玉 米.docx

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玉米

玉米

（农学专业）

崔彦宏

河北农业大学

第一节概述

一、起源与传播

（一）名称

•学名：

ZeamaysL.

•英文：

Maize，Corn

•中文：

俗称苞谷、玉蜀黍、苞粟、苞米、棒子、玉茭、玉麦、珍珠米、观音粟、六谷等

Ø苞米:

东北三省和山东省

Ø苞谷:

西南地区的云南、贵州、四川和陕西、湖北

Ø玉茭:

河北和河南的西部山区以及山西、陕北

Ø棒子:

华北地区

种植历史：

•墨西哥印第安人在公元前3500年左右已开始种植玉米

•秘鲁种植玉米历史约4000年左右

秘鲁—Peru

（古印第安克丘亚语）

玉米——

“印第安古代文明之花”

“玛雅（Maya）文化璀璨的明珠”

玉米在世界范围内的传播：

•1492年哥伦布到达美洲大陆，“发现了”玉米

•1494年哥伦布将玉米由南美洲带到西班牙（Spain），后传播到欧洲、非洲、亚洲和澳洲。

•1511年安徽《颖州志》最早记载玉米

•最先传入东南沿海，后逐渐向内陆传播

•我国种植玉米的历史不足500年

二、玉米生产概况

（一）世界玉米生产概况

•世界三大谷类作物：

小麦、水稻、玉米

•种植面积：

小麦＞水稻＞玉米

•总产量：

小麦＞玉米＞水稻

•单产：

玉米＞小麦＞水稻

种植面积：

亚洲＞北中美洲＞非洲＞

南美洲＞欧洲＞大洋洲

总产量：

北中美洲＞亚洲＞欧洲＞南美洲＞

非洲＞大洋洲

种植面积：

美国、中国、巴西、墨西哥、印度、尼日利亚（占世界种植面积的60%）

总产量：

美国、中国、巴西、墨西哥、法国、印度、意大利、尼日利亚

（占世界总产量的75%）

•科威特：

20000公斤/公顷（1333.3公斤/亩）

•以色列：

15818.2公斤/公顷（1054.5公斤/亩）

•约旦：

15384.6公斤/公顷（1025.6公斤/亩）

•卡塔尔：

12500公斤/公顷（833.3公斤/亩）

•意大利：

10943.4公斤/公顷（729.6公斤/亩）

•智利：

10590.2公斤/公顷（706.0公斤/亩）

•新西兰：

10436.6公斤/公顷（695.8公斤/亩）

•西班牙：

10229.3公斤/公顷（682.0公斤/亩）

•谷物种植面积：

水稻＞小麦＞玉米

•谷物总产：

水稻＞小麦＞玉米

•谷物单产：

水稻＞玉米＞小麦

玉米种植面积最多的省份：

山东、河北、黑龙江、吉林、河南、辽宁、内蒙古、四川

玉米总产量最高的省份：

吉林、山东、黑龙江、河南、河北、辽宁、内蒙古、四川

河北省玉米生产情况

•面积：

占全国10.3%

•总产：

占8.497%

•亩产：

272.37公斤（低于全国平均水平）

世界高产记录：

春玉米1548.4公斤/亩（美国Illinois州农民HermanWarsaw1985年）

中国：

春玉米1450公斤/亩

夏玉米1096.3公斤/亩（山东李登海）

2.增产潜力

国家1987年1988年增产

