Kukurūza (Zea mays) — graudaugs: izcelsme, audzēšana un izmantošana

Kukurūza (Zea mays) — izcelsme, audzēšana un izmantošana: uzzini vēsturi, šķirnes, audzēšanas metodes, pārtikas un rūpnieciskos pielietojumus.

Kukurūza (dažās valstīs to sauc par kukurūzu) ir Zea mays, kas pieder pie Poaceae dzimtas zālaugu dzimtas. Tā ir labības graudaugs, ko cilvēki sāka audzēt senajā Centrālamerikā. Tagad tā ir trešā svarīgākā graudaugu kultūra pasaulē. Tomēr tikai nelielu daļu šīs kukurūzas cilvēki ēd tieši. Lielāko daļu izmantotā kukurūzas ražas novirza kukurūzas etanola, dzīvnieku barības un citu kukurūzas produktu, piemēram, kukurūzas cietes un kukurūzas sīrupa, ražošanai. Galvenie kukurūzas ražotāji pasaulē ir Amerikas Savienotās Valstis, Ķīna, Brazīlija, Argentīna un Ukraina; globālā raža pārsniedz vairākus simtus miljonu tonnu gadā, un kukurūza ir būtiska gan pārtikai, gan rūpniecībai.

Kukurūza ir lapu stiebrs, kura kodolos ir sēklas. Tā ir blakussēkla dzimtas kultūra, kas nozīmē, ka tās sēklas atrodas augļa vai čaumalas iekšpusē. Tā jau izsenis ir bijusi daudzu Meksikas, Centrālamerikas un Dienvidamerikas, kā arī Āfrikas reģionu iedzīvotāju galvenais pārtikas produkts. Eiropā un pārējā Ziemeļamerikas daļā kukurūzu galvenokārt audzē lopbarībai. Kanādā un Amerikas Savienotajās Valstīs kukurūzu parasti dēvē par "kukurūzu". Kukurūzas gatavošanas un uzglabāšanas prakse atšķiras atkarībā no kultūras tradīcijām — no svaigas vārītas vai ceptas saldās kukurūzas līdz žāvētiem, maltiem miltiem un nixtamalizācijai (apstrāde ar kaļķi), kas uzlabo uzturvielu pieejamību.

Gadsimtiem ilgi krustošanas procesā ir radīti lielāki augi un specializētas šķirnes. Kukurūza ir kļuvusi par svarīgu Amerikas pārtikas produktu sastāvdaļu, jo tiek izmantota kukurūzas ciete. Cilvēki jau izsenis ir ēduši saldo kukurūzu un popkornu, kas ir maz apstrādāta, bet citu veidu kukurūzu pēc apstrādes miltos, no kuriem gatavo kukurūzas maizītes, tortiljas un citus mākslīgos pārtikas produktus. Mūsdienās ir pieejamas ļoti dažādas šķirnes — no miltīša tipa līdz dent‑, flint‑, saldajiem un popkornam — katra pielāgota konkrētai izmantošanai.

Kukurūza jau daudzus gadus ir auglīgs modeļa organisms ģenētikas pētījumiem: sk. Barbara McClintock. Pētījumi liecina, ka mākslīgā selekcija kukurūzu ir attīstījusi no meksikāņu auga Teosinte. Šī kultūra ir bijusi arī svarīga hibridizācijas un ģenētiskās selekcijas piemēru grupa, un tieši kukurūzā izstrādātas metodes, kas ļāvušas radīt hibrīdaržas (hybrid vigor) un komerciāli izdevīgas lauksaimniecības šķirnes. Mūsdienu pētniecība aptver genomiku, šūnu bioloģiju, lauksaimniecības biotehnoloģijas un ilgtspējīgas audzēšanas prakses.

Izcelsme un domestikācija

Kukurūzas domesticēšana sākās pirms aptuveni 7–9 tūkstošiem gadu Centrālamerikā no savvaļas augiem, kuru pazīstamākais radinieks ir Teosinte. Cilvēku selekcijas rezultātā tematikas un morfoloģijas izmaiņas — palielinājās graudu skaits uz vārpas, mainījās vārpas forma un samazinājās graudu apvalka biezums — padarīja kukurūzu par izmantojamu pārtikas kultūru. Tā izplatījās pa Amerikām un vēlāk — pēc koloniālajiem sakariem — arī uz Eiropu, Āziju un Afriku.

Morfoloģija un bioloģiskās īpašības

Kukurūza ir daudzgadīgs stiebrs (bieži audzē kā viengadīgu kultūru) ar garu kātu, lapām, augšējo ziedkopu (mātītes vārpām — ear) un augšgalā esošo tēviņu ziedu (veidots kā tassel). Mātītes ziedi izaug kā pavedieni — silks — kas savieno katru graudu ar sēklu. Ja grauds ir apaugļots ar pollena graudu no tēviņzieda, tas attīstās par graudu. Kukurūzas graudzī ir liela daļa cietes (iekšējā daļa) un ārējā apvalka (perikarp), kā arī endosperma — no tā atkarīga kukurūzas tekstūra un tipoloģija (dent, flint, sweet, popcorn u.c.). Kukurūza ir vēja apputeksnējama kultūra, un plašas platības veicina labu salmiņu izplatīšanos un apaugļošanu.

