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1、电子教案各论 2玉米第五章 玉米本章重点：玉米的根系的分类，玉米茎的功能，玉米叶的分组与特性，玉米三个生育阶段的划分标准、田间管理中心关心任务及田间管理技术要点，玉米的群体结构与合理密植技术，玉米的需肥特性与施肥技术，玉米的需水特性与灌水技术，本章难点：玉米的分类，玉米的生育进程，玉米雄穗和雌穗的形态特征与分化过程，玉米生长发育与光温条件，玉米的物质生产与产量形成。学时安排：第一节概述 2 学时，第二节玉米栽培生物学基础 4 学时，第三节玉米栽培技术 4 学时，共计 10 学时。第一节概述玉米，又名玉蜀黍、苞米、苞谷、玉茭、棒子、玉麦、珍珠米学名：Zea maysL.英名，maize、corn

2、，俄名：KyKypya，日名：。一、玉米在国民经济中的重要性玉米是优良的饲料、重要的工业原料和优质的粮食作物。全世界生产的玉米子粒的 70%80%作为饲料，10%15%作为工业原料，10%15%为人们食用。随着社会的发展，玉米作为饲料和工业原料的比率会更大，发展玉米生产具有重要的意义。(一)玉米是高产的粮食作物玉米的适应性很强，从北纬 48越过赤道到南纬 40（青饲玉米已延伸到北纬 5860），从低于海平面的盆地到海拔 4000m 的高原，都有玉米种植。2002 年，世界玉米收获面积（138897khm2），仅次于小麦（210785khm2）和稻谷（146029khm2），居第三位。玉米又是高

3、产作物，2002 年单产（4334kg/hm2）和总产量（602027kt）均高于稻谷（3968kg/hm2、579477kt）和小麦（2695kg/hm2、568108kt），居首位。玉米是 C4 植物，光合效率高，增产潜力大，世界玉米产量最高记录春玉米为 23222kg/hm2(Herman Warsow，1985)，夏玉米为 16444kg/hm2(李登诲，1999)，位居禾谷类作物之首。(二)玉米营养价值高是食品加工的原料玉米子粒中一般含有 1013%的蛋白质、6066%的淀粉、35%的脂肪和0.300.45%的赖氨酸，以及较多的维生素和矿物质。在玉米子粒胚和胚乳的蛋1白质中，其氨基酸

4、种类多达 19 种，以谷氨酸、精氨酸的含量较高，而赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量不足。玉米种子的胚中含有 36%47%的油脂，玉米油是一种高质量的油，其中亚油酸的比率高，而亚麻酸的比率较低。(三)玉米是高产优质的饲料玉米的饲用价值较高：世界上经济发达国家生产的玉米子粒 80%以上作为饲料，畜牧业发达国家几乎无不对玉米进行青贮或青饲利用。我国作为世界第二玉米生产大国，每年生产的玉米秸秆大约有 1500108Kg，而草原牧区每年的贮草总和也不超过 100108Kg，还不及秸秆资源的 1/10。但玉米的青贮利用面积尚很小，多局限于一些畜牧农场。目前，全国玉米秸秆仅 1/3 供作饲料、燃料和肥料，有 2/

5、3 被一把火烧掉或白白地浪费掉了。为充分利用我国玉米资源来促进畜牧业的新发展，进一步开发利用青贮、青饲玉米，越来越成为当前和今后解决我国饲料问题的一个重要途径。(四)玉米是重要的工业和医药原料世界上以玉米为原料的工业产品达 500 多种。以玉米淀粉为原料生产的玉米果葡糖浆（约 1t 淀粉生产 1t 果葡糖）可作为食品工业用糖（甜味剂）；以糯玉米淀粉生产的增稠剂、乳化剂、粘着剂、悬浮剂等，已广泛应用于香肠、汤羹罐头、凉拌菜佐料、冷冻食品和各种快餐方便食品加工，以及造纸、纺织、粘着剂和塑料等工业。二、玉米的起源、传播及分类(一)玉米的起源考古学者在美洲许多古代遗址里，发现了几乎完整的玉米果穗、穗轴