瑞士484.6633.35148.8

新西兰618.0666.748.7

希腊548.6665.4116.8

（1）C4光合系统

•光饱和点高

•光补偿点低

•光呼吸弱

•CO2补偿点低

•夏玉米生育期间（6至9月份）雨热同期

•热量资源充足

•需水高峰与降雨高峰基本吻合：

6至9月份自然降雨占全年降雨量的65%～80%，平均降雨量为350mm左右（233方）

•亩产500公斤以上玉米全生育期耗水量约450mm左右（300方）

•亏缺60～70方

•玉米灌浆期间光照条件充足，昼夜温差较大，有利于籽粒灌浆。

•小麦生育期间，秋、冬、夏三季250天的降雨量只有130mm左右（86方），占全年的20%～35%。

•亩产500公斤小麦的田间耗水量为350方（535mm）

•75%以上的水分需要灌溉来补充

（四）河北省玉米生产存在的问题

1.发展不均衡

•山麓平原：

玉米高产区

•黄淮海低平原：

玉米低产区

•丘陵、山区：

玉米低产区

2.缺少抗逆性强、适应性广的高产品种

•同一品种在不同年份之间产量波动较大

•同一品种在不同地区之间产量波动较大

•同一品种在不同生产条件下产量波动较大

3.肥料施用不当

•肥料施用不平衡：

重氮、轻磷、少钾

•氮肥浪费严重：

高产区

•氮肥施用不足：

丘陵、低产区

4.种植密度不合理

•种植密度过大：

高产区

•种植密度不足：

低产区、山区

•合理密植：

根据品种特性、生产条件确定适宜种植密度

5.品种结构单一

•普通玉米品种为主

•特用玉米品种很少

6.品质低劣

•缺少优质品种

•品质没有保证

7.产后加工与综合利用不充分

三、玉米品质

（一）玉米的营养价值

•淀粉：

70%～75%

•蛋白质：

8%～11%

•油脂：

4%～5%

•半纤维素：

5%～6%

•纤维素：

2%～2.8%

•糖份：

2.5%

•维生素（VA、VB1、VB2）：

2%左右

•灰份：

1.3%

•热量：

365千卡

20%～25%直链淀粉

75%～80%支链淀粉

淀粉纯度可达99.5%以上

在非洲和亚洲一些贫穷国家仍然是主要食物来源

•分布：

胚乳占75%，胚占20%，果皮和种皮占5%左右。

•构成：

谷蛋白40%，醇溶蛋白39%，球蛋白9%，白蛋白8%

•“必需氨基酸”：

人和单胃动物不能通过自身来合成，必须从食物当中摄取（赖氨酸、色氨酸）

•长期单纯食用玉米容易得“癞皮病”

3.油脂（Oil,Lipid）

•籽粒含油量4.6%左右

•胚含油量36%～47%

•百公斤胚可榨油15～20公斤

玉米油构成：

亚油酸61.9%，油酸24.1%，棕榈酸11.1%，硬脂酸2%，亚麻酸0.7，花生酸0.2%。

不饱和脂肪酸占72%，饱和脂肪酸占28%。

（二）饲用价值

“饲料之王”

籽粒、秸秆均可做饲料

•世界玉米总产量75%～80%用于饲料，40%喂猪、30%喂牛、20%喂家禽

•饲料单位（FeedUnit）:

1公斤燕麦所含营养

•玉米：

1.35、大麦：

1.04、高粱:

