Пшеничный колос фото: D0 bf d1 88 d0 b5 d0 bd d0 b8 d1 87 d0 bd d1 8b d0 b9 d0 ba d0 be d0 bb d0 be d1 81: стоковые фото, изображения

02.01.1970 Разное

%d0%ba%d0%be%d0%bb%d0%be%d1%81 PNG, векторы, PSD и пнг для бесплатной загрузки

%d0%bf%d1%88%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%87%d0%bd%d1%8b%d0%b9 %d0%ba%d0%be%d0%bb%d0%be%d1%81%d0%be%d0%ba PNG, векторы, PSD и пнг для бесплатной загрузки

✅ Рожь и пшеница фото колос. Чем отличается пшеница от ржи?

Пшеница и рожь. Отличия, фото, применение

Зерновые изучаются и культивируются человеком очень давно, ведь они основной источник питания и жизненной силы. Благодаря таким культурам, как рожь и пшеница, человек не одно столетие обеспечивает пищу себе и домашним животным. Из перемолотого зерна этих злаковых пекут хлеб, который мы ежедневно покупаем в магазине, даже не задумываясь, а чем еще, кроме вкусовых качеств, отличаются рожь и пшеница.

Как выглядит рожь и как выглядит пшеница

Даже тот, кто никогда не держал в руках колоски пшеницы и ржи, по фотографии знает, что между ними существуют отличия, ведь и сам хлеб пшеничный и ржаной отличаются на вид. Первый — белый с золотистой корочкой, а второй — серый внутри и коричневый снаружи. Точно также можно отличить зерна этих культур — у пшеницы спелые семена имеют золотистый оттенок, а вот для ржи характерен зеленовато-серый цвет зерен, как у тимофеевки луговой.

Колосок у ржи тонкий с длинными и густыми усиками. У пшеницы колос более толстый. Он также имеет усики, но они в период созревания зерна зачастую полностью обламываются. Стоит отметить, что ни одна зерновая культура не имеет столько сортов, как пшеница . И это понятно, ведь исторические исследования подтверждают, что именно с нее началась практика культивирования зерновых.

Высота стебля ржи может достигать порядка двух метров, тогда как пшеница редко вырастает более полутора метров.

Ниже на первом фото расположена рожь, на втором — пшеница:

Состав и пищевая ценность

И рожь, и пшеница относятся к семейству злаковых и могут быть, как однолетними, так и двухлетними. Чаще культивируются однолетние сорта.

Пшеница считается более питательным продуктом. Из нее выходит более вкусный и ценный хлеб. Но, на самом деле 100 граммов зерна пшеницы имеют энергетическую ценность 339 калорий, тогда как у ржи 338 калорий. Как видите, разница не существенная, если речь идет о самом зерне.

Состав ржи представлен следующими пропорциями:

• 8,8 г белков
• 1,7 г жиров
• 60,7 г углеводов
• 13,2 г пищевых волокон
• 1,9 г минеральных веществ

В свою очередь, в составе пшеницы:

• 14 г белков
• 2-2,5 г жиров
• 68-71 г углеводов
• 10 г пищевых волокон
• а также 65-68 г крахмала и 3 г сахаров

Таким образом, становится очевидным, что с точки зрения питательности и пользы продукта, пшеница намного ценнее ржи.

С другой стороны, рожь считается более диетическим продуктом , и ржаной хлеб, особенно грубого помола, рекомендуется при повышенном весе и избытке холестерина.

Особенности агротехники

Как и чеснок, обе эти культуры выращивают, как озимые и яровые, что увеличивает объемы урожая при условии сокращения используемой площади полей.

Пшеница любого сорта — это самоопыляющееся растение, однако ее урожайность зависит от климатических условий. Для нее важна достаточная продолжительность светового дня и теплый климат. Также она весьма чувствительна к сильным морозам в зимнее время. А потому, озимая пшеница в бесснежные зимы очень часто погибает. Это обусловлено тем, что кущение происходит близко к почве.

Если же говорить про рожь, то она менее прихотлива и может выдерживать в бесснежные зимы до – 30° по Цельсию. Это привело к активному распространению данной культуры в северных регионах.

Оптимальная почва для этих культур также отличается. Пшеница лучше всего дает урожаи на плодородном черноземе или подзолистом грунте и не переносит высокой кислотности. Рожь чувствует себя хорошо и на бедных глинистых и даже песчаных почвах, и не восприимчива к уровню кислотности. К слову, она даже способна улучшить качество глинистых почв, разрыхляя их и обеспечивая хорошие дренажные свойства.

При высокой влажности пшеница может быть поражена различными грибковыми заболеваниями, к которым устойчива рожь. Впрочем, в силу большой длинны стебля, рожь может “полечь”, что делает сложной уборку урожая.

В отличие от ржи, пшеница также может иметь затруднения с сорной травой, препятствующей появлению всходов.

Практическое применение

Как уже было сказано, зерна этих культур используют для выпечки хлеба, изготовления макаронных изделий и производства спирта. Рожь и пшеницу нередко включают в состав корма для скота и птицы (кур, перепелов на фермах.

Широкое применение получили пророщенные зерна пшеницы. В медицине их используют, как рано-заживляющее средство, а также иммуномодулятор. В косметологии они известны, как эффективное омолаживающее средство.

Зародыши ржи в медицине и косметологии не применяются. Однако, цветущие колосья ржи подходят для приготовления эссенции, используемой в гомеопатии.

В свою очередь, стебли (солома) этой культуры являются отличным кровельным материалом. В наши дни он используется редко, но все же встречается в сельскохозяйственных постройках.

Стоит отметить и особенные свойства хлеба из пшеницы и ржи . Первый оказывает закрепляющий эффект на кишечник, а второй наоборот слабит. Из пшеницы можно получить спирт самого высокого качества, а вот из ржи готовят отличный квас.

Чем отличается пшеница от ржи?

Злаки (зерновые культуры) выращиваются уже несколько тысячелетий. Они имеют гигантское продовольственное и даже культурное значение. Но современные люди слабо представляют себе разницу между отдельными злаковыми культурами.

Характеристика растений

Оба злака могут быть выращены в яровом и озимом режимах. Такое решение позволяет получить больше зерна при оптимальном использовании полей. Но рожь намного лучше приспособлена к выращиванию в России. Даже при бесснежной зиме для нее не страшен мороз в 30 градусов. Именно поэтому такое растение активно выращивают в северных и центральных областях.

Для выращивания ржи подходят самые разные территории. Эта культура неплохо созревает и на глине, и на песке, даже если они небогаты полезными веществами. Злаку все равно, каков уровень кислотности земли. Мало того, он сумеет сделать глинистые поля лучше. После ржи такие участки оказываются более рыхлыми и повышают свои дренажные характеристики.

Чрезмерный уровень влажности для ржи не страшен. Она имеет превосходный иммунитет против грибковых заболеваний. Но проблема в том, что удлиненный ржаной стебель полегает чаще, чем пшеничный колос. Это усложняет сбор урожая и тормозит его. Зато есть иные преимущества.

• Рожь быстро всходит даже в относительно неблагоприятных условиях.
• На 1 культурный вид этого злака приходится 12 дикорастущих разновидностей.
• Прямой, полый внутри стебель покрыт особенными сизыми листьями.
• Колос растет в два ряда.
• Корни ржи очень хорошо развиты, они доходят до глубины 2 м. Именно это свойство позволяет получать приличные урожаи на бедном песке.

Пшеница

Пшеница, вне зависимости от сортовой группы, опыляет себя сама. Величина урожая определяется климатическими факторами. Для этого растения критически важны длительность подсветки в течение дня и поступление тепла. Очень плохо на состоянии пшеничных насаждений сказываются сильные зимние холода. Нередко при малом количестве снега озимая пшеница не доживает до весны.

Это растение требовательно к земле. Самые лучшие урожаи достигаются на насыщенном питательными веществами черноземе. Неплох будет и подзолистый грунт. А вот высокая кислотность земли сразу губит пшеницу. Если влажность повышается больше определенной нормы, вероятно поражение грибками.

Еще этот злак намного слабее, чем рожь защищен от различных сорных растений. Обе культуры дают зерно, пригодное для:

• изготовления хлеба и других печеных продуктов;
• получения макарон;
• питания домашних животных и птицы;
• выработки этилового спирта.

Надо немного сказать и о том, как выглядит пшеница. Пшеничный лист может вырасти до 2 см в ширину. На нем могут быть волоски, хотя это и необязательно.

Соцветия основного хлебного злака формируют колос, достигающий 0.15 м в длину. Все колосья образованы 3-5 цветками. Плоды пшеницы относятся к категории зерновок.

Сходства и отличия

По внешнему виду

Даже те люди, которые ни разу в жизни не выходили на колосящееся поле, понимают, что между рожью и пшеницей есть существенная разница. Она отражается и на свойствах хлеба, и на его облике. Однако отличается и зерно у этих культур. Пшеничные плоды окрашены в золотистый тон. Ржаные зернышки – зеленоватые с серым отливом, словно у луговой тимофеевки.

Сравнение колосьев тоже показывает ощутимые различия. Так, пшеничный побег толще ржаного, у обеих культур есть «усики», но на пшенице они при созревании зерен могут отломиться полностью. У пшеницы больше, чем у ржи и любых иных злаков разнообразие сортов. А вот ржаной колос тяжелее пшеничного, ведь он может достичь 2 м по сравнению с максимальным ростом 1.5 м у пшеницы.

И пшеницу, и рожь выращивают практически на всей обитаемой территории земного шара. У них есть своеобразный гибрид (тритикале). Пшеница происходит из юго-восточных областей Турции.

Рожь же впервые была введена в культуру где-то на побережье Средиземного моря. Точнее определить пока не удалось. Твердые сорта пшеницы полностью относятся к яровой группе, а под зиму сажают исключительно мягкий вид злака.

Если сравнивать зерна по химическому составу, то у ржи они содержат повышенную концентрацию ниацина. В них также больше токоферола. Такие компоненты положительно влияют на нервную систему. В ржаном зерне выше концентрация пищевых волокон, что позволяет предотвращать многие случаи рака толстой кишки. А вот клейковина, которую пшеница вырабатывает активнее, способствует повышению качества теста.

Сходства и отличия пшеницы от ржи во внешнем виде, составе и применении

Темный ржаной и белый пшеничный хлеб – продукты, которые легко различаются на полках магазинов. Но сырьевые культуры – рожь и пшеницу – до обработки отличить друг от друга под силу только профессионалу. Расскажем подробнее, чем отличаются эти злаки и каковы особенности их применения.

Описание ржи и пшеницы

Рожь и пшеница – растения семейства Мятликовые (Poaceae), применяемые в сельском хозяйстве как кормовые культуры.

Ботаническое описание и применение ржи

Рожь (Secale) – род травянистых злаковых растений, включающий порядка десяти видов. В качестве кормовой культуры на территории России распространен вид Рожь посевная (Secale cereale). Слово «рожь» обозначает также плоды этого растения.

