Метелка имеет центральную ось с узлами и междоузлиями. В узлах располагаются боковые разветвления, которые в свою очередь, могут ветвиться и образовывать ветви первого, второго и последующих порядков. На концах ветвей видят колоски.
Колосок состоит из одного или нескольких цветков и двух колосковых чешуи. Колосковые чешуи у пшеницы широкие, многонервные, с продольным килем; у ржи очень узкие, однонервные; у ячменя узкие, почти линейные; у овса широкие, со многими выпуклыми продольными нервами.
Каждый цветок имеет две цветковые чешуи: нижнюю, или наружную, и верхнюю, или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположены завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и три тычинки (у риса – шесть). У основания цветковых чешуи еще имеется две небольшие тонкие пленки (lodicula), набухание которых во время цветения обусловливает раскрытие цветка.
Плод злаковых культур представляет собой зерновку. У пленчатых хлебов зерновка покрыта цветковыми чешуями. У голозерной пшеницы и ржи зерно легко отделяется от этих чешуи; у проса, чумизы, риса цветковые чешуи плотно облегают зерновку; у пленчатого ячменя они даже срастаются с зерновкой. Зерновка, кроме того, покрыта семенной и плодовой оболочками, защищающими зародыш.
Зерновка пшеницы имеет удлиненную, округло-овальную форму. В зерновке различают спинную и брюшную стороны. Ее выпуклая сторона называется спинкой, а противоположная, более плоская - брюшком. На брюшке имеется продольное углубление - бороздка, усложняющую переработку зерна в муку. Глубина залегания бороздки изменяется в зависимости от района произрастания и метеорологических условий года получения урожая. В нижней части спинной стороны зерновки находится зародыш. На противоположной верхней части зерновки имеется хохолок, состоящий из тонких волосков - выростов покровной ткани. Каждую из двух боковых сторон зерновки называют бочком.
Форма зерновок других культур может быть шарообразной (просо, сорго), удлиненной (рожь, ячмень, овес, рис), округлой или гранистой (кукуруза). Поверхность зерновки бывает гладкая (пшеница), слабоморщинистая (рожь), опушенная (овес). Окраска - белая, желтая, серая, зеленая, коричневая. Злаки, имеющие плоды, похожие на зерновку пшеницы, относят к так называемым настоящим злакам (первая группа). Это пшеница, рожь, ячмень, овес. Вторая группа (просовидные злаки): просо, кукуруза, сорго, рис. Эта группа не имеет ни бороздки, ни хохолка и прорастает одним корешком.
При обмолоте пшеницы, ржи и тритикале зерновки легко отделяются от цветковых пленок. Чем больше масса цветковых пленок на поверхности зерновки - ядра и чем труднее они удаляются, тем соответственно меньше выход крупы или муки при переработке такого зерна.
При современной технологии переработки зерна оболочки и алейроновый слой стремятся удалить. При этом толщина оболочек и алейронового слоя, образующих отруби, оказывает влияние на качество вырабатываемого продукта. Очень тонкие оболочки легко измельчаются и переходят в муку, а чрезмерно толстые затрудняют отделение эндосперма, уменьшая выход муки. У пшеницы толщина плодовой и семенной оболочек колеблется от 0,03 до 0,97 мм, а алейронового слоя - от 0,03 до 0,06 мм. Интересно отметить, что алейроновый слой пшеницы, состоящий всего из одного ряда клеток, по толщине приближается к оболочкам. Как правило, мелкое зерно имеет более толстые оболочки.
По внешнему виду (морфологическим признакам) зерновки злаковых культур подразделяют на настоящие (пшеница, рожь, ячмень, овес) и просовидные (остальные культуры).
Эндосперм - основная часть зерновки. Эндосперм представляет собой мучнистое тело, в котором сосредоточены запасные питательные вещества. Наружный слой эндосперма наполнен алейроновыми зернами, богатыми азотистыми веществами. Под ним находятся клетки, наполненные крахмальными зернами.
Зародыш расположен у основания зерновки. Он состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, почечки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка. Зародыш по сравнению с эндоспермом невелик и составляет у пшеницы, ржи и ячменя 1,5...2,5% массы зерновки, у овса-2,0... 3,5, у кукурузы- 10.. .14%.
Соотношение анатомических частей зерновки злаков имеет важное технологическое значение. Чем больше оболочек, тем меньше питательных веществ содержит зерно и меньше соответственно выход продуктов при переработке. У голозерных злаков содержание колеблется (в %) : эндосперма - от 70 до 85, алейронового слоя - от 4 до 12, плодовой и семенной оболочки - от 5 до 9, зародыша -1,5 - 7 (у кукурузы до 15) массы зерновки.
Цветковая оболочка пленчатых культур составляет (в %): у ячменя - 9-13, проса -16 - 18, риса -18-22, овса - 25 - 30 массы зерновки.
Весовое соотношение отдельных анатомических частей зерна некоторых злаковых приведено в таблице 3.
Таблица 3
Анатомическое соотношение зерна злаков
| Культура | Цветковые пленки | Плодовая и семенная оболочки | Алейроновый слой | Зародыш | Эндосперм |
| Пшеница | - | 4,5.. .6,5 | 6,5.. .9,5 | 1,5.. .3,0 | 83.. .85 |
| Рожь | - | 11,5.. .15,0 | 11,6.. .12,0 | 2,5.. .3,0 | 70,5... 74,5 |
| Овес | 26... 32 | 2,5.. .4,0 | 4,0.. .6,0 | 3,0.. .4,0 | 61,0.. .65,0 |
| Ячмень | 10.. .12 | 5,5.. .6,5 | 11,0.. .13,0 | 2,5.. .4,0 | 65,0... 68,0 |
| Кукуруза | - | 7,0.. .14,0 | 7,0.. .9,0 | 8,0.. .15,0 | 61,0.. .77,0 |
Зерно используется в основном в пищу, на корм скоту и на переработку для непищевых целей. Направления использования зерна сильно различаются между видами. Из этого следует, что и цели выращивания разных зерновых культур разные.
