Морфологічні ознаки.Коренева система мичкувата. Встановлені сортові відмінності за її потужністю.
Стебло прямостояче, висота його може варіювати у різних форм від 0,5 до 5 м і більше. Високорослі сорти, як правило, більш пізньостиглі, а сорти з меншою висотою рослин скоростиглі.
Діаметр основного стебла 2 – 7 см. Число наземних вузолів стебла 5 – 30, а підземних – 4 – 9. Довжина міжвузолів збільшується знизу вверх; таким чином, нижні міжвузоли найкоротші, а останні міжвузоли найдовші.
Листки лінійно-ланцетоподібні, що складаються з пластинуи, піхви і язичка. Пластинка листа цільна, різної ширини (5 – 10 см) і довжини (50 – 100 см), з хвилястими краями. З нижнього боку лист гладенький, а зверху його поверхня легко опушена. На листовій пластинці добре розвинута центральна жилка.
Число листків у кукурудзи різне: мале – до 12, проміжнє і велике – більше 25. Чисельність листків – досить стійка ознака, тісно пов’язана з тривалістю вегетаційного періоду (r = 0,846).
На кінці верхнього міжвузола розміщене чоловіче суцвіття – волоть, яка склаждається з центральної вісі і бокових гілочок, У різних зразків волоті мають різну величину і форму, яка залежить від положення бокових гілочок відносно до вісі волоті. Розрізнюють пониклий і проміжний типи волоті. Довжина волотей в основному біля 35 – 40 см, короткими вважаються волоті довжиною менше 30 см. У окремих зразків довжина волоті може досягати 50 см і більше. Бокових гілочок першого порядку на волоті може бути мало (одна – п’ять), а максимальна їх чисельність – 40 і більше.
Чоловічі колоски розміщуються на вісі бокових гілочок волоті парами, в яких один колосок сидячий, а інший – на ніжці. На вісі волоті пари колосків розміщені в декілька рядів, а на бокових гілках – переважно в два ряда. Чоловічий колосок складається з двох опушених колоскових лусок, загострених вверх, і двох квіток. Кожна квітка має зовнішню і внутрішню квіткові луски, три тичинки, рудиментарну маточку і дві лодикули. Квітки в колоска розміщені на різних рівнях: один нижній, а другий – на короткій ніжці. (мал. 5).
Жіноче суцвття кукурудзи – качан (початок) – знаходиться в пазусі листа на кінці бокової гілки, що зветься ніжкою початка. Якщо вона має довгі і тонкі міжвузоли, то початок може провисати при дозріванні. Ніжка з короткими товстими міжвузолами надає початку вертикального положення (мал. 6).
Початок складається з потовщеної вісі – стрижня, на якому парми розміщені жіночі колоски, що утворюють поздовжні ряди. Жіночий колосок має дві квітки, з яких розвивається і формує зернівку одна верхня квітка, а друга – нижня – зазвичай безплідна. В окремих випадках у деяких сортів розвиваються обидві квітки в колоску, утворюючи два зерна. Переважно пара колосків формує два зерна, тому початки завжди мають парне число рядів зерен (8 – 24). Число рядів зерен, характер і щільність їх розміщення, а також число зерен у ряду є сортовими ознаками.
Жіноча квітка складається з маточки, трьох рудиментариних тичинок і двох крупних нефункціонуючих лодикул. Маточка сидяча, з опуклою завяззю, ниткоподібним стовбчиком, який закінчується роздвоєною приймочкою маточки. Довжина стобчика залежить від положення квітки на початку. Найдовші стобчики (до 45 – 50 см) мають квітки, що знаходяться в основі початка. Крім квіток, в колоску є зеленкуваті короткі колоскові луски, коротка зовнішня і нечітка внутрішня квіткові луски. Колоскові і квіткові луски невеликих розмірів і розміщуються в основі зернівки.
Зверху початок закритий листками обгортки, які представляють собою піхви листків з редукованими листовими пластинками (мал.7). Прикріплення качана може бути високим – 200 см і більше від поверхні грунту і низьким – до 50 см. Рослини кукурудзи бувають одно- і двохпочаткові, а також багатопочаткові. Найбільш розвинений верхній початок.
Форма початка різноманітна. Частіш за все вона буває циліндричною і конусоподібною, зустрічаються веретеноподібні, шароподібні і інші форми. Довжина початка змінюється від 10 до 25 см, а його діаметр – від 2 до 5 см.
Біологічні особливості. Тривалість вегетаійного періоду кукурудзи може варіювати від 75 до 180 днів і більше. Зразки її за цією ознакою поділяють на дуже скоростиглі, ранньостиглі, середньостиглі, середньопізні, пізньостиглі і дуже пізньостиглі. В межах кожної групи стиглості тривалість вегетаційного періоду може коливатися в залежності від конкретних умов. Це рослина короткого дня, при просуванні в більш північні райони вирощування спостерігається збільшення вегетаційного періоду.
