Kukurūza

Parastā kukurūza Zea mays (L., 1753)
Klasifikācija
Valsts	Augi (Plantae)
Nodalījums	Segsēkļi (Magnoliophyta)
Klase	Viendīgļlapji (Liliopsida)
Rinda	Graudzāļu rinda (Poales)
Dzimta	Graudzāļu dzimta (Poaceae)
Cilts	Andropogoņu cilts (Andropogoneae)
Ģints	Kukurūzas (Zea)
Suga	Kukurūza (Z. mays)
Sinonīmi
Mays zea Zea segetalis Mays americana Mayzea cerealis Thalysia mays
Izcelsmes vieta
Vidusamerika
Parastā kukurūza Vikikrātuvē

Parastā kukurūza (Zea mays) ir viengadīgs graudzāļu dzimtas (Poaceae) labības augs un viens no nozīmīgākajiem kultūraugiem pasaulē gan pēc audzēšanas apjomiem, gan pēc saimnieciskās ietekmes. To audzē galvenokārt cietes bagāto sēklu — graudu — ieguvei. Kukurūza izceļas ar augstu ražību, plašu pielāgošanās spēju dažādiem klimatiskajiem apstākļiem un lielu ģenētisko daudzveidību. To pirms vairākiem tūkstošiem gadu sāka kultivēt Vidusamerikā, un mūsdienās tiek audzēta visos kontinentos, izņemot Antarktīdu, daudzās valstīs kalpojot kā būtiska uztura un lauksaimniecības izejviela. Pasaules pārtikas sistēmā kukurūzai ir centrāla nozīme, jo tā ir viena no trim galvenajiem graudaugiem līdzās kviešiem un rīsiem. Tā ieņem dominējošu vietu globālajā labības ražošanā, un kukurūzas ražas svārstības būtiski ietekmē gan pārtikas, gan lopbarības tirgus. Kukurūza nodrošina ievērojamu daļu no uzturvērtības kalorijām gan tiešā veidā uzturā, gan netieši kā lopbarības pamats dzīvnieku izcelsmes produktu ražošanā. Kukurūzas graudi satur ogļhidrātus, olbaltumvielas, taukus un minerālvielas, padarot tos nozīmīgus gan uzturvērtības, gan saimnieciskā ziņā.

Kukurūzas izmantošanas jomas ir ļoti daudzveidīgas. Tā tiek plaši lietota pārtikā (graudu, miltu, putraimu, eļļas un dažādu pārstrādātu produktu veidā), lopbarībā (gan graudi, gan skābbarība), bioenerģētikā (īpaši bioetanola ražošanā), kā arī rūpniecībā, kur no kukurūzas iegūst cieti, saldvielas un dažādas ķīmiskās un bioloģiskās izcelsmes izejvielas. Šīs plašās pielietojuma iespējas padara kukurūzu par stratēģiski nozīmīgu kultūraugu gan lauksaimniecībā, gan pasaules saimniecībā.

Botāniskais raksturojums

Kukurūza ir tipisks graudzāļu dzimtas viengadīgs augs ar skaidri diferencētu veģetatīvo un ģeneratīvo orgānu uzbūvi, kas nodrošina augstu produktivitāti un labu pielāgošanos dažādiem augšanas apstākļiem. Kukurūzai veidojas sākotnējā sēklas sakņu sistēma (dīgļsakne), bet attīstībai progresējot par galveno kļūst no stublāja mezgliem veidotā mezglu (sekundārā) sakņu sistēma. Dīgšanas sākumposmā attīstās primārā sakne un vairākas seminalās saknes, bet vēlāk galveno sakņu masu nodrošina no stublāja mezgliem veidojošās dzinuma (nodālās) saknes. No stublāja apakšējiem mezgliem augsnes virskārtā veidojas mezglu (“kroņa”) saknes, kas veido galveno funkcionālo sakņu sistēmas daļu, nodrošinot ūdens un minerālvielu uzņemšanu un auga mehānisko noturību. No virszemes mezgliem var veidoties balstsaknes (jeb gaisa saknes), kas papildus palielina mehānisko stabilitāti; ne visas balstsaknes obligāti ieaug augsnē. Labi attīstīta sakņu sistēma ir viens no faktoriem, kas ļauj kukurūzai sasniegt lielu augumu un augstu ražu.