Признаки Ржи посевной:

• корневая система мочковатая, распространяется на 1-2 м в глубину;
• стебель не ветвистый, полый, прямостоячий, с 5-7 междоузлиями, опушенный под колосьями, 80-100 см длиной;
• листовые пластины широколинейные, сизого цвета, 15-30 см длиной и 1,5-2,5 см шириной;
• соцветие – сложный колос, одиночное, сидящее на верхушке стебля, 5-15 см длиной и 0,7-1,2 см шириной, колос остистый, ости 2-5 см длиной;
• цветок имеет три тычинки с пыльниками, выступающими из колоска;
• опыление – ветровое;
• плод – зерновка, сжатая с боков, имеет глубокую бороздку, длина – 5-10 мм, ширина – 1,5-3 мм, толщина – 1,5-3 мм, форма удлиненная или овальная с поперечной морщинистостью на поверхности, окраска плода – от белого до темно-коричного.

Происходит растение от дикорастущих сородичей с берегов Турции (район Анатолии).

В отличие от пшеницы, рожь более засухоустойчива и не требовательна к рН почвы, что делает ее более выносливой культурой.

Применяют эту культуру в пищевой промышленности для изготовления муки, кваса и ржаного хлеба. Также рожь используют для производства крахмала и спирта.

В животноводстве используют свежие ржаные стебли в качестве фуража.

В сельском хозяйстве рожь и горчица – лучшие сидераты. Они подавляют рост сорных видов растений, разрыхляют суглинистые почвы, вытесняют нематод.

Зерна, ржаные отруби и стебли ржи включают в диетическое питание. Пациентам с сахарным диабетом эндокринологи рекомендуют заменить пшеничный белый хлеб на темный ржаной, так как он имеет меньший гликемический индекс: 55 – для ржаного хлеба, 95 – для пшеничного хлеба из муки высшего сорта.

Ботаническое описание и применение пшеницы

Пшеница – род травянистых однолетников, включающий около 20 видов. На территории России выращивают гибриды и сорта видов Пшеница твердая (Triticum durum), Пшеница английская (Triticum turgidum), Пшеница мягкая (Triticum aestivum) и Пшеница спельта (Triticum spelta).

Признаки рода пшеница:

• мочковатая корневая система;
• стебли прямые, голые, не ветвистые, 30-150 см высотой;
• листовая пластинка линейная или широколинейная, 3-15 мм шириной, голая или волосистая, шероховатая;
• соцветие – сложный колос, 3-15 см длиной, с остями до 18 см;
• цветки с 3 тычинками, пыльники 2-4,5 мм длиной;
• опыление – ветровое;
• плод – свободная овальная или продолговатая зерновка 5-10 мм длиной, покрыта волосками наверху, имеет глубокий желобок.

Родина пшеницы – юго-восток Турции. По предположению русского ученого Н. И. Вавилова, пшеница происходит от диких предков, произрастающих в Армении.

В пищевой промышленности пшеница – сырье для производства муки, крупы, спирта, растительного пшеничного масла, хлеба, макаронных изделий и кондитерской продукции. Ликероводочная промышленность использует пшеницу для приготовления водки, пива, виски. Из пшеничных зерен получают белок – клейковину (глютен), который используют в качестве загустителя и стабилизатора консистенции колбасных изделий, мягкого сыра, паштетов и десертов.

Внимание! Клейковина и блюда с ее содержанием противопоказаны пациентам с целиакией (неспособностью расщеплять глютен).

Пшеница – кормовая культура в животноводстве. В пищу животным идут зерна, сенаж, солома, свежая зелень.

В отличие от ржи, компоненты зерна пшеницы применяются в традиционной медицине. Пшеничный крахмал используют как наполнитель таблеток, мазей, присыпок, а также для накрахмаливания бинтов. Экстракт зародышей пшеницы – иммуномодулирующее лекарственное средство, употребляемое для стимуляции иммунитета после перенесенных травм, заболеваний и в сезон простуд. В косметологии этот препарат применяют наружно как омолаживающее средство.

Колоски пшеницы используют во флористике для придания цветочным композициям этнического настроения.

Отличия ржи и пшеницы

Ржаные и пшеничные зерна получают от растений разных родов. Эти растения – довольно далекие родственники, но несмотря на это, в конце XIX века был получен их гибрид – Тритикале (Triticosecale), отличающийся повышенной морозостойкостью. Разберем подробнее, чем отличаются пшеница и рожь.

Сравнительный анализ состава ржаных и пшеничных зерен

Пищевые показатели сухих пшеничных и ржаных зерен приведены в таблице.

Источники:

http://www.domogorodnika.ru/zernovye-i-bobovye/pshenica-i-rozh-otlichija-foto
http://eda-land.ru/pshenica/chem-otlichaetsya-ot-rzhi/
http://agronom.expert/posadka/ogorod/zlaki/rozh/shodstva-i-otlichiya-pshenitsy-ot-rzhi.html

Тату колос пшеницы: значение, фото татуировки, эскизы

Краткое значение тату колос пшеницы

Татуировка с изображением пшеницы символизирует достаток, тоску по Родине, патриотизм, жизнь, урожай, сытость, богатство, благополучие, хлеб, выпечку, надежду, привязанность, любовь.

Татуировка колос на руках

Значение татуировки колос пшеницы

Пшеница олицетворяет хлеб, сытость, земельный сектор, выпечку, жизнь, всемирное богатство, обеспечение продовольственного достатка. Пшеницу можно заметить на гербах многих государств. Вдобавок, она обозначает достаток и работу.

Два колоска на предплечье

Зерно во все времена олицетворяло жизнь во всех её проявлениях, поскольку при смерти зерно рождает новую жизнь – полную связку зерен. В античности римляне инициативно использовали его при похоронных ритуалах. Оно также слыло весьма оригинальным знаком.

В христианской культуре, пшеница обозначает тот самый хлеб, который Иисус, сказав, что это его тело, отдавал для первого таинства своим ученикам. В античных сказаниях пшеница являлась также и сексуальным знаком, так как символизировала зерно, осеменяющее почву. У большого числа языческих богов колос считался неотделимым предметом.

Тату колос сбоку тела парня

Связка пшеницы нередко олицетворяет обильный урожай и материальное благополучие. До какого-то времени, она символизировала выпечку и была знаком данной трудовой деятельности- нарисованная на вывеске хлебобулочных лавок, пшеница говорила о том, что гости могли отведать разного рода выпечку.

Связка пшеницы, обмотанная веревкой, обозначала гармонию, мир и отсутствие забот и тревог.

Татуировка в виде трех колосков на предплечье

В некоторых религиях пшеницу олицетворяют с верой и жертвой своих интересов ради других, сравнивают его с сорным растением, которое намекает на отрицающих религию людей. Пшеница — это ещё и надежда на лучезарное будущее не только в религиозном, но и в вещественном смысле.

Рисунок колоса обладает конкретным значением. Он является знаком сердечной привязанности к Отечеству, преданности или тоске по родине. Чаще всего их наносят те, кто хотят возвратиться в родной край, быть может, в родимое селение. Вдобавок, пшеничный колос является знаком аграрного хозяйства и указывает на любовь человека к земельному труду. Разумеется, пшеница, как и всякая остальная татуировка, может наноситься элементарно ради украшения.

Три колоска с лентой на руке

Если вы решили набить на своем теле колос пшеницы, то вы информируете тем самым своё окружение о благополучии в семье.

Также данное тату обозначает, что вы загруженный делами человек и отрываться по мелочам вы не станете. У вас каждая минута на счету, поэтому пустая болтовня не для вас.

Татуировка колос на руке парня

Таким образом, любая татуировка несёт в себе собственный смысл. Отбирать её необходимо в зависимости от того, что вы хотите показать, о чем поведать своему окружению, ну и, разумеется, тату должно выглядеть на вашем теле эстетично. Согласитесь, данный аспект также имеет существенное значение.

Большой колос сбоку тела парня

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Булочки и пшеничный колос. Стоковое фото № 2606053, фотограф Elnur / Фотобанк Лори

Корзина Купить!

удалить из корзины

Размеры в сантиметрах указаны для справки, и соответствуют печати с разрешением 300 dpi. Купленные файлы предоставляются в формате JPEG.

¹ Стандартная лицензия разрешает однократную публикацию изображения в интернете или в печати (тиражом до 250 тыс. экз.) в качестве иллюстрации к информационному материалу или обложки печатного издания, а также в рамках одной рекламной или промо-кампании в интернете;

² Расширенная лицензия разрешает прочие виды использования, в том числе в рекламе, упаковке, дизайне сайтов и так далее;

Подробнее об условиях лицензий

³ Лицензия Печать в частных целях разрешает использование изображения в дизайне частных интерьеров и для печати для личного использования тиражом не более пяти экземпляров.

* Пакеты изображений дают значительную экономию при покупке большого числа работ (подробнее)

Размер оригинала: 2848×4288 пикс. (12.2 Мп)

Указанная в таблице цена складывается из стоимости лицензии на использование изображения (75% полной стоимости) и стоимости услуг фотобанка (25% полной стоимости). Это разделение проявляется только в выставляемых счетах и в конечных документах (договорах, актах, реестрах), в остальном интерфейсе фотобанка всегда присутствуют полные суммы к оплате.

Внимание! Использование произведений из фотобанка возможно только после их покупки. Любое иное использование (в том числе в некоммерческих целях и со ссылкой на фотобанк) запрещено и преследуется по закону.

Как выглядит колосок пшеницы — Ogorod.guru

Зерновые изучаются и культивируются человеком очень давно, ведь они основной источник питания и жизненной силы. Благодаря таким культурам, как рожь и пшеница, человек не одно столетие обеспечивает пищу себе и домашним животным. Из перемолотого зерна этих злаковых пекут хлеб, который мы ежедневно покупаем в магазине, даже не задумываясь, а чем еще, кроме вкусовых качеств, отличаются рожь и пшеница.

Как выглядит рожь и как выглядит пшеница

Колосок у ржи тонкий с длинными и густыми усиками. У пшеницы колос более толстый. Он также имеет усики, но они в период созревания зерна зачастую полностью обламываются. Стоит отметить, что ни одна зерновая культура не имеет столько сортов, как пшеница . И это понятно, ведь исторические исследования подтверждают, что именно с нее началась практика культивирования зерновых.

Высота стебля ржи может достигать порядка двух метров, тогда как пшеница редко вырастает более полутора метров.

Ниже на первом фото расположена рожь, на втором – пшеница

Состав и пищевая ценность

И рожь, и пшеница относятся к семейству злаковых и могут быть, как однолетними, так и двухлетними. Чаще культивируются однолетние сорта.

Пшеница считается более питательным продуктом. Из нее выходит более вкусный и ценный хлеб. Но, на самом деле 100 граммов зерна пшеницы имеют энергетическую ценность 339 калорий, тогда как у ржи 338 калорий. Как видите, разница не существенная, если речь идет о самом зерне.

Состав ржи представлен следующими пропорциями:

• 8,8 г белков
• 1,7 г жиров
• 60,7 г углеводов
• 13,2 г пищевых волокон
• 1,9 г минеральных веществ

В свою очередь, в составе пшеницы:

• 14 г белков
• 2-2,5 г жиров
• 68-71 г углеводов
• 10 г пищевых волокон
• а также 65-68 г крахмала и 3 г сахаров

Таким образом, становится очевидным, что с точки зрения питательности и пользы продукта,

С другой стороны, рожь считается более диетическим продуктом , и ржаной хлеб, особенно грубого помола, рекомендуется при повышенном весе и избытке холестерина.