6、、苞叶、雄穗和秸秆等，经 14C 测定证明：在墨西哥普埃布拉洲巨猫洞底下发掘出来的玉米穗轴，距今已有 7000 多年；在美国南部墨西哥洲蝙蝠洞发掘出来的玉米穗轴，距今已有 6500 多年；在秘鲁中部墓穴中发掘出来的玉米穗轴，距今已有 5000多年。现在一般认为，美洲大陆是玉米的起源地，从美洲的西南部经墨西哥直至秘鲁和智利，可能是最早驯化种植玉米的地区。近年来的研究表明：中国云南、广西一带可能是糯玉米的初生起源中心。(二)玉米的传播1492 年哥伦布发现新大陆之前，玉米只在美洲范围内传播，以后，才逐步2向其它洲传播。佟屏亚、赵国磐（1988）根据有关玉米史料认为，玉米向亚洲传播，约在16 世纪

7、20 年代，通过陆路从土耳其经伊朗、阿富汗、传到东亚各地；另一条是通过水路，经非洲好望角至马达加斯加岛传播到印度及东南亚各国。1759 年葡萄牙人把玉米带到日本。(三)玉米的分类玉米属中只有一个栽培种(学名为 Zea mays L.)，染色体数 2n=2x=20。通过长期的变异和人工选择，玉米栽培种形成了丰富多样的类型。根据玉米的植物学特性和生物学特性以及在生产上的利用情况，玉米可分为不同的类型。1.子粒特征分类：根据子粒的形状、胚乳淀粉的结构分布，以及子粒外部稃壳的有无，可将玉米分为九个类型(亚种)。(1)马齿型、(2)硬粒型、(3)半马齿型、（4）粉质型、（5）甜质型、（6）糯质型、（7）

8、爆裂型、(8)甜粉型、(9)有稃型、2.根据生育期长短分类：我国栽培品种，根据生育期长短划分为早、中和晚熟三类。早熟品种：春播生育期约为 70100d，积温 20002200，夏播生育期为7085d，积温 18002100，植株较矮，叶片数 1417 片左右，千粒重约 180200g。中熟品种：春播生育期约 101120d，积温 23002500，夏播生育期约86100d，积温 21002200，株高中等，叶片数 1820 片左右，千粒重 200300g。晚熟品种：春播生育期为 120150d，积温 25002800，夏播生育期为100d 以上，积温 23002500。植株高大，叶片一般 21

9、25 片，粒大，千粒重300g 以上。3.根据玉米株型分类：三、玉米的分布及区划(一)世界玉米生产概况玉米是世界上分布较广的作物之一。从地理位置和环境条件看，世界玉米集中产区主要分布在北半球温带地区，即 7 月份等温线为 2027，无霜期在 140180d 的范围内。世界上最适于种植玉米的地区有 3 个带：第一是美国玉米带，它包括 12 个州；第二是中国玉米带，包括东北、华北两大平原和西南山区半山区；3第三是欧洲玉米带，包括多垴河流域的法国、罗马尼亚、南斯拉夫、德国和意大利等国家。(二)中国玉米生产概况中国玉米分布很广，南起海南岛，北到黑龙江；东自台湾和沿海各省，西至新疆、青藏高原，都有玉米栽

10、培，但主要集中分布在东北、华北和西南山区，形成从东北向西南的一个弧形玉米带，其播种面积和总产量占全国玉米总面积和总产量的 80%以上。(三)内蒙古玉米生产概况据 2002 年的统计资料，内蒙古玉米总播种面积为 1562.2 khm2，总产量8215kt，分别占自治区粮食作物播种面积、总产量的 36.0%、58.4%；单产 5259kg/hm2，仅次于水稻，而位居旱粮之首。内蒙古玉米集中在东部通辽市、赤峰市、兴安盟三盟市，占全区玉米总播种面积的 56.5%。其中以通辽市玉米播种面积最大，约占全区玉米总播种面积的22.4%；其次是兴安盟、赤峰市分别占 17.1%、17.0%。内蒙古西部地区乌盟占8

