Процесс формирования зерна имеет большое значение как для внешнего вида, внутреннего строения и химического состава зерновок злаков и семян других растений, так и для дальнейшего использования зерна в промышленности.
Созревание зерна начинается с увеличения в размерах. Изменения в составе зерна сводятся к тому, что происходит быстрое накопление сухого вещества и снижение количества воды. Эти процессы продолжаются и после того, как зерно достигает своих размеров.
Постепенно увеличивается относительное содержание эндосперма с 60 (на ранних стадиях созревания) до 85%. Если количество эндосперма недостаточно, вследствие каких-либо неблагоприятных условий развитие зерна, то зерно плохо выполнено, щуплое, с низким содержанием питательных веществ.
Принято различать три этапа в развитии зерна: формирование, налив и созревание.
Первым этапом после оплодотворения является формирование зерна: oт появления составных элементов зерновки (зародыша, эндосперма, оболочек) до достижения окончательной длины. Содержание зерна жидкое, влажность 70-80%.
Для второго этапа — налива зерна — характерно увеличение его по ширине и толщине, изменение окраски от зеленой до желтой, изменение консистенции, а также влажности. К концу налива прекращается поступление сухих веществ в зерно, и оно достигает своего конечного сухого веса.
На этапе налива различают четыре фазы:
1) фаза водянистого состояния — начало формирования клеток эндосперма;
2) фаза предмолочная — содержимое семени имеет молочный оттенок;
3) фаза молочной спелости — внутри зерна молокообразная белая жидкость, оно зеленого цвета, влажность 50-65%;
4) фаза тестообразного состояния — содержимое имеет консистенцию теста, влажность 38-40%.
Третий этап — созревание зерна, он характеризуется тем, что зерно несколько уменьшается в размерах, ссыхается, становится твердым и приобретает окраску зрелого зерна. На этом этапе про-исходят интенсивные биохимические процессы внутри зерна.
Различают две фазы созревания:
1) фаза восковой спелости — зерно желтеет, содержимое затвердевает и приобретает консистенцию воска, влажность 30-40%;
2) фаза твердой (технической) спелости — зерно приобретает типичный для него цвет и твердую консистенцию, влажность сильно понижается, достигая, в зависимости от климатических условий района произрастания, 7-18%.
Процесс созревания зерна не заканчивается в поле. Биохимические процессы в нем продолжаются и после уборки в период так называемого послеуборочного дозревания. Зерно достигает полной (биологической) спелости в случае, если оно готово начать новый цикл развития растения, т. е. всхожесть зерна при этом достигает максимальной величины.
В тесной связи с созреванием зерна находится понятие вегетационной период.
«Под вегетационным периодом понимают время жизнедеятельности растения, период его роста и развития от начала прорастания семян до созревания новых. В связи с тем, что в сельскохозяйственной практике вегетационный период нередко прерывается (при несовпадении технической и биологической спелости), вегетационным периодом принято называть период от посева зерна до уборки» (Казаков, 1983).