Морфологічні ознаки. Корінь стрижневий, гілчастий. Основна частина коріння міститься на глибині до 35 – 40 cм, але можливе їх проникнення і до 1 м. Гречка здатна утворювати стеблові корені. Скоростиглі і пізньостиглі сорти різняться за глибиною проникнення коріння і їх розгалудження в горизонтальному напрямку. Ступінь розвитку і активність кореневої системи по фазах розвитку і особливо в період формування плодів ураховуються в селекції даної культури.
Стебло гілкувате, висотою від 50 до 120см (інколи до 2 м), ребристе, з міжвузолами, червоно-зеленого кольору (мал. 15).
На стеблах розрізнюють три зони: 1) зона утворення додаткових коренів - від зародкового кореня до сім’ядольного вузла; 2) зона гілкування – починається від сім’ядольного вузла і охоплює частину стебла, від якого відходять гілки першого порядку; 3) зона плодоутворення – верхня частина стебла, яка несе суцвіття.
В селекційній практиці враховують здатність стебла до гілкування, загальне число вузлів і число вузлів у зоні гілкування, довжину міжвузолів, співвідношення різних зон на стеблі, висоту вузла гілкування і ін.
Скоростиглі і пізньостиглі сорти розрізнюються по загальному числу вузлів (6 – 20), висоті стебел (60 – 110 см), числу вузлів у зоні гілкування. Багато гілчасті сорти утворюють три-чотири гілки першого порядку, а обмежено гілчасті – одну-дві, є і негілчасті форми.
Лист має характерні особливості в порівнянні з іншими зерновими культурами, перш за все це ясно виражена мінливість за формою, розміром і довжиною черешків у межах одного стебла, Розрізнюють три форми листків: 1) сім’ядольні опукло-бруньковидні; 2) черешкові серцевидно-трикутні, найбільш крупні; 3) сидячі стрілоподібні на верхівці стебла і гілок.
Листки розміщуються на стеблі по спіралі. Листова пластинка у різних сортів різниться за інтенсивністю забарвлення, товщиною і опушенням червонуватих жилок (переважно з нижнього боку). Прилисники, які зрослися, утворюють роструб у місці прикріплення листка і стебла. Нижні і середні листки на стеблі мають найбільшу поверхню. Найбільш потужний листовий апарат притаманний пізньостиглим сортам.
Суцвіття – китиця, розміщена на квітконосі в пазусі листа. В найбільш розповсюджених сортів гречки китиці нерідко зібрані в щитки або напівпарасольки на верхівці стебла, причому бокові суцвіття у вигляді китиці можуть мати вильчасту або гілкувату форму. Для сортів з суцвіттями на верхівці стебла у вигляді щитка або напівпарасольки характерний незавершений тип росту пагонів. На відміну від них у сортів з детермінантним типом росту пагонів стебло закінчується китицею, утворення якої на верхівці пагона виключає подальший ріст рослини (наприклад, у сорта Сумчанка). Число суцвіть і їх розмір неоднакові в різних сортів.
Китиця, в свою чергу, складається з 8 – 12 елементарних суцвіть (пучків), у кожному з яких закладається 5 – 9 квіток, з них лише перші дві можуть утворювати виповнені плоди, третій і четвертий утворюють щуплі плоди, а в решти вони формуються рідко. Першими зацвітають нижні суцвіття, а потім цвітіння розповсюджується до верхівки стебла. Наявність багатьох суцвіть на рослині, а в середині суцвіття – багатьох пучків з квітками, які розкриваються в різний час, призводить до того, що період цвітіння сорту виявляється розтягнутим до 50 днів при відсутності опилювачів, хоча кожна квітка відкривається для запилення вранці всього на декілька годин.
Квітка гречки диморфна, гетеростильна, тобто маточка і тичинка мають неоднакову довжину. В ньому п’ять пелюсток, вісіс тичинок, розміщених у два кола (з трьох і п’яти тичинок), і маточка. В основі квітки розміщені вісім нектарників для пиваблювання комах. Вони обумовлюють аромат квіток. Зустрічаються в гречки і гомостильні квітки – з однаковою довжиною маточки і тичинок, рідше зустрічається диклінія (відсутність маточки).
Довгоматочкові короткоматочкові рослини мають різні генотипи по s-гену (відповідно рецесивні гомозиготи і гетерозиготи). У квіток цих рослин не лише маточки різної довжини, але і пилкові зерна різняться за величиною. Найбільш крупні пилкові зерна в квітках короткоматочкових рослин. При штучній гібридизації короткоматочкові рослини переважно використовують як запилювачів, а довгоматочкові рослини – як материнські. Маточка гречки має три голівчастих приймочки і одногніздну зав’язь з одним насіневим зачатком, під основою якої є гіпостаза.
