发展玉米生产的意义.doc

第三章 玉 米第一节 概 述 一、发展玉米生产的意义玉米(Zea mays L)又名玉蜀黍、苞谷、苞米，玉茭等，是世界上广泛栽培的农作物。 (一)玉米是重要的粮食作物 在现有粮食作物中，玉米占很大比重。1988年统计，我国玉米面积为2.954亿亩，占粮食作物播种面积的17.8%，总产为799.9亿公斤，占粮食总产的20.1%。面积、总产在粮食作物中均居第三位。而在我省玉米是第二大粮食作物。1990年玉米种植面积达3200万亩，占全年粮食作物总播种面积的23.1%，总产为94.72亿公斤，占全年粮食总产量的26.l%目前我省玉米面积占秋粮总面积的46.1%，产量则占秋粮总产的56.8%，因此，玉米在我省粮食生产中占有举足轻重的地位。 玉米作为重要的粮食作物，还表现在含有较丰富的营养物质。据中央卫生研究所分析，每 500克玉米子粒含碳水化合物365克，略低于水稻；脂肪含量21.5克，超过其它任何谷类作物；蛋白质42.5克，仅次于小米；维生素B2则高于其它作物。玉米还含有较多的纤维素和多种维生素。一般玉米籽粒蛋白质中赖氨酸、色氨酸含量较低，蛋白质的品质较差。但近年来，为了解决这一问题，我国玉米育种工作者已培育出了一些高赖氨酸含量的品种，如中单206、新玉6号、农大107等。这些品种的赖氨酸含量比普通玉米高l倍左右，且产量接近甚至超过了我国目前生产上的一些主栽玉米杂交种。（二)玉米是高产作物 玉米是C4植物，光合作用效率较高，一般比C3植物如小麦、水稻等高23倍；同时玉米是利用杂种优势最早、最好的作物；另外据国内外专家研究认为，从群体光合结构看，玉米是作物中株型最为理想的作物，形态上的特殊结构保证了在群体条件下玉米生产系统能够源多、库大、流畅，因而为高产奠定了基础，这在理论上已决定了玉米在高产栽培中占有绝对优势，并已被生产实践所证明。在目前世界作物高产记录中，玉米居于首位，为1548.3公斤亩，而水稻、小麦则分别为984.8公斤亩和1013公斤亩。世界各种粮食作物的平均单产也以玉米为最高。 1985年统计，世界小麦平均产量为147.8公斤，水稻为214.7公斤，而玉米为2457公斤。 (三)玉米是优质饲料 玉米的子粒是家畜、家禽的上等精饲料，对提高猪肉、牛乳和蛋类产品的产量和品质有显著作用。一般每100公斤玉米子粒的饲用价值相当于燕麦135公斤，高粱120公斤，大麦130公斤、稻谷150公斤。目前，世界生产的玉米7075%作为畜牧业的饲料，在各种家畜、家禽的配合饲料中，玉米一般都要占到60%左右。 玉米茎叶含有丰富的维生素，乳熟到蜡熟期收获的鲜茎叶和果穗，铡碎可作青贮饲料。据分析，100公斤青贮玉米秸，相当于20公斤精饲料。一亩地玉米穗轴、茎叶加工粉碎后，可供7头猪一年的粗饲料。纵观世界上一些畜牧业发达的国家，无不是以发展玉米起家的，而各国畜牧业最发达的地区，又大都是玉米集中产区。 (四)玉米是重要的工业原料 玉米是重要的工业原料，利用玉米子粒和副产品直接或间接制成的工业产品已达500种以上。现代玉米工业主要产品为玉米淀粉，被广泛用于食品、医药、纺织等工业部门。利用玉米子粒还可制造葡萄糖、果脯糖浆、白酒、啤酒、丙酮等。玉米的茎秆可制造纤维板、纸张、人造丝、电器绝缘体和化学胶板等。穗轴可以提取16.519 %的糠醛，它是制造高级塑料的重要原料。玉米苞叶可编织成提篮、座垫、婴儿卧具等工艺品。 玉米在医药上也有广泛的用途。玉米淀粉是制造青霉素、链霉素、金霉素等抗生菌的重要原料，玉米油含有大量维生素E，具有治疗高血压和血管硬化的作用，是良好的保健食用油。穗轴可制造消毒品及麻醉剂，花丝可医治胆囊炎、胆结石、黄疸肝炎等病，还具有利尿功能。 由此可见，玉米产量高，用途广，在作为粮食、饲料和工业、医药原料等方面，都具有较高的经济价值。因此，发展玉米生产，对改善人民生活，发展农村经济都具有十分重要的意义。二、玉米的起源及分布 玉米的故乡在美洲大陆。自哥伦布发现新大陆并把玉米带回欧洲以后，才开始有了关于玉米的文字的历史。千百年来，在人工选择培育下，玉米已发展成为全世界重要的谷类作物。1.玉米的起源地玉米起源于美洲大陆，那里的古代印第安人为选择和培育玉米做出了重大贡献。但是，玉米的起源中心在美洲的什么地方?