周浦交警六大队电话:玉米基础知识

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02通用教材二:玉米基础知识
起源和历史
玉米是神奇的作物,是印地安文明的基础,也是印地安人对人类的最大贡献,因为玉米是印地安人长期选育驯化的结果。玉米已经完全失去了其野生性,如果没有人类的帮助,玉米会立即灭绝。
说玉米神奇在于它广泛的适应性、类型的丰富及不同于其他作物那样具有明确的祖先。玉米的起源至今还是一个谜,它的祖先似乎消失的无影无踪,它与任何近缘种属都有显著的差异,它的起源另科学家大伤脑筋,争论了一个多世纪至今未有定论。
多数人认为,玉米大约起源于7000~8000年前的中美洲地区,经历了数千年的进化,它的果穗由2.4厘米增加到现在的25厘米左右。
1500~1510年间,玉米传入我国,传入途径大约有两条,一条是海路,一条是陆路,海路是通过船只传入东南沿海地区,再传入内地;陆路是由印度传入西藏,再传入四川及内地。
从上个世纪50年代开始,中国的玉米育种工作取得了飞速的发展。目前我国已经更换了5次单交种,生产力水平提高了很多。
玉米带和玉米的分布
玉米(Zea Mays L.)属于禾本科(Gramineae),玉米属,俗名玉蜀黍、大蜀黍、棒子、苞米、苞谷、玉菱、玉麦、六谷、芦黍和珍珠米等。
玉米是重要的粮食和饲料作物。在世界谷类作物中,玉米的种植面积和总产量仅次于小麦、水稻而居第3位,平均单产则居首位。以北美洲最多,其次为亚洲、拉丁美洲、欧洲等。中国的玉米栽培面积和总产量均居世界第2位。集中分布在从东北经华北走向西南这一斜长形地带内,其种植面积约占全国玉米面积的85%。
玉米带的主要特点是,种植的海拔高度由东北向西南增加。东北地区种植高度大多在500米以下较为集中,华北海拔1200米以下,集中在300-700米,四川、湖北、湖南海拔1700米,在西南高原种植高度到2500米,集中在500-1500米。
玉米的分布:南起海南岛崖县北至黑龙江黑河,东至台湾,西至新疆、西藏等地均有玉米种植,全国又可分为六个种植区:
1、北方春播玉米区:主要包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、宁夏、河北北部、陕西北部、山西大部和甘肃的部分地区,是我国玉米的主产区之一。
2、黄淮平原春、夏玉米区,淮河秦岭以北的地区:主要包括河南、山东、河北、山西、江苏、安徽、陕西关中地区,一年两熟(冬小麦--夏玉米)或两年三熟(春玉米--冬小麦--夏玉米)是我国最大的玉米产区。
3、西南丘陵山地玉米区:秦岭以南我国西南部地区包括四川、云南、贵州、湖南、湖北、广西西部、陕西西部、甘肃南部等地区的高山地区一年一熟春玉米为主,丘陵地区一年两熟夏玉米为主,平原地区一年三熟秋玉米为主。是我国主要玉米产区之一。
4、南方丘陵玉米区:长江以南的大部地区包括广东、海南、福建、浙江、江西、台湾、江苏和安徽的南部、广西和湖南以及湖北的东部。以一年三熟为主,春、夏、秋都可种玉米,少数地区有冬玉米。
5、西北灌溉玉米区:包括新疆、甘肃、河西走廊,一年一熟春玉米为主。
6、青藏高原玉米区:包括青海和西藏,播种面积小,增产潜力大。
玉米的分类
由于目的及依据不同,可将玉米分成不同的类别,最常见的是按子粒形态与结构分类,按生育期分类,以及按子粒成分与用途分类。
1.按子拉形态与结构分类 根据子粒有无稃壳、子粒形状及胚乳性质,可将玉米分成9个类型。
(1)硬粒型:又称燧石型,适应性强,耐瘠、早熟。果穗多呈锥型,子粒顶部呈圆形,由于胚乳外周是角质淀粉。故子粒外表透明,外皮具光泽,且坚硬,多为黄色。食味品质优良,产量较低。