Экономическая эффективность выращивания зерновых культур в большой мере определяется направлением использования. Повышенные требования к качеству зерна при разных направлениях использования окупаются повышенными ценами, например, при выращивании пивоваренного ячменя или качественной пшеницы для разных изделий. Регионы выращивания зерновых пригодны в разной мере. Экономическое преимущество определенной местности для получения требуемого качества зерна для специального использования важно умело реализовать.
Зерновые хлеба по значению и удельному весу в мировом земледелии занимают первое место среди всех сельскохозяйственных культур.
Посевы зерновых культур в России в 2002 году увеличились по сравнению с 2001 годом на 0,5 млн. гектаров (1,2%), в том числе пшеницы - на 2,0 млн. (8,4%).
В структуре посевов увеличился удельный вес зерновых культур до 57,2% (в 2001 году - 56,4%). В таблице 4. приведены размеры посевных площадей.
Таблица 4
Анатомическое соотношение зерна злаков
| Культура | Цветковыепленки | Плодоваяи семеннаяоболочки | Алейроновый слой | Зародыш | Эндосперм |
| Пшеница | - | 4,5…6,5 | 6,5…9,5 | 1,5…3,0 | 83…85 |
| Рожь | - | 11,5…15,0 | 11,6…12,0 | 2,5…3,0 | 70,5…74,5 |
| Овес | 26…32 | 2,5…4,0 | 4,0…6,0 | 3,0…4,0 | 61,0…65,0 |
| Ячмень | 10…12 | 5,5…6,5 | 11,0…13,0 | 2,5…4,0 | 65,0…68,0 |
| Кукуруза | - | 7,0…14,0 | 7,0…9,0 | 8,0…15,0 | 61,0…77,0 |
Зерновые злаковые культуры содержат углеводы, жиры, белковые вещества и другие органические соединения в количествах, необходимых для питания человека.
Наибольшее продовольственное значение имеют злаковые культуры первой группы - пшеница, рожь, ячмень и овес. Среди них наиболее значимы пшеница и рожь.
ПШЕНИЦА (Triticum), род одно- и двулетних трав семейства злаков, одна из важнейших зерновых культур. Многие сорта пшеницы специально выведены селекционерами, тысячи других возникли спонтанно путем скрещивания культурных форм друг с другом и с дикорастущими травами. Вероятно, древнейшими культурными видами пшеницы являются эллипсовидная (Т. aegilopoides) и однозернянка (Г. топососсит). Только в их клетках обнаружен диплоидный набор из семи пар хромосом. Центр распространения первого вида - Армения, Турция и Грузия, откуда он проник западнее. Пшеница-однозернянка, возможно, возникла на северо-востоке Турции и юго-западе Закавказья или немного южнее - на востоке Ирака. Считается, что она стала родоначальником почти всех современных сортов. Следующим шагом в эволюции пшеницы стало появление тетраплоидных видов с 14 парами хромосом. В дикорастущем состоянии известен только один из них - полба, эммер, или пшеница-двузернянка (Т. dicoccum), распространенная на юге Армении, северо-востоке Турции, западе Ирана, севере Израиля, Сирии и Иордании. Это также древнейший из культурных тетраплоидов, возделывавшийся некогда шире всех прочих типов пшеницы. Хотя у эммера, как и у однозернянки, ось колоса ломкая и чешуи не отстают от зерен при обмолоте, другие тетраштоиды стали первыми пшеницами, у которых колосья уже не разламывались, а зерно полностью вымолачивалось из чешуи. К таким видам относятся пшеница твердая, персидская, польская и тучная.
Самые молодые пшеницы - гексаплоиды с 21 парой хромосом. Это продукт гибридизации тетраплоидов с каким-то близким видом, у которого семь пар хромосом, скорее всего с дикорастущим злаком рода эгилопс (Aegilops). У двух гексаплоидных видов, включая спельту, бывшую когда-то основной центральноевропейской пшеницей, зерна, как у однозернянки и полбы, невымолачивающиеся (пленчатые). На три других гексаплоида, называемых голозерными, т.е. на пшеницу летнюю, карликовую и шарозер-ную, приходится большая часть мировой продукции этой культуры.
Получаемая из зерна пшеницы мука идет на выпечку белого хлеба и производство других пищевых продуктов; отходы мукомольного производства служат кормом скоту и домашней птице, а в последнее время все шире используются и как сырье для промышленности. Пшеница – ведущая зерновая культура во многих регионах мира и один из основных продуктов питания на севере Китая, в некоторых частях Индии и Японии, во многих ближневосточных и североафриканских странах и на равнинах юга Южной Америки. Существуют тысячи сортов пшеницы, и классификация их довольно сложна, однако главных типов всего два - твердые и мягкие. Мягкие сорта делят также на краснозерные и белозерные. Обычно их выращивают в регионах с гарантированным увлажнением. Твердые сорта разводятся в областях с более сухим климатом, например там, где естественный тип растительности - степь. В Западной Европе и Австралии производят в основном мягкие сорта, а в США, Канаде, Аргентине, Западной Азии, Северной Африке и бывшем СССР - главным образом твердые.