尚有几种不同的见解。一种意见，玉米的起源地在中美洲的墨西哥、危地马拉和洪都拉斯。在那里很多地方至今还可以发现生长的玉米的野生祖先一大刍草。考古学家还在墨西哥的先民遗址中发现大刍草的花粉化石以及众多的玉米植株和果穗遗体，可以作为玉米起源中心的证据.(Watson，BaBHJIOB，etc)第二种意见，玉米的起源地在南美洲的秘鲁和智利海岸的半荒漠地带。考古学家曾在史前古墓中发掘出很多玉米化石标本，以及众多的与玉米有关的文物。这些早期玉米品种的果穗比较小、整齐，穗轴和籽粒很象爆裂种玉米。达尔文在南美洲考察后指出：玉米的原产地无疑是在美洲，从新英格兰到智利的美洲大陆上的印第安人都种植玉米。它们是从显然早于印加王朝的坟墓中被找到的，今天在秘鲁已经灭绝或者不被知道了。他特别强调：“甚至还有比此更加有力的证据，在秘鲁海岸发现过一些玉米果穗被埋置在高出海面至少85英尺的海滩中。在自古以来的栽培中，无数的美洲变种相应地发生了。”(Darwin，DeCandolle，etc)第三种意见，玉米有两个起源地，初生起源中心在南美洲的亚马逊河流域，包括巴西、玻利维亚、阿根廷等，植物学家曾在那里的很多地区发现了玉米的野生种，例如加马草、大刍草等。而中美洲墨西哥和秘鲁是第二起源中心，包括从墨西哥向南沿安第斯山麓的狭长地带。(Weatherwax，Mangelsdorf，etc)第四种意见。玉米有多个起源中心：软质种起源中心在哥伦比亚；硬粒种起源中心在秘鲁；爆裂种起源中心在墨西哥；甜质种和有稃种起源中心在巴拉圭。并且指出，软质玉米是最古老的原始玉米类型.(ByKaCOB，etc)20世纪以来，考古发掘以及先进测定技术的应用，为确定玉米起源地提供了大量的令人信服的证据。世界上其他任何地方鲜见玉米的史前标本，而在中美洲和南美洲星罗棋布的古代遗址里，古代印第安人种植的大量玉米的果穗、穗轴、苞叶、雄穗和秸秆等，几乎都完整无损地被保留下来。在墨西哥普埃布拉州Coxcatlin洞最底层发掘出的玉米穗轴，14C测定距今7000年；在美国新墨西哥州Bat洞发掘出的玉米穗轴，14C测定距今5600年；在秘鲁中部墓穴中发掘出的玉米穗轴，14C测定距今5 000年。这就把玉米的最早被驯化的地区缩小到从美国的南部、经墨西哥直至秘鲁和智利海岸的狭长地带.在墨西哥、秘鲁以及智利、哥伦比亚等地古墓中出土的文物，以及古代众多的建筑物上，都发现有古代印第安人遗留下来的玉米印迹，昂第安人崇敬地把玉米植株和果穗的图象绘画在庙宇上，塑造在神象上，绘织在衣物上，镶嵌在陶器上。墨西哥传说中的特拉洛克神(Tlaloce)，就是印第安人崇敬的玉米神，广义上说，就是肥沃之神，雨水之神，丰收之神。许多印第安部落以玉米命名，称之为“玉米族”、“青玉米族”，并以此尊称自己的酋长。在印第安人的每年6个重要的农作物宗教祭典中，“玉米祭”就是极其隆重的一个。在墨西哥印第安人的语言中，玉米的名字叫“印第安谷”(1ndiancorn)。秘鲁这个词在印第安语里意思就是“玉米之仓”。有悠久历史的阿兹德克(Aztec)人、玛雅(Maya)人、印加(工nca)人，种植玉米都有精湛的技艺和辉煌的成就。16世纪阿兹德克部族最后的一位首领Motezumma的受贡礼单上，记载着这个帝国所属的20个省份每年要人贡30多万英斗的玉米籽粒。考古学家在中美洲特瓦坎(Tehuacan)谷地先后发现了400多处古代印第安人的遗址。现今已发掘了12处，在其中5个洞穴里发掘出2.5万多件玉米植株和果穗标本，以及众多的与玉米有关的石器、陶器、编织品等。考古学家在这几个洞穴中找出互相补充的数千年的地层序列，使后人能够幸运地看到公元前9000年直至公元后1500年特瓦坎地区众多的玉米植物标本，为我们展示出玉米的演化和发展进程。2.演化途径探索20世纪初期，在中美洲墨西哥城建造“拉丁美洲之塔”进行挖掘工程时，从地下70米深处发现了远古的大刍草(Teosinte)花粉化石。它的大小和形状几乎与现代栽培玉米的花粉毫无差异。测定表明，玉米的祖先在那里生长至少已有8万年的历史。它比已知的美洲最早的人类遗迹还要早5万年，推断它可能是玉米的野生祖先。大刍草也叫类蜀黍，今天在中美洲农村的辽阔田野里还可以大片地找到。