most-significant differences between teosinte and maize.», всего было обнаружено порядка 50 генов, подвергшихся отбору при селекцииThe molecular genetics of crop domestication. // Cell. 2006 Dec 29;127(7):1309-21; : «Altogether, selection screens in maize have identified >50 genes that have a history of selection consistent with contribution to agronomic traits. Their putative functions vary widely».
Пока кукурузу возделывали на небольших площадях в мексиканских высокогорьях, она оставалась довольно однообразной с генетической точки зрения. Однако примерно с XV века до н. э. культура кукурузы начала быстро распространяться по Мезоамерике. Для новых условий потребовались новые сорта. Эта необходимость стала стимулом для интенсивной селекции кукурузы, что выразилось во взрывообразном росте её сортового разнообразия в XII—XI веках до н. э.
Роль кукурузы в американской истории трудно переоценить. С высокой долей вероятности можно утверждать, что практически все мезоамериканские цивилизации — Ольмекская культура, цивилизация майя, цивилизация ацтеков и другие — обязаны своим появлением и расцветом прежде всего культуре кукурузы, потому что именно она легла в основу высокопродуктивного земледелия, без которого не могло возникнуть развитое общество. Особую роль кукурузы в жизни древних ацтеков хорошо отражала их религиозная система, одним из центральных богов которой был бог кукурузы Центеотль/Шилонен.
Применение у ацтеков
В произведении «Общая история дел Новой Испании» (1547—1577) Бернардино де Саагун, опираясь на сведения ацтеков о свойствах растений, привёл различные сведения о кукурузе, в частности, о применении в медицине и быту, а также о том, как велико было разнообразие сортов (текст записан на языке науатль, но снабжён рисунками): Куаппачсинтли или куаппальчинтли. Светло-коричневый, светло-коричневый спелый, светло-коричневый на вид. Становится светло-коричневым, темнеет. Шочисинтли [или] шочисентли. Это белый маис, в цветных полосках, раскрашен в цвета, раскрашен в кровавый цвет, как сильно окрашенный кровью, окрашенный кровью, окрашен, сильно окрашен, обрызган цветами, орошен цветами. Цацапалли. Расколотый маис, выходящий из двух шариков, широкий, окружённый в двух шарах. Разновидности жёлтого маиса. <…> Разновидности алого маиса. <…> Разновидности светло-коричневого маиса. <…> Разновидности красного маиса. <…> Разновидности чёрного маиса. <…> Разновидности маиса различных цветов. <…> Стебли маиса, выросшие зелёными, мелкими и среднего размера. <…> О траве маиса, и о различных раскрасках. <…> Разновидности маиса, который образуется из двух концов. <…> О мелких початках маиса, которые являются отростками початков. <…>Початки маиса, которые образуются бесформенными. <…> Гнилой початок маиса. <…> Маис, который образуется таким образом. <…> Отрывание (?) початков маиса. <…> Ложный маис, который похож на маис, но не является им. <…> Маис различных провинций в початке и различных <…>.
Другие регионы До прихода европейцев кукуруза успела распространиться как на юг (Южная Америка), так и на север. Наиболее северным регионом её распространения был бассейн реки Святого Лаврентия, на границе между современными канадскими провинциями Онтарио и Квебек и штатом Нью-Йорк, где лаврентийские ирокезы возделывали её в период с X по XVI век н. э.
Распространение в Европе
Кукурузу привезли в XVI веке из Америки сначала в Испанию, а оттуда она быстро распространилась по другим европейским странам. В XVII веке кукурузу стали выращивать в Крыму, на Кавказе и на юге современной Украины. Кукуруза сыграла важную роль в истории кавказских народов — она как минимум втрое более продуктивна, чем традиционное для Кавказа просо, поэтому её выращивание позволяло прокормить большее населениеГ. Дерлугьян Кавказская демократия выросла из кукурузы и ружей .
Пищевая ценность
Производство кукурузы Мировое производство кукурузыпо годам (тысяч тонн) 1965 226 544 1970 265 831 1975 341 661 1980 396 623 1985 485 527 1990 483 343 1995 517 329 2000 592 039 2005 714 191 2010 851 680 2015 1 052 097 2016 1 100 226 2017 1 134 747 2018 1 147 689 2020 1 023 104
Ведущие производители кукурузы (тысяч тонн) Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН Страна 1985 1995 2005 2009 2014 2016 2017 2018 2020 США 225453 187969 282261 333011 361091 384778 370960 392451 360252 Китай 64102 112361 139498 164107 215646 231674 259071 257174 260670 Бразилия 22018 36267 35113 51232 79882 64143 97722 82288 103964 Аргентина 11900 11404 20482 13121 33087 39793 49476 43462 58396 Украина - 3391 7166 10486 28497 28075 24669 35801 30290 Индия 6643 9534 14709 16680 24170 26260 28720 27820 30160 Мексика 14103 18352 19338 20142 23273 28251 27762 27170 27425 Индонезия 4329 8245 12523 17629 19008 20370 27952 30254 22500 ЮАР 8444 4866 11715 н/д 14250 7779 16820 12510 15300 Россия - 1738 3060 3963 11332 15310 13236 11419 13879 Канада 6969 7270 9332 9561 11487 12349 14095 13885 13563 Франция 12409 12739 13687 15288 18343 12131 14122 12667 13419 Нигерия 1826 6931 5957 7338 10059 10414 10420 10155 12000 Румыния 11903 9923 10388 7973 11989 10746 14326 18664 10942 Эфиопия н/д 1990 3912 3897 7235 7847 8117 7360 10022 Пакистан н/д 1504 3110 3262 4937 6134 5902 6309 8465 Венгрия 6817 4649 9050 7528 9315 7407 6811 7963 8365 Филиппины н/д 4129 5253 7034 7771 7219 7915 7772 8119 Сербия - н/д н/д 6396 7952 7377 4018 6965 7873 Египет 3686 4535 7085 7686 8060 8001 7100 7300 7500
В 2014 году страны Европейского союза собрали 74 160 тысяч тонн кукурузы.