1.1.2 Ріст і розвиток зернових хлібів
Протягом вегетації зернові культури проходять такі фенологічні фази розвитку: проростання, сходи, кущіння, вихід у трубку, колосіння або викидання волоті, цвітіння, формування і достигання зерна. За початок фази вважають той день, коли вона відмічається приблизно у 10% рослин, за повну фазу — коли її ознаки проявляються у 75–80% рослин.
Проростання насіння. Висіяне у ґрунт насіння за сприятливих умов проростає. Прорости насіння може при поглинанні такої приблизно кількості води (у% до повітряно-сухої маси насіння): пшениці 47–48, жита 58–65, ячменю 48–57, вівса 60–76, кукурудзи 37–44, проса і сорго 25–38, рису 37–44. Поглинувши воду, насіння спочатку бубнявіє, а потім за допомогою ферментів складні запасні речовини зернівки перетворюються на прості, внаслідок чого починають рости зародкові корінці і листки. З появою на поверхні ґрунту першого справжнього листка починається нова фаза — сходи.
Сходи. Дружність проростання і поява сходів залежать від температури посівного шару ґрунту. Мінімальною температурою для з'явлення сходів насіння хлібів першої групи є 2–5°С, другої 10–12°С, оптимальною — відповідно 20–25 і 25–30°С. При оптимальній температурі і вологості ґрунту сходи з'являються на 6–8-й день.
Кущіння починається після утворення рослиною 3–4 листків, приблизно через 23–27 днів після появи сходів (II — III етапи органогенезу) завдяки активному фотосинтезу та притоку мінеральних поживних речовин. На підземних стеблових вузлах, особливо на вузлі, який знаходиться ближче до поверхні ґрунту, закладаються вторинні, або вузлові, корені та бічні пагони. Вузол кущіння є найголовнішим органом рослини, з його відмиранням відмирає рослина. Залягає він у ґрунті на глибині 1,5–3 см. Глибина залягання вузла кущіння залежить від факторів життя, індивідуальних особливостей рослин, способів їх вирощування.
Наприклад, при недостатньому освітленні рослин, що спостерігається у загущених посівах, він залягає ближче до поверхні ґрунту; при понижених температурах, а в деяких культур при глибокому загортанні насіння (озима пшениця) вузол кущіння залягає глибше. Глибина залягання вузла кущіння відіграє важливу роль у житті рослин: чим глибше він залягає в озимих культур, тим вони морозостійкіші; при глибшому його заляганні у рослин підвищується стійкість до вилягання.
Дружне кущіння у злакових рослин відбувається при температурі 10–15°С, достатньому забезпеченні їх водою, поживними речовинами та достатній площі живлення. За сприятливих умов кожна рослина утворює до 5–10 і більше пагонів. Частина з них безпосередньо формують урожай зерна, утворюючи суцвіття з виповненим зерном — продуктивні пагони, частина — так званий підгін, не утворюють суцвіть і не беруть участі у формуванні урожаю зерна.
У зв'язку з цим виділяють продуктивну і непродуктивну кущистість злакових рослин. Як недостатнє, так і сильне кущіння знижує урожайність зерна: у першому випадку через малу кількість продуктивних пагонів, у другому — через можливість вилягання рослин. При вирощуванні зернових культур першої групи максимальний урожай зерна забезпечує густота продуктивних пагонів 500–700 шт./м2.
Вихід у трубку (трубкування). Ріст стебла починається з нижнього міжвузля, яке протягом 10–15 днів видовжується, піднімаючи догори у листковій трубці друге і наступні міжвузля. Початком фази трубкування (IV — VII етапи органогенезу) вважається той період, коли стебловий вузол першого міжвузля піднімається на висоту 2–3 см від поверхні ґрунту. Ця фаза настає через 42–50 днів після появи сходів. У цю фазу спостерігається інтенсивний ріст вегетативної маси, формування та диференціація суцвіть, репродуктивних органів, їх інтенсивний ріст. У цей період рослини дуже вибагливі до поживних речовин та вологи. Тривалість фази 42–50 днів.
Колосіння і викидання волоті. Ця фаза вегетації відповідає VIII етапу органогенезу. Вона триває 5–7 днів. Внаслідок інтенсивного росту стебла, особливо його верхнього міжвузля, з листкової трубки назовні з'являється колос (пшениця, жито, ячмінь, тритикале) або волоть (овес, просо, рис, сорго, чоловіче суцвіття у кукурудзи). У фазу колосіння та викидання волоті завершується формування усіх органів суцвіть.
Цвітіння настає на IX етапі органогенезу і триває 4–6 днів. У жита воно починається через 8–10 днів після колосіння, а в ячменю закінчується до колосіння.
Під час цвітіння відбувається запилення квіток. Зернові культури за характером запилення поділяються на самозапильні (пшениця, тритикале, овес, ячмінь, просо, рис) і перехреснозапильні (жито, кукурудза, сорго), у яких пилок переноситься на приймочки маточок вітром. У колосових культур цвітіння починається з квіток середньої частини колоса, у волотевих — з квіток верхньої частини волоті. У цю фазу припиняється ріст вегетативної маси.
Формування і достигання зерна. Після запліднення на Х-ХІІ етапах органогенезу настає фаза формування зерна — його ріст в довжину до розміру, типового для кожного сорту або гібриду. Маса 1000 зернин в цей час мала — всього 8–12 г. За формуванням зерна настає фаза наливання зерна і його молочна стиглість.Тривалість цього періоду 40–45 днів. При наливанні у зерно надходять поживні речовини, зерно досягає типового розміру за товщиною та шириною. В цей період зерно за консистенцією нагадує молоко (розчин органічних речовин). Кількість води у зерні становить 50% і більше. За молочною стиглістю настає воскова, за якої зерно за консистенцією нагадує віск, набирає типового кольору, вологість його знижується до 30–32%. Повна стиглість — це кінцевий етап вегетації рослин. У цій фазі вологість зерна знижується до 20–15% і воно повністю втрачає зв’язок з материнською рослиною.