1.125

•1公斤玉米：

0.14公斤牛肉、0.23公斤猪肉、0.35公斤鸡肉、0.25公斤水产

•籽粒消化率：

以玉米消化率为100%，高粱：

88%～96%，燕麦：

79%～84%，大麦：

88%～91%

•抽雄时收割茎叶切碎后直接饲喂。

•营养价值比其他谷物秸秆高1.5倍，特别适合于奶牛饲养。

•青饲玉米含水分67%～68%，碳水化合物20.09%，粗蛋白2.58%，粗脂肪0.81%，矿质元素1.99%。

•乳熟初期至乳熟末期收获后切碎、贮藏，主要在冬、春用作奶牛或肉牛的饲料。

•营养价值比其他谷类作物秸秆高1倍左右。

100公斤青贮玉米秸秆的饲用价值相当于20公斤精饲料

•青贮玉米含水分70%，碳水化合物15%，粗蛋白2.5%，粗脂肪0.75%,矿质元素2%。

•氨化饲料（AminatedSilage）：

通过氨化处理的玉米青贮饲料，可提高适口性和消化率。

（三）玉米的综合利用

•玉米综合利用前景广阔，二十世纪70年代兴起于北美和欧洲

•玉米加工产品达500多种，用玉米制作的食品有800多种。

•主要加工产品：

玉米淀粉、玉米高果糖浆、玉米油、配合粉等，

•应用领域：

食品工业、轻化工业、医药业

（1）膨化食品

（ExpandedFood，PopFood）

•膨化食品（ExpandedFood，PopFood）

•兴起于本世纪70年代

•通过膨化过程可以使玉米淀粉糊化，将β-淀粉转化为α-淀粉，使消化率由原来的75%提高到83.8%

•在膨化过程中可根据需要加入多种配料，制成色、香、味具佳的方便食品

•我国目前大多数儿童食品均属此类。

（2）早餐食品

（BreakfastFood）

•在北美和西欧比较流行

•玉米片（CornFlake）为代表，早餐时用牛奶冲食

•美国年产10亿公斤，英国年产8亿公斤

（3）配合粉

（MixedFlour）

•将玉米粉与其他作物的面粉（小麦、小米、大豆等等）按照一定比例配制而成

•弥补玉米自身某些营养成分的不足。

（4）甜味剂（Suagar）

•果葡糖浆（高果糖浆、异构糖浆）：

玉米淀粉经过糖化酶转化为葡萄糖，再经过葡萄糖异构酶转化为果糖

•含42%的葡萄糖、55%的果糖、3%的低聚糖，浓度为77%，甜度达到110以上（蔗糖甜度为100，果糖为150）；甜度高、味道纯正，用途广泛

•每100公斤玉米淀粉可生产52.5公斤异构糖。

•科学家预测，未来世界甜味剂市场当中将有50%来自于玉米制糖业

（5）玉米油（CornOil）

•属于高档食用油，其品质高于葵花子油、胡麻油、花生油和大豆油

•主要用做高级烹调油如色拉油等

•具有降低胆固醇、防止血管硬化、预防肥胖症及心脏病等功效，被誉为健康营养油

•榨油后的玉米饼可做饲料蛋白粉

玉米淀粉的用途

•糖化：

可制造出低聚糖、结晶葡萄糖、果葡糖、食用葡萄糖浆、麦芽糖、糊精等产品。

•氢化：

可制造出山梨醇、表面活性剂、VC、食品添加剂、油漆、牙膏等产品。

•发酵：

可制造出酒精、味精、柠檬酸、丙酮醇、单细胞蛋白、酶制剂等产品。

•氧化：

可制造出葡萄糖酸、内脂（凝固剂）等产品。

•玉米制淀粉后的废水、废渣可做纤维蛋白饲料及饲料酵母等。

（2）玉米穗轴

•玉米穗轴当中含有16%～19%的糠醛

•可制造出高级塑料

•糠醛渣可以制取酒精

•穗轴本身可以制造电木、漆木、人造软木、人造纤维

•用于食用菌培养

（3）玉米茎秆

•加工成纤维板、人造板、电器绝缘体、化学胶板、造纸、压缩成碳块

•也可用于食用菌培养

•制造液化汽

医药工业

•玉米淀粉：

西药填料、制取葡萄糖、提取抗生素等。

•玉米油：

降低胆固醇、防止血管硬化、肥胖症及心脏病等

•花丝：

可治疗高血压、胆囊炎、黄疸性肝炎等症，利尿、止血。

五、玉米种植区划

（一）全国玉米种植区划

•区域：

山东、河南全部，河北中、南部，北京、天津，苏北、皖北，陕西中部，山西南部。

属暖温带半湿润季风气候区。

•气候特点：

温度适宜、热量丰富、年平均气温10～14OC，玉米生长期内平均气温24～26OC，无霜期110（北）～220（南）天；0OC以上积温4100～5200OC，10OC以上积温3400～4700OC；光辐射110～140千卡/cm2，日照时数2200～2800小时，年降雨量500（西北）～1100（东南）mm；6～8月份降雨占全年的70%，年际之间变化较大，春旱机率34%，伏旱机率31%，夏涝机率30%，常有风、雹等自然灾害。