Особенности агротехники

Как и чеснок, обе эти культуры выращивают, как озимые и яровые, что увеличивает объемы урожая при условии сокращения используемой площади полей.

Пшеница любого сорта – это самоопыляющееся растение, однако ее урожайность зависит от климатических условий. Для нее важна достаточная продолжительность светового дня и теплый климат. Также она весьма чувствительна к сильным морозам в зимнее время. А потому, озимая пшеница в бесснежные зимы очень часто погибает. Это обусловлено тем, что кущение происходит близко к почве.

Если же говорить про рожь, то она менее прихотлива и может выдерживать в бесснежные зимы до – 30° по Цельсию. Это привело к активному распространению данной культуры в северных регионах.

Оптимальная почва

При высокой влажности пшеница может быть поражена различными грибковыми заболеваниями, к которым устойчива рожь. Впрочем, в силу большой длинны стебля, рожь может “полечь”, что делает сложной уборку урожая.

В отличие от ржи, пшеница также может иметь затруднения с сорной травой, препятствующей появлению всходов.

Практическое применение

Как уже было сказано, зерна этих культур используют для выпечки хлеба, изготовления макаронных изделий и производства спирта. Рожь и пшеницу нередко включают в состав корма для скота и птицы (кур, перепелов на фермах.

Широкое применение получили пророщенные зерна пшеницы

Зародыши ржи в медицине и косметологии не применяются. Однако, цветущие колосья ржи подходят для приготовления эссенции, используемой в гомеопатии.

В свою очередь, стебли (солома) этой культуры являются отличным кровельным материалом. В наши дни он используется редко, но все же встречается в сельскохозяйственных постройках.

Стоит отметить и особенные свойства хлеба из пшеницы и ржи . Первый оказывает закрепляющий эффект на кишечник, а второй наоборот слабит. Из пшеницы можно получить спирт самого высокого качества, а вот из ржи готовят отличный квас.

Злаки (зерновые культуры) выращиваются уже несколько тысячелетий. Они имеют гигантское продовольственное и даже культурное значение. Но современные люди слабо представляют себе разницу между отдельными злаковыми культурами.

Характеристика растений

Оба злака могут быть выращены в яровом и озимом режимах. Такое решение позволяет получить больше зерна при оптимальном использовании полей. Но рожь намного лучше приспособлена к выращиванию в России. Даже при бесснежной зиме для нее не страшен мороз в 30 градусов. Именно поэтому такое растение активно выращивают в северных и центральных областях.

Для выращивания ржи подходят самые разные территории. Эта культура неплохо созревает и на глине, и на песке, даже если они небогаты полезными веществами. Злаку все равно, каков уровень кислотности земли. Мало того, он сумеет сделать глинистые поля лучше. После ржи такие участки оказываются более рыхлыми и повышают свои дренажные характеристики.

Чрезмерный уровень влажности для ржи не страшен. Она имеет превосходный иммунитет против грибковых заболеваний. Но проблема в том, что удлиненный ржаной стебель полегает чаще, чем пшеничный колос. Это усложняет сбор урожая и тормозит его. Зато есть иные преимущества.

• Рожь быстро всходит даже в относительно неблагоприятных условиях.
• На 1 культурный вид этого злака приходится 12 дикорастущих разновидностей.
• Прямой, полый внутри стебель покрыт особенными сизыми листьями.
• Колос растет в два ряда.
• Корни ржи очень хорошо развиты, они доходят до глубины 2 м. Именно это свойство позволяет получать приличные урожаи на бедном песке.

Пшеница

Пшеница, вне зависимости от сортовой группы, опыляет себя сама. Величина урожая определяется климатическими факторами. Для этого растения критически важны длительность подсветки в течение дня и поступление тепла. Очень плохо на состоянии пшеничных насаждений сказываются сильные зимние холода. Нередко при малом количестве снега озимая пшеница не доживает до весны.

Это растение требовательно к земле. Самые лучшие урожаи достигаются на насыщенном питательными веществами черноземе. Неплох будет и подзолистый грунт. А вот высокая кислотность земли сразу губит пшеницу. Если влажность повышается больше определенной нормы, вероятно поражение грибками.

Еще этот злак намного слабее, чем рожь защищен от различных сорных растений. Обе культуры дают зерно, пригодное для:

• изготовления хлеба и других печеных продуктов;
• получения макарон;
• питания домашних животных и птицы;
• выработки этилового спирта.

Надо немного сказать и о том, как выглядит пшеница. Пшеничный лист может вырасти до 2 см в ширину. На нем могут быть волоски, хотя это и необязательно.

Соцветия основного хлебного злака формируют колос, достигающий 0.15 м в длину. Все колосья образованы 3-5 цветками. Плоды пшеницы относятся к категории зерновок.

Сходства и отличия

По внешнему виду

Даже те люди, которые ни разу в жизни не выходили на колосящееся поле, понимают, что между рожью и пшеницей есть существенная разница. Она отражается и на свойствах хлеба, и на его облике. Однако отличается и зерно у этих культур. Пшеничные плоды окрашены в золотистый тон. Ржаные зернышки – зеленоватые с серым отливом, словно у луговой тимофеевки.

Сравнение колосьев тоже показывает ощутимые различия. Так, пшеничный побег толще ржаного, у обеих культур есть «усики», но на пшенице они при созревании зерен могут отломиться полностью. У пшеницы больше, чем у ржи и любых иных злаков разнообразие сортов. А вот ржаной колос тяжелее пшеничного, ведь он может достичь 2 м по сравнению с максимальным ростом 1.5 м у пшеницы.

И пшеницу, и рожь выращивают практически на всей обитаемой территории земного шара. У них есть своеобразный гибрид (тритикале). Пшеница происходит из юго-восточных областей Турции.

Рожь же впервые была введена в культуру где-то на побережье Средиземного моря. Точнее определить пока не удалось. Твердые сорта пшеницы полностью относятся к яровой группе, а под зиму сажают исключительно мягкий вид злака.

Если сравнивать зерна по химическому составу, то у ржи они содержат повышенную концентрацию ниацина. В них также больше токоферола. Такие компоненты положительно влияют на нервную систему. В ржаном зерне выше концентрация пищевых волокон, что позволяет предотвращать многие случаи рака толстой кишки. А вот клейковина, которую пшеница вырабатывает активнее, способствует повышению качества теста.

По свойствам

Для потребителей интересен еще один вопрос – какой злак полезнее. Питательность пшеницы несколько больше, она позволяет получить более вкусный хлеб. Но разница в энергетической ценности составляет всего 1 калорию (338 и 339 соответственно). Поэтому на реальной питательности хлеба больше отражаются иные компоненты и технологические моменты его производства. На 100 г ржаного зерна приходится:

• более 60 г углеводов;
• 8.8 г белка;
• 1.7 г жира.

Важными дополнительными компонентами оказываются пищевые волокна (их 13.2 г) и минеральные составляющие (почти 2 г). Химический анализ пшеничных зерен показывает, что в них содержится:

• от 68 до 71 г углеводов;
• 14 г белка;
• от 2 до 2.5 г жира.

На долю пищевых волокон приходится 10 г, также присутствуют крахмал и сахар. Поэтому по общей питательности и пользе для здоровья пшеница далеко опережает рожь. Но диетические характеристики у последней заметно выше.

Потому ржаные продукты, прежде всего полученные из муки грубого помола, лучше подходят для людей с избыточной массой тела и увеличенным уровнем холестерина.

Окончательные характеристики определяются спецификой сорта и последующей обработкой.

Зерна пшеницы после проращивания оказываются ценным средством для медицинских и косметических целей. Они помогают ускорить заживление ран и укрепить иммунитет. Косметологи ценят пшеничные проростки за их способность омолаживать кожу. А вот зародыши ржи для таких целей непригодны. Зато ее солома даже сейчас изредка применяется для покрытия крыш подсобных построек в сельской местности.

Даже хлеб отличается по своим характеристикам. Пшеничные хлеба укрепляют кишечник, а ржаные, напротив, стимулируют его перистальтику. Пшеница в целом лучше подходит для изготовления спиртного, а рожь – для выработки кваса. Из пшеничного зерна изготавливают крупы. А отруби, получаемые при его обработке, помогают снизить уровень сахара в крови.

Отличия ржи от пшеницы показаны в следующем видео.

Колос является одной из разновидностей соцветий покрытосеменных культур и состоит из удлинённой основной оси с находящимися на ней цветками. От числа цветков зависит тип колоса. К простому типу относят колос с присутствием одиночных цветов, а сложный представлен уже несколькими цветками. Именно ко второму типу относится колос пшеницы – одной из самых важных продовольственных культур.

Характеристики злака

Пшеница (лат. triticum) является одним из самых ярких представителей семейства злаковых, относится к классу однодольных и является первым злаком, окультуренным человеком. Место происхождения культуры долгое время оспаривалось, однако в результате тщательного исследования им всё же был признан город Диярбакыр, расположенный в Малой Азии.

Стебель растения имеет полое прямое строение с присутствием узлов. Его рост осуществляется благодаря увеличению междоузлий, количество которых варьируется от 5 до 7. После того как стебель перерастает влагалище последнего листа, начинается процесс колошения. Из каждого мочковатого корня может расти до 12 таких стеблей, достигающих высоты полутора метров каждый. Лист у пшеницы плоский, с выраженной волокнистостью и шершавый на ощупь.

Ширина листьев варьируется от 1,5 до 2 см и зависит от сорта пшеницы и условий выращивания. От сорта зависит и присутствие волосков на листовых пластинках. Колосья имеют длину до 15 см и сложены из нескольких цветков, которые, в свою очередь, состоят из двух колосковых чешуек, двух плёнок, пестика, трёх тычинок и рыльца. Плодом пшеницы является зерновка. Опыление цветков происходит естественным способом с помощью ветра.

Размножение пшеницы производится при помощи семян, которые способны прорастать четырьмя корешками сразу. После появления первых листочков происходит формирование вторичной корневой системы, способной проникать внутрь земли на глубину до 1 метра. Боковые побеги образуются от узловых корней, а их количество может доходить до 5 штук.

Из пшеницы производят муку, используемую для изготовления хлебобулочной и макаронной продукции. Из зёрен производят этиловый спирт, а из отрубей делают препараты, способствующие снижению холестерина и уровня сахара в крови человека. А также культура является сырьём для производства комбикормов, иммуномодулирующих лекарств и молодильных вытяжек.

Структура колосков

Каждый из сортов пшеницы отличается особенностями колосного строения, которое в общем виде выглядит так: в устьях коленчатого стержня с двух сторон расположены колоски, в которых под колосковыми чешуйками находятся цветки. Членики расположены спиралеобразно, что обеспечивает формирование площадки на верхнем участке. Каждая площадка заполнена колоском, расположение которых является поочерёдным: первый смотрит влево, следующий – вправо и так далее. Благодаря такому строению по бокам формируется 2 ряда, а на передней части происходит опирание одного колоска на другой. По цвету колосья бывают белыми, красными, чёрными и серо-дымчатыми.