Забарвлення квіток біле або рожеве різної інтенсивності, аж до червоного. Серед колекційних зразків зустрічаються рослини з квітками і зеленого забарвлення. Форма пелюсток у квіток різних сортів може варіювати від широкоопуклої до видовженої.
Нормальне утворення плодів відбувається лише при легітимному запиленні, коли пилок з квіток короткоматочкових рослин потрапляє приймочку квіток довгоматочкових, або навпаки.
Плід – трьохгранний горішок з гострими або тупими ребрами і гладенькими гранями. Ребра, розростаючись, утворюють крила, ступінь розвитку яких неоднакова в різних форм. У зв’язку з цим розрізнюють крилаті і безкрилі плоди. Найбільш сильно розвинуті крила у каємчастих форм гречки.
Плід гречки має твердий навколоплідник (перикарпій), який не зростається з насіниною, всередині знаходиться зародок з двома сім’ядолями і ендосперм. Відомі сорти з плодами чорного, сірого і коричневого забарвлення. Забарвлення плодів може бути однотонним або з малюнком у вигляді штрихів, точок і т.д. Один з недоліків плодів гречки – їх нерівномірне дозрівання і здатність до проростання під час дощової погоди в період збирання.
Господарсько цінні ознаки.Урожай зерна залежить від числа, маси плодів з рослини, маси 1000 зерен і числа рослин на одиниці площі. Гречка – менш урожайна культура порівняно з такими провідними зерновими культурами, як пшениця, ячмінь. Хоча окремі рослини можуть мати 1000 плодів, але вони трапляються рідко. Частіше утворюється до 50 плодів на на рослину в рядовому посіві. Однак в умовах державного сортовипробування в Миколаївській області окремі нові сорти забезпечили урожайність 4 – 4,5 т/га. В цієї культури на врожайність впливають виживання рослин до збирання, ступінь гілкування, число і озерненість суцвіть, стійкість до осипання, холодостійкість, посухостійкість і інші чинники, особливо умови запилення.
Вегетаційний період у пізньостиглих сортів складає 90 – 110 днів. Тоді як у скоростиглих біля 70, у середньостиглих (Сумчанка, Київська, Лада) – 80 – 90 днів.
Висота рослин у високорослих сортів (Аеліта, Київська, Лада, Вікторія, Іскра) 90 – 100 см і більше, у низькорослих (Бурятька місцева, Валік, Аргаяшська місцева) – 60 – 80, у середньорослих (Глорія, Майська, Лілея) – 80 – 90 см. Одночасно з висотою рослин враховується гілкування стебла і число вузлів на ньому. Сильно гілкуваті сорти мають три-чотири гілки першого порядку, ті, що гілкуються обмежено – одну-дві.
Число вузлів на стеблі у скоростиглих сортів 5 – 7, у середньостиглих – 9 – 11, у пізньостиглих – більше 12. Більшість районованих сортів мають 8 – 10 вузлів. Слід відмітити, що в скоростиглих форм менше гілок, ніж у пізньостиглих, а в зоні гілкування у них від одного до чотирьох вузлів (разом з сім’ядольним вузлом), у середньостиглих сортів – два-шість вузлів. Чим більше вузлів в зоні гілкування, тим пізніше починається цвітіння. Величина цієї зони є індикатором скоростиглості і вона включає 2,4 – 2,9 вузлів у скоростиглих форм і 3,5 - 4,1 у середньостиглих.
Найбільшу масу 1000 зерен – 30 – 40 г – мають тетраплоїдні сорти (Іскра, Більшовик 4, Мінчанка). З диплоїдних сортів більша маса 1000 зерен – 25 – 29,9 г і більше – у сортів Казанська крупнозерна, Аромат, Сумчанка, Шатилівська 5, Прикамська, Галлея, Нектарниця. Більшість сортів мають середню масу 1000 зерен 23 – 24,9 г, а дрібне насіння – 20 – 22,9 г – у сортів Сибірячка, Тулунська 18, Калінінська.
Плівчастість зерна в значній мірі впливає на вихід крупи. Вона становить 18 – 20% у тонкоплівчастих сортів (Бурятська місцева, Аромат, Демська), 25 – 28% у товстоплівчастих (Валік, Іскра, Прикамська) і 20,1 – 24,9% у середньоплівчастих (Богатир, Вікторія, Тулунська 18).
