Ο βιολογικός κύκλος του σιταριού έχει τα παρακάτω στάδια: Βλάστηση, εμφάνιση φυταρίου και δημιουργία φύλλων, αδέλφωμα, διαφοροποίηση στάχυ, ανάπτυξη στάχυ και βλαστού, έκπτυξη στάχυ και άνθηση, γέμισμα σπόρου και ωρίμανση.
Βλάστηση, εμφάνιση φυταρίου και δημιουργία φύλλων:Ο σπόρος δεν μπορεί να βλαστήσει αμέσως μετά την ωρίμανση του. Πρέπει να περάσει πρώτα από το στάδιο του λήθαργου κατά το οποίο υφίσταται πολλές αλλαγές. Αν ο σπόρος δεν μαζευτεί σε πλήρη ωριμότητα ή αν διατηρηθεί σε χαμηλές θερμοκρασίες, τότε ο λήθαργος του σπόρου διαρκεί από ένα ως δυόμισι μήνες ή και παραπάνω. Ο λήθαργος προστατεύει το σπόρο από το να βλαστήσει αν αυτός βραχεί την περίοδο του θερισμού.
Η βλαστική ικανότητα του σπόρου μειώνεται αν αυτός εκτεθεί σε υψηλή θερμοκρασία και υγρασία. Ο στεγνός σπόρος μπορεί να ανεχθεί υψηλές θερμοκρασίες. Η ηλικία του σπόρου μειώνει επίσης τη βλαστική του ικανότητα αλλά σε μικρότερο βαθμό. Κάτω από ιδανικές συνθήκες αποθήκευσης μπορεί να διατηρήσει τη βλαστική του ικανότητα σε ικανοποιητικό βαθμό για δέκα χρόνια. Κατά τη σπορά χρησιμοποιούνται συνήθως σπόροι της προηγούμενης σοδειάς. Οι πιο παλιοί σπόροι μπορεί να αποδειχθούν καλύτεροι γιατί βλαστάνουν μόνο οι πιο υγιείς και δίνουν ζωηρά φυτά.
Αν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές, τότε το σιτάρι συνεχίζει την ανάπτυξή του όπως και τα κοντινά του ξαδέλφια τα αγρωστώδη που χρησιμοποιούνται στα γκαζόν. Το φυτό συνεχίζει να αναπτύσσεται και τελικά μέσα στο βλαστό δημιουργείται ένας στάχυς. Ο βλαστός διογκώνεται και ο στάχυς εξέρχεται. Μετά την άνθηση αρχίζει η ανάπτυξη του σπόρου ο οποίος από μαλακός και υδατώδης ωριμάζει δίνοντας τον αρχικό σπόρο με τον οποίο ξεκίνησε ο βιολογικός κύκλος του φυτού. Καθώς το φυτό ωριμάζει αλλάζει χρώμα και από πράσινο γίνεται κίτρινο με παράλληλη μείωση της υγρασίας του.
Αμέσως μετά τη σπορά ενός σπόρου αρχίζει η διαδικασία της βλάστησης. Η εμβρυακή ρίζα αρχικά μεγαλώνει ακολουθούμενη από τη κολεπτίλη. Οι ρίζες εκφύονται από διάφορα σημεία του σπόρου και του σταυρού. Ο σπόρος διαχωρίζεται συνήθως από το σταυρό με ένα μεσογονάτιο διάστημα. Το μήκος αυτού του διαστήματος μεγαλώνει ανάλογα με το βάθος σποράς. Καθώς η κολεοπτίλη εξέρχεται από το έδαφος η ανάπτυξη της σταματά και το πρώτο πραγματικό φύλλο εμφανίζεται στη κορυφή.
Η ανάπτυξη του σπόρου ξεκινάει με τη διαδικασία της βλάστησης. Όπως και οι υπόλοιποι σπόροι των δημητριακών, οι σπόροι του σιταριού βρίσκονται σε λήθαργο και πρέπει να υποστούν συγκεκριμένη θερμοκρασία και υγρασία για να ενεργοποιηθούν οι ορμόνες που θα ξεκινήσουν την βλάστηση. Αυτές οι ορμόνες με τη σειρά τους, ρυθμίζουν την παραγωγή και τη ποσότητα των ενζύμων που ελέγχουν τη μεταβολική δραστηριότητα της ανάπτυξης. Η βλάστηση είναι το απαραίτητο πρώτο βήμα για τη δημιουργία ενός νέου φυτού σιταριού αλλά δεν είναι επιθυμητή στην παραγωγή του αλευριού. Ο υγρός καιρός μπορεί να προκαλέσει την βλάστηση των ώριμων σπόρων κατά τη διάρκεια του θερισμού. Κατά τη διάρκεια της βλάστησης, η δραστηριότητα των ενζύμων και ιδιαίτερα της α-αμυλάσης αυξάνεται ραγδαία. Αν το θερισμένο σιτάρι βλαστήσει, τότε το παραγόμενο αλεύρι θα είναι χαμηλής ποιότητας.