Колосковая чешуя считается одной из важных составляющих колоса: именно по её строению происходит классификация пшеницы на сорта. Чешуя представлена двумя широкими пластинками, разделёнными посередине килем. Для того чтобы определить, какого сорта пшеница, следует оценивать чешуйки средней части колоса, так как они не подвергаются изменению под воздействием внешних факторов.

По своей форме колосья пшеницы делятся на нескольких видов:

• веретеновидный представлен широкой серединой, с постепенным сужением к верхнему и нижнему участкам;
• призматический колос одинаковый по всей ширине;
• булавовидный расширяется к верхней части, за что и получил свое название.

Зёрна

Плод пшеницы представлен в виде односемянной зерновки с высоким содержанием белков, жиров, углеводов, крахмала, дисахаридов и пищевых волокон. Кроме того, зёрна богаты большим количеством минеральных веществ, витаминов, пектина, фитоэстрогенов и линолевой кислоты.

Размер зёрен зависит от условий выращивания и варьируется от 5 до 7 и более мм. Форма семян также разнообразна. Различают зёрна овально-удлинённых, яйцевидных, овальных и бочкообразных форм с квадратными, прямоугольными, округлыми и овальными поперечными сечениями. Количество зёрен в колоске также зависит от внешних факторов и составляет от 20 до 50 штук.

Разновидности

Пшеницу классифицируют по ряду признаков, среди которых выделяют цвет колоса и зерен, наличие или отсутствие остей и опушение. Остистые виды представлены грубым, тонким и промежуточным типом остей, свойства которых напрямую зависят от количества влаги. Так, в наиболее увлажнённых районах ости нежные и мягкие, а в более засушливых – грубые и ломкие. По отношению к колосу ости могут идти параллельно либо отходить в стороны под разным углом. Цвет остей также зависит от количества влаги, и бывает серо-красным при нормальном увлажнении, и чёрным – при дефиците воды.

Пшеница также подразделяется на озимые и яровые виды.

• Озимая является самым распространённым видом и высевается в осенний период. Растения отличаются быстрыми сроками развития и вызревания, в чём значительно опережают сорта яровой пшеницы. Урожай озимой пшеницы убирают на следующее после сева лето. Количество колосков зависит от сорта и варьируется от 16 до 25. Самой продуктивной считается «Мироновская юбилейная», имеющая самый высокий показатель.
• Яровая пшеница, в отличие от озимой, характеризуется более острым гребнем колосковой чешуи и длинной остью на нижней цветковой чешуйке, которая может достигать 20 см. Вид требователен к внешним факторам и довольно теплолюбив.

Пшеничная и ржаная культуры – чем различаются?

Пшеница и рожь являются самыми известными культивируемыми злаками и на протяжении многих лет обеспечивают человечество пищей. Однако несмотря на их распространённость, многие городские жители не могут различить эти две культуры между собой.

Рожь (лат. Secale) является представителем семейства злаковых, и насчитывает 12 дикорастущих и один окультуренный вид. Растение характеризуется прямостоячим полым стеблем узловатого строения, высота которого может достигать двух метров, и сизыми, иногда ворсистыми листьями, достигающими 30 см в длину. Колосья имеют двухрядное строение и вырастают до 15 см, цветы содержат по 3 тычинки. Корневая система у ржи очень мощная, уходящая вглубь на два метра, что позволяет выращивать культуру на песчаных почвах. По своему химическому составу зёрна ржи очень богаты глютеном, углеводами, витаминами группы В и микроэлементами. Мука широко используется для изготовления хлебобулочной продукции, а молодые побеги растений являются прекрасной пищей для животных.

Несмотря на то что у пшеницы и ржи так много общего, есть между ними и различия.

• Цвет семян. Зёрна пшеницы имеют золотистый оттенок, в то время как у ржи семена зеленые или зеленовато-серые.
• Строение колоска. Рожь обладает тонким колоском, покрытым длинными усами, растущими довольно густо. Пшеница отличается, наоборот, толстым колосом, усы на котором в момент вызревания зёрен полностью обламываются.
• Высота растений. Рожь часто достигает двухметровой отметки, в то время как пшеница выше полутора метров не вырастает. Однако из-за большой длины стебля рожь часто «ложится», чем вызывает определённые затруднения во время уборочной страды.
• Пищевая ценность и химический состав. Мука из пшеницы является наиболее питательной в сравнении со ржаной, и из неё получаются более вкусные хлебобулочные изделия. К тому же питательность пшеницы гораздо выше, чем у ржи. Однако калорийность и обеих культур практически одинаковая. Так, энергетическая ценность 100 г пшеничных зёрен составляет 339 калорий, в то время как у ржи этот показатель равен 338. В составе ржи белки составляют 8,9%, жиры – 1,7, а углеводы 60,7%. Пищевые волокна присутствуют в количестве 13,2%, а доля минеральных компонентов равна 1,9% от общего объёма. Пшеница же содержит 13% белков, 2,5% липидов, 67% – углеводов и 10% пищевых волокон. Кроме того, зёрна пшеницы содержат много крахмала и сахара.

Поэтому питательность пшеницы превышает аналогичные показатели ржи, которая по праву является продуктом диетического питания.

Колосья ржи и пшеницы фото — MOREREMONTA

Всем людям со школьной скамьи знакомы названия таких сельскохозяйственных культур, как пшеница и рожь. Правда, в этих растениях почти не видят отличий, хотя они есть, и очень существенные. О них читайте в статье.

Пшеница

Говоря о том, чем отличается рожь от пшеницы, нужно в первую очередь дать информацию об этих культурах. Итак, пшеница – это одно из наиболее популярных злаковых растений. Она может выращиваться как один, так и два года. Как правило, в высоту она достигает от тридцати сантиметров до полутора метров.

Это растение относится к «трем хлебам человечества». Поскольку пшеница может быть разной (твердой и мягкой, яровой и озимой), ее широко используют в хозяйстве. Это растение применяется в пищевой и лекарственной промышленности. Хлебобулочные, макаронные изделия, крупы и корм для животных – все это изготавливают из пшеницы. Кроме того, отдельные части колоска идут на создание спирта, иммуномодуляторов и средств для омоложения.

Это растение впервые упоминается в Евангелии и некоторых божественных притчах. Возможно, это повлияло на столь уважительное отношение к этой культуре. Считается, что ее стали превращать сельскохозяйственное растение около 8-6 тысяч лет до нашей эры. В настоящее время существует огромное разнообразие сортов пшеницы. К ним относятся как всемирно выращиваемые формы, так и местные. Не все из них официально изучены и занесены в список сортов этого сельскохозяйственного растения.

В процессе ответа на вопрос: «Чем отличается рожь от пшеницы?» необходимо описать и второе растение. Рожь – вторая самая популярная сельскохозяйственная культура, которая также является одним из «трех хлебов человечества». Ее широко применяют в пищевой промышленности. Хлеб с отрубями, который изготавливают с использованием ржаной муки, является популярным диетическим продуктом, ценность которого признана во всем мире. Кроме того, животные с удовольствием поедают ростки этой культуры.

Рожь выращивается один год или несколько лет подряд. Это растение достигает шестидесяти сантиметров в высоту. Максимальная высота культуры – два метра. Она может быть как яровой, так и озимой.

Это растение перестало быть диким около двух тысяч лет назад. С того времени появились многочисленные сорта ржи, которые выращиваются почти повсеместно. Дело в том, что данная сельскохозяйственная культура неприхотлива к условиям окружающей среды, а особенно к холодам. Поэтому ее в больших количествах выращивают на территории России и Украины.

Сходства

Конечно же, рожь и пшеница обладают рядом отличий, но у них также есть и сходства, которые проявляются во внешнем строении, выращивании и даже истории этих растений. Например:

• Существуют как озимые, так и яровые формы данных культур. Это позволяет людям, занимающимся сельским хозяйством, вырастить урожай в наиболее подходящее для этого время.
• Мощная корневая система. Мочковатые корни опускаются в грунт на два метра.

• Чем отличается рожь от пшеницы? Строением колоса. Несмотря на то что колосья этих растений отличаются, они относятся к одному и тому же виду. Их называют сложными.
• Листья ржи и пшеницы – линейные и узкие. Жилкование на них параллельное. Это значит, что несколько крупных по размеру жилок располагаются вдоль листовой пластины.
• Плодом обоих растений является простая нераскрывающаяся зерновка, в которой находится одно семечко.

Отличия в колосе

Многие люди интересуются, чем отличается колос пшеницы от колоса ржи. Этот вопрос имеет место, ведь в данной части этих растений можно найти больше всего различий.

Во-первых, удлиненный колос ржи держится на оси длиной в пятнадцать сантиметров. Эта прочная часть растения держит его в вертикальном положении. В отличие от пшеничного, колос ржи в сечении является четырехгранным. На его поверхности располагается до трех тычинок, а на пшеничном – до пяти. Ости колосьев ржи направлены вертикально вверх, в то время как ости пшеницы растут в различных направлениях.

Чем отличается рожь от пшеницы по внешнему виду? Цветками. У пшеницы они состоят из двух рядов, на которых располагается по три чешуйки. В каждой из них есть несколько тычинок, венчик, чашечка и пестик. Пшеница – самоопыляющееся и ветроопыляемое растение. Она способна расти в плохих условиях. При этом она самостоятельно опылится под закрытыми чешуйками. В то же время при хороших условиях окружающей среды она раскроет чешуйки, вследствие чего опылится при помощи ветряных порывов. Рожь же опыляется только вторым способом.

Чем отличается колосок пшеницы от колоса ржи? Цветом. Еще не созревшие колосья ржи обладают сизым оттенком, а пшеницы – зеленым.

Отличия в плодах

Как говорилось ранее, плоды этих важнейших сельскохозяйственных растений – зерновки. Но они тоже могут быть разными. Отвечая на вопрос: «Чем отличается рожь от пшеницы?», нельзя не сказать об их форме. Зерновка ржи длинная и тоненькая, а пшеничная – круглая. По ее форме можно легко определить, о каком растении идет речь, ведь спутать их плоды невозможно.

На зерне ржи расположена бороздка, которая глубоко проникает внутрь него. Оно окружено несколькими оболочками. Известно, что их количество в полтора или два раза превышает количество оболочек пшеничного зерна.

Как отличить пшеницу ото ржи?

Чем отличается рожь от пшеницы? На фото хорошо виден колос одного из наиболее популярных сельскохозяйственных растений. Для того чтобы убедиться в том, что человек имеет дело с рожью или пшеницей, он может провести ряд экспериментов.

• Проращивание зерен. Необходимо взять по одному зерну пшеницы и ржи и дать им прорасти. Затем нужно выкопать их и сравнить корешки. У пшеницы их три, а у ржи – четыре.
• Следить за цветом листьев. Одним из отличий этих культурных растений является цвет их листьев. У ржи он красный, иногда даже голубоватый, а у пшеницы – ярко-зеленый.

• Рост этих культур отличается. Рожь – наиболее высокое зерновое растение. Правда, этот критерий не самый точный – пшеница в хороших условиях может поравняться по высоте с рожью.
• Ости пшеницы намного короче остей ржи, это очень хорошо заметно в сравнении.
• Ржаная зерновка тонкая и длинная, а пшеничная – толстая, короткая и почти круглая в поперечном сечении.

