Грецкий орех относится к семейству ореховых (Juglandceae Lindl) рода juglans L., который объединяет 40 видов. Грецкий орех — большое плодовое дерево до 30 м высотой с диаметром ствола до 2 м. Долговечность — до 400 лет. Масса плодов его от 3 до 23 г, масса ядра составляет 30-75% массы плода. Ядро содержит в среднем жира — 65%, белков -17%, углеводов — 16%, витамина В — 0,3 мг, аскорбиновой кислоты 30-50 мг, незначительное количество витаминов А и Вг.
Деревья начинают плодоносить с 7-10-летнего, а некоторые формы — 3-4-летнего возраста. Плодоносят ежегодно, максимальные урожаи в 50-100-летнем возрасте. При этом из хорошо развитых деревьев собирают от 100 до 500 кг плодов. Крона деревьев грецкого ореха шатроподобная или шаровидная, довольно густая.
Кора ствола и ветвей серая, гладкая, впоследствии трещиноватая. Побеги гладкие, блестящие, голые, лишь на верхушке опушенные, сначала зеленые, а затем коричнево — желтые. Решетки на окна в Екатеринбурге при этом смогут решить многие трудности выращивания каких-то плодов в домашних условиях.
Побеги делятся на ростовые и плодовые. Последние появляются из летних почек в середине или в конце июня, а процессы роста прекращаются в середине августа.
Ростовые побеги грецкого ореха начинают расти в конце апреля и заканчивают в середине июля.
У грецкого ореха различают вегетативные, репродуктивные, летние почки и почки возобновления. Из вегетативных почек образуются ростовые побеги. Репродуктивные, или цветковые почки делятся на тычиночные, пестичные и летние. Тычиночные почки имеют удлиненно-коническую форму, буровато-коричневой окраски.
Пестичные почки по внешнему виду не отличаются от вегетативных почек, размещаются на концах плодоносящих побегов. Летние почки формируются в пазухах листьев верхней части плодоносящих побегов одновременно с появлением пестичных цветков, а в конце июня с них начинают расти летние побеги. Почки возобновления формируются еще в зародыше семян и прорастают на сеянцах после потери верхушек.
Листья грецкого ореха очередные, сложные, непарноперистые, 20-40 см длиной, удлиненные, обратно яйцевидные, ароматические, в основном из 7-9 листочков.
Грецкий орех — однодомное растение с раздельнополыми цветками. Тычиночные цветки собраны в прямые серьги, расположенные по 1-3 на приростах прошлого года. Пестичные цветки формируются по 1-3 на одной цветоножке на плодоносящих побегах текущего года. Пестичный цветок имеет удлиненно-овальную форму и в верхней части переходит в столбик с двумя большими бахромчатыми рыльцами. Цветут пестичные цветки в конце апреля — начале мая.
Грецкий орех характеризуется не одновременным цветением пестичных и тычиночных цветков на одном дереве (дихогамия), что способствует перекрестному опылению. Деревья, на которых сначала цветут тычиночные цветки, а затем пестичные, называются протоандричными, а те, на которых сначала цветут пестичные цветки — протогиничными.
Изредка встречаются гомогамные деревья, у которых пестичные и тычиночные цветки цветут одновременно. Количество протоандричных и протогиничных деревьев в насаждениях почти одинакова. Бывают особи грецкого ореха, которые при благоприятных климатических условиях цветут 2 раза в течение лета и образуют полноценные плоды.
Плод грецкого ореха — ложная костянка, которая имеет очень изменчивые формы — от шаровидной до яйцевидной и от овальной до удлиненно-вытянутой, до 6 см в диаметре. Плод состоит из мясистого наружного околоплодника, ендокарпия — косточки ложной костянки, содержащий ядро с зародышем семени.
Околоплодник при растирании имеет сильный и приятный запах алкалоида Юглон. По содержанию витамина С молодые плоды грецкого ореха превосходят такие витаминозные растения, как лимон шиповник, черная смородина. Содержат они и витамин Р (рутин), цитринозу, яблочную кислоту, сахар, фосфат кальция и т.д.
По толщине скорлупы различают орехи тонко- и толстошкарлупные. Больше ценятся орехи с средней по толщине скорлупой. Эндокарпий в основном состоит из 2 створок скорлупы, а ядро — 2 семядолей.
Как правило, плоды грецкого ореха созревают во второй половине сентября, однако есть формы, плоды которых созревают в конце августа.
Корневая система грецкого ореха имеет хорошо развитый стержневой корень с боковыми разветвлениями. Боковые корни располагаются на глубине 20-50 см от поверхности почвы и хорошо развиты, поэтому грецкий орех хорошо растет на различных почвах — глубоких и плодородных и неплодородных песчаных, галечных и т.п.
Для греческого ореха наиболее подходящие умеренно увлажненные почвы с нейтральной или щелочной реакцией — черноземные, суглинистые и супесчаные.
Грецкий орех — светолюбивое растение. Вершина дерева и средняя часть кроны должны хорошо освещаться прямыми солнечными лучами. Он также относительно теплолюбивая порода, но может без заметных повреждений выдерживать морозы до 30-40° С.
В результате многолетнего семенного размножения создано большое количество форм грецкого ореха, различающихся силой роста деревьев, формой листьев, плодов, прочностью скорлупы, периодом цветения, плодоношения и т.д.