Μετά την εμφάνιση του σποριόφυτου, καινούργια φύλλα δημιουργούνται κάθε 4-5 μέρες. 9-10 φύλλα δημιουργούνται στο σύνολο ενώ στις όψιμες ποικιλίες είναι λίγο πιο πολλά. Η δημιουργία του τελευταίου φύλλου (φύλλο σημαία) είναι ένα πολύ σημαντικό στάδιο που καθορίζει την εφαρμογή των ρυθμιστών ανάπτυξης.
Συνήθως ένα με δύο φύλλα φαίνονται να μεγαλώνουν κάθε φορά. Κάθε φύλλο ξεκινά σαν μια πολύ δυσδιάκριτη περιοχή κύτταρων που περιβάλει το γόνατο. Όταν αρχίσει η ανάπτυξη τα κύτταρα του κολεού και της λεπίδας αρχίζουν πολλαπλασιάζονται ταυτόχρονα. Όλα τα φύλλα που έχουν ωριμάσει νωρίτερα σχηματίζουν μια στήλη που περιβάλει τα αναπτυσσόμενα φύλλα. Το αναπτυσσόμενο φύλλο με τη σειρά του περιβάλει τη κορυφή του βλαστού και τα ασχημάτιστα φύλλα. Συνεπώς όλα τα καινούργια φύλλα εκτπύσονται μέσα από μία θήκη που σχηματίζουν τα προηγούμενα φύλλα.
Αδέλφωμα και διαφοροποίηση κορυφής: Το αδέλφωμα είναι ένα σημαντικό στάδιο ανάπτυξης κατά το οποίο ο παραγωγός μπορεί να αντισταθμίσει το αραιό φύτρωμα ή να εκμεταλλευτεί παραπάνω της καλές συνθήκες ανάπτυξης. Η εμφάνιση των αδελφών γίνεται σχεδόν ταυτόχρονα με την εμφάνιση των φύλλων στο κύριο βλαστό. Τα αδέλφια μπορούν να σχηματιστούν από της μασχάλες των φύλλων. Ο αριθμός των αδελφών εξαρτάται από τη ποικιλία και από τις κλιματολογικές συνθήκες. Κάτω από κανονικές κλιματικές συνθήκες ένα φυτό παράγει συνήθως τρία αδέλφια τα οποία μπορεί να μην φέρουν όλα στάχυ. Αν η σπορά δεν είναι πυκνή και τα επίπεδα λίπανσης χαμηλά μπορεί να παρατηρηθεί το φαινόμενο τα αδέλφια ενός φυτού να δώσουν αδέλφια(δευτερεύοντα αδέλφια). Τα αδέλφια που δημιουργούνται την περίοδο εμφάνισης του 4ου, 5ου και 6ου, φύλλου ολοκληρώνουν συνήθως το βιολογικό τους κύκλο και δίνουν καρπό. Επίσης τα αδέλφια που έχουν πάνω από τρία και φύλλα και το δικό τους ριζικό σύστημα συνήθως επιβιώνουν. Το ποσοστό των αδελφών που δεν ολοκληρώνουν το βιολογικό τους κύκλο, ποικίλει ανάλογα με τη ποικιλία και την ύπαρξη συνθηκών στρες στον αγρό.
Κατά το αδέλφωμα μία πολύ σημαντική διεργασία γίνεται στον κύριο βλαστό και στα αδέλφια και είναι η δημιουργία της κεφαλής . Παρόλο που το μέγεθος της είναι πολύ μικρό τα μέρη που αργότερα θα αποτελέσουν τα άνθη και τους καρπούς έχουν ήδη σχηματιστεί. Όταν ολοκληρωθεί η κεφαλή, ο βλαστός αρχίζει να αναπτύσσεται.
Αύξηση βλαστού και στάχυ:Το στάδιο επιμήκυνσης του βλαστού έχει ως επιμέρους στάδια το καλάμωμα και τα στάδια αύξησης του στάχυ. Τα γόνατα (κόμβοι) στο βλαστό γίνονται πιο ορατά καθώς αυτός μεγαλώνει κατά τη διάρκεια του καλαμώματος. Με την εμφάνιση του δεύτερου και τελευταίου γονάτου ο στάχυς διογκώνεται μέσα στο κολεό.
Οι πολύ παραγωγικές χειμερινές ποικιλίες έχουν μεγάλο βιολογικό κύκλο και ανθίζουν αναγκαστικά με κρύο καιρό. Η έναρξη της ανθοφορίας σηματοδοτείται με το σταμάτημα της παραγωγής φύλλων και την δημιουργία των σταχυδίων. Συνήθως δημιουργούνται 20 σταχύδια και το τελευταίο είναι τοποθετημένο σε ορθή γωνία σε σχέση με τα άλλα.