Злаки (зерновые культуры) выращиваются уже несколько тысячелетий. Они имеют гигантское продовольственное и даже культурное значение. Но современные люди слабо представляют себе разницу между отдельными злаковыми культурами.

Характеристика растений

Оба злака могут быть выращены в яровом и озимом режимах. Такое решение позволяет получить больше зерна при оптимальном использовании полей. Но рожь намного лучше приспособлена к выращиванию в России. Даже при бесснежной зиме для нее не страшен мороз в 30 градусов. Именно поэтому такое растение активно выращивают в северных и центральных областях.

Для выращивания ржи подходят самые разные территории. Эта культура неплохо созревает и на глине, и на песке, даже если они небогаты полезными веществами. Злаку все равно, каков уровень кислотности земли. Мало того, он сумеет сделать глинистые поля лучше. После ржи такие участки оказываются более рыхлыми и повышают свои дренажные характеристики.

Чрезмерный уровень влажности для ржи не страшен. Она имеет превосходный иммунитет против грибковых заболеваний. Но проблема в том, что удлиненный ржаной стебель полегает чаще, чем пшеничный колос. Это усложняет сбор урожая и тормозит его. Зато есть иные преимущества.

• Рожь быстро всходит даже в относительно неблагоприятных условиях.
• На 1 культурный вид этого злака приходится 12 дикорастущих разновидностей.
• Прямой, полый внутри стебель покрыт особенными сизыми листьями.
• Колос растет в два ряда.
• Корни ржи очень хорошо развиты, они доходят до глубины 2 м. Именно это свойство позволяет получать приличные урожаи на бедном песке.

Пшеница

Пшеница, вне зависимости от сортовой группы, опыляет себя сама. Величина урожая определяется климатическими факторами. Для этого растения критически важны длительность подсветки в течение дня и поступление тепла. Очень плохо на состоянии пшеничных насаждений сказываются сильные зимние холода. Нередко при малом количестве снега озимая пшеница не доживает до весны.

Это растение требовательно к земле. Самые лучшие урожаи достигаются на насыщенном питательными веществами черноземе. Неплох будет и подзолистый грунт. А вот высокая кислотность земли сразу губит пшеницу. Если влажность повышается больше определенной нормы, вероятно поражение грибками.

Еще этот злак намного слабее, чем рожь защищен от различных сорных растений. Обе культуры дают зерно, пригодное для:

• изготовления хлеба и других печеных продуктов;
• получения макарон;
• питания домашних животных и птицы;
• выработки этилового спирта.

Надо немного сказать и о том, как выглядит пшеница. Пшеничный лист может вырасти до 2 см в ширину. На нем могут быть волоски, хотя это и необязательно.

Соцветия основного хлебного злака формируют колос, достигающий 0.15 м в длину. Все колосья образованы 3-5 цветками. Плоды пшеницы относятся к категории зерновок.

Сходства и отличия

По внешнему виду

Даже те люди, которые ни разу в жизни не выходили на колосящееся поле, понимают, что между рожью и пшеницей есть существенная разница. Она отражается и на свойствах хлеба, и на его облике. Однако отличается и зерно у этих культур. Пшеничные плоды окрашены в золотистый тон. Ржаные зернышки – зеленоватые с серым отливом, словно у луговой тимофеевки.

Сравнение колосьев тоже показывает ощутимые различия. Так, пшеничный побег толще ржаного, у обеих культур есть «усики», но на пшенице они при созревании зерен могут отломиться полностью. У пшеницы больше, чем у ржи и любых иных злаков разнообразие сортов. А вот ржаной колос тяжелее пшеничного, ведь он может достичь 2 м по сравнению с максимальным ростом 1.5 м у пшеницы.

И пшеницу, и рожь выращивают практически на всей обитаемой территории земного шара. У них есть своеобразный гибрид (тритикале). Пшеница происходит из юго-восточных областей Турции.

Рожь же впервые была введена в культуру где-то на побережье Средиземного моря. Точнее определить пока не удалось. Твердые сорта пшеницы полностью относятся к яровой группе, а под зиму сажают исключительно мягкий вид злака.

Если сравнивать зерна по химическому составу, то у ржи они содержат повышенную концентрацию ниацина. В них также больше токоферола. Такие компоненты положительно влияют на нервную систему. В ржаном зерне выше концентрация пищевых волокон, что позволяет предотвращать многие случаи рака толстой кишки. А вот клейковина, которую пшеница вырабатывает активнее, способствует повышению качества теста.

По свойствам

Для потребителей интересен еще один вопрос – какой злак полезнее. Питательность пшеницы несколько больше, она позволяет получить более вкусный хлеб. Но разница в энергетической ценности составляет всего 1 калорию (338 и 339 соответственно). Поэтому на реальной питательности хлеба больше отражаются иные компоненты и технологические моменты его производства. На 100 г ржаного зерна приходится:

• более 60 г углеводов;
• 8.8 г белка;
• 1.7 г жира.

Важными дополнительными компонентами оказываются пищевые волокна (их 13.2 г) и минеральные составляющие (почти 2 г). Химический анализ пшеничных зерен показывает, что в них содержится:

• от 68 до 71 г углеводов;
• 14 г белка;
• от 2 до 2.5 г жира.

На долю пищевых волокон приходится 10 г, также присутствуют крахмал и сахар. Поэтому по общей питательности и пользе для здоровья пшеница далеко опережает рожь. Но диетические характеристики у последней заметно выше.

Потому ржаные продукты, прежде всего полученные из муки грубого помола, лучше подходят для людей с избыточной массой тела и увеличенным уровнем холестерина.

Окончательные характеристики определяются спецификой сорта и последующей обработкой.

Зерна пшеницы после проращивания оказываются ценным средством для медицинских и косметических целей. Они помогают ускорить заживление ран и укрепить иммунитет. Косметологи ценят пшеничные проростки за их способность омолаживать кожу. А вот зародыши ржи для таких целей непригодны. Зато ее солома даже сейчас изредка применяется для покрытия крыш подсобных построек в сельской местности.

Даже хлеб отличается по своим характеристикам. Пшеничные хлеба укрепляют кишечник, а ржаные, напротив, стимулируют его перистальтику. Пшеница в целом лучше подходит для изготовления спиртного, а рожь – для выработки кваса. Из пшеничного зерна изготавливают крупы. А отруби, получаемые при его обработке, помогают снизить уровень сахара в крови.

Отличия ржи от пшеницы показаны в следующем видео.

Зерновые изучаются и культивируются человеком очень давно, ведь они основной источник питания и жизненной силы. Благодаря таким культурам, как рожь и пшеница, человек не одно столетие обеспечивает пищу себе и домашним животным. Из перемолотого зерна этих злаковых пекут хлеб, который мы ежедневно покупаем в магазине, даже не задумываясь, а чем еще, кроме вкусовых качеств, отличаются рожь и пшеница.

Как выглядит рожь и как выглядит пшеница

Даже тот, кто никогда не держал в руках колоски пшеницы и ржи, по фотографии знает, что между ними существуют отличия, ведь и сам хлеб пшеничный и ржаной отличаются на вид. Первый — белый с золотистой корочкой, а второй — серый внутри и коричневый снаружи. Точно также можно отличить зерна этих культур — у пшеницы спелые семена имеют золотистый оттенок, а вот для ржи характерен зеленовато-серый цвет зерен, как у тимофеевки луговой.

Колосок у ржи тонкий с длинными и густыми усиками. У пшеницы колос более толстый. Он также имеет усики, но они в период созревания зерна зачастую полностью обламываются. Стоит отметить, что ни одна зерновая культура не имеет столько сортов, как пшеница . И это понятно, ведь исторические исследования подтверждают, что именно с нее началась практика культивирования зерновых.

Высота стебля ржи может достигать порядка двух метров, тогда как пшеница редко вырастает более полутора метров.

Ниже на первом фото расположена рожь, на втором — пшеница:

Состав и пищевая ценность

И рожь, и пшеница относятся к семейству злаковых и могут быть, как однолетними, так и двухлетними. Чаще культивируются однолетние сорта.

Пшеница считается более питательным продуктом. Из нее выходит более вкусный и ценный хлеб. Но, на самом деле 100 граммов зерна пшеницы имеют энергетическую ценность 339 калорий, тогда как у ржи 338 калорий. Как видите, разница не существенная, если речь идет о самом зерне.

Состав ржи представлен следующими пропорциями:

• 8,8 г белков
• 1,7 г жиров
• 60,7 г углеводов
• 13,2 г пищевых волокон
• 1,9 г минеральных веществ

В свою очередь, в составе пшеницы:

• 14 г белков
• 2-2,5 г жиров
• 68-71 г углеводов
• 10 г пищевых волокон
• а также 65-68 г крахмала и 3 г сахаров

Таким образом, становится очевидным, что с точки зрения питательности и пользы продукта, пшеница намного ценнее ржи.

С другой стороны, рожь считается более диетическим продуктом , и ржаной хлеб, особенно грубого помола, рекомендуется при повышенном весе и избытке холестерина.

Особенности агротехники

Как и чеснок, обе эти культуры выращивают, как озимые и яровые, что увеличивает объемы урожая при условии сокращения используемой площади полей.

Пшеница любого сорта — это самоопыляющееся растение, однако ее урожайность зависит от климатических условий. Для нее важна достаточная продолжительность светового дня и теплый климат. Также она весьма чувствительна к сильным морозам в зимнее время. А потому, озимая пшеница в бесснежные зимы очень часто погибает. Это обусловлено тем, что кущение происходит близко к почве.

Если же говорить про рожь, то она менее прихотлива и может выдерживать в бесснежные зимы до – 30° по Цельсию. Это привело к активному распространению данной культуры в северных регионах.

Оптимальная почва для этих культур также отличается. Пшеница лучше всего дает урожаи на плодородном черноземе или подзолистом грунте и не переносит высокой кислотности. Рожь чувствует себя хорошо и на бедных глинистых и даже песчаных почвах, и не восприимчива к уровню кислотности. К слову, она даже способна улучшить качество глинистых почв, разрыхляя их и обеспечивая хорошие дренажные свойства.

При высокой влажности пшеница может быть поражена различными грибковыми заболеваниями, к которым устойчива рожь. Впрочем, в силу большой длинны стебля, рожь может “полечь”, что делает сложной уборку урожая.

В отличие от ржи, пшеница также может иметь затруднения с сорной травой, препятствующей появлению всходов.

Практическое применение

Как уже было сказано, зерна этих культур используют для выпечки хлеба, изготовления макаронных изделий и производства спирта. Рожь и пшеницу нередко включают в состав корма для скота и птицы (кур, перепелов на фермах.

Широкое применение получили пророщенные зерна пшеницы. В медицине их используют, как рано-заживляющее средство, а также иммуномодулятор. В косметологии они известны, как эффективное омолаживающее средство.

Зародыши ржи в медицине и косметологии не применяются. Однако, цветущие колосья ржи подходят для приготовления эссенции, используемой в гомеопатии.

В свою очередь, стебли (солома) этой культуры являются отличным кровельным материалом. В наши дни он используется редко, но все же встречается в сельскохозяйственных постройках.

Стоит отметить и особенные свойства хлеба из пшеницы и ржи . Первый оказывает закрепляющий эффект на кишечник, а второй наоборот слабит. Из пшеницы можно получить спирт самого высокого качества, а вот из ржи готовят отличный квас.