Audzēšana un lauksaimnieciskās prakses

Audzēšanā nozīmīgi faktori ir klimatiskie apstākļi (siltums un saulesgaisma), augsnes auglība, laistīšana un mēslošana (īpaši slāpekļa nodrošinājums). Kukurūzas sējas laiks atkarīgs no reģiona — temperētajos apgabalos parasti sēj pavasarī pēc salnām. Augos svarīga ir augsnes PH kontrole, mēslošana, slimību un nezāļu ierobežošana, kā arī pareiza ražas novākšana un žāvēšana, lai saglabātu graudus.

Mūsdienu ražai izmanto gan tradicionālas, gan ģenētiski modificētas (GMO) šķirnes: populāras ir Bt šķirnes (izturība pret noteiktiem kaitēkļiem) un herbicīdu tolerantās iezīmes. Laiks, kad ievieš GMO, bieži saistīts ar ražas palielināšanos, taču tas rada arī diskusijas par rezistences attīstību, bioloģisko daudzveidību un lauksaimniecisko praksi.

Šķirnes un izmantošana

• Saldā kukurūza — patērē kā svaigu vai konservētu dārzeni; graudos vairāk cukuru.
• Popkorna kukurūza — graudi ar cietu ārējo apvalku un mitru iekšējo endospermu; sildot grauds sprāgst.
• Dentas un flint — galvenokārt industriālai pārstrādei un lopbarībai; dent satur mīkstāku endospermu, flint — cietāku.
• Miltu (flour) kukurūza — viegli samalāma, izmanto maizei un citiem izstrādājumiem.

Pārtikas un rūpnieciskie produkti

Kukurūza tiek pārstrādāta daudzos produktos: milti un masa harina (nixtamalizēta miltu forma) tortiljām, polenta, grits, popkorns, konservēta saldā kukurūza. No kukurūzas iegūst arī augu eļļu, kukurūzas cieti, dekstrīnus, saharozes aizstājējus (piem., high‑fructose corn syrup) un proteīnu atvasinājumus dzīvnieku barībai. Liela daļa ražas tiek novirzīta rūpnieciskai degvielas (etanola) ražošanai, kas ietekmē graudu tirgu un cenu svārstības.

Uzturvērtība un pārtikas drošība

Kukurūza ir enerģijas bagāts produkts, galvenokārt cietes un ogļhidrātu avots. Tā satur arī olbaltumvielas, taukus un dažus vitamīnus (piem., B grupas vitamīnus) un minerālvielas. Tomēr kukurūzas olbaltumvielu sastāvā bieži trūkst noteiktu aminoskābju (piem., lizīna), tāpēc daudzviet tradicionāli kukurūzu kombinē ar pākšaugiem, lai uzlabotu uzturvērtību.

Historiski svarīgs ir nixtamalizācijas process (apstrāde ar kaļķi), kas palielina niacīna (vitamīna B3) biopieejamību un samazina risku attīstīt pelagru reģionos, kuros kukurūza ir dominējošs uztura avots.

Kaitēkļi, slimības un ilgtspēja

Raksturīgākās problēmas lauka audzēšanā ir kukaiņi (piem., kukurūzas gliemezis, stumbrsijāši, rootworm), sēņu slimības (rūsas, miltrasa), vīrusi un nezāles. Apkarošanā izmanto integrētās augu aizsardzības metodes: kultūraugu maiņu, bioloģisko kontroli, pareizu agrotehniku un, pēc nepieciešamības, ķīmiskos līdzekļus.

Lielas kukurūzas platības var radīt vides problēmas — augsnes eroziju, barības vielu izskalošanos ūdeņos un bioloģiskās daudzveidības samazināšanos. Ilgtspējīgas prakses (rotācija, pārklājuma kultūras, precīzā lauksaimniecība) var mazināt negatīvo ietekmi.

Ģenētika, pētniecība un ciltsdarbs

Kukurūza ir bijusi nozīmīgs modeļa organisms ģenētikā un attīstības bioloģijā. Pētniecībā atklātas svarīgas parādības, piemēram, transpozonu darbība (Barbara McClintock darbs), hibrīdarža (heterozes) fenomens un sarežģīta ģenoma struktūra. Modernā genomika ļauj precīzāk noteikt gēnu funkcijas un izstrādāt šķirnes ar uzlabotām īpašībām — slimību izturību, barības vielu profilu vai pielāgošanos sausumam.

Ekonomiskā nozīme un nākotnes izaicinājumi

Kukurūza ir stratēģiska kultūra pārtikas, lopbarības un rūpniecības sektoros. Tās cena un pieprasījums ir cieši saistīti ar degvielas (etanola) politiku, lauksaimniecības subsīdijām un klimata izmaiņām. Nākotnē izaicinājumi ir saistīti ar klimata elastību, ilgtspējīgu resursu izmantošanu, rezistences pārvaldību un barības vielu saglabāšanu, lai nodrošinātu gan pārtikas drošību, gan vides aizsardzību.

Kopumā kukurūza paliek viena no daudzpusīgākajām un ekonomiski nozīmīgākajām kultūrām pasaulē — no tradicionālajām virtuves receptēm līdz mūsdienu rūpnieciskajai pārstrādei un zinātnes atklājumiem.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir kukurūza?

J: Cik daudz kukurūzas tiek novākts katru gadu?

J: Kādi ir kukurūzas izmantošanas veidi?

J: Kāda veida augs ir kukurūza?

J: Kur kukurūza vēsturiski ir bijusi galvenais pārtikas produkts?

J: Kā mākslīgā selekcija ir ietekmējusi kukurūzas augšanu?

J: Kāda nozīme Amerikas pārtikā ir kukurūzai?

Meklēt pēc burta