Зернові культури основа сільськогосподарського виробництва. Зерно є основним енергетичним джерелом життєдіяльності людського організму. У структурі продуктів харчування зернові та зернобобові культури становлять 76 %. На бульбо - і коренеплоди, овочі, фрукти та цукор припадає тільки 17,2 % виробництва продуктів харчування. Решту (6,8 %) продукції людство одержує від тваринництва і риболовства.

Зерно і солому використовують як сировину для технічної переробки. Із зерна виробляють пиво, спирт, крохмаль, глюкозу та ін. Зерно зберігає свої добрі поживні властивості впродовж багатьох років. Воно зручне для перевезення на далекі відстані, легко піддається технологічній переробці. Солому використовують для виробництва целюлози, паперу, різних побутових речей. Як підстилка худобі солома є складовою частиною органічних добрив. В останні роки значну частину соломи подрібнюють при збиранні зерна і заробляють у ґрунт для поповнення його органікою.

Коренева система мичкувата, не має головного кореня. При проростанні насінин, із зародка формуються первинні або зародкові корінці. Пізніше з вузла кущіння виростає основна маса кореневої системи. Ці корінці називаються вторинними або вузловими. У кукурудзи, сорго на першому - другому надземних стеблах розвиваються повітряні або опорні корені. Найбільш розвинута коренева система у кукурудзи, жита, озимої пшениці. Основна частина кореневої системи розміщується в орному шарі ґрунту на глибині до 30 см. Окремі корені можуть проникати у ґрунт на глибину 1 м, інколи до 1,5-2,0 м. Коренева система вівса, жита, гречки характеризуються високою фізіологічною активністю може засвоювати елементи живлення з важкорозчинних сполук ґрунту У ярої пшениці, ячменю засвоювальна здатність менша, тому у ґрунт необхідно вносити легкорозчинні сполуки з добривами.

Стебло соломина, що складається з 5-7 міжвузлів. У кукурудзи може бути до 25 міжвузлів. З кожного вузла починає свій ріст листок. Стебло порожнисте висотою см. У кукурудзи і сорго виповнене паренхимою, висотою 3-5 м. Листок лінійної форми. Складається з листкової піхви, яка у вигляді трубки охоплює стебло ; листкової пластинки, що відходить під кутом до стебла. На місці переходу піхви у пластинку розрізняють язичок і вушка. За будовою язичка і вушок можна відрізнити культури між собою на ранніх фазах розвитку.

Суцвіття у зернових культур буває трьох типів : колос ( пшениця, жито, тритікале, ячмінь ), волоть ( овес, просо, сорго, рис, кукурудза ), качан ( кукурудза ). Спільним у будові цих суцвіть є наявність колосків. Колос складається з колосового стрижня, на виступах якого розміщуються колоски. Волоть складається з основної осі і бокових гілок. На кінцях гілок останнього порядку сидять колоски.

Плід суха однонасінна зернівка, голозерна або плівчаста, якщо квіткові луски не від ' єднуються від зернівки ( ячмінь, овес, просо, рис ). Зернівка складається з оболонок ( плодової і насінневої ), які щільно зростаються між собою. Маса оболонок становить 4-7 % ( у плівчастих до 15 %) від маси зернівки. Основну частину зернівки займає ендосперм, що складається з клітин, які наповнені крохмальними зернами, між ними розміщені білкові речовини. Периферійний шар клітин ендосперму називається алейроновим. Його клітини містять багато білка і не містять крохмалю.

Хімічний склад

У більшості крупів міститься від 1 до 1,5% жирів, у гречаних і пшоні до 3%, у вівсяних понад 6%. При зберіганні жири крупів швидко окислюються. Крупи багаті на вуглеводи, особливо на крохмаль. Вміст цієї речовини складає 7580% загальної кількості сухих речовин і 9596% кількості вуглеводів. Вуглеводи і жири крупів засвоюються на 9092%, білки дещо гірше. Енергетична цінність крупів коливається від 314 ккал /100 г ( горох лущений ) до 348 ккал /100 г ( пшоно ). Біологічна цінність крупів визначається залежно від вмісту повноцінних білків, поліненасичених жирних кислот, мінеральних речовин і вітамінів.