Колосья пшеницы PNG изображения | Векторные и PSD файлы

Быстрое распознавание колосьев пшеницы, выращенной в полевых условиях, на основе алгоритма суперпиксельной сегментации с использованием цифровых изображений

Front Plant Sci.2020; 11: 259.

Changwei Tan

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу по современным технологиям производства зерновых культур / Объединенная международная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасность агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Pengpeng Zhang

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу для современных технологий производства зерновых культур / Объединенная международная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Yongjiang Zhang

² Colle ge of Agronomy, Хэбэйский сельскохозяйственный университет / Ключевая лаборатория регулирования роста сельскохозяйственных культур провинции Хэбэй, Баодин, Китай

Синьсин Чжоу

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу для современных технологий производства зерна Сельскохозяйственные культуры / Объединенная международная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Чжисян Ван

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу по современной технологии производства зерновых культур / Объединенная международная научно-исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Ин Ду

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу для современных технологий производства зерновых культур / Joint Internati Национальная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Wei Mao

³ Станция охраны земель города Янчжоу, Янчжоу, Китай

Wenxi Li

³ Станция охраны земель города Янчжоу, Янчжоу, Китай

Dunliang Wang

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу по современным технологиям производства зерновых культур / Объединенная международная исследовательская лаборатория Сельское хозяйство и безопасность агропродукции Министерства образования Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

Вэньшань Гуо

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу для современных технологий производства зерновых культур / Объединенная международная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства образования C hina, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

¹ Ключевая лаборатория генетики и физиологии сельскохозяйственных культур Цзянсу / Центр совместных инноваций Цзянсу по современным технологиям производства зерновых культур / Объединенная международная исследовательская лаборатория сельского хозяйства и безопасности агропродукции Министерства Образование Китая, Университет Янчжоу, Янчжоу, Китай

² Колледж агрономии, Хэбэйский сельскохозяйственный университет / ключевая лаборатория регулирования роста сельскохозяйственных культур провинции Хэбэй, Баодин, Китай

³ Станция охраны земель города Янчжоу, Янчжоу , Китай

Отредактировал: Сиинь Ван, Северо-Китайский университет науки и технологий, Китай

Рецензировал: Джитендра Кумар, Университет городов-побратимов Миннесоты, США; Шайлендер Кумар Верма, Центральный университет штата Химачал-Прадеш, Индия

^† Эти авторы внесли равный вклад в эту работу

Эта статья была отправлена ​​в раздел «Биоинформатика и вычислительная биология» журнала Frontiers in Plant Science

Поступила в сентябре 2019 г. 27; Принята в печать 19 февраля 2020 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) и правообладателя (ов) и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Abstract

Число колосьев пшеницы, которое можно быстро и точно оценить с помощью технологии обработки изображений, служит основой для мониторинга роста сельскохозяйственных культур и прогнозирования урожайности. В этом исследовании была проведена простая линейная итеративная кластеризация (SLIC) для суперпиксельной сегментации цифровых изображений выращиваемой в полевых условиях пшеницы. Во-первых, из цифровых изображений были извлечены и проанализированы определенные характерные цветовые параметры, а для последующей классификации изображений были выбраны классификаторы с наивысшей точностью.Затем основная часть колоса пшеницы была извлечена посредством серии морфологических преобразований, и была проведена оценка для каждого региона. Был удален позвоночник головы и определено количество точек перегиба позвоночника. Затем было определено количество колосьев пшеницы путем объединения оценки точек перегиба позвоночника и оценки для каждого региона. Наконец, оценка количества колосьев пшеницы была подтверждена при четырех уровнях азотных удобрений. Результаты были следующими: (1) значение суперзелености (Eg) и нормализованный индекс красно-зеленого (Dgr) использовались в качестве классификационных признаков для распознавания колосьев пшеницы, почвы и листьев; (2) по сравнению с обработкой изображений на основе пикселей, эффект распознавания колосьев пшеницы был намного лучше после суперпиксельной сегментации, поскольку основная часть извлеченных колосьев пшеницы была более четкой, а морфология более нетронутой; и (3) растения пшеницы лучше росли при высоком уровне азотных удобрений, и точность оценки числа колосьев пшеницы также была самой высокой — 94.01%. Состояние роста было наихудшим без внесения азотных удобрений, а точность определения количества колосьев пшеницы также была самой низкой, которая составила всего 80,8%. После исключения условий отсутствия азота точность оценки количества колосьев пшеницы среди смешанных образцов с более однородным статусом роста составила до 93,8%, что на 10,1% больше, чем до исключения. Оценка количества колосьев пшеницы, основанная на суперпиксельной сегментации и цветовых характеристиках, была быстрым и точным методом, применимым к полевым условиям.Однако этот метод не рекомендуется использовать при плохом росте пшеницы или высокой неоднородности. Полученные данные послужили ориентиром для оценки урожайности пшеницы, выращиваемой в полевых условиях.

Ключевые слова: колосья пшеницы, распознавание, суперпиксельная сегментация, цифровые изображения, оценка

Введение

Пшеница была самой важной зерновой культурой во всем мире, а также одной из самых важных продовольственных культур в Китае. Для Китая, крупного импортера пшеницы, стандартизация управления производством и стабилизация сортов пшеницы были ключевыми путями к повышению урожайности, что, в свою очередь, было тесно связано с национальной экономикой и продовольственной безопасностью.Количество колосьев на единицу площади было важным компонентом урожайности пшеницы, и быстрая и точная оценка количества колосьев пшеницы имела большое значение для высокопродуктивного выращивания и отбора и селекции лучших видов (Nerson, 1980; Siddique and Whan, 1993). . Однако обычное полевое обследование с использованием людских ресурсов было трудоемким и трудоемким. Наряду с повышением уровня информатизации и механизации сельского хозяйства, технологии обработки изображений нашли широкое применение в растениеводстве.Более того, компьютерное зрение с его преимуществами высокой точности и интеллекта привлекло его как альтернативу человеческому контролю. Эта технология стала мощным стимулом для обнаружения вредных организмов (Boissard et al., 2008; Shahin and Symons, 2011; Ding and Taylor, 2016; Senthilkumar et al., 2017), мониторинга роста (Clevers and Leeuwen, 1996; Chaerle and Straeten, 2000; Wang et al., 2013; Silva et al., 2014), прогноз урожайности (Salazar et al., 2007; Dunn, Martin, 2010; Aggelopoulou et al., 2011; Aguate et al., 2017) и распознавание видов (Neuman et al., 1987; Lópezgranados et al., 2006; Tellaeche et al., 2011; Pantazi et al., 2016).

Было проведено большое количество исследований по выявлению фенотипических признаков пшеницы с использованием технологии обработки изображений. Jin et al. (2017) предложили метод высокопроизводительного извлечения информации о фенотипе плотности проростков пшеницы в полевых условиях на стадии проростков с использованием изображений с маловысотного беспилотного летательного аппарата с высоким разрешением.Хосой и Омаса (2009) использовали технологию трехмерной портативной лидарной визуализации для оценки профиля плотности площади вертикальных посевов и параметров роста полога пшеницы на разных стадиях роста и достигли хороших результатов. Walter et al. (2017) выполнили обработку трехмерного облака точек для надежной оценки высоты растительного покрова пшеницы и индекса урожая. Надежность модели была дополнительно повышена за счет увеличения количества подбираемых изображений. Колосья пшеницы было одним из важных агрономических компонентов, и точное определение количества колосьев пшеницы было очень важно для оценки урожайности пшеницы, что было ключевым этапом исследования фенотипа в полях (Zhang et al., 2007). Колосья из-за сложности полевых условий (например, интенсивности света, отражательной способности почвы, сорняков и т. д., меняющих цвет, текстуру и форму изображения колоса пшеницы), точная сегментация и идентификация колоса пшеницы остаются серьезной проблемой. Balasubramaniam et al. предложил интуиционистский алгоритм нечеткой кластеризации цветов C-средних для сегментации пикселей с недостаточным питанием в изображениях обрезки после нормализации. Путем сравнения других методов была доказана эффективность этого метода (Balasubramaniam, Ananthi, 2016).Ли и др. (2017) обнаружили колосья пшеницы с помощью нейронной сети, основанной на измерении энергии текстуры Лоуса. Эффект обнаружения был улучшен за счет объединения пороговых значений площади и высоты до более 80%. Также была эффективно измерена площадь шипа (Li et al., 2017). Schirrmann et al. (2016) использовали изображения поля пшеницы, полученные с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА), для анализа взаимосвязи между биофизическими параметрами и переменными изображения, доказывая применимость изображений БПЛА для определения временных и пространственных закономерностей развития полога пшеницы.Чжоу и др. (2018) предложили новый алгоритм, который использовал компьютерное зрение для точного определения колосьев пшеницы на цифровых изображениях, а также применил многофакторную оптимизацию и модель сегментации с двумя опорами и векторной машиной (TWSVM-Seg) для определения количества колосьев. Jose et al. применил фильтр Лапласа и медианный фильтр к цифровым фотографиям пшеницы, снятым в полевых условиях, чтобы извлечь основную часть колосьев пшеницы. Алгоритм обнаружения пиков использовался для извлечения пиков изображения и определения количества пиков.Кроме того, была проанализирована взаимосвязь между количеством колосьев и урожайностью на разных стадиях, и было обнаружено, что количество колосов на стадии цветения имело наибольшую корреляцию с урожайностью (Fernandez-Gallego et al., 2018).

Предыдущие исследования распознавания колосьев пшеницы в основном основывались на пиксельной сегментации, и редко учитывалось влияние различного статуса роста на эффект распознавания. Здесь после определенной предварительной обработки пиксели на цифровых изображениях пшеницы были сгруппированы в суперпиксели, а колосья пшеницы были распознаны на основе суперпиксельной сегментации, чтобы уменьшить влияние нерелевантных пикселей в процессе извлечения характеристик изображения и улучшить эффект узнавания.Кроме того, изменение статуса роста пшеницы моделировалось путем применения градиента азота к проросткам, и оценка количества колосьев пшеницы сравнивалась при различных уровнях внесения азотных удобрений, чтобы повысить надежность оценки количества колосьев пшеницы. Чтобы быстро и точно оценить количество колосьев пшеницы в полевых условиях, к цифровым изображениям была применена простая линейная итеративная кластеризация (SLIC) для суперпиксельной сегментации, и колосья пшеницы были распознаны на основе цветовых характеристик.Затем был извлечен позвоночник головы, и количество колосьев пшеницы было оценено на основе количества точек перегиба позвоночника. Точность оценки количества колосьев пшеницы сравнивалась при различных уровнях внесения азотных удобрений. Обсуждается влияние различного статуса роста на эффект узнавания. Цель заключалась в том, чтобы предоставить новый надежный путь к точной оценке колоса пшеницы.