Вирівняність зерна може бути високою – більше 90% (Казанська крупнозерна, Прикамська, Іскра), низькою – нижче 60% (Бірська 3, Валік) і середньою – від 60 до 90% , (Вікторія, Астра, Орловчанка, Богатир).
Вихід крупи варіює від 60 до 80%. На цю ознаку впливають крилатість плодів, плівчастість, вирівненість, крупність зерна і ін. Найбільш високий вихід крупи (понад 70%) мають сорти Ідель, Краснострілецька, Казанська крупнозерна, Чернігівська 17, Лада, Майська. У відомого сорту Богатир вихід крупи 65 – 74%.
До найбільш цінних за якістю зерна відносяться сорти Казанська крупнозерна і Майська. З інших ознак у гречки враховують стійкість рослин до вилягання (що пов’язано з товщиною стебла і його висотою), осипання плодів, висоту закладання гілок першого порядку, дружність дозрівання плодів. Усі ці ознаки визначають у підсумку придатність сорта до мехенізованого збирання. Крім цього, оцінюють стійкість рослин до хвороб і шкідників.
Біологія цвітіння. Цвітіння рослин гречки починається через місяць після сходів і триває 5 – 6 тижнів. Першими розкриваються квітки нижніх суцвіть. Поступово цвітіння розповсюджується до верхівки стебла і на гілки. Нижні суцвіття цвітуть довше верхніх: відповідно від 29 до 12 днів. Кожне наступне суцвіття починає цвісти з інтервалом 1 – 4 дня. Цвітіння суцвіть на гілках першого порядку починається через 8 днів після початку цвітіння перших суцвіть стебла.
Оскільки кожне суцвіття складається з 8 – 12 пучків (елементарних суцвіть) і в кожному пучку 4 – 6 квіток і більше, то цвітіння одного суцвіття виявляється тривалим, оскільки щоденно в суцвітті розкриваються одна-чотири квітки, а в пучку - одна, рідше дві квітки з інтервалом 4 – 7 днів. Один пучок цвіте від 23 до 11 днів, а цвітіння одного нижнього суцвіття триває біля місяця.
В умовах широкорядного посіву розкривається до 800 квіток, з яких біля половини знаходиться на головному стеблі, а решта - на гілках. Під ізолятором рослина утворює до 2000 квіток при відсутності запилення. Вивчення динаміки цвітіння показало, що чисельність розкритих квіток на рослині збільшується поступово, досягає максимуму, а потім зменшується.
Першими розкриваються на рослині ті квітки, які відкривалися напередодні, але не були запилені, а тоді через 1 год. 40 хв. відкривалися перші бутони. Середня тривалість розкривання однієї квітки 28 – 34 хв, а весь процес на рослині триває від 1 год 22 хв до 1 год 6 хв. При температурі 22,50С квітки розкривалися з 6 год 32 хв до 7 год 30 хв. У холодну погоду квітки починають розкриватися пізніше, ніж в теплі дні.
Таким чином, квітки в межах рослини розкриваються не одночасно, а одна за іншою через відповідний час. Не співпадає початок розкривання квіток і в різних рослин одного сорта.
Спостереження показали, що раніш розкриваються пиляки внутрішнього кола. Триває цей процес 6 – 20 хв. Перший пиляк розкривається через годину після появи щілини в бутоні. Пиляки зовнішнього кола розкриваються пізніше, і триває їхнє розкриття триваліше: від 22 хв до 1 год 16 хв. В межах кожної квітки пиляки розкриваються неодночасно, а один за одним з інтервалом від 42 хв до 1 год 36 хв. Середня тривалість розкривання пиляків у квітці біля 50 хв. Неодночасно розкриваються пиляки і в різних квітках рослини. В прохолодну погоду цей процес настає пізніше і триває довше. З урахуванням часу розкриття квіток і розкривання пиляків максимальна чисельність утворених плодів одержана при штучному легітимному запиленні в 8 год ранку і становило 42,4% в теплу погоду.
Запилення. Для гречки характерна гетероморфна несумісність. Реакція несумісності контролюється s-геном. Нормальне зав’язування плодів відбувається лише при легітимному запиленні типу ssхSs або навпаки.