Kukurūzas uzbūve zīmējumā

Stublājs ir stāvs, cilindrisks, parasti nesazarots, veidots no mezgliem un starpmezgliem. Atšķirībā no daudziem citiem graudaugiem tas ir pildīts ar mīkstiem audiem (parenhīma), nevis dobs. Kukurūza ir augsts augs ar resnu un mehāniski izturīgu stublāju. Lapas ir lielas, garas un šauras (lineāri lancetiskas), ar paralēlu dzīslojumu. Tās izvietotas pamīšus gar stublāju. Tipiski graudzālēm lapu veido maksts, kas cieši aptver stublāju, un lapas plātne, kas izstiepjas uz āru. Starp maksti un plātni atrodas specializēta robežzona ar ligulu un aurikulas, kas ietekmē lapas leņķi attiecībā pret stublāju. Plašā lapu virsma nodrošina efektīvu fotosintēzi, kas ir būtiska biomasas un graudu ražas veidošanai.

Kukurūza ir vienmājas augs, tas ir, uz viena auga attīstās atsevišķi vīrišķie un sievišķie ziedi, kas ir telpiski nodalīti. Šāda uzbūve ir raksturīga graudzālēm un būtiski ietekmē apputeksnēšanās mehānismu un ģenētisko struktūru populācijās. Vīrišķā ziedkopa ir skara, kas veidojas stublāja galotnē. Tā sastāv no daudzām vīrišķajām vārpiņām ar putekšņlapām, kurās veidojas ļoti liels ziedputekšņu daudzums. Putekšņu izdalīšanās var ilgt nedēļu vai pat ilgāk, un no vienas skaras kopumā var tikt izdalīti apmēram 10 miljoni ziedputekšņu, kas palielina veiksmīgas apputeksnēšanās varbūtību. Sievišķā ziedkopa ir vālīte, kas attīstās lapu žāklēs uz saīsinātiem sāndzinumiem. Botāniski vālīte ir vārpai līdzīga ziedkopa ar sabiezinātu asi. Tai raksturīgas pa pāriem izvietotas vārpiņas gareniskās rindās, no kurām veidojas graudu rindas. Katram potenciālajam graudam atbilst viens sievišķais zieds, no kura izaug gara pavedienveida drīksna. Šīs drīksnas izvirzās ārpus vālītes un kalpo kā putekšņu uztverošā struktūra.

Kukurūza ir tipisks vēja apputeksnēšanās (anemofilijas) augs. Putekšņi no skaras ar gaisa plūsmām tiek pārnesti uz vālīšu drīksnām. Uz drīksnas nonākušais putekšņa grauds dīgst un veido putekšņcaurulīti, kas nodrošina apaugļošanu un attiecīgā grauda (sēklas) attīstību. Katras drīksnas apaugļošana ir neatkarīgs process. Ja konkrētā drīksna nesaņem putekšņus, atbilstošais grauds parasti neizveidojas, un vālītē rodas tā sauktie “tukšumi”. Lai nodrošinātu pietiekamu putekšņu daudzumu un vienmērīgu apputeksnēšanos, kukurūzu parasti audzē blīvās platībās, kas palielina putekšņu nokļūšanas varbūtību uz vālītēm un samazina nepilnīgas graudu aizmetņu veidošanās risku.

Šāda ziedkopu uzbūve un vēja apputeksnēšanās mehānisms veicina intensīvu krustapputeksnēšanos starp dažādiem augiem. Līdz ar to kukurūzas populācijās parasti saglabājas augsta heterozigotitāte un ievērojama ģenētiskā daudzveidība, kas izpaužas atšķirībās auga augstumā, graudu krāsā, formā, ķīmiskajā sastāvā un pielāgošanās spējās. Šis ģenētiskais mainīgums ir būtisks gan kukurūzas evolūcijā, gan selekcijā, īpaši hibrīdu veidošanā un šķirņu uzlabošanā, un ir viens no galvenajiem iemesliem, kādēļ kukurūza kļuvusi par globāli nozīmīgu kultūraugu.