Материалы и методы

Схема эксперимента

Эксперименты проводились на экспериментальном поле Сельскохозяйственного колледжа Университета Янчжоу в 2018 году (119 ° 23′26 ″ в.д., 32 ° 23′53 ″ с.ш.), и был проведен полностью рандомизированный дизайн. усыновленный ().Репрезентативными сортами пшеницы были Yangmai 16 и Yangmai 17 , оба были сортами яровой пшеницы со средней зрелостью и длинной остью, а типы колосов были прядильными и прямоугольными, соответственно. Первым урожаем был рис, а текстура почвы — супеси. В слое почвы 0–30 см органическое вещество почвы составляло 22,7 г⋅кг ^–1 , а доступный азот — 101,8 мг; кроме того, доступный фосфор составлял 27,2 мг, а доступный калий — 84,6 мг. Для исследования различий в росте и биохимическом составе пшеницы было установлено четыре уровня внесения азотных удобрений (мочевины), а именно: 0 (N1), 225 кг⋅ га ^–1 (N2, 1/2 от нормального уровня). ), 450 кг⋅га ^–1 (N3, нормальный уровень) и 900 кг⋅га ^–1 (N4, избыточный уровень).На каждом уровне было две повторности, и было подготовлено 16 делянок для двух сортов озимой пшеницы. Остальные меры управления на местах применялись в обычном режиме. Источником данных были цифровые изображения пшеницы в поле.

Опытный образец. (V1 и V2 представляют разновидностей Янмай 16 и Янмай 17 соответственно. N1, N2, N3 и N4 представляют собой различные варианты азотной обработки 0,225 кг⋅ га ^{— 1} , 450 кг⋅ га ^{— 1} , 900 кг⋅ га ^{— 1} соответственно.На каждом уровне было по две реплики. Всего участков 16, площадь каждого опытного участка 8 * 10 м ( ² ).

Сбор данных

Сбор цифровых изображений пшеницы

В 17:00 22 мая 2018 г. (стадия налива зерна, зенитный угол Солнца 65 ° 04′54 ″, азимут 94 ° 38′27 ″), в солнечный безветренный день, цифровые изображения пшеницы были сняты камерой SONY DSC-H9 на фоне свет и в вертикальном направлении. Высота съемок составляла около 1 метра над пологом пшеницы.Площадь снимка составляла около 0,75 м ² на изображение. Для каждого участка было снято четыре изображения пшеницы с разрешением 2592 ^* 1944, всего было получено 64 изображения.

Оценка количества искусственных колосьев пшеницы

В данном исследовании была объединена искусственная и автоматическая оценка количества колосьев пшеницы (). Во-первых, цифровые изображения пшеницы были интерпретированы исследователями, которые отметили части колосьев пшеницы. Затем отмеченные точки были извлечены из изображений с помощью MATLAB R2016a.Эти точки были подсчитаны и пронумерованы на изображениях, чтобы точно и интуитивно определить количество колосьев пшеницы.

Ручной подсчет колосьев пшеницы. [Местоположение колосьев пшеницы было отмечено вручную, отмеченные точки были извлечены и подсчитаны. Красные точки, отмеченные на панели (A) , указывают положение колосьев пшеницы, а красные числа на панели (B) обозначают порядковые номера колосьев пшеницы на картинке].

Метод распознавания колосьев пшеницы

Распознавание колосков пшеницы состояло из следующих этапов: суперпиксельная сегментация, маркировка образцов, анализ цветовых признаков, обучение и распознавание классификатора ().Если быть точным,

Процесс распознавания колосьев пшеницы. [ A была исходной цифровой фотографией. SLIC — это простая линейная итеративная кластеризация. (B) был суперпиксельным блоком. (C) — образец искусственной предварительной сегментации. (D) был образцом этикетки. Два классификатора были машинами опорных векторов (SVM) и K ближайшего соседа (KNN). (E) был результатом классификации суперпикселей, а F был результатом сегментации колосьев пшеницы].

• (1)

  Суперпиксельная сегментация на основе SLIC была применена к цифровым изображениям пшеницы для предварительной обработки. Суперпиксели относятся к блокам изображения, составляющим смежные пиксели с однородными элементами. Сегментация суперпикселей, которая предназначена для группировки этих пикселей в суперпиксели, широко используется при предварительной обработке изображений (Kavzoglu and Tonbul, 2018). SLIC — это типичный алгоритм среди множества методов суперпиксельной сегментации. SLIC основан на подобии цвета и пространственном расстоянии и использует кластеризацию K-средних для локальной итеративной кластеризации для формирования суперпикселей (Radhakrishna et al., 2012; Акылмаз и Лелоглу, 2016; Zu et al., 2019). Этот алгоритм включает два ключевых параметра: количество пикселей предварительной сегментации ( n ) и компактность пикселей ( m ). Номер пикселя n — это количество центров кластеров в изображении, которое равномерно назначается в изображении в соответствии с предустановкой n . Вообще говоря, чем больше n , тем меньше суперпикселей и лучше эффект сегментации, хотя это может вызвать проблемы более высокой вычислительной нагрузки и более низкой общей эффективности.Следовательно, значение n должно быть разумно установлено в соответствии с размером изображения. Компактность пикселей м — это весовой коэффициент, присвоенный максимальному расстоянию в каждом кластере (включая пространственное расстояние и цветовое расстояние). Чем больше значение м , тем более регулярными будут границы суперпикселей. Для более сложного изображения обычно требуется меньшее значение м . Основные параметры алгоритма включали количество пикселей и плотность пикселей предварительной сегментации, которые были установлены на 10 000 и 10 в зависимости от размера изображений, используемых в эксперименте (2592 ^* 1944).

• (2)

  При каждом уровне внесения азотных удобрений (независимо от сорта пшеницы) пять изображений пшеницы размером 500 ^* 500 были случайным образом вырезаны в качестве образцов для искусственной предварительной сегментации. Затем суперпиксели были помечены по результатам искусственной предварительной сегментации. То есть пиксели с долей колосьев пшеницы более 0,8 были помечены 1, а те, что ниже 0,

• (3)

  Некоторые часто используемые показатели цвета были проанализированы, и соответствующие были выбраны в качестве признаков классификации (Стайнко и др., 2004; Moffett and Gorelick, 2013), который включал в себя значение супер-зеленого (E _g ), нормализованный красный зеленый индекс (D _gr ) и нормализованный сине-зеленый индекс (D _gb ), определяемый по формуле:

• где g , r и b — значения зеленого, красного и синего компонентов соответственно.

• (4)

  Classification Learner в MATLAB R2016a использовался для выбора соответствующих индексов на основе анализа цветовых признаков в качестве значений признаков для классификации.Были обучены два классификатора, машина опорных векторов (SVM) и K ближайшего соседа (KNN) (). Лучшим был выбран тот, у которого по результатам обучения была лучшая точность.

  ТАБЛИЦА 1

  Различные типы признаков классификатора.

  Средний разделение между классами

  Тип классификатора	Скорость прогнозирования	Использование памяти	Интерпретируемость	Гибкость модели
  linSVM	Двоичный: Быстрый Мультикласс:	Средний
  quaSVM	Двоичный: Быстрый Мультикласс: Медленный	Двоичный: Средний Мультикласс: Большой	Жесткий	Средний
  cubSVM
  cubSVM	Мультиклассовый	Мультиклассовый S Большой	Жесткий	Средний
  finGSVM	Двоичный: Быстрый Мультикласс: Медленный	Двоичный: Средний Мультикласс: Большой	Жесткий	Высокий, складки с настройкой масштаба ядра Делает тонкие различия между классами с масштабом ядра установить в sqrt (P) / 4
  medGS VM	Двоичный: Быстрый Мультикласс: Медленный	Двоичный: Средний Мультикласс: Большой	Жесткий	Средний Средние различия, с масштабом ядра, установленным на sqrt (P)
  coaGSVM	Бинарный: Медленный Мультикласс	Двоичный: Средний Мультикласс: Большой	Жесткий	Низкий Делает грубые различия между классами, со шкалой ядра, установленной на sqrt (P) * 4, где P — количество предикторов
  finKNN	Средний	Средний	Hard	Мелко детализированные различия между классами.Число соседей установлено на 1
  medKNN	Среднее	Среднее	Жесткое	Средние различия между классами. Число соседей установлено равным 10
  coaKNN	Средний	Средний	Жесткий	Грубые различия между классами. Число соседей установлено на 100
  cosKNN	Средний	Средний	Жесткий	Средние различия между классами с использованием метрики косинусного расстояния.Число соседей установлено на 10
  cubKNN	Медленно	Среднее	Жесткое	Средние различия между классами с использованием метрики кубического расстояния. Количество соседей установлено равным 10
  weiKNN	Среднее	Среднее	Жесткое	Среднее различие между классами с использованием веса расстояния. Число соседей установлено равным 10

• (5)

  Затем выбранный классификатор был применен к классификации суперпикселей для предварительно обработанных изображений.Результаты классификации были подвергнуты простой морфологической обработке (удалению фрагментов) для получения финального колоса пшеницы, а именно распознавания колосьев пшеницы.

Определение номера колоса пшеницы

Как показано на, результаты распознавания колоса пшеницы были преобразованы в двоичную форму. При подсчете колосьев пшеницы больше внимания уделялось основной части колосьев, а не морфологии. Основная часть шипов была сохранена в результате морфологической трансформации, такой как операция эрозии и дилатации (Possa et al., 2014), а края были ослаблены, чтобы уменьшить адгезию к соседним шипам. Статистические данные были выполнены для регионов на бинаризованных изображениях. Были рассчитаны такие характеристики, как число ( n _{область} ) и площадь областей в бинаризованных изображениях. В дополнение к сложной окружающей среде поля зерна были пухлыми, а шипы были больше по размеру на стадии заполнения зерна. Следовательно, бинаризованные изображения после морфологической трансформации все еще содержали несколько перекрывающихся колосьев пшеницы.Эти перекрытия были проверены на основе площади и морфологии (отношения длины к ширине) областей. Позвоночник головы был извлечен из наложений (Cremers et al., 2007; Delgado-Friedrichs et al., 2015) и количества точек перегиба позвоночника (Liu et al., 2001) ( n _точка ). Число колосьев пшеницы для перекрытий составляло n _точек + 1, а общее количество колосьев пшеницы составляло n _{область} + n _точек .

Процесс подсчета колосьев пшеницы. [ (A) Сегментация колосьев пшеницы: бинаризация результатов распознавания. (B) Морфологическое преобразование: для уменьшения возмущений использовался открытый оператор математической морфологии. (C) Точка перегиба каркаса в области перекрытия колосьев пшеницы: область перекрытия была обнаружена в соответствии с параметрами формы и площади области].

Статистический анализ

Программное обеспечение SPSS 22.0 использовалось для статистического анализа.Связь между автоматическим подсчетом и искусственным подсчетом была проанализирована на основе коэффициента корреляции Пирсона (r) и анализа линейной регрессии. Такие корреляции сравнивались при различных уровнях внесения азотных удобрений, и точность ( A ) была рассчитана с использованием искусственного подсчета в качестве эталона. Таким образом, точность оценки количества колосьев пшеницы сравнивалась при различных уровнях внесения азотных удобрений, чтобы обсудить влияние статуса роста на эффект распознавания.Точность A приведена ниже:

, где N _c — автоматический счет; N _a — искусственный счет; А — точность.