Гетеростильна будова квіток гречки обумовлює декілька типів запилення: легітимне (перехресне запилення довгоматочкових рослин пилком короткоматочкових або навпаки), іллегітимне (перехресне запилення рослин з однаковою будовою квіток), самозапилення і запилення сумішшю пилку. Запилення в польових умовах відбувається з допомогою бджіл, джмелів і інших комах. Частіш зв все при запиленні комахами на приймочку потрапляє суміш пилку, що сприяє селективності легітимного, або сумісного, запилення. Однак у дощову і холодну погоду квітки можуть залишатися незапиленими через відсутність запилювачів. Не виключена можливість у польових умовах і несумісного запилення при нестачі запилювачів. Гречка сприятливо реагує на збагачене або неодноразове легітимне запилення приймочок пилком, що забезпечує максимально можливе зав’язування плодів. При відсутності пилку для легітимного запилення збільшується період цвітіння рослин, у такому випадку кожна рослина додатково утворює велику кількість квіток (інколи більше 2000).
При сумісному (легітимне) і несумісному (ілегітимне і самозапилення) типах запилення спостерігається різна ступінь зав’язування плодів. При сприятливих погодних умовах число утворених плодів при сумісному запиленні може перевищувати 10% числа запилених квіток. При несумісних типах запилення зав’язуються поодинокі плоди. Причому короткоматочкові рослини при самозапиленні зав’язують більше плодів, ніж довгоматочкові.
На сумісність у гречки впливають температурні умови. Так, при пониженій температурі повітря (120С) вдається підвищити зав’язування плодів при самозапиленні. При високій температурі (більше 350С) знижується ступінь зав’язування плодів навіть у випадку сумісного запилення.
Життєздатність пилкових зерен у гречки швидко знижується в суху погоду, тому краще всього брати пилок для запилення в раннішні години відразу ж після розкривання пиляків. Через 2 – 3 год пилок підсихає і висипається з них.
Маточки довше зберігають життєздатність, ніж пилкові зерна. Так, під ізолятором в сосудах через 2 – 3 доби після розкривання квіток маточки мають свіжий вигляд, але запилювати їх краще вранці в день розривання квітки, щоб одержати більше плодів.
Запліднення. Маточка гречки до і після запилення неоднакова за зовнішнім виглядом і фізином станом. В бутоні всі три головчастих приймочки однієї прямостоячої маточки щільно прилягають одна до одної. В розкритій квітці стовбчики розходяться і приймочки виявляються віддаленими одна від одної. Після легітимного запилення стовбчики поникають у другій половині дня, це показує, що пилкові трубки дійшли мікропіле атропного насіневого зачатка.
Пилкове зерно гречки містить два спермія і вегетативне ядро. Весь вміст оточений товстою екзиною. Середній розмір пилкових зерен у сорту Богатир 64 х 33 мкм у короткоматочкових квітках і 44 х 24 мкм у довгоматочкових. Число пилкових зерен має велике значення для успішного зав’язування плодів. Їх формується більше при збагаченому запиленні.
Вивчення прогамної фази запліднення показує, що при збагаченому запиленні приймочок життєздатним пилком і сприятливих погодних умовах пилкові трубочки вростають в приймочку вже через декілька хвилин після нанесення пилку. Через 15 хв деякі з них досягають середини довгого стовбчика. Через 30 – 60 хв трубки знаходяться біля основи довгого стобчика.
Одна з особливостей проростання трубок в стовбчиках гречки – варіювання часу від запилення до моменту вростання в мікропіле. Запліднення у гречки вдбувається протягом пешої доби, за іншими даними – через 48 – 60 год після легітимного запилення і через 72 год після іллегітимного запилення.
Причини загибелі плодів. Добре відомо, що у гречки в польових умовах розкривається багато квіток, але при відсутності запилювачів лише небагато з них утворюють плоди. До того ж частина вже утворених плодів всихає. Особливо це проявляється в другій половині періоду цвітіння.
Деякі дослідники вважають причиною низької озерненості і загибелі плодів гречки незадовільне забезпечення її квіток пластичними речовинами через низьку облиствленість рослин і одночасний розвиток вегетативних і генеративних органів. Порявняно з ярою пшеницею питома листозабезпеченість гречки в розрахунку на одну квітку в 3 рази менша. Це дало підстави зробити висновок, що в момент цвітіння і формування плодів у гречкистворюється напруження у забезпеченні пластичними речовинами, в результаті чого частина квіток і плодів гине від нестачі живлення. При цьому припускається, що процеси запилення і запліднення у квітках не мають відношення до загибелі плодів. Така точка зору була розповсюджена в минулому сторіччі.