Кукурудза світлолюбива і реагує не лише на довжину дня, але і на інтенсивність освітлення і його якість (спектральний склад). Ця культура вимоглива до тепла. В раннішні фази розвитку може витримувати короткочані заморозки до 2 – 30С, а при настуному рості стійкість до понижених температур падає. При тривалій дії температури 150С і нижче ріст і розвиток призупиняється, листки жовтіють. Кукурудза негативно реагує як на низькі температури так і на високі. При підвищенні температури повітря до 45 – 500С ріст її призупиняється. Зразки кукурудзи різняться за ступенем стійкості до дії понижених і високих температур, або жаростійкорсті.
В різні періоди росту і розвитку кукурудза неоднаково реагує на недостатнє зволоження. Так, виявлений критичний період стосовно вологи, який починається за 10 – 15 днів до викидання волоті і триває приблизно до фази молочної стиглості зерна. В період дозрівання потреба в воді скорочується.
Біологія цвітіння і запліднення. Кукурдза - однодомна перехреснозапильна рослина. Запилюється з допомогою вітру. Чоловіче суцвіття – волоть – зацвітає на 3 – 5 день після виходу з трубки листків. Тривалість її цвітіння становить у середньому 7 днів з коливннями від 5 до 15 днів, що залежить від генотипа і умов погоди в цей час. В межах волоті цвітіння розпочинається в колосках, що розміщені в середній третині центральної вісі. В наступні дні воно розповсюджується вверх і вниз по вісі волоті, одночасно зацвітають колоски на бокових гілках. В останню чергу починається цвітіння на найнижчих гілках волоті. В колоску сидячі квітки зацвітають раніше квіток, які розміщені на ніжці. Протягом доби інтенсивність цвітіння волотей змінюється в залежності від температури. Найбільша кількість розкритих квіток спостерігається в ранкові години (8 – 10 год.). Найбільша кількість квіток волоті розпускається на 3 – 4-й день після початку цвітіння.
За термін цвітіння одна волоть здатна утворювати від 20 до 50 млн пилкових зерен, які можуть переноситися вітром на відстань до 800 м і більше. Життєздатність пилку зберігається протягом 3 – 5 год. Якщо в період цвітіння виявляються високі температури і низька відносна вологість повітря, то велика кількість пилку гине до розкриття пиляків, а решта пилку зберігає життєздатність не більше однієї години. Дещо знижується негативна дія цих чинників при достатніх запасах вологи в грунті і при поливі.
В прохолодну погоду пилок більш тривалий час (до 24 год) зберігає здатність до проростання. Грунтуючись на цьому опрацьовані прийоми для збереження життєздатності пилку, наприклад, в ексікаторі при температурі 20С, в темноті при 6 – 80С, відносній вологості повітря 60 – 70% і доступі повітря. Це дає можливість зберігати здатність пилку до проростання від 120 год до двох тижнів.
Кукурудза – рослина з добре вираженою протерандрією, тобто волоть зацвітає в середньому на 5 – 8 днів раніше жіночого суцвіття. Це забезпечує перехресне запилення. Оскільки кінець цвітіння волоті часто співпадає з початком цвітіння початків, у природніх умовах може відбуватися самозапилення з утворенням 1 – 5% загальної кількості насіння. У деяких зразків кукурудзи відмічається стійка протерогінія. Такий же тип цвітіння можливий в умовах прохолодної погоди і короткого дня. Під час цвітіння початка стовбчики приймочок виходять з листків обгортки, Причому раніше з’являються стовбчики квіток, які розміщені в нижній частині початка. Наприкінці цвітіння з обгортки виходять найбільш короткі стовбчики верхніх квіток.
У рослин з двома і більше початками спочатку зацвітає верхній початок, а потім решта – в напрямку зверху вниз. Маточки зберігають життєздатність протягом 14 – 20 днів.
Проростання пилкових зерен, що потрапили на приймочку маточки, починається вже через 5 хвилин. Запліднення відбувається через 17 – 28 год після запилення.
Якщо батьківська форма на відміну від материнської несе домінантні ознаки ендосперма (забарвлення, форма , розмір, консістенція), то вони можуть проявитися вже в рік запилення у ендосперма гібридного насіння. Це явище зветься ксенійністю. Наприклад, утворення жовтих зерен на початку при запиленні білозерного сорта (yy) жовтозерним (YY) пояснюється тим, що ядро ендосперма несе чинник забарвлення (Yyy). Зародки з генотипом Yy в наступному поколінні будуть поводити себе як гетерозиготи за ознакою забарвлення ендосперма.