和现今栽培的玉米相比，大刍草植株细小，茎秆瘦弱，丛生，植株顶端有一个很小的穗状花序，籽粒在一个脆弱的花轴上排成对生的单行，每一个籽粒就象小麦、燕麦或大麦那样容易脱落；但它的种子上却着生一层极硬的、发亮的、象甲虫似的外壳，用来保护种子免受鸟兽的危害。当大刍草的种子落人土壤并且遇到适宜的环境条件，它就有着自行出苗和繁衍后代的能力。大刍草还有一种十分特殊的功能，就是它的根部生长着极为强大的、密集的侧枝，尤如今天栽培玉米强大的气生根一样，能从土壤深层以及植株远处吸收水分和养分。除大刍草之外，科学家认为还有两种与玉米亲缘比较近的野草。一种叫做摩擦禾(Tdpsacum)，它也是玉米家族中的一个属，起源在美洲的中部地区，它和玉米一样是雌雄异花的，雄性小花成对地着生在顶部，雌性小穗着生在叶腋间，结出的颖果十分坚硬，成熟时籽粒不易脱落。另一种叫做有稃玉米(WildPodCorn)，果穗被苞叶层层覆裹，籽粒亦有坚硬的颖壳，但成熟时苞叶张开，种子自然散落，在适宜的外界环境条件下就可以发芽生长，传宗接代。从19世纪以来，科学家饶有兴味地从遗传学、考古学、语言学等方面探索玉米从野草演化为谷物的途径。关于玉米的进化曾经有4种主要的学说：第一种，栽培玉米起源于野生有稃玉米。第二种，玉米最近缘的祖先是大刍草，也叫类蜀黍。第三种，摩擦禾、大刍草和加马草(Gamagrass)起源于一个共同的祖先，以后沿各自独立的道路演化。第四种，栽培玉米是上述3种植物的结合体。即摩擦禾来源有稃玉米；大刍草是摩擦禾和加马草杂交产生的后代，以后又与当地玉米多次天然杂交，最后发展成为今天人类栽培的玉米。20世纪以来，?以美国哈佛大学名誉教授曼格尔斯多夫(Mangels-doff)为代表，主张玉米由三部分组成起源学说最受重视并占有优势。曼氏通过细胞遗传学研究追索玉米种系的发生过程。他将玉米与摩擦禾、玉米与加马草杂交成功。结论认为，玉米和加马草在古老的地质年代已经有共同的祖先，以后有各自独立的进化途径。野生玉米分布在南美洲，加马草分布在中美洲，大约在2.5万年前人类到达美洲以后，玉米沿着以下的途径演化：野生有稃玉米开始驯化。有稃玉米发生突变，产生多个变种。中美洲地区的玉米和加马草天然杂交或回交，产生大刍草。大刍草又与玉米杂交，产生墨西哥大刍草和墨西哥有稃玉米。有稃玉米、墨西哥粉质玉米和南美洲硬粒玉米杂交，产生墨西哥马齿玉米及现代的热带硬粒玉米。墨西哥马齿玉米和有稃玉米杂交，产生西南部硬粒玉米，或由于突变产生西南部硬粒玉米和北美洲甜玉米o，哥伦布到达新大陆后，西南部硬粒玉米与墨西哥马齿玉米杂交，产生现代玉米带种植的马齿玉米。70年代，认为玉米是由大刍草直接近化而来的学说重新崛起。以原美国芝加哥大学校长白德尔(Beadle)教授为首的研究小组，从3个方面提出了新的论据：一是进行了多年的杂交试验，第一步把大刍草培育成类似7 000年前的早期的野生玉米植株，第二步进而培育成与现代栽培玉米完全相同的植株。按照孟德尔遗传定律，在用大刍草和玉米为材料所作的5万份杂交实验中，发现大刍草与玉米之间基因差异的近似数量，从遗传学角度查明了大刍草的演化进程。二是在墨西哥古代地层中发现了7000年前开始驯化的大刍草籽粒化石，以及今天在中美洲很多地方生长着数量众多的大刍草，支持着大刍草起源学说。三是根据语言学以及民间传说，大刍草一词来源于阿兹德克语Teocentli，意思就是“玉米的神穗”。在墨西哥很多地方的印第安人至今还把大刍草称为“玉米之母”(marddemaiz)，被认为是对玉米增产有益的植物。推断至少在距今800015000年，大刍草就已经开始向现代栽培玉米演化了。人类最早把玉米作为栽培作物种植的时候，可能是无意识地就开始对玉米果穗进行人工选择了。“自然提供延续性变异，人在某些方向上把对他有用的这些变异累加起来。在这种意义上可以说人为地自己创造了有用的品种。”达尔文的精辟论证指出了栽培玉米产生和发展的途径。玉米有一个坚硬的、不易腐烂的木质穗轴。考古学家把从古墓和废墟里发掘出几千年来不同时期的玉米穗轴化石，按年代顺序排列起来，就可以看到一部比其他任何作物更加完整的进化史。野生玉米果穗的穗轴长度只有2.4厘米，当人类开始种植以后，在不太长久的时间里，玉米的穗轴就增至5.5厘米；到16世纪初期，玉米的穗轴已经增至13厘米了。