•土壤条件：

土壤以沙质和壤质为主，土层深厚、地势平坦。

玉米灌溉面积占50%。

•玉米生产：

玉米面积1.3～1.5亿亩，总产4000多吨，面积和总产占全国的1/3以上。

一年两熟，包括回茬和套种两种方式。

•区域：

黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古全部，河北北部，陕北，山西中、北部。

属寒温带湿润、半湿润气候区。

•气候特点：

夏季温暖湿润、冬季严寒漫长。

年平均气温-4～10OC，玉米生长期内平均气温20～25OC，无霜期110（西北）～220（东南）天；0OC以上积温2500～4100OC，10OC以上积温1300～3700OC；光辐射120～130千卡/cm2，日照时数2300～3000小时，年降雨量500（西北）～800（东南）mm；7～9月份降雨占全年的60%。

•土壤条件：

土壤以黑土、棕壤土和淤土为主，土壤肥沃、地势平坦。

玉米灌溉面积只有20%。

•玉米生产：

主要集中在松辽平原。

玉米面积1.2亿亩，总产4300多吨，面积和总产占全国的35%左右。

一年一季。

•区域：

四川、云南、贵州全部，广西、湖南、湖北西部。

属温带、亚热带和热带湿润、半湿润气候区。

•气候特点：

年平均气温12～18OC，无霜期240～360天，10OC以上积温3500～6500OC；年降雨量800（西北）～1600（东南）mm；多集中在4～10月份。

水资源较好，光照条件比较差。

气候变化比较大。

•土壤条件：

90%耕地为丘陵山地和高原，海拔从几十米到3000多米，河谷平原和山间盆地各占5%。

•玉米生产：

以四川为主。

玉米面积占全国的20%，总产占15%左右

•区域：

新疆、甘肃、宁夏、青海、西藏全部。

陕西一部分。

气候垂直变化明显。

•气候特点：

年平均气温0～12OC，无霜期140～170天，个别地区达到200天。

10OC以上积温2000～4500OC；年日照时数2600～3400小时，年降雨量多在100mm以下，个别地区250mm左右；热量充足、昼夜温差大、但干旱少雨。

陕西地区气候稍好，10OC以上积温3500～5700OC；年日照时数1400～2850小时，年降雨量多在330～1250mm，有利于作物生长发育。

•土壤条件：

地势差异比较大。

•玉米生产：

以新疆、甘肃和陕西为主。

玉米面积占全国的4%，总产占3%左右。

•区域：

广东、福建、台湾、浙江、江西全部，江苏、安徽南部，湖南、湖北东部。

属热带、亚热带湿润气候区。

•气候特点：

年平均气温15～24OC，无霜期300～360天，年降雨量1000（西北）～2500（东南）mm。

全年光照时数1600～2600小时。

高温多雨、终年温暖，雨热同期，分布均匀。

•土壤条件：

多为红壤和水稻土。

•玉米生产：

玉米面积比较少，占全国的6%，总产占5%左右。

（二）河北省玉米种植区划

春玉米区：

承德、张家口全部，唐山、秦皇岛北部，保定西北部山区。

为一年一茬。

套种回茬玉米区：

保定北部、廊坊、唐山南部，沧州、衡水、石家庄。

两茬热量不足，适合于套种。

回茬复种区：

邢台、邯郸，热量充足，可回茬复种。

第二节

玉米的类型与分类

•角质胚乳：

淀粉粒小、结构致密，较硬、半透明，富含蛋白质。

•粉质胚乳：

淀粉粒大、结构松散，较软、不透明，蛋白质含量比较少。

•根据籽粒胚乳结构、分布以及颖片的长短，可将玉米划分为八个类型

（一）马齿型

•又称：

马牙型

•学名：

ZeaMaysL.indentataSturt.

•英文名：

DentCorn

•又称：

燧石型

•学名：

ZeaMaysL.indurataSturt.

•英文名：

FlintCorn

•又称：

爆花玉米

•学名：

ZeaMaysL.var.evertaStu

•英文名：

Popcorn

•又称：

甜玉米、水果玉米、蔬菜玉米

•学名：

ZeaMaysL.var.saccharataSturt.