Η αύξηση του βλαστού συμπίπτει με τη περίοδο ανάπτυξης του στάχυ κατά την οποία τα ανθύλλια ετοιμάζονται για την παραγωγή γύρης και τη γονιμοποίηση. Πριν την έκπτυξη του στάχυ, τα διαφορετικά στάδια του βιολογικού κύκλου των αδελφών και του κυρίως βλαστού βοηθούν στον τελικό συγχρονισμό της παραγωγής. Έτσι η διαφορά εβδομάδων κατά την έκπτυξη των αδελφών γίνεται διαφορά λίγων ημερών κατά την έκπτυξη της κεφαλής από τον κολεό του φύλλου σημαία. Το στάδιο του φουσκώματος του κολεού είναι λίγο πριν την έκπτυξη του στάχυ και κατά τη διάρκεια του ο κολεός του φύλλου σημαίας περιβάλλει τον αναπτυσσόμενο στάχυ.
Αυτή η ραγδαία ανάπτυξη είναι αποτέλεσμα του μεγάλου ανταγωνισμού για θρεπτικά στοιχεία και για αυτό και παρατηρείται και νέκρωση πολλών τμημάτων του φυτού. Στην αρχή καθώς ο βλαστός αρχίζει να αναπτύσσεται ο τελευταίος αδελφός που θα σχηματιστεί ξεραίνεται όπως επίσης και κατά τη διάρκεια της εμφάνισης του στάχυ πάνω από το ύψος του φυτού τα τελευταία ανθύλλια δεν γονιμοποιούνται.
Εμφάνιση στάχυ και άνθηση:Καθώς ο βλαστός αναπτύσσεται, ο στάχυς εξέρχεται από το κολεό του φύλλου σημαίας και το στάδιο ονομάζεται έκπτυξη στάχυ. Μετά από μερικές μέρες αρχίζει η άνθηση η οποία ξεκινά από τα κεντρικά ανθύλλια. Μέσα σε μερικές μέρες η άνθηση επεκτείνεται προς τα πάνω και προς τα κάτω στο στάχυ και ολοκληρώνεται. Η άνθηση συνήθως χαρακτηρίζεται από την εκβολή του ανθήρα από το ανθύλλιο αλλά αυτό μπορεί και να αλλάξει ανάλογα με τη ποικιλία και τις κλιματικές συνθήκες. Αν οι ανθήρες είναι κίτρινοι ή γκρι και όχι τόσο πράσινοι αυτό είναι ένα σημάδι ότι η άνθηση έχει ολοκληρωθεί. Η άνθηση ενός στάχυ ολοκληρώνεται μέσα σε 4 μέρες. Οι σπόροι του στάχυ μπορεί να διαφέρουν σε μέγεθος από την άνθηση και διατηρούν αυτή τη διαφορά μέχρι την ωρίμανση.
Ανάπτυξη και ωρίμανση σπόρου:Η ανάπτυξη του σπόρου χωρίζεται σε 4 στάδια τα οποία διαρκούν περίπου 4 εβδομάδες κάτω από κανονικές κλιματικές συνθήκες. Μία με δύο εβδομάδες μετά την άνθηση ο σπόρος αρχίζει να αποθηκεύει άμυλο και πρωτεΐνη με μεγάλη ταχύτητα και το βάρος του αυξάνει γραμμικά. Σε αυτό το στάδιο παρατηρείται η μεγαλύτερη αύξηση βάρους του σπόρου ( Στάδιο μαλακής ζύμης). Καθώς ο σπόρος πλησιάζει προς την ωριμότητα έχουμε το στάδιο της σκληρής ζύμης.
Οι κακές κλιματικές συνθήκες καθ’ όλη τη διάρκεια της ωρίμανσης του σπόρου μπορούν να μειώσουν το βάρος του και συνεπώς και τη παραγωγή. Κατά κανόνα όσο μεγαλύτερο είναι το διάστημα των κακών καιρικών συνθηκών και όσο νωρίτερα συμβούν τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η απώλεια στη παραγωγή.
Οι σπόροι πριν στεγνώσουν είναι ώριμοι αλλά δεν είναι έτοιμοι για αποθήκευση. Στο τέλος του σταδίου ωρίμανσης το σιτάρι είναι έτοιμο για θερισμό.
Η χρονική διάρκεια από τη βλάστηση ως την ωρίμανση ποικίλει ανάλογα με τη ποικιλία και τις κλιματικές συνθήκες. Είναι συνήθως 3 μήνες για τα εαρινά σιτηρά και λίγο παραπάνω για τα χειμωνιάτικα λόγω του λήθαργου κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