也就是说，在大约6000年左右的时间里，古代印第安人用勤劳智慧的双手，把那些细微的，几乎是用眼睛觉察不到的有利于人类的变异逐渐选择和积累下来，使玉米的穗轴增大了4.4倍。如果把今天栽培的高大挺拔的玉米和瘦弱细小的野生玉米相比，简直不敢相信它们的植株形态和籽粒会如此大相径庭，以致于惊叹大自然驯化和人工选择的巨大威力了。3.在世界的传播在哥伦布到达美洲大陆及其接踵而至的许多航海家，都报告说 玉米起源于美洲大陆，已有五千余年的栽培历史。1492年哥伦布发现美洲大陆后，玉米才由美洲传到欧洲和世界各地，成为世界性的栽培作物。玉米是世界上分布较广泛的作物之一，从北纬580到35400之间的地区，均有大量栽培，以北美洲为最多，其次为远东、拉丁美洲、欧洲、非洲、近东和大洋洲。世界上最食于种植玉米的有三大区域，即美国的中北部、欧洲的多瑙河流域及中国的华北和东北平原。玉米传入我国距今约有460余年的历史，传入河南至少也有440多年的历史。玉米适应范围很广，从我国的海南岛到黑龙江，从海拔3000米以上的西藏高原到东海之滨，全国各个省（市）都有玉米栽培。但主要集中分布在东北、华北和西南山区，大致从黑龙江起，沿吉林、辽宁经河北、山东、河南、山西、陕西、四川而至云南、贵州、广西等12个省区，形成一个斜长的玉米生产带。这条生产带的玉米播种面积约占全国玉米总面积的85%以上。其次为新疆、甘肃和江苏、湖北、安徽等省区，种植面积约占全国玉米总面积的8%左右，其他地区玉米栽培面积很少。根据我国的自然条件，玉米的种植制度和栽培特点，可将我国玉米划分为六个种植区域。1.北方春玉米区 本区大部分位于北纬400以北，包括黑龙江、吉林、辽宁全省，内蒙、宁夏全区，河北、陕西两省的北部，山西省大部分和甘肃省的一部分地区，是我国玉米主要产区之一，约占全国玉米播种面积的27%。本区属寒温带湿润、半湿润气候，玉米栽培制度基本上为一年一熟，以玉米单种，或与大豆间混作为主要栽培方式。2.黄淮海平原夏玉米区 本区包括河南、山东全省，河北省的中南部，陕西省中部，山西南部，江苏和安徽北部，是我国最大的玉米产区，约占全国玉米播种面积的40%。本区属温带半湿润气候，为玉米适生区。栽培制度以冬小麦-夏玉米一年两熟制为主。3.西南山区丘陵玉米区 本区包括四川、云南、贵州全省，湖北、湖南省的西部，陕西省的南部，甘肃省的一小部分。亦为我国主要玉米产区之一，约占全国玉米播种面积的25%。本区属温带和亚热带湿润、半湿润气候。因受地理环境的影响，本区主要原因有以下三种栽培方式： (1)高山地区 以一年一熟春玉米为主； (2)丘陵地区 以两年五熟的春玉米或一年的南部两熟的夏玉米为主；（3）平原地区 以一年三熟的秋玉米为主。 4南方丘陵玉米区 包括广东、海南、广西、浙江、福建、台湾、江西等全省，江苏、安徽两省的南部，湖南、湖北两省的东部。本区为我国水稻主产区，玉米栽培面积不大，约占全国播种面积的5%。 本区属亚热带、热带湿润气候。以一年两熟为主，部分地区种植秋玉米，广东南部、海南种植冬玉米，此外，广西等地种植双季玉米。 5.西北内陆玉米区 包括甘肃河西走廊和新疆维吾尔自治区全部。玉米播种面积占全国播种面积的3%。本区属大陆性气候，以一年一熟的春玉米为主。 6青臧高原玉米区 包括青海省和西藏自治区，以畜牧业为主，玉米栽培历史短，种植面积小，但表现高产，今后颇有发展前途。本区海拔较高地势复杂，气候变化大，除海拔较低地区有部分二年三熟外，主要是一年一熟。三、玉米生产概况世界玉米发展很快，据联合国粮农组织报道，从19501985年，玉米播种面积由12.4亿亩增加到19.9亿亩，增长60.8%；单位面积产量由104公斤增加到245.7公斤，提高了1.36倍，总产由12840亿公斤增加到49015.5亿公斤，增长了2.82倍。1987年世界玉米栽培面积约为20亿亩，平均亩产为238公斤。种植面积最大的国家是美国，为4.2亿亩，其次为中国、巴西、墨西哥、印度、前苏联、阿根廷、罗马尼亚、菲律宾、印度尼西亚和南斯拉夫。世界上单产最高的国家为希腊，1987年全国339万亩玉米平均亩产667公斤。美国也是玉米单产较高的国家，近年来平均亩产都维持在500公斤左右。我国1989年玉米播种面积为3.05亿亩，平均亩产265公斤，总产809亿公斤。