•英文名：

SweetCorn

•硬粒型玉米胚乳皱缩（Shrink）突变

•普通甜玉米（标准甜玉米）

Common-sweetCorn

•单隐性基因（su1、su2、du），当隐性基因纯合时，能引起籽粒胚乳中积累水溶性多糖

•乳熟期籽粒含糖量8%～10%，为普通玉米的4～5倍

•1/3的淀粉为“水溶性多糖”（watersolublepolysaccharose,WSP）。

淀粉分子量小且高度分枝，易溶于水且粘稠；构成了普通甜玉米甜、粘、香的独特风味。

•种皮较薄，成熟后籽粒皱缩，呈半透明状

•采收后48小时籽粒蔗糖含量减少2/3

•采收期及贮存期只有2～3天

•超甜玉米（特甜玉米）

Super-sweetCorn

•单一隐性基因（sh2、bt、bt2）

•阻抑蔗糖转化为糊精的过程，蔗糖含量提高，但糊精含量下降

•乳熟期籽粒含糖量20%～25%，为普通玉米的8～10倍，比普通甜玉米高一倍。

•果皮比较厚，柔弱性差，水溶性多糖含量很低，风味及糯性欠佳

•成熟籽粒皮厚、不透明

•采收48小时后籽粒蔗糖含量减少1/15

•采收期及贮存期相对较长，可达一周左右

•加强甜玉米

Enhancedsweetcorn

•在普通甜玉米su1基因背景上再引入一个加甜修饰基因se培育而成，为双隐性基因类型（su1su1sese）

•品质特性介于普通甜玉米和超甜玉米之间。

乳熟期籽粒含糖量可达16%～20%，比普通甜玉米提高50%，同时又保持了普通甜玉米水溶性多糖的特有风味。

品质特性

•普通玉米分发生基因突变而成

•籽粒含糖量较高、甜度大

•乳熟期籽粒柔嫩、富含蔗糖、水溶性多糖、VA、VC、脂肪和蛋白质等

•全部由角质胚乳构成

•成熟籽粒出现皱缩和凹陷

•甜玉米含糖量较高、品质维持时间短，采收后糖份会迅速转化为淀粉而失去其原有风味。

用途

•吐丝后20～30天采收鲜果穗

•“鲜食玉米”

•“速冻玉米”

•“玉米罐头”

•“蔬菜玉米”。

•又称：

糯玉米粘玉米

•学名：

ZeaMaysL.var.ceratinaKulesh.

•英文名：

WaxyCorn

•硬粒玉米基因突变

•起源于我国云南地区的西双版纳，1908年传入美国

•又称：

软质型、软粒玉米

•学名：

ZeaMaysL.var,amylaceaSturt.

•英文名：

StarchyCorn，SoftMaize。

•果穗和籽粒外形与硬粒型相似

•籽粒全部由粉质胚乳组成，无角质胚乳或仅在外有薄薄的一层角质胚乳

•籽粒乳白色，组织松软而无光泽，容重很低

•易感染病害和遭受虫害；吸湿性强，贮藏期间易发生霉变

•原产秘鲁，中国很少栽培

•学名：

ZeaMaysL.amylea-saccharataSturt.

•英文名：

StarchSweetCorn

•为甜质型的一个突变体

•籽粒上半部为与甜质型相同的角质胚乳，下半部为与粉质型相同的粉质胚乳

•只在秘鲁和哥伦比亚等南美洲国家有少量种植

•又称：

有稃玉米、麦玉米

•学名：

学名ZeaMaysL.var.tunicataSturt.

•英文名：

PodCorn，PodMaize，HuskCorn

半马齿型

（SemidentCorn）

马齿型与硬粒型的杂交后代

二、特用玉米

•具有某种特殊性状或特殊用途的玉米类型或品种

•如高赖氨酸玉米、高油玉米、笋玉米、饲用玉米等

•生产当中常常将甜玉米、爆裂玉米、糯玉米、高赖氨酸玉米、笋玉米、高油玉米、高淀粉玉米、饲用玉米、彩色玉米等统统叫做“特用玉米”

（一）高赖氨酸玉米

•又称：

高蛋白玉米、高营养玉米

•英文：

QualityProteinMaize

•（QPM）

发展历史

1964年美国普渡（Purdue）大学E.T.Mertz等人首次从粉质玉米当中发现了一种隐性单基因突变体奥帕克-2（Opaque-2，简称O2），并证明了隐性突变基因Opaque-2纯合体可以显著提高玉米籽粒当中赖氨酸含量。

