Стебель – соломина, состоящая из 5-7 междоузлий и разделена стеблевыми узлами. Соломина полая. Стебель растёт всеми своими междоузлиями. Первым трогается в рост нижнее междоузлие, затем последующее. Каждое новое междоузлие обгоняет в росте предыдущее. Верхнее междоузлие длиннее нижнего во много раз и достигает наибольшей величины во время цветения. Стебель имеет наибольшую толщину в средней части, наименьшую в верхней. Стебель обладает способностью образовывать боковые побеги из подземных стеблевых узлов.

Лист – состоит из листового влагалища и листовой пластинки. На месте перехода влагалища в листовую пластинку имеется тонкая бесцветная плёнка, называемая язычком (Ligula). Язычок, плотно прилегая к стеблю, препятствует проникновению воды внутрь листового влагалища. У основания листового влагалища образуются двусторонние линейные ушки, или рожки (Auriculae), охватывающие стебель. Язычок ячменя короткий, ушки очень крупные, без ресничек полулунной формы (К. Эзау 1980).

Соцветие – сложный колос. Колос состоит из членистого колосового стержня (продолжение стебля) и колосков. Широкая сторона стержня называется лицевой, а узкая –боковой. У колоса ячменя на каждом уступе колосового стержня сидят три одноцветковых колоска. Колосок состоит из одного или нескольких цветков и двух колосовых чешуй. Колосовые чешуи у ячменя узкие, почти линейные. Ячмень типичное самоопыляющиеся растение. Цветение происходит при закрытых цветковых чешуях до появления колоса из листового влагалища. В жаркую погоду цветение может быть открытым, в этом случае возможно перекрёстное опыление.

Каждый цветок имеет две цветковые чешуи – нижнюю, или наружную, и верхнюю или внутреннюю, более тонкую, нежную и плоскую. Между цветковыми чешуями расположена завязь с одной обратной семяпочкой и двумя перистыми рыльцами и тремя тычинками, у основания цветковых чешуй, имеются ещё две небольшие тонкие плёнки (Lodiculae), набухание которых во время цветения обуславливает раскрытие цветка (П.П. Вавилов В.В. Гриценко, В.С. Кузнецов и др. 1979).

Плод – зерновка, сросшаяся с цветковыми чешуями или голая. Семя покрыто не только семенной оболочкой, развившейся из двух оболочек семяпочки, но и плодовой, образовавшейся из тканей завязи. Эндосперм зерновки представляет собой ткань с запасными питательными веществами. Наружный слой эндосперма, непосредственно примыкающий к оболочке, наполнен алейроновыми зёрнами, богатыми азотистыми веществами. Под ним находятся клетки, наполненные крахмальными зёрнами. Зародыш расположен у основания зерновки на выпуклой стороне. Он состоит из щитка, соединяющего его с эндоспермом, почки, покрытой зачаточными листьями, первичного стебля и корешка. Зародыш с эндоспермом невелик и составляет 1.5-2.5% массы зерновки. Масса 1000 зёрен 30-50 грамм. Плёнчатость колеблется от 8 до 17%, в зависимости от сорта и условий произрастания (К. Эзау 1980).

В зависимости от количества плодущих колосков, находящихся на членике стержня, культурный ячмень подразделяется на три подвида.

1.- Подвид Hordeum vulgare Lessen – ячмень многорядный, или обыкновенный. На каждом членике стержня имеется, по три плодущих колоска, которые развиваются и дают зерно. По степени плотности колоса многорядный ячмень подразделяется на две группы. Первая – это группа правильных шести рядных ячменей hexastichum L. колос которых плотный, толстый, сравнительно короткий и в поперечном сечении имеет вид правильного шестигранника. Вторая – это группа неправильных шести рядных (четырёхгранных) ячменей tetrastichum Korn. У которых колос менее плотный, ряды зёрен расположены не совсем правильно, боковые колоски заходят друг за друга, средние колоски более развиты, чем боковые. Колос имеет две широкие грани с лицевой стороны и две узкие с боковой, в поперечном разрезе он образует четырёхугольник.

2 – Подвид Hordeum distickum Lessen – ячмень двухрядный, у которого из трёх колосков, сидящих на членике стержня, плодущими бывают только средние, боковые колоски бесплодны. Двухрядные ячмени по характеру боковых бесплодных колосков разделяются на две группы: а) nutantia R. Reg. у которых боковые бесплодные колоски имеют колосовые и цветковые чешуи. б) deficientia R. Reg. характеризуется тем, что бесплодные боковые колоски состоят у них только из одних колосовых чешуй. В посевах двухрядные ячмени представленные только группой nutantia; ячмени же второй группы (deficientia) встречаются как примеси, чаще в Закавказье.

3 – Подвид Hordeum intermedium – ячмень промежуточный. У этого подвида на уступе колосового стержня могут нормально развиваться от одного до трёх зёрен.

В нашей стране распространены только многорядный и двухрядный подвиды ячменя. Многорядные ячмени в отличие от двухрядных более засухоустойчивы и скороспелы, но сильнее осыпаются. В нашей стране встречаются 20 разновидностей ячменя. Наибольшие площади занимают разновидности нутанс, медикум из двухрядных и поллидум из многорядных (Н.А. Фёдорова 1989).

1.2 Биологические особенности ячменя, фазы роста и развития

В процессе роста и развития ячменя выделяют следующие фенологические фазы: набухание семян их, их прорастание, всходы, появление третьего листа, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость зерна.

Поглощение воды при набухании зерновок ячменя зависит от химического состава зародыша, эндосперма и покровов семени. Чем больше в зерне содержится белка, тем больше количество воды оно поглощает для набухания. Чтобы семена ячменя могли прорости, они должны поглотить 48-57% воды от их воздушно сухой массы (В. Ф. Мальцев 1984). После набухания в них происходят биохимические и физиологические процессы. Под воздействием ферментов (амилазы, диастазы) сложные химические соединения, крахмал, белки, жиры и другие – переходят в растворимое состояние. Они становятся доступными для питания зародыша. Получив пищу, он из состояния покоя переходит к активной жизнедеятельности. В это время им необходимы влага, кислород и определённые температурные условия. При прорастании в первую очередь трогается в рост главный корешок, затем последующие зародышевые корешки. Семена ячменя чаще всего прорастают 5-8 зародышевыми корешками. Прорвав клеоризу, зародышевые корешки погружаются в почву, поглощают воду и минеральные вещества почвенного раствора. С этого момента начинается снабжение питательными веществами проростка, поддерживание его тургорной напряженности и упругости. Минимальная температура для прорастания 1-2°С. Однако, при недостатке тепла семена прорастают очень медленно. Оптимальная температура 20-25°С. По мере увеличения влажности почвы скорость прорастания семян возрастает и достигает максимума при 70-90% полевой влажности (ПВ). Значительную роль играет аэрация почвы, зависящая от плотности, увлажнённости, наличия корки и так далее. Прорастание семян ячменя заметно тормозится при содержании углекислоты около 17%, а при концентрации её в пределах 35% семена гибнут (И.И. Беляков, 1990). Для развития всходов минимальная температура должна быть 5-6°С. Биологический минимум для вегетативного роста ячменя составляет 4-5°С. При температуре выше 30°С ростовые процессы замедляются, при 35-40°С – приостанавливаются. Во время формирования генеративных органов и цветения требуется температура на уровне 20°С (А.Н. Берёзкин 1987).