11、%左右。内蒙古玉米种植区划内蒙古东、西部气候、土壤等生态条件和种植制度差异较大，以此为依据，刘永庆等（1991 年）将内蒙古玉米种植区划分为 4 个旱作区和 4 个灌溉区。4 个旱作区：1 大兴安岭东温凉旱作区市、阿荣旗、莫力达瓦旗。2 大兴安岭南温暖旱作区位于大兴安岭东麓山前丘陵平原，包括扎兰屯位于大兴安岭东南部，包括扎赉特旗、科尔沁右翼前旗、突泉县、科尔沁右翼中旗和乌兰浩特市。3 通辽市坨甸温热旱作区位于西辽河灌区两侧，包括科尔沁左翼后旗西部、奈曼旗中南部、开鲁县西部、科尔沁左翼中旗南部、库伦旗全部和扎鲁特旗南部。4 赤峰市山地丘陵温暖旱作区位于大兴安岭南段的中山和低山丘陵区，包括阿鲁科尔

12、沁旗、巴林左旗、巴林右旗和林西县。4 个灌溉区：41 西辽河平原温热灌溉区位于西辽河流域下游，包括科尔沁区、开鲁县、科尔沁左翼中旗南部、奈曼旗北部和科尔沁左翼后旗东部。2 赤峰市南部黄土沟壑温热灌溉区位于燕山山地丘陵区，包括松山区以及宁城县、喀喇沁旗、敖汉旗和翁牛特旗。3 土默特平原温暖灌溉区位于内蒙古中南部，包括呼和浩特市郊区、包头市郊区、托克托县、土默特左旗和土默特右旗。4 黄河河套平原温热灌溉区位于内蒙古西部，包括磴口县、杭锦后旗、临河市、五原县、乌拉特前旗、乌拉特中旗和乌拉特后旗的山前平原地区及杭锦旗、达拉特旗和准格尔旗的沿黄河自西向东横贯全境的平原灌区。4 个新的发展区：此外，随着玉

13、米生产的迅速发展，还应包括：5 阴山北麓丘陵旱作玉米区6 鄂尔多斯高原旱作玉米区5 阴山山前灌溉玉米区6 鄂尔多斯南部毛乌素沙地灌溉玉米区第二节玉米栽培的生物学基础一、玉米的生育进程(一)玉米的一生从播种至新的种子成熟为止，经过种子萌动发芽、出苗、拔节、孕穗、抽雄开花、抽丝、受精、灌浆直到新的种子成熟，完成了整个生长发育过程(二)玉米的生育期和生育时期1.生育期：玉米从播种或出苗至新种子成熟的天数，称为生育期。生育期的长短与品种，播期和温度等有关。一般早熟品种生育期短，晚熟品种生育期长。春播玉米生育期长，夏播则短。温度高生育期短，温度低生育期就长。2.物候期：物候期是指从播种到种子成熟的整个生

14、长发育过程中，在一定的外界条件下所表现的植株外部形态和内部组织发生阶段性的变化，由此人为地制定一5个具体标准，以便科学地把握玉米的生育进程。常用某月某日记载。玉米物候期如下：（1）出苗（2）拔节播种后第一片叶出土，苗高 2cm 左右。雄性生长锥伸长，伸长节间伸长 23cm 时，叶龄指数 30%左右。（3）大喇叭口外形是棒三叶伸出，但果穗上部叶还未全部展开，心叶丛生，形成大喇叭口状，内部雄穗分化进入四分体期，雌穗正处于小花分化期，叶龄指数在 65%左右。（4）抽穗（5）吐丝（6）成熟雄穗主轴从顶叶抽出 35cm。雌穗花丝开始露出苞叶 2cm 左右。苞叶变黄而松散，子粒胚下端出现黑色层，子粒脱水变

15、硬。一般玉米田，群体达到 10%、50%以上分别作为全田进入各物候期始期、盛期的标志。3.生育时期玉米的生育时期是根据其起止的物候期确定的，常用该物候期的持续天数表示。玉米的生育时期有：出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、吐丝期、成熟期。(三)玉米的三个生育阶段二、玉米器官的形态特征与功能(一)根：玉米根系是须根系，由胚根和节根组成1、胚根胚根只有一条，在种子萌动发芽时，首先突破胚根鞘而伸出，亦称初生胚根。初生胚根伸出后迅速生长，垂直入土。胚根伸出 13d，在中胚轴基部，盾片节的上面长出 37 条幼根，称为次生胚根。2、节根着生在茎的节间居间分生组织基部。着生在地下节上的称为地下节根(次生根)