与1952年相比，面积扩大了62%，单产提高l.96倍，总产增加3.9倍。我国玉米栽培面积较大的省份有黑龙江、吉林、河北、山东、辽宁、河南等，单产较高的省份辽宁、吉林、上海等省(市)，平均亩产都在400公斤以上。建国以来我省玉米生产得到迅速发展。1949年，玉米种植面积为1393.5万亩，单产只有48公斤，总产6.69亿公斤。到1990年全省玉米种植面积发展到3200万亩，单产293公斤，总产为93.76亿公斤，与1949年相比，面积扩大1.3倍，单产提高5.1倍，总产增加13.0倍。 第二节 玉米栽培的生物学基础一、玉米的类型玉米属禾本科玉米属，根据栽培玉米的植物学我和生物学特征以及在生产上的利用情况，可将其分为不同 的类型。（-）按子粒形态及结构分类 根据子粒形状、淀粉品质和分布，玉米可分为以下六种类型。1硬粒型 亦称硬粒种。果穗多为圆锥形，子粒方圆型，坚硬、平 滑而有光泽，顶部和四周的胚乳均为角质淀粉，只有里面居中的部分为粉质淀粉。子粒多为黄色，也有红、白、紫等色。穗轴较粗易碎，产量较低，但品质好，具有早熟、耐旱、耐瘠、结实性强等特点。2马齿型 亦称马牙种。果穗 多为圆筒形，子粒较大，扁平，呈方形或长方形。子粒两侧为角质淀粉，顶部及中部均为粉质淀粉，成熟时，顶部的粉质淀粉干燥后较两侧的角质淀粉缩小的多，使粒顶凹陷形成马齿状。子粒顶部粉质淀 粉越多，凹陷越深。穗轴较细，有红、白、紫红等色，出子率较高，食用品质不如硬功夫粒型 。但植株较高大，较耐肥水，成熟晚，产量高，增产潜力大，是世界上栽培最多的一种类型。3半马齿型 亦称中间型。果穗长锥形或圆柱形，子粒的粉质淀粉较马齿型 少，较硬粒型多，顶部的马齿形卢陷浓度较马齿型，也有不凹陷的，仅呈白色斑点状，有些地方称它为折顶型。子粒的颜色、形状及大小较复杂，产量较高，品质较马齿型好，也是各地生产上普遍栽培的一种类型。 4甜质型 亦称甜质玉米或甜玉米。植株分蘖性强，主茎及分蘖上均能结成果穗。胚乳中含多量糖分及水分，成熟时因水分蒸散，使种子皱缩，坚硬呈半透明状。多为角质胚乳，粉质胚乳含量很低。子粒颜色有黄、白、紫红等。乳熟期子粒含糖量为15一18%。多做蔬菜或制罐头。 5糯质型 亦称蜡质型或蜡质种、糯玉米等。子粒胚乳全部为角质淀粉，水解后容易形胶粘状的糊精，遇碘液呈褐红色。子粒不透明，坚硬平整，无光泽如蜡状。淀粉粘性，可用作布匹的上浆剂，也是食品加工和酿造业的重要原料。产量不高，栽培面积极小，多为零星种植。 6爆裂型 亦称爆裂种或爆花玉米。子粒小而坚硬，粒形圆、顶部突出，多为角质胚乳。果穗较小，穗轴较细，粒色分黄、白、紫红色。子实加热时，由于淀粉粒内的水分遇到高温、形成蒸气而爆裂，子实胀开如花。爆裂后的子实比原来的大2.5倍以上。按子粒形状可分为米粒型和珍珠型两类。 (二)按生育期分类 根据玉米从播种到成熟所经历的时间长短，可将玉米的生育类型 分为以下三类。 l，早熟种 生育期春播85100天，夏播7085天，积温200022000C，植株较矮，叶数较少，一般为1418片，子粒较小，千粒重约为150250克。如鲁原单4号、烟单15号等杂交种即属此类。 2中熟种 生育期春播100120天，夏播8595天，积温230025000C，植株一般高于早熟种而低于晚熟种，叶片数多在1620片，果穗大小中等，产量较高，适应地区较广，千粒重为250300克。如中单2号、豫玉l号、豫玉2号等杂交种均属此类。 3晚熟种 春播120150天，夏播96天以上，积温大于25000C。植株高大，叶数较多，一般为2125片，子粒大，千粒重300克左右。如沈单7号、掖单13等杂交种即属此类。由于生育期长，产量高，适于春播、套种或移栽。(三)按植株形态分 根据玉米叶片在空间的配置状态，将玉米分为紧凑型、平展型和半紧 凑型三类。1紧凑型 紧凑型玉米各叶片在茎秆上的空间分布呈近似纺缍型。叶片上举，株型收敛而紧凑，受光姿态好，适于密植。具体指标认为穗位上茎叶夹角20250，穗位下茎叶夹角400左右。如掖单2号、掖单4号、豫玉2号、豫玉3号、豫玉 5号等。2平展型 平展型玉米和紧凑型玉米相比，株型较松散，不耐密植。穗位以上茎叶夹角350以上，穗位以下茎叶夹角500以上。如中单2号、沈单7号等。 3半紧凑型 是上述两种类型的中间型。