Kukurūzas graudeņi

Kukurūzas auglis botāniski ir graudenis (caryopsis), kas ir graudzāļu dzimtai raksturīgs sauss, vienas sēklas, neatverams auglis. Graudeņa augļa siena (perikarps) ir cieši saaugusi ar sēklapvalku, tāpēc morfoloģiski auglis un sēkla veido vienotu struktūru. Šī iemesla dēļ ikdienas lietojumā kukurūzas graudu bieži dēvē par sēklu, lai gan no botāniskā viedokļa tas ir auglis. Kukurūzas graudi attīstās uz vālītes, un katrs grauds veidojas no viena apaugļota sievišķā zieda. Kukurūzas graudenis ir labi diferencēts un parasti tiek aprakstīts ar trim galvenajām sastāvdaļām — ārējiem audiem (perikarps), endospermu un dīgli. Kukurūzas graudā endosperms veido apmēram 80—85%, dīglis ap 10—12%, bet perikarps ap 5% no masas, lai gan šīs proporcijas var ievērojami mainīties atkarībā no šķirnes un grauda tipa.

Ārējo slāni veido perikarps (dēvēts arī par apvalku), kas pilda mehāniskās aizsardzības funkciju, pasargā iekšējos audus no bojājumiem un palīdz uzturēt grauda mitruma režīmu. Malšanas un pārstrādes procesos tieši perikarps parasti tiek atdalīts. Endosperms aizņem lielāko grauda daļu un ir galvenais rezerves barības vielu krājums. Tas pārsvarā sastāv no cietes, kā arī satur olbaltumvielas un nelielu daudzumu lipīdu. Endosperma ārējā daļā atrodas aleirona" slānis — ar olbaltumvielām un fermentiem bagātas šūnas, kurām ir būtiska nozīme dīgšanas laikā, jo tās piedalās rezerves vielu mobilizācijā. Endosperma uzbūve un ķīmiskais sastāvs nosaka graudu cietību, krāsu un tehnoloģiskās īpašības. Dīglis ir grauda dzīvotspējīgā daļa un atrodas grauda apakšējā daļā. Tas ietver dīgļa asi (topošo saknīti un dzinumu) un vienīgo dīgļlapu (scutellum), kas graudzālēm kalpo kā specializēts uzsūkšanas orgāns, nodrošinot endosperma rezerves vielu pārnesi uz dīgli. Dīglis satur arī salīdzinoši lielu eļļas daudzumu un bioloģiski aktīvas vielas. Dīgšanas laikā embrijs, izmantojot dīgļlapas funkcijas, mobilizē endosperma rezerves, lai nodrošinātu jaunā auga sākotnējo augšanu. Kopumā šāda graudeņa uzbūve padara kukurūzu par efektīvu vairošanās vienību dabā un vienlaikus par nozīmīgu izejvielu pārtikā, lopbarībā un rūpniecībā, kur īpaši svarīgas ir endosperma cietes īpašības un dīgļa eļļas saturs.

Iedalījums

Zea mays "fraise"

Zea mays "Oaxacan Green"

Zea mays 'Ottofile giallo Tortonese'

Parastā kukurūza bioloģiski sīkāk iedalās vairākās pasugās. Šeit ir nosauktas tikai dažas no tām:

• cietes kukurūza (Z. m. amylacea);
• cukurkukurūza (Z. m. saccharata);
• kramkukurūza (Z. m. indurata);
• plēkšņkukurūza (Z. m. tunicata);
• plīsējkukurūza (Z. m. everta);
• vaskkukurūza (Z. m. ceratinu).

Raža

2023. gadā kopējā kukurūzas raža pasaulē bija 1 241 557 811 tonnas. No kultūraugiem vēl vairāk tika ievāktas vienīgi cukurniedres. Visvairāk kukurūza tika izaudzēta Amerikas Savienotajās Valstīs.

10 lielākās kukurūzas audzētājvalstis 2023. gadā
Valsts	Novāktā raža (tonnas)	Procenti no visas pasaules kopējās ražas
ASV	389 694 460	31,39%
Ķīna	288 842 300	23,26%
Brazīlija	131 950 246	10,63%
Argentīna	41 409 448	3,34%
Indija	38 085 256	3,07%
Ukraina	31 030 440	2,50%
Meksika	27 549 917	2,22%
Indonēzija	19 985 653	1,61%
Krievija	16 600 000	1,34%
Dienvidāfrika	16 430 000	1,33%
Pasaule	1 241 557 811	100,00%

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Kukurūza.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (2004-2017) (krieviski)
• Encyclopædia of Life raksts (angliski)
• Enciklopēdijas Krugosvet raksts (krieviski)