16、，着生在地上节上的称为地上节根(气生根、支持根、支柱根)。(二)茎：玉米茎起生于胚芽，胚内已分化出 57 片叶，而叶片着生在茎节上，故胚中就已有 57 个节间未伸长的茎。6随着种子萌发成幼苗，顶端分生组织不断分化，增添新叶，扩大茎轴，分化出明显的节和节间。盾片是第一叶，其着生处是茎的第一节，胚芽鞘是第二叶，其着生处是茎的第二节。下胚轴是第一节间，中胚轴是第二节间。玉米茎的功能：茎的功能除了担负水分和养分的运输外，还支撑叶片，使之均匀分布，便于光合作用的进行；茎也是贮藏养分的器官，后期可将部分前期贮存的养分转运到子粒中去；茎又是果穗发生和支持器官；茎具有向光性和负向地性，当植株倒伏后，它又能够弯

17、曲向上生长，使植株重新站起来，减少损失。(三)叶玉米叶着生在茎节上，互生排列。一生中主茎出现的叶片数目因品种而不同，变幅在 848 片之间，多数在 1325 片之间。早熟品种通常为 1416 片，中熟品种 1719 片，晚熟品种 2024 片。玉米完全叶可分为叶鞘、叶片、叶舌三部分。叶鞘包着节间，有保护茎秆和贮藏养分的作用。叶片着生于叶鞘顶部的叶环之上，是光合作用的主要器官；叶片中央纵贯一条主脉，主脉两侧平行分布着许多侧脉；叶片边缘带有波状皱纹。玉米多数叶片正面有茸毛，只有基部第 57片叶(早熟种少，晚熟种多)是光滑无毛的，这一特征可以作为判断玉米叶位的参考。玉米叶舌着生于叶鞘和叶片交接处，紧

18、贴茎秆，有防止雨水、病菌、害虫侵入叶鞘内侧的作用。玉米叶的分组：玉米全株叶片可根据着生节位、特征和生理功能划分为四组。(1)基部叶组一般着生在地下稍许伸长的茎节上。叶面积、增长速度、干物重和光合势均小，功能期短，多无茸毛。本组叶片是从出苗至拔节期逐渐伸展形成的。叶片制造的光合产物主要供给根系生长，故又称为根叶组。(2)下部叶组着生在地面以上的数个茎节上。叶面积、增长速度、干物重、光合势均迅速增长，功能期长，叶片上有茸毛。本组叶片是从拔节期至大喇叭口期(雌穗小花分化)伸展形成的。叶片制造的光合产物主要供给茎秆，其次满足雄穗生长发育的需要，故又称茎(雄)叶组。(3)中部叶组着生在果穗节及其上下几个

19、茎节上。叶面积、增长速度、干物重、光合势均表现大而稳，功能期长。本组叶片是从大喇叭口期至孕穗期伸展形成的。叶片制造的光合产物主要供给雌穗生长发育，故又称穗叶组。7(4)上部叶组着生在雄穗以下几个茎节上。叶面积、增长速度、干物重、光合势均逐渐下降，功能期缩短。本组叶片是从孕穗至开花期伸展形成的。叶片制造的光合产物主要供给子粒生长发育，故又称为粒叶组。(四)雄穗和雌穗的形态特征与分化过程1.雄穗和雌穗的形态特征玉米是雌雄同株异花作物，雄穗着生在植株顶端，雌穗着生在叶腋内，又有雄花先熟现象，天然杂交率高达 95%以上，是典型的异花授粉作物。2.玉米雄、雌穗分化过程玉米雄、雌穗分化与形成是一个连续的发

20、育过程。玉米穗分化过程是玉米产量形成的主要内容，因此，掌握玉米穗分化各时期的形态发育特征的一般规律，对正确采用农业技术措施，促进穗大、粒多、粒重，有着重要意义。玉米穗的分化时期与主茎叶片数存在着较为稳定的对应关系，通过叶片判断穗分化进程对指导玉米栽培管理十分重要。叶片数常用可见叶数和展开叶数表示。可见叶数指主茎已发生的（心叶达 1cm 以上）全部叶片数；展开叶数常用叶龄表示，所谓叶龄是用玉米主茎上展开的叶片数来表示，以玉米第一片真叶算起，按叶片发生次序称为第一叶，第二叶， ；当各叶达到展开叶标准时，分别称一龄，二龄，；如果第三叶已展开，第四叶只展到全身全部的十分之五，即叶龄为 3.5，余此类推

