К положительным свойствам твердой пшеницы наряду с качеством зерна, незаменимого при производстве макарон и манной крупы, относятся меньшая поражаемость некоторыми вредителями и болезнями, слабая осыпаемость, хорошая отзывчивость на высокую агротехнику и удобрения. Твердая пшеница обладает высокой жаростойкостью и устойчивостью к суховеям в период налива зерна.

Рис. 1.1. Схема строения растения пшеницы (через 4—5 дней после начала кущения):

1—6 — зародышевые корни; К — холеоптильные корни; Кол. — колеоптиле; Эп. — эпикотиль; Узл. — узловые корни; 1л. — первый настоящий лист, 2 л. — 5 л — последующие листья; 1 б. п. и 2 6. п — боковые побеги, выходящие из пазух соответствующих листьев главного побега.

При глубокой заделке семян в равной степени удлиняются и колеоптиле и эпикотиль, разница же между ними остается постоянной, поэтому глубина залегания узла кущения почти не зависит от глубины заделки семян, составляя в среднем 2—2,5 см от поверхности почвы. Только у семян, оказавшихся по тем или иным причинам на глубине менее 2 см, узел кущения закладывается мельче - в непосредственной близости от семени, а эпикотиль вообще не успевает разрастись и сливается с узлом кущения. Дальнейший рост и развитие растения сопровождаются непрерывным новообразованием органов и частей растений, а также внутренними качественными изменениями в состоянии клеток, тканей и органов. I этап развития начинается еще на материнском растении при формировании зародыша. Конус нарастания зародыша слабо дифференцирован, имеет полусферическую форму, у основания его видны в виде валиков зачатки зародышевых листьев. Заканчивается I этап уже в период прорастание—всходы, когда идет усиленный рост зародышевых листьев и корешков.

На II этапе, начинающемся с появлением всходов, наряду с продолжающимся ростом зародышевых листьев и корешков происходит дифференциация конуса нарастания на зачаточные узлы и междоузлия стебля. Начало III этапа органогенеза совпадает обычно с появлением третьего. Этот этап знаменует собой переход к формированию зачаточного соцветия — колоса. В период прохождения третьего этапа, начиная с фазы третьего листа, наблюдается рост колеоптильных корней.

Рис. 1.2. Состояние конуса нарастания и зачаточного колоса на разных этапах органогенеза:

/ — недифференцированный конус нарастания с зачатками (листовыми валиками) зародышевых листьев; //— закладка зачатков стеблевых листьев, границы между листовыми валиками соответствуют будущим узлам и междоузлиям стебля; /// — начало формирования колоса, точка роста вытягивается, ось колоса дифференцируется на сегменты; IV — закладываются конусы нарастания второго порядка — колосковые бугорки; V — в колосковых бугорках закладываются конусы нарастания третьего порядка — цветочные бугорки; VI—VII — последовательная дифференциация цветочных бугорков на цветочные органы, увеличение размеров всех частей колоса, особенно интенсивное на VII этапе (на VI—VII этапах изображена только часть колоса).

Между фазами начала кущения и выхода в трубку начинается IV этап органогенеза, во время которого на оси колоса формируются конусы нарастания второго порядка - колосковые бугорки. Как и вегетативные элементы стебля, они закладываются на оси колоса снизу вверх, однако затем самый сильный рост и опережающее развитие наблюдаются у колосков выше 3 - 4-го сегментов от основания колоса.

В конце IV - начале V этапа на колосковых бугорках, в первую очередь в средней части колоса, закладываются конусы нарастания третьего порядка - цветочные бугорки. В дальнейшем на V-VII этапах, охватывающих фенофазы выход в трубку - стеблевание, идет формирование цветочных органов и полевых элементов цвета. На V этапе органогенеза формируются тычиночные нити с пыльниками и завязи с семяпочками, в конце этапа в пыльниках и семяпочках закладываются спорогенные ткани. На VI этапе, совпадающем с фенофазой стеблевания, идет микро- и макроспорогенез, заканчивающийся образованием пыльцевых зерен в пыльниках и зародышевого мешка в каждой семяпочке. На фоне продолжающегося стеблевания протекает и VII этап, заключающийся в формировании половых элементов цветка. Условия прохождения V—VII этапов имеют исключительно важное значение для продуктивности колоса. Эти этапы совпадают с так называемым критическим периодом в жизни пшеницы, когда она наиболее чувствительна к недостатку влаги, жаре и другим неблагоприятным воздействиям.

VIII этап совпадает с фенофазой колошения, когда заканчивается формирование и рост всех органов цветка, и затем наступает IX этап - опыление и оплодотворение. Следующие за цветением X—XII этапы органогенеза соответствуют фенологическим фазам созревания зерна. Продолжительность этапа в решающей степени зависит от температуры. Неблагоприятные условия в период налива зерна вызывают различные его повреждения, характер которых зависит и от условий, и от фазы спелости зерна. Основной причиной череззерницы и пустоколосости является недостаток влаги и высокие температуры в период формирования генеративных элементов или избыточная влажность воздуха во время цветения.

Температурный и световой режимы местности прежде всего определяют продолжительность вегетационного периода яровой пшеницы. Наряду с этими факторами на продолжительность вегетации существенное влияние оказывают и другие условия, например увлажнение. В широтном разрезе при движении с севера на юг изменчивость вегетационного периода яровой пшеницы связана главным образом с продолжительностью дня и меньше с другими факторами, что в значительной степени обусловлено различными сроками сева пшеницы в северных и южных районах. Яровая пшеница – растение длинного дня. Что касается периода колошение - восковая спелость, то он совершенно не зависит от длины дня и продолжительность его целиком определяется температурным режимом и условиями увлажнения.

В восточных районах России яровая пшеница часто подвергается действию заморозков, как в начале, так и в конце вегетационного периода. Иногда наблюдается возврат холодов весной и в других районах возделывания яровой пшеницы.

Холодостойкость пшеницы зависит от свойств сорта, происхождения семян, состояния влажности почвы и воздуха и особенно от фазы развития растений. Набухшие и наклюнувшиеся семена пшеницы могут без повреждений переносить кратковременные понижения температуры до 10-13°С. Значительно более чувствительны к заморозкам растения пшеницы в фазах всходы - второй лист, в это время заморозки – 5 °С уже вызывают частичную гибель и повреждения всходов мягкой пшеницы. Твердая пшеница повреждается уже при заморозках - 2 - 3 °С. В фазе третий лист - начало кущения устойчивость пшеницы к заморозкам несколько повышается, и она без повреждений, во всяком случае, без существенного влияния на урожай, переносит заморозки - 8 - 10 °С.

Повреждение пшеницы низкими температурами в период налива зерна чаще всего наблюдается в северных подтаежных районах, где оно является одной из причин, определяющих северную границу распространения яровой пшеницы, а также в лесостепных районах Сибири. Характер повреждений зависит как от температуры, так и от фазы спелости зерна. При влажности зерна 55 - 60% промораживание зерновок может привести к полной потере всхожести, однако уже в полной молочной спелости (влажность около 50%) зародыш значительно более устойчив и полной потери всхожести {после заморозков - 2 - 3°С не наблюдается, а после восковой спелости (влажность ниже 38%) семенные качества сохраняются и при заморозках - 5 - 7°С.