如豫玉1号、烟单14号、掖单13号等。此外，按玉米子粒颜色可分为黄玉米、白玉米及红玉米等；按用途可分为食用、饲用，食饲兼用三类。二、玉米的生活史(一)玉米的一生 从播种至新的种子成熟为止，叫做玉米的一生(图3一1)。它经过种子萌动发芽、出苗、幼苗生长、拔节、长茎叶和雌雄穗分化，抽穗开花受精、灌浆直到新的种子成熟，完成了它的整个生长发育过程。根据玉米的生长发育特点，其一生可划分为三个生育阶段，即苗期阶段(出苗拔节)、穗期阶段(拔节抽雄)和粒期阶段(抽雄成熟)。(二)玉米的生育时期 玉米从播种到新种子成熟所经历的天数称为生育期。生育期的长短因品种、播种期及光照温度等环境条件而异。品种叶片数多，播种期早、日照较长或温度较低时，其生育期均较长；反之，则较短。生育时期是指某一新器官的出现，使植株形态发生特征性变化的时期。常用的主要生育时期如下：出苗期：幼苗的第一片叶出土，苗高23厘米的日期。拔节期：以玉米雄穗生长锥进入伸长期为主要标志。此期茎基部已有23个节间开始伸长，植株开始旺盛生长。小喇叭口期：小喇叭口期通常和雌穗生长锥伸长期、雄穗小花分化期相吻合，约在拔节后10天左右。大喇叭口期：此时玉米植株外形大致是棒三叶（即果穗叶及上下两片叶)大部伸出，但未全部展开，心叶从生，上平中空，状如喇叭；雌穗正处于小花分化期，雄穗分化进入四分体期；最上部展出叶与未展出叶之间，在叶鞘部位能摸出发软而有弹性的雄穗。距抽雄穗一般10天左右。 抽雄期：雄穗分化已经完成，雄穗主轴露出顶叶35厘米。开花期：即雄穗主轴小穗开花散粉的日期。吐丝期：雌穗花丝从苞叶伸出2厘米左右的时期。正常情况下，吐丝期与雄穗开花散粉期同时或迟12天。成熟期：子粒变硬，呈现品种固有的形状和颜色，胚位下方尖冠处出现黑色层。三、玉米器官的形态特征玉米的器官分根、茎、叶、花(雌、雄花)和种子(子粒)5部分。(一)根1，根的种类 玉米为须根系，按其发生时期、部位、形态及功能，可分为胚根和节根(图32)。(1)胚根 胚根也叫初生根或种子根，它在种子胚胎发育时形成，大约在受精10天后由胚柄分化而成。种子萌发时，首先突破胚根鞘而伸出的一条幼根，称为初生胚根。它垂直向下生长，长达2040厘米。当初生根伸出13天后，在中胚轴基部长出37条幼根，为次生胚根。这层根实际上为玉米的第一层节根，由于其生理功能与胚根相似，在栽培上常将这层根与胚根合称为初生根，而不把它计算为第一层节根。初生根吸收土壤中的水分和养分，供幼苗出土后23周内生长的需要。以后随着地下节根不断发生与增加，其重要性逐渐被地下节根所代替。(2)节根 着生在茎的节间居间分生组织基部。生长在地下茎节上的称根称为地下节根(次生根)，生长在地上茎节上的称为地上节根(气生根或支持根)。当幼苗长出23片叶时，在着生第一片完全叶的节间基部开始发生第一层(按其顺序为第二层)节根。这一层根，由于发生在靠近胚芽鞘节上，有人称之为胚芽鞘根。在胚芽鞘节与盾片节之间的节间为中胚轴，在栽培上称为根茎或地中茎。在种子发芽时，中胚轴伸长，推动幼芽出土，当它伸到地表下一定距离时停止伸长。播种浅时，中胚轴变短；播种深时，中胚轴变长，这种自动调节作用，可使节根位置处于较适宜的土层中。第一层节根的数目大多数是4条，也有五六条的。第一层节根出现后。随着茎节的形成及加粗，节根即不断发生。节根的出现是按照向顶的次序进行的，即在下部的根形成之后，上层才能依次产生新根，它们在茎节上呈现一层层轮生的节根根系，节根层数依品种及水、肥、密度等条件而异，一般为69层，多者可达10层以上。地下节根约47层，地上节根约23层或更多些(亦有没有的)。各层节根的条数，地面以下的自下而上逐层增加，地面以上的又有逐层减少的趋势。其总根数约为50120条。根的长度是自下而上逐层减少，根的粗度是自下而上逐层增加，最上层又有减少的趋势。根层间距离自下而上逐渐加长。从入土情况看，地下节根最初呈水平分布向四周伸长，而后向下深扎，入土较深；地上节根，开始在空气中生长，以后入土，角度陡，形如支柱，入土较浅。地上节根比地下节根粗壮坚韧，具有色素，表皮角质化，厚壁组织特别发达，入土前根尖端常分泌粘液，入土后才产生分枝和根毛，起到吸收根的作用。节根是玉米的主要根系，分枝多，根毛密。