21、。虽然早、中、晚熟杂交种雌雄穗各个分化时期与对应的主茎叶片数存在一定的差异，但与叶龄指数和见展叶差的对应值差异较小。因此，目前常用这两种方法来判断穗分化进程。(五)种子的构造与形成1.玉米种子的结构玉米的种子为果实，植物学上称为颖果。玉米种子的形状，大小和色泽因类型和品种而不同。多呈圆形或长方形，有光泽。颜色有黄、白、紫、红、花斑等色，常见的多为黄色和白色。种子大小因品种、栽培水平而异，一般千粒重约250350g。玉米的种子由种皮、胚乳和胚三个主要部分组成2种子的形成过程玉米的种子是由受精的子房发育而成的颖果。雌穗子房受精后 1012h，受精卵进行细胞分裂。受精后 48d 形成胚的主体，101

22、5d 胚胎伸长，形成盾片8及胚芽鞘，20d 出现胚根，分化出 34 片真叶，30d 分化出第 5 片真叶。胚乳在受精后 57d 胚乳细胞充满胚囊，尔后在周围形成糊粉层。受精后 1015d 胚乳细胞形成淀粉质体，15d 胚乳细胞开始充实淀粉粒，20d 后充满淀粉粒。三、玉米生长发育与光温条件(一)玉米对光照的要求1玉米对光照强度的要求玉米是喜光作物，属于 C4 植物，光饱和点较高。而水稻、小麦等 C3 作物，光合有效辐射（波长在 400700nm 范围内的光辐射）为 8001000mol/(m2.s)时，即达到光饱和点，试验证明玉米在光合有效辐射达到 2000mol/(m2.s)时，也未曾测得光

23、饱和点。2玉米对光照时数的要求玉米属于短日照作物。玉米出苗后，如长期处在短日照条件下，发育加快、植株矮小、提早抽雄开花而降低产量；如长期处在长日照条件下，植株增高、茎叶繁茂、抽雄开花期延迟，甚至不能开花结实。玉米保证正常的生长发育，一般要求日照时数播种至乳熟每天至少为 79h，乳熟至成熟每天要大于 8h。在保证正常成熟的条件下，日照时数多，光照强，则产量高。在引种中要特别注意品种对光照时数的要求。一般我国南方玉米品种向北方引种时，往往由于日照时数长和温度低造成生育期延迟，植株高大，叶数增加。北方的品种向南方引种时，结果相反。但这种反应还因品种的特性而异。(二)玉米对温度的要求1玉米全生育期对温

24、度的要求玉米原产于热带，在系统发育过程中形成了喜温的特性。玉米的生物学零点温度为 10，在整个生育期间只有达到品种要求的一定的有效积温才能正常生长发育达到成熟。有效积温的要求是划分品种类型的一个重要指标。一般来说，品种一生所需的有效积温相对稳定，温度较高时，生育期相应缩短，相反，则生育期延长。玉米对温度的反应除了生育期长短的变化外，还与许多生理过程有关，特别是温度过高或过低都会因造成生理障碍导致生长发育受阻，严重的导致产量明显9降低。如北方春玉米区有些年份在夏季出现的高温造成的授粉不良和子粒败育或在秋季出现低温冷害等现象，对玉米生产都会造成严重的损失。2玉米各生育阶段对温度的要求(1)播种至出

25、苗 玉米种子发芽要求的温度范围较宽。最低温度为 67，最适温度为 1012，2835时发芽最快。(2)出苗至拔节 玉米出苗适宜温度为 1520，温度过低生长缓慢，过高苗旺而不壮。(3)拔节至抽雄 春玉米在日平均温度达到 18时开始拔节。拔节至抽雄期的生长速度在一定范围内与温度成正相关。(4)抽雄至授粉 玉米花期要求日平均温度为 2627，此时空气湿度适宜，可使雄、雌花序开花协调，授粉良好。(5)授粉至成熟玉米子粒形成和灌浆成熟期间，仍然要求有较高的温度，以促进同化作用。四、玉米的物质生产与产量形成(一)光能利用及其限制因素1玉米光能利用率和产量潜力玉米进行光合作用，在植株体内以有机物质的形式贮