найбільше клейковини у зерні пшениці (16-50%). Зерно жита містить від 3 до 26%, ячменю від 2 до 19% клейковини, але нижчої якості ніж у пшениці. Клейковина пшениці найкраща, завдяки цьому хліб має високі хлібопекарські і смакові якості. У твердої пшениці клейковина жорсткіша, але борошно придатне для виробництва макаронів і круп. У зерні інших зернових культур клейковини майже немає, тому для випікання хліба їх борошно мало придатне.

Жир у зерні знаходиться у зародку. Найбільше його у зародках кукурудзи до 40%, вівса до 26%, проса до 20%, менше у пшениці, жита, ячменю до 14%. У кукурудзи видаляють зародки, з яких добувають харчову і лікувальну олію. Якщо жир потрапляє в борошно воно гіркне. Клітковина входить до складу клітинних стінок, оболонок зерна і лусок. На відміну від інших органічних речовин вона погано перетравлюється. Зола міститься переважно в оболонках і лусках зерна. У золі багато фосфору і калію. У зерні міститься комплекс вітамінів ( В 1 В 2, В 6, РР, Е, А та ін.).

Насіння проростає за достатньої кількості води, тепла і кисню. Вода потрібна для набубнявіння зерен і розчинення в них запасних поживних речовин. При цьому потреба сухого зерна у воді така,% маси : вівса 65, пшениці і жита 55, ячменю 50, кукурудзи 44, рису 26, проса 24. Для проростання насіння зернобобових води потрібно значно більше % маси насіння. Насіння хлібних злаків першої групи може проростати за мінімальної температури 12 ° С, кукурудзи, проса 810 ° С, сорго і рису ° С. Швидше воно проростає за оптимальної температури для хлібних злаків першої групи 2025 ° С, другої 2530 ° С. Після набубнявіння нерозчинні речовини ендосперму насіння під впливом ферментів перетворюються на розчинні і через щиток надходять до зародка.

СХОДИ. Спочатку ростуть зародкові корінці, кількість яких неоднакова в різних хлібних злаків. Пшениця і овес утворюють по 3, жито 4, ячмінь 5 корінців. Просо, кукурудза, сорго, рис проростають одним корінцем.

КУЩІННЯ. Хлібні злаки можуть кущитися, тобто утворювати з вузла кущіння бічні пагони, які з ' являються на поверхні ґрунту і ростуть так само, як і головне стебло. Найбільш життєздатні пагони утворюються від підземного вузла, розміщеного безпосередньо під поверхнею ґрунту. Це вузол кущіння. Кущіння озимих хлібних злаків починається за температури 5 ° С, а найдружніше відбувається за ° С. Ранні посіви мають більшу енергію кущіння, пізні меншу. У висіяних своєчасно озимих цей процес закінчується переважно восени. В посушливі роки кущіння дуже слабке або зовсім не відбувається.

ВИХІД У ТРУБКУ І КОЛОСІННЯ. У цей період рослини формують генеративні органи. Ріст стебла починається подовженням нижнього міжвузля розміщеного безпосередньо над вузлом кущіння. Майже одночасно починає рости друге, потім третє і т. д. Початком фази виходу в трубку вважається період, коли на головному стеблі можна визначити перший вузол, що піднімається над поверхнею ґрунту на 5 см. Фаза виходу в трубку настає через 2530 діб після весняного відновлення вегетації.

ЦВІТІННЯ. Після колосіння у більшості зернових настає період цвітіння. В жита воно триває 68 діб, пшениці 35, вівса 34 доби. В ячменю цвітіння відбувається ще до виходу колоса з піхви листка. За особливостями запилення хлібні злаки поділяють на самозапильні або з перевагою самозапилення ( пшениця, овес, ячмінь, просо, рис ) і перехреснозапильні ( жито, кукурудза, сорго ).

ФОРМУВАННЯ І ДОСТИГАННЯ ЗЕРНА. Після цвітіння і запилення настає фаза формування зерна : утворюється зародок, а в клітинах ендосперму накопичуються поживні речовини. Академік М. М. Кулєшов розрізняє такі фази утворення зерна формування, наливання і достигання. У фазі формування, яка триває 1015 діб, зі стінок зав ' язі утворюється оболонка плоду. У фазі наливання відбувається переміщення пластичних речовин із стебла й листків у суцвіття і зерно у вигляді білків, крохмалю, жиру ( збільшується суха маса зерна ). Цей процес триває і після наливання зерна до настання воскової стиглості. Маса зерна збільшується, а вміст води в ньому поступово зменшується.