Ботаническое описание. Стебель гречихи полый, прямой, голый, ребристый, коленчатый, красноватый. Высота его колеблется от 50 до 120 см, в отдельных случаях достигает 2—2,5 м. Число междоузлий в зависимости от сорта от 6 до 20. При обычном рядковом посеве растения образуют ветви первого и второго порядков, в загущенном посеве ветвление отсутствует.
Листья различаются по форме в пределах растения. При прорастании семени появляются семядольные округло-почковидные листья. Затем развиваются черешковые сердцевидно-заостренные, которые к верхушке стебля и ветвей переходят в сидящие стреловидные.
Корень стержневой, проникает в почву на глубину 1 м, основная масса корневых ответвлений залегает на глубине до 40 см и разрастается в стороны не больше чем на 20—30 см. Цветки гречихи обыкновенной расположены на длинных пазушных цветоносах, обоеполые. Тычинок 8, из них 5 образуют наружный круг и 3 — внутренний. В центре цветка находится пестик с тремя столбиками и тремя рыльцами. На дне цветка вокруг завязи располагаются в два круга 8 нектарников. Цветки гречихи диморфные, гетеростильные: т. е. в одних столбик длиннее тычинок (длинностолбчатые), в других, наоборот, тычинки длиннее столбика (короткостолбчатые) (рис. 52). На каждом растении имеются цветки только одного типа. В строении цветков иногда бывают отклонения, когда тычинки и столбики имеют одинаковую длину. Такое строение цветка называется гомостилией. Опыты Маршалла в США, а также Ф. Е. Замяткина и Н. В. Фесенко в СССР показали, что формы с гомостильными цветками могут быть наследственно закреплены.
Плоды гречихи (часто называемые зерном) имеют обычно трехгранную форму. Плодовые оболочки плотно облегают семя, но не срастаются с ним, что позволяет легко проводить обрушивание. У одних сортов ребра плода разрастаются и образуют крылья (крылатые плоды), у других они очень слабо развиты (бескрылые плоды). Крылатые плоды имеют более высокий процент пленок, чем бескрылые.
Биологические особенности. Цветение у гречихи начинается на 15—40-й день после появления всходов, а продолжается около месяца и обычно не заканчивается к уборке. Цветок раскрывается, как правило, утром — от 6 до 10 ч, бывает раскрытым только один день и если не оплодотворится, то высыхает и опадает. Скороспелые сорта зацветают в начале ветвления, а позднеспелые — после начала образования ветвей.
Перенос пыльцы с одного растения на другое и опыление в естественных условиях происходят у гречихи при помощи насекомых (преимущественно пчел) и в значительно меньшей степени — ветром. Семена завязываются, как правило, только при перекрестном опылении растений, имеющих цветки с разными типами столбчатости.
Опыление цветков одной формы столбчатости пыльцой другой формы называется легитимным. В эксперименте можно осуществить и иллегитимное (незаконное) опыление, т. е. скрестить короткостолбчатое растение с короткостолбчатым или длинностолбчатое с длинностолбчатым, однако при таких комбинациях семена завязываются плохо. Еще меньше семян образуется при изоляции отдельных растений, т. е. при самоопылении (рис. 53).
На одном растении гречихи раскрывается в среднем 500 цветков, однако встречаются растения с 2—3 тыс. цветков. Между тем урожай часто создается за счет 4—6% цветков, а остальные опадают. Это основная причина низких и неустойчивых урожаев гречихи.
Причины сильного опадения цветков и плодов гречихи давно занимают внимание исследователей, были высказаны различные точки зрения, объясняющие это явление.
Рис. 53. Схема различных типов опыления гречихи: сплошной линией показано самоопыление; пунктирной — иллегитимное опыление; точками — легитимное опыление.
Многие ученые решающую роль в пониженной продуктивности культуры гречихи отводят несовместимости при опылении, связанной с диморфным строением цветка. Эти выводы основаны на результатах опытов, показывающих значительное уменьшение озерненности растений гречихи при самоопылении и иллегитимном опылении по сравнению с легитимным.
Рассматривая однозначные результаты этих многочисленных опытов, следует, однако, иметь в виду, что в полевых условиях на рыльцах пестиков и грудной части пчелы содержится, как правило, смесь пыльцы от длинностолбчатых и короткостолбчатых цветков гречихи; значительное отмирание завязей и плодов наблюдается и тогда, когда все цветки на растении опыляются легитимно; оно отмечается и у обычно самоопыляющейся гречихи татарской, и, наконец, отмирание генеративных органов у гречихи происходит во все фазы развития, начиная с зачаточного бутона и кончая щуплым зерном, т. е. как до оплодотворения, так и после него.
Таким образом, качество опыления, оказывая влияние на урожайность, не может быть главной причиной низкой продуктивности гречихи. Такое же заключение можно сделать относительно остальных внешних факторов, выдвигаемых другими исследователями в качестве ведущих причин пониженной продуктивности гречихи: метеорологических и почвенных условий, уровня агротехники и т. д.
Сильное опадение женских генеративных органов у гречихи обусловлено прежде всего внутренними (наследственно обусловленными) потенциальными возможностями самого растения. Отмирание большей части завязей гречихи происходит в результате неподготовленности гинецеев к оплодотворению, недостаточного снабжения их питательными веществами, а основная причина недостатка пластических материалов заключается в одновременном сильном росте вегетативных органов и образовании большего количества репродуктивных органов. За время цветения, которое у гречихи составляет 2/3 вегетационного периода, на растении образуется от 500 до 3000 цветков, а надземная масса увеличивается в три и больше раз по отношению к массе, выросшей к началу цветения. Отмечается слабая листообеспеченность цветков гречихи, что не позволяет удовлетворить относительно высокую потребность ее в пластических веществах во время опыления и плодоношения и обусловливает отмирание большей части цветков и плодов. Только выведение новых сортов с высокой озерненностью может решить проблему высоких н устойчивых урожаев гречихи.