Nach der Keimung hat die Wurzelbildung Priorität, um die Pflanze sicher zu verankern und zu versorgen. Noch bevor der Spross aufläuft, kann die Keimwurzel von Getreide 8 bis 10 cm lang werden. Die Wurzelspitzen bilden verschiedene Hormone, die sowohl das Wurzelwachstum selbst (Auxine, Brassinosteroide) als auch die oberirdische Entwicklung (Cytokinine) steuern. Wird die Hauptwurzel beschädigt, oder stößt sie auf ein Hindernis (Stein, Verdichtung), bilden sich umgehend Seitenwurzeln. Die in den wachsenden Wurzelspitzen gebildeten Cytokinine bleiben aber nicht in den Wurzeln, sondern gelangen über das Xylem (Leitbahnen für Wasser und Nährstoffe) in den Spross, um dort die Zellteilung und -streckung voranzutreiben. Stoßen die Wurzeln früh auf Verdichtungen, bilden sie mehr Wurzelspitzen und damit auch mehr Cytokinine. Oberirdisch entwickeln sich diese Pflanzen anfangs oft besser als Pflanzen, deren Wurzeltiefgang im Vordergrund steht. Langfristig gesehen sind sie durch den geringeren Tiefgang aber anfälliger gegenüber Trockenheit.

In der Wurzel gebildete Cytokinine begünstigen im Kurztag den Austrieb von Seitenknospen, also die Bestockung. Sie verzögern damit die apikale Dominanz des Haupttriebes. Je länger der abnehmende Kurztag dauert (frühe Aussaat, spätes Vegetationsende), desto mehr Triebe werden gebildet. Die Bestockung im Frühjahr bei immer länger werdenden Tagen (späte Wintersaaten, Sommergetreide) lässt sich durch die Apikaldominanz hemmende Wachstumsregler, z.B. CCC, verlängern und intensivieren. Nitratstickstoff (NO3-N) im Wurzelraum unterstützt die Synthese und den Transport von Cytokininen. NO3 fördert die Bestockung stärker als Ammonium-N (z.B. NH4-Düngung auf leichten Böden). Harnstoff hat keinen Effekt auf die Cytokinine.

Einen gegenteiligen Effekt haben Cytokinine, die in wachsenden Blättern gebildet werden. Diese werden über das Phloem (Leitbahnen für Assimilate) in die Wurzeln transportiert und signalisieren diesen, dass es dem oberirdischen Teil (Spross) der Pflanze gut geht und sie deshalb weniger Energie in die Wurzelentwicklung investieren kann. Ist der Blattapparat hoch mit Cytokininen versorgt („Greening-Effekt“), hemmt dies die Wurzelbildung. Der Greening-Effekt wird u.a. hervorgerufen durch Fungizidwirkstoffe, vor allem Strobilurine und Carboxamide, Blattdüngung mit Stickstoff und/oder Mangan oder ein hohes NO3-Angebot im Boden. NO3 wird über den Massenfluss verstärkt in die Blätter transportiert und dort akkumuliert (siehe Übersicht 3).

Ein Mangel an NO3 im Wurzelraum veranlasst dagegen die Pflanze, Blattreserven an Assimilaten in die Wurzel zu verlagern, damit diese auf der Suche nach neuen NO3-Quellen weiter in die Tiefe wachsen kann. Gerade die Hauptwurzel des Rapses kann auf der Suche nach Nährstoffen im Herbst auf durchlässigen Böden bis zu 90 cm tief wachsen. Das oberirdische Wachstum ist dann deutlich langsamer als in Beständen, die mit zusätzlichem NO3-N versorgt sind, das direkt die Blattbildung stimuliert. Eine harmonische Wurzel- und Sprossentwicklung kann man durch den Wechsel von guter und knapper N-Versorgung erreichen. Ist die Pflanze konstant hoch mit N versorgt und weist sie einen hohen Cytokininpegel auf, dominiert das oberirdische Wachstum.

Mit der vegetativen Differenzierung (Bestockung) erfolgt auch die generative Differenzierung der Ährenanlage. Cytokinine fördern die Ährenbildung. Während bei Gerste und Roggen die Anzahl der Blüten pro Ährchen fix ist, kann Weizen je nach Hormonstatus bis zu acht Blüten in den Mittelährchen anlegen und bis zu fünf davon auch einkörnen. Weizensorten, die über Kurzstrohgenetik verfügen, legen dank des hohen Gibberellinpegels besonders viele Blüten pro Ähre an. Diese Korndichte-Typen sind durch das enge Korn/Stroh-Verhältnis auch sehr nährstoff- und wassereffizient. ▶