品质特性

•普通玉米籽粒的赖氨酸含量一般为0.25%左右，即每100克蛋白质当中含赖氨酸2.0～2.4克

•高赖氨酸玉米籽粒蛋白质当中的赖氨酸含量可达3.39～5.0克，提高了69.5%～108.3

•具有比较高的营养价值

•早期高赖玉米胚乳软质，粒重较轻，产量低，不宜直接用作推广品种

•现在多改良为硬质胚乳

用途

•高赖氨酸玉米特别适合于单胃动物

•高赖氨酸玉米喂猪比普通玉米效率高20%-30%，瘦肉率提高7%，脂肪含量降低7%

•喂鸡产蛋率提高14%-26.8%，产蛋量提高26.7%

•高营养食品制作或饲料加工

（二）饲用玉米

•又称：

饲料玉米、墨西哥玉米

•英文：

SilageCorn，ForageCorn

形态特征

•以收获青秸秆来做饲料的一种玉米类型

•有单秆型和分枝型两种

•单秆型一般无分蘖，通常植株高大，叶片繁茂，植株粗壮，着生1～2个果穗

•分枝型分蘖能力极强，茎叶丛生，果穗多，可多次收割

•饲用玉米以收获干物质总量为目的

（三）笋玉米

•又称：

娃娃玉米，多穗玉米

•英文：

BabyCorn，VegetableCorn

•玉米笋：

未经授粉的幼嫩玉米果穗

形态特征

•以采收玉米幼嫩果穗来作蔬菜用的一种玉米类型

•一般在刚刚吐丝时采摘

•玉米幼嫩果穗形似竹笋，状如手指

•果穗上有串串珍珠状的小花（子房），晶莹剔透

笋玉米的类型

•专用型：

为多穗型品种，一株可采摘4～5枝玉米笋

•兼用型：

•

（1）“甜笋兼用型”（甜玉米采收上部果穗后再采摘下部幼穗作玉米笋）

•

（2）“粮笋兼用型”（普通玉米留下上部果穗结实，采摘下部幼穗作玉米笋），一般每株可采摘1～2个幼笋。

用途

•玉米笋含有丰富的氨基酸、维生素、矿物质，属于高档蔬菜。

•色拉生菜

•淹制泡菜

•西餐配菜

•加工罐头

（四）高油玉米（High-OilCorn）

•通过轮回选择而培育出的籽粒高含油量的玉米品种

•普通玉米籽粒的含油量一般为4%～5%，胚的油量为45%～50%

•高油玉米籽粒的含油量可提高50%以上，达到7%～9%

（五）彩色玉米（ColoredCorn）

•玉米籽粒颜色有黄、白、红、蓝、紫、黑六大系列

•生产当中常见的黄色和白色

•红、蓝、紫、黑色玉米统称为彩色玉米

•黑玉米被称为“抗癌食品”

•满足一种“美”的需要

（六）高淀粉玉米

（StarchCorn）

•以白粒玉米为主

•籽粒淀粉含量可达到75%～80%

•主要用于工业加工

三、玉米品种的分类

（一）按生育期划分

根据玉米品种对热量指标的需要，可将其划分为五种类型

（1）早熟种

（2）中早熟种

（3）中熟种

（4）中晚熟种

（5）晚熟种

（二）按株型划分

1.平展型（HorizontalLeafType）

植株高大，叶片宽大

穗位以上叶片与主茎之间的夹角大于45度

叶片平伸、顶尖下垂

整个株型呈倒三角形

单株生产潜力高，不耐密植

2.紧凑型（Up-rightLeafType）

植株稍小，叶片窄小

穗位以上叶片与主茎之间的夹角小于30度，叶片上举（上冲）

整个株型呈棱形

单株生产潜力低，耐密植

群体生产潜力高。

3.半紧凑型（半平展型）

介于紧凑型和平展型之间

穗位以上叶片与主茎之间的夹角在30至45度之间，叶片斜举

（三）按粒色划分

1.黄粒玉米：

富含VA和胡萝卜素，营养价值比较高

2.白粒玉米：

缺少VA和胡萝卜素，营