Результаты и анализ

Распознавание колосьев пшеницы

Анализ классификационных признаков

Три цветовых индекса, связанных с компонентом G, а именно: супер-зеленый цвет ( E _г ), нормализованный красно-зеленый индекс ( D _gr ) и нормированный сине-зеленый индекс ( D _gb ), были применены для расчета в образцах колоса, листьев и почвы пшеницы на стадии заполнения зерна соответственно ().Результаты показали, что E _г образцов почвы, как правило, были меньше и имели концентрированное распределение, почти не перекрываясь шипами; диапазон распределения и морфология кривой E _г в образцах листьев и колосьев пшеницы были очень близки друг к другу, что приводило к сильному перекрытию. Таким образом, E _г подходит для различения колосьев и почвы, но не для уменьшения пересечения листьев на изображениях (). D _гр образцов почвы в целом были небольшими, и наблюдалось серьезное перекрытие в положительной части кривой колосьев пшеницы. Однако образцы листьев D _gr были распределены в более широком диапазоне, показывая небольшое перекрытие с кривой образцов колосьев пшеницы и большую разницу пиков, что помогло отличить колосья пшеницы от листьев. D _gb кривые трех типов образцов почти совпали друг с другом, что указывает на небольшую ценность для распознавания колосьев пшеницы.

Цветовая гистограмма образцов колоса, листьев и почвы пшеницы. [ (A) Супер зеленый индекс, E _{г =} 2 г — r — b . (B) Нормализованный красно-зеленый индекс, D _{gr =} ( g — r ) / ( g + r ). (C) Нормализованный сине-зеленый индекс, D _gb = ( g — b ) / ( g + b ). Желтая, красная и синяя линии изображали колосья, листья и почву соответственно].

Результаты обучения классификаторов

E _г и D _gr были выбраны в качестве признаков классификации для обучения классификаторов SVM и KNN () в наборе инструментов MTLAB R2016a. Затем по результатам обучения был выбран соответствующий классификатор (). Результаты показали, что без внесения азотных удобрений (N1) точность классификатора составила 80%, а medGSVM занял высший уровень с точностью 85.63%. При низком уровне внесения азотных удобрений (N2) точность различных классификаторов различалась незначительно, как правило, около 88%. finGSVM был оптимальным классификатором на этом уровне с точностью до 90,93%. При нормальном уровне внесения азотных удобрений (N3) точность почти всех классификаторов превышала 90%. medGSVM оказался оптимальным с точностью 93,82%. При высоком уровне внесения азотных удобрений (N4) точность всех классификаторов превышала 90%.Оптимальным под этот уровень оказался cubSVM с точностью 94,01%. При уровне внесения смешанных азотных удобрений оптимальным классификатором был классификатор weiKNN с точностью 90,61%. Одним словом, классификаторы SVM имели более высокую производительность при однократном внесении азотных удобрений и более высокую точность; но при уровне внесения смешанных азотных удобрений классификаторы KNN превзошли классификаторы SVM с точки зрения точности. По мере увеличения уровня внесения азотных удобрений точность классификации также повышалась и достигла стабильного уровня.Например, по сравнению с уровнем N1 классификаторы показали улучшение точности на 5,3% по уровню N2; по сравнению с уровнем N2 точность увеличилась на 2,89% на уровне N3; точность на уровне N4 улучшилась только на 0,19% по сравнению с уровнем N3. В целом точность классификации была близка к двум классификаторам на пробах с внесением азотных удобрений (N2, N3 и N4). Состояние роста проростков пшеницы было хуже без внесения азотных удобрений, и наблюдались значительные различия в однородности, цвете и размере по сравнению с таковыми при внесении азотных удобрений.Следовательно, чем больше неоднородность смешанных выборок, тем ниже точность классификации.

ТАБЛИЦА 2

Результаты обучения классификатора (точность классификации классификации,%; единичный уровень азота, n = 3000; смешанный уровень азота, n = 10000).

Результаты анализа колосьев пшеницы, установленного выше, были применены к классу

Результаты распознавания колосьев пшеницы. [Для модели смешивания уровней азота, модели уровня азота и модели сегментации пороговых значений цвета, распознавание при разном градиенте уровня азота.Левое изображение представляет собой модель смешения уровней азота, среднее изображение представляет собой модель уровня азота, правое изображение представляет собой сегментацию пороговых значений цветовых характеристик. N1, N2, N3 и N4 представлены 0 (без азота), 225 кг / га ^–1 (1/2 нормального уровня азота), 450 кг / га ^–1 (нормальный уровень азота) и 900 кг⋅га ^–1 (избыточный уровень азота) соответственно].

Оценка количества колосьев пшеницы

Оценка количества колосьев пшеницы при различных уровнях внесения азотных удобрений

Образцы смешивали вместе при одном уровне внесения азотных удобрений и при смешанном уровне, соответственно.Классификаторы были обучены извлечению колосьев пшеницы на основе суперпиксельных блоков. Затем на основе результата распознавания колосьев пшеницы автоматически определялось количество колосьев пшеницы. Искусственно подсчитанное количество колосьев пшеницы использовалось в качестве ориентира для расчета точности. Линейная регрессия была выполнена между автоматическим подсчетом и фактическим подсчетом, чтобы сформировать диаграмму отношения 1: 1 (). Автоматические подсчеты сравнивали при различных уровнях внесения азотных удобрений. Общая точность составила 80.8% без внесения азотных удобрений. Сильное отклонение наблюдалось при автоматическом подсчете при небольшом количестве колосьев пшеницы, и корреляция между автоматическим и искусственным подсчетом также была хуже ( R ² = 0,23, p > 0,05), соответственно. Другими словами, разница не имела статистической значимости, и автоматический подсчет был менее удовлетворительным. Напротив, более высокая точность была достигнута при всех трех уровнях внесения азотных удобрений ( A _низкий = 92.8%, A _{нормальный} = 93,1%, A _{высокий} = 94,2%). Кроме того, между автоматическим подсчетом и фактическим подсчетом была хорошая корреляция ( R ² _низкий = 0,71, R ² _{нормальный} = 0,76, R ² _{высокий} = 0,79), что имело крайнюю статистическую значимость ( P <0,01). Точность автоматической оценки количества колосьев пшеницы в целом была высокой.По мере увеличения уровня внесения азотных удобрений автоматическая оценка числа колосьев пшеницы также была улучшена, и она была лучшей при высоком уровне внесения азотных удобрений с точностью до 94,2%. Автоматическая оценка количества колосьев пшеницы была основана на обработке и статистике регионов в бинаризованном изображении сегментации колосьев пшеницы. Таким образом, автоматическая оценка числа колосьев пшеницы и сегментация колосьев пшеницы были согласованными при различных уровнях внесения азотных удобрений.Однако классификаторы плохо применялись без внесения азотных удобрений, в то время как все статистические данные были эффективны для регионов с внесением азотных удобрений. Когда все образцы были смешаны вместе, независимо от уровня внесения азотных удобрений, точность автоматической оценки числа колосьев пшеницы составила 83,7%, а R ² составила 0,22. При условии 240 шипов на изображение в настоящем исследовании эта точность была довольно низкой и не могла соответствовать требованиям практики производства пшеницы.

Результаты распознавания колосьев пшеницы. [ (A) Без азота, 0 кг⋅га ^–1 . A = 80,8%, n = 16, R ² = 0,23, p -значение = 0,1. (B) Низкое содержание азота, 225 кг⋅га ^–1 . A = 92,8%, n = 16, R ² = 0,71, p -значение = 0,0036. (C) Нормальный азот, 450 кг⋅га ^–1 . A = 93,1%, n = 16, R ² = 0.76, p -значение = 0,0015. (D) Высокое содержание азота, 900 кг⋅га ^–1 . A = 94,2%, n = 16, R ² = 0,79, p -значение = 0,0003. (E) Смешанный азот, образцы смешивали при четырех уровнях азота. A = 83,7%, n = 64, R ² = 0,22, p -значение = 0,0061].

Оценка числа колосьев пшеницы на участках, на которых вносились азотные удобрения

На основании приведенных выше результатов образцы без внесения азотных удобрений были удалены из обучающих образцов.Для создания репрезентативного набора смешанных выборок, применяемого для обучения классификаторов, оставшиеся образцы были смешаны и использованы для обучения классификаторов после кластеризации K-средних. Общая точность и точность сегментации колосьев пшеницы определялась в соответствии с результатами обучения (), а классификатор weiKNN в дальнейшем использовался для суперпиксельной классификации для извлечения колосков. Наконец, была получена автоматическая оценка количества колосьев пшеницы (). По сравнению со статистикой при уровне внесения смешанных азотных удобрений () оценка эффективности значительно улучшилась.Точность увеличилась с 83,7 до 93,8%, а также значительно улучшилась корреляция между автоматическим подсчетом и фактическим подсчетом: R ² увеличилась с 0,22 до 0,74. Следовательно, в регионах с внесением азотных удобрений сегментация и статистика могут выполняться без учета различий в уровне азота, и оценка является надежной.

ТАБЛИЦА 3

Результаты обучения классификации образцов внесения азота ( n = 10 000).

[Win32Exception (0x80004005): сетевой путь не найден]

[SqlException (0x80131904): при установке соединения с SQL Server произошла ошибка, связанная с сетью или конкретным экземпляром. Сервер не найден или не был доступен. Убедитесь, что имя экземпляра правильное и что SQL Server настроен на разрешение удаленных подключений.(поставщик: поставщик именованных каналов, ошибка: 40 - не удалось открыть соединение с SQL Server)]
   System.Data.ProviderBase.DbConnectionPool.TryGetConnection (DbConnection owningObject, UInt32 waitForMultipleObjectsTimeout, Boolean allowCreate, Boolean onlyOneCheckConnection, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal & connection) +35
   System.Data.ProviderBase.DbConnectionPool.TryGetConnection (DbConnection owningObject, TaskCompletionSource`1 повторная попытка, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal и соединение) +118
   Система.Data.ProviderBase.DbConnectionFactory.TryGetConnection (DbConnection owningConnection, TaskCompletionSource`1 retry, DbConnectionOptions userOptions, DbConnectionInternal oldConnection, DbConnectionInternal & connection) +268
   System.Data.ProviderBase.DbConnectionInternal.TryOpenConnectionInternal (DbConnection externalConnection, DbConnectionFactory connectionFactory, повторная попытка TaskCompletionSource`1, DbConnectionOptions userOptions) +315
   System.Data.SqlClient.SqlConnection.TryOpenInner (повторная попытка TaskCompletionSource`1) +128
   Система.Data.SqlClient.SqlConnection.TryOpen (повторная попытка TaskCompletionSource`1) +265
   System.Data.SqlClient.SqlConnection.Open () +133
   Компоненты.DBAccess.OpenConnection () +181
   Components.RealImages.GetImage (ID изображения Int32, состояние записи Int32) +81
   FeaturePics2015.Image.ImageSmall.GetImage (Int32 imgid) +122
   FeaturePics2015.Image.ImageSmall.Page_Load (Отправитель объекта, EventArgs e) +1098
   System.Web.UI.Control.OnLoad (EventArgs e) +108
   System.Web.UI.Control.LoadRecursive () +90
   Система.Web.UI.Page.ProcessRequestMain (логическое includeStagesBeforeAsyncPoint, логическое includeStagesAfterAsyncPoint) +1533
 

 Ресурсы 

 Дворжак, К.