一株玉米根的总长度可达12公里，这就使植株在耕作层中形成了一个强大而密集的节根根系。2.根的生长 根的生长表现为重量和长度的增加。而根重对维持地上部的生长和功能比根条数更为重要。张瑞岐(1980)研究，玉米出苗时，根重占一生最大根重的0.33%，拔节时占10%，抽雄期达最大值，后期随着根系衰老死亡，根干重逐渐下降。3.根系的分布 玉米根系在土壤中的分布范围与生长条件有密切关系。020厘米土层中的根量占总根量的60%左右；030厘米土层中的占80%左右；050厘米占90%左右。入土深度最深可达2米以上，一般约l米左右，分布范围最大直径可达2米以上，一般l米左右，但主要集中在茎秆周围1520厘米范围内。一般旱地玉米根系分布浅，停止生长早；水浇地玉米根系分布深，停止生长亦晚。4.根的生理功能 玉米的根系具有吸收养分、水分、支持植株和合成的作用。根上有很多根毛，通过这些根毛吸收地下的水分和养分。根毛细胞汁液具有很高的渗透压，达162><1062.74>< 106Pa，而小麦为5.07>< 1058.11><105Pa，所以；玉米的根具有很强的吸收能力。被玉米根系吸收的无机盐等在根部形成各种有机酸，有机酸与进入根部的NH+4、N03结合形成氨基酸。据研究，在玉米抽雄期，地下节根和支持根中的氨基酸含量超过同时期叶中含量的1015倍，而且氨基酸的种类也多。5影响根系生长的因素(1)温度 玉米根系生长的最适地温为24250C，低于100C生长缓慢，降至450C时，则完全停止生长，高于400C时对根的生长有明显的抑制作用。所以，地温在100Cl以上时才能播种，播种过早，地温低，根系代谢活动弱，吸收能力差，植株营养不足，光合作用不能正常进行，植株生长缓慢瘦弱。在苗期进行中耕，可以提高地温，促进根系生长。(2)水分 水分对根系生长影响甚大，土壤水分适宜，根系生长迅速。土壤水分过多，空气缺乏，不利根系生长，尤其是苗期更为明显；土壤干旱，根系生长缓慢。(3)养分 土壤养分的含量直接影响着根系的生长。土壤肥沃，根系发达；土壤瘠薄，根系生长不良。另外，玉米根系具有向肥性，分层施肥对满足不同生育时期对养分的需要，促进根系下扎，增加根系干重，扩大吸收面积有重要作用。(4)氧气 根的生长除需要一定的水分和养分外，还需要充足的氧气。因此，在疏松的土壤中根系的生长比在紧实的土壤中迅速，中耕松土是促进根系生长的重要措施.(二)茎1，茎的形态及生长 玉米的茎秆比其它禾谷类作物粗壮、高大。植株高矮与品种、土壤、气候和栽培条件有密切关系。一般晚熟品种，水肥条件好，气温高，则茎秆生长高大；反之，茎秆生长矮小。在生产上，通常把玉米株高分为三种类型：株高低于2米者为矮秆型；227米的为中秆型；2.7米以上者为高秆型。一般矮秆的生育期短，单株产量较低，高秆的生育期较长，单株产量较高。植株高度是决定密植范围的重要因素之一。玉米茎秆上有许多节，每节着生l片叶子。通常一株玉米的地上部有8 20节，地下部有密集的35个节。节数的多少，因品种和种植时期而异。节与节之间称为节间。节间的长度由基部到顶端渐次加长，以最上面的一个节间最长，也有一些是中部的节间比上部和下部的长。节间的粗度从下到上逐渐减小。茎秆的节数在拔节以前就全部分化完成，拔节期开始伸长加粗，各节间伸长的顺序是自下而上进行的。实践证明，凡是靠近地面节间粗短的，根系发育良好，抗风力强，不易倒伏。反之，节间细长，根系发育差，抗风力弱，容易倒伏。因此，基部节间长短粗细，是鉴定植株根系发育和栽培技术的标志。在玉米茎秆显著伸长以前，适当控制肥水，进行蹲苗，促使靠近地面的节间生长粗壮墩实，可防止倒伏，并能获得高产。玉米茎秆多汁，髓部充实而疏松，富含水分和营养物质。玉米茎秆上有腋芽，下部茎节上的腋芽长成的侧枝称为分蘖。分蘖的多少与品种类型和水肥条件有关。一般甜质型、硬粒型玉米分蘖多。同一品种在土壤肥沃，水分充足，密度稀时分蘖也多。分蘖一般不结果穗，应早除掉，以免消耗养分，但对饲用玉米或分蘖具有结实特性的玉米，则应保留。2茎的功能 (1)支持作用 茎能支持叶片，使之在空中均匀分布，便于吸收阳光和二氧化碳，更好地进行光合作用。 (2)输导作用 玉米茎秆中的维管束是植株的根与叶、花、果穗之间的运输管道，担负着水分和养分的运输工作。 (3)贮藏作用 茎秆可以把养分贮存起来，到生长后期再将其转运到子粒中去。空秆的玉米特别甜，就是其内部贮藏了糖分的缘故。 3影响茎秆生长的因素 (1)温度 玉米茎秆生长速度与温度有关。茎生长的最适温度为24280C，比根部高50C左右，若低于10120C时，茎秆基本停止生长。在120C以上，茎秆生长速度随温度的升高而加快，温度达到300C时，茎秆生长速度最快，温度继续升高，生长速度则逐渐降低。温度高时，生长速度虽快，但植株节间细长，机械组织不发达，生长不健壮，容易倒伏o (2)施肥 玉米在施用数量充足、比例适当氮、磷、钾肥料时，茎秆生长健壮。如果土壤氮磷丰富而严重缺钾时，玉米茎秆基部节间易碎裂，导致倒伏。当土壤严重缺磷时，植株往往表现短缩o (3)光照 玉米对光温比较敏感。增加每日光照时数会延长营养生长期，推迟雄穗分化进程，使茎节增多，节间延长，植株高大，因此，光周期和光照强度对茎秆的生长影响甚大，特别是光照强度对光合产物的数量影响更为明显。所以，在强光下生长的玉米，茎秆粗壮；光照弱，不仅光合产物减少，而且植株互相争光，茎秆细胞迅速伸长，使节间变长变细，容易倒伏。 (4)水分 水分对玉米茎秆的生长有间接和直接作用两个方面。天气干旱，植株含水量减少，光合能力降低，供给茎秆生长的有机物质减少，间接影响生长速度，使植株矮小。水分多少直接影响茎尖和居间分生组织的生长活动。如果水分充足，细胞体积大，节间生长速度快，所以玉米拔节至抽雄期间灌水，对茎秆生长有明显的促进作用。此时遇旱，茎秆生长缓慢，甚至抽不出雄穗。 (三)叶 1.叶的形态结构 玉米的叶分完全叶和不完全叶两类。胚芽鞘、果穗的苞叶、盾片等均属不完全叶。完全叶着生在茎秆的节上，互生并呈两行排列，叶片宽大，主脉突出，第一叶顶端钝圆，其它叶则尖。完全叶由叶片、叶鞘和叶舌三部分组成。（1）叶片 由表皮、叶肉和维管束构成（图3-3）。表皮分上表皮和下表皮，其上布满许多气孔，每平方厘米的叶面积上，平均有17000个气孔，一株中等大小的玉米，气孔多达1亿个以上。气孔有自动调节开闭的功能，天旱气孔关闭，可减少水分蒸腾。另外，叶片上表皮还有一些特殊的大型运动细胞，其细胞壁很薄，液泡较大，水分充足时运动细胞吸收膨大，可使叶面保持平展状态；天气干旱，运动细胞内水分减少，使体积缩小，叶片即向上卷成筒状，以减少叶的蒸腾面积，降低蒸腾强度，所以玉米有较强的忍耐大气干旱的能力。 叶肉在表皮内，由薄壁细胞组成，叶肉维管束有特别发达的维管束鞘，维管束鞘细胞内含有许多特殊化的叶绿体，这是玉米等C4植物与C3植物相区别的重要特征。叶绿体内含叶绿素，它是制造有机物质的重要器官。叶脉和维管束组织，是叶内水分、养分运输的管道。 (2)叶鞘 玉米的叶鞘肥厚、坚韧，紧包节间，有加固保护茎秆和贮存养分的作用。 (3)叶舌 着生于叶片和叶鞘的交接处，为一无色薄膜，紧贴茎秆，有防止雨水、病虫侵染茎秆的作用。 另外，叶片和叶鞘的交接处，有大量皱纹的部分叫叶环。叶鞘基部的环状膨大部分叫叶节，有使茎秆恢复直立的作用。 为了便于研究和生产上的应用，根据叶片抽出的状况，又可将叶片分为可见叶和展开叶。叶片抽出1厘米以上为可见叶。叶片完全抽出，并基部充分展开为展开叶。利用展开叶数计算出的叶龄指数，即玉米某一生育时期的展开叶数除以该品种总叶片数乘100所得的数值是推断玉米器官生育时期和进行田间管理的重要指标。 叶龄指数=（展开叶数/主茎总叶片数） 100 玉米叶片多数为绿色，亦有少数呈紫、淡黄等颜色的。 玉米叶片长大，一般约70110厘米，宽612厘米。叶片中央是一条主脉(中脉)，主脉两侧平行分布许多侧脉。玉米叶片边缘呈波浪皱褶状，这是因为叶子边缘薄壁细胞比叶子中部的薄壁细胞生长快造成的。波浪状的皱褶可起缓冲作用，避免风害折断叶子。玉米最初的56片叶是在种子胚胎发育时形成的，故称胚叶。这些叶片表面光滑不具茸毛，可作为判断玉米叶位的一个指标。2叶的生长 玉米最初的三片叶，生长主要靠种子中贮藏的营养物质，所以出现较快，l天长出l片叶。第46片叶时，种子内养分已经消耗殆尽，此时根系尚弱，吸收能力差，加之叶面积增大和次生根发育需消耗养分，所以叶片出现较缓慢，大约每隔35天才出现一片。第712片叶时，根系已相当发达，叶子也较多，吸收和制造营养物质的能力有所加强，叶子的出现