26、存起来的化学能只占有效辐射的 20%左右，即总辐射的 5.2%。如按照理论光能利用率估算，东北地区春玉米光温潜在生产力为 3000033000kg/hm2，华北地区夏玉米为 1500021000kg/hm2。但在自然生产条件下，玉米群体的光能利用率低于 1%，部分玉米高产田能达到 3%左右。由此可见，提高光能利用率的潜力相当大。2限制光能利用的因素(1)漏光损失生产水平低的玉米田，由于群体结构不能充分地截获光能，较多的光漏射到地面上，这种漏光损失可达到全部入射光的 20%50%。如果植株在田间分布不均匀，漏光损失更为严重。(2)光分布不合理由于群体过大或使用的品种茎秆高，叶片宽大，茎叶夹角大，

27、互相遮阳，限制了光在群体内部的透射和均匀分布，下部叶片处于光补偿点以下，因而整个群体的光能利用率低。不合理的种植方式也是造成光能分布不均的原因之一。(3)基因型光合能力的限制玉米品种之间光合能力有很大差别，最高与最低者可相差 50%左右。基因型10间光合速率的差异与以下几项因素有关：一般来说，叶绿素含量高、叶片含氮量高、比叶重大的，光合速率就高。这可作为高光效育种与栽培的指标。叶片窄而短小、挺直，不仅适于密植，而且光合速率也较高。(4)不良的环境条件的限制 玉米光能的利用率受不利环境条件的影响很大。例如温度过低或过高，水分亏缺与渍涝，无机营养缺乏或失衡等都会导致光能利用率低，产量下降。(二)玉

28、米光合特性与物质生产1玉米的光合特征玉米高光效的特点与其 C4 的结构与功能有关。玉米的光合作用由维管束鞘细胞和叶肉细胞协同完成。在叶肉细胞中存在着 C4 途径的高效二氧化碳同化机制，以保证维管束鞘细胞的叶绿体在相对低的二氧化碳的条件下维持较高的光合速率。除了具有高的光饱和点和高光合速率特点外，还具有低光呼吸、低二氧化碳补偿点等 C4 植物的高光效特征。玉米二氧化碳补偿点较 C3 植物低得多，据测定为 010l/L，C3 植物为 21800l/L。水稻光呼吸为 3.0mol/(m2.s)，而玉米光呼吸为 005mol/(m2.s)，光呼吸低，耗损的光合产物少，因此它的光合效率高。2最适叶面积系

29、数及其动态变化叶面积系数是衡量群体的重要指标。在一定范围内随着叶面积系数的增加，群体光合速率提高，干物质生产增加。当叶面积系数增加到一定数值时，群体光合速率、干物质生产和产量不再明显增强。此时的叶面积系数称为最适叶面积系数。第三节玉米栽培技术一、玉米对土壤的要求与整地技术(一)高产玉米对土壤条件的要求1.土层深厚结构良好据观察，玉米根系垂直深度达 11.5m，水平分布也在 1m 左右，要求土壤土层厚度在 80cm 以上，耕作层具有疏松绵软，上虚下实的土体构造。熟化土层渗水快，心土层保水性能好，抗涝、抗旱能力强。土壤大小孔隙比例适当，湿而不粘，干而不板。水、肥、气、热各因素相互协调，以利于根系垂直和水平生长。2.疏松通气适合玉米生长的土壤容重应在 1.11.3g/cm3。土壤容重与玉米产量呈负相11关。玉米对土壤空气缺乏敏感，在土壤缺氧条件下，减产明显。土壤空气中的含氧量在 10%15%最适合玉米生长。通气不良会使根系吸收养分、水分的功能降低，尤其影响对氮和钾的吸收。3.耕层有机质和速效养分含量高据中国农科院土壤肥料所研究，土壤肥力高，营养元素丰富，施肥相对减少而产量可相对提高，说明高产稳产必须有肥沃的土壤基础。4.酸碱度适宜土壤过酸过碱对玉米生长发育都有较大影响。据研究，氮、钾、钙、镁、硫等元素在 pH68 时有效性最高，钼、锌等元素在 p