Найбільшого значення набуло вивчення потреб зернових культур за фенологічними фазами та етапами органоге-незу.

Зернові злаки протягом вегетації проходять відповідні фази розвитку, з якими пов'язане утворення окремих ор-ганів. Для злакових культур характерні такі фенологічні фази: проростання насіння, сходи, кущення, вихід у трубку, колосіння (викидання волотей), цвітіння, формування, на-ливання та достигання зерна.

Проростання насіння — складний фізіологічний процес, у результаті якого зародок використовує запасні поживні речовини, перетворюється в проросток, що здатний до ав-тотрофного живлення. У цьому складному процесі в 1976 р. Ф. Ноббе виділив три основні фази проростання: 1 — по-глинання води (фізичний бік процесу); 2 — перетворення запасних поживних речовин із нерозчинних у розчинні біо-хімічний бік процесу); 3 — власне проростання (фізіоло-гічний бік процесу, морфологія проростання).

Однак ці фази не розкривають повної картини проро-стання насіння, тому L Г. Строна цей процес поділив на п'ять фаз.

1 — фаза поглинання, води. Насіння .поглинає воду до появи критичної вологи. Втягують воду гідрофільні колоїди насіння, в той же час не відбувається помітна активізація хімічних процесів і не спостерігаються зміни у морфології. У цій фазі насіння поглинає воду із силою 50—100 атм., і збільшення об'єму його особливо помітне через 8—12 год і закінчується через добу. При доступній волозі насіння буб-нявіє при температурі 20 °С.

2 — фаза набубнявіння. Швидкість набубнявіння насіння залежить від його крупності, вмісту білка в ендоспермі (чим більше його, тим повільніше насіння бубнявіє), а також щільності плодової оболонки зерна.

У набубнявілому насінні за сприятливих умов під вшіи-. вом багатьох ферментів відбувається перетворення запасних поживних речовин в ендоспермі. Фермент діастаза, який утворюється в зародку, щитку й алейроновому шарі, сприяє перетворенню крохмалю в розчинні вуглеводи (декстрин, мальтозу). Одночасно з перетворенням крохмалю відбувається часткове розчинення геміцелюлози під впливом особливого ферменту — цитази.

Запасні білкові речовини ендосперму при проростанні насіння також піддаються гідролітичному розпаду з участю фермен-ту — протеази. В результаті цього утворюються амінокислоти і аміак, які при взаємодії з вуглецевими сполуками пере-творюються .в аспарагін. Із амінокислот, аспарагіну, безазотистих та інших речовин формуються нові білкові речовини клітин, тканин тощо.

Розпад запасних поживних речовин не закінчується ут-воренням кінцевих продуктів гідролізу, вони пізніше пере-ходять у процеси синтезу, оскільки проростання зерна — не тільки простий розпад запасних речовин, а й процес утворення нових сполук, завдяки яким продовжується жит-тєдіяльність зародка.

3 — фаза росту первинних корінців починається з ділення клітин первинного корінні, відбувається накльовування, потім ростуть корінці, вся енергія витрачається для росту проростка (в корінцях синтезуються вітаміни, регулятори росту).

4 — фаза росту проростка починається із з'явлення проростка, продовжується ріст корінців, у злаків ця фаза закінчується з’явленням колеоптиле.

5 — фаза встановлення проростка — в цій фазі проросток одержує із насінини поживні фізіологічно-активні речовини, крім того, він може використовувати вологу й поживні ре-човини з грунту.

Найбільше на проростання насіння впливають тепло і волога, а на швидкість набубнявіння, крім того, й власти-вості самого насіння, насамперед його проникливість, струк-тура, розміри. Дрібне насіння бубнявіє швидше. Загальна кількість води, яку поглинає насіння, залежить, насамперед, від його хімічного складу. Виходячи з цього, мінімальна кількість води для проростання насіння у злаків становить 46—76%, у бобових — 106—114, насіння льону поглинає до 160, а буряки — 120—168 %.

Обов'язково для проростання насіння необхідний кисень для дихання й окислення запасних поживних речовин, при нестачі його відбувається анаеробне дихання, при якому в тканинах насінини збільшується вміст недоокислених мета-болітів, які негативно впливають на ріст.

Необхідність тепла для проростання насіння характери-зується кардинальними температурами: мінімальною — ниж-че якої проростання неможливе, оптимальною — при якій ?????? ??????? проростання, максимальною - ?????????????????.

2. Мінімальна температура для проростання з'явлення сходів у різних сільськогосподарських культур (за В. Н. Степанович)

Група | Культура | Мінімальна температура

проростання

насіння | з'явлення

скопів

1 | Коноплі, гірчиця. | 0— 1 | 2—3

2 | Жито, пшениця, ячмінь, овес, вика, чина, сочевиця, горох | 1—2 | 4—5

3 | Льон, люпин, кормові воби, Пут, буряки | 3—4 | 5—6

4 | Соняшник, перила, картопля | 5—6 | 7-8

5 | Кукурудза, просо, соя, могар, суданська траві | 9-10 | 10—41

6 | Квасоля, рицина, сорго | 10—12 | 12—13

7 | Бавовник, рис, арахіс, кунжут | 12—14 | 14—15

На швидкість з'явлення сходів впливає багато факторів: вологість і температура ґрунту, його гранулометричний склад, глибина загортання насіння, біологічні особливості сорту тощо. Професор A..Носатовськяй встановив, що від початку проростання озимої пшениці до з'явлення сходів сума середньодобових температур повинна становити 60—90 0С залежно від глибини загортання насіння (в середньому по 10 0С 1 на кожен сантиметр).

Спочатку ростуть зародкові корінці, яких неоднакова кількість у різних-хлібних злаків. Пшениця й овес утворюють по три, жито — чотири, ячмінь — п'ять. Просо, ку-курудза, сорго, рис проростають одним корінцем.

Зародковий корінець у голозерних злаків пробиває обо-лонку насіння біля верхнього кінця квіткової луски, а в плівчастих — проходить під квітковими лусками і з'яв-ляється назовні у верхньому кінці насіння.

Зародкове стебло вкрите тонким прозорим чохликом, який називають колеоптиле. Він захищає стебло і перший листок І від пошкодження при виході його на поверхню ґрунту. Цей період називають з'явленням сходів. Здебільшого сходи зе-лені, але часто мають фіолетовий, коричнюватий або сизу-ватий відтінки внаслідок наявності антоціану або воскового нальоту. У пшениці сходи переважно зелені, рідше з відтін-ками, у жита — фіолетово-коричневі, в ячменю