(2)马齿型:植株高大,耐肥水,产量高,成熟较迟。果穗呈筒形,子粒长大扁平,子粒的两侧为角质淀粉,中央和顶部为粉质淀粉,成熟时顶部粉质淀粉失水干燥较快,子粒顶端凹陷呈马齿状,故而得名。凹陷的程度取决于淀粉含量。食味品质不如硬粒型。
(3)粉质型:又名软粒型,果穗及子粒形状与硬粒型相似,但胚乳全由粉质淀粉组成,子粒乳白色,无光泽,是制造淀粉和酿造的优良原料。
(4)甜质型:又称甜玉米,植株矮小,果穗小。胚乳中含有较多的糖分及水分,成熟时因水分蒸散而种子皱缩,多为角质胚乳,坚硬呈半透明状,多做蔬菜或制罐头。
(5)甜粉型:子粒上部为甜质型角质胚乳,下部为粉质胚乳,世界上较为罕见。
(6)爆裂型:又名玉米麦,每株结穗较多,但果穗与子粒都小,子粒圆形,顶端突出,淀粉类型几乎全为角质。遇热时淀粉内的水分形成蒸气而爆裂。
(7)蜡质型:又名糯质型。原产我国,果穗较小,子粒中胚乳几乎全由支链淀粉构成,不透明,无光泽如蜡状。支链淀粉遇碘液呈红色反应。食用时粘性较大,故又称粘玉米。
(8)有稃型:子粒为较长的稃壳所包被,故名。稃壳顶端有时有芒。有较强的自花不孕性,雄花序发达,子粒坚硬,脱粒困难。
(9)半马齿型:介于硬粒型与马齿型之间,子粒顶端凹陷深度比马齿型浅,角质胚乳较多。种皮较厚,产量较高。
2.按生育期分类 主要是由于遗传上的差异,不同的玉米类型从播种到成熟。即生育期亦不一样,根据生育期的长短,可分为早、中、晚熟类型。由于我国幅员辽阔,各地划分早、中、晚熟的标准不完全一致,一般认为:
(1)早熟品种:春播80-100天,积温2000~2200℃,夏播70-85天,积温为1800~2100℃早熟品种一般植株矮小,叶片数量少,为14-17片。由于生育期的限制、产量潜力较小。
(2)中熟品种:春播100~120天,需积温2300~2500℃。夏播85-95天,积温2100~2200℃。叶片数较早熟品种多而较晚播品种少。
(3) 晚熟品种:春播120-150天,积温2500~2800℃。夏播96天以上,积温2300℃以上。一般植株高大,叶片数多,多为21-25片。由于生育期长,产量潜力较大。
由于温度高低和光照时数的差异,玉米品种在南北向引种时,生育期会发生变化。一般规律是:北方品种向南方引种,常因日照短、温度高而缩短生育期;反之,向北引种生育期会有所延长。生育期变化的大小,取决于品种本身对光温的敏感程度,对光温愈敏感,生育期变化愈大。
3.按用途与子粒组成成分分类 根据子粒的组成成分及特殊用途,可将玉米分为特用玉米和普通玉米两大类。
特用玉米是指具有较高的经济价值、营养价值或加工利用价值的玉米,这些玉米类型具有各自的内在遗传组成,表现出各具特色的子粒构造、营养成分、加工品质以及食用风味等特征,因而有着各自特殊的用途、加工要求。特用玉米以外的玉米类型即为普通玉米。
特用玉米一般指高赖氨酸玉米、糯玉米、甜玉米、爆裂玉米、高油玉米等。世界上特用玉米培育与开发以美国最为先进,年创产值数十亿美元,已形成重要产业并迅速发展。我国特用玉米研究开发起步较晚,除糯玉米原产我国外其它种类资源缺乏,加之财力不足,与美国比还有不小差距。近年来,我国玉米育种工作者进行了大量的研究试验,在高赖氨酸玉米、高油玉米等育种上取得了长足进步,为我国特用玉米的发展奠定了基础。
(1)甜玉米:又称蔬菜玉米,既可以煮熟后直接食用,又可以制成各种风味的罐头、加工食品和冷冻食品。甜玉米所以甜,是因为玉米食糖量高。其子粒含糖量还因不同时期而变化,在适宜采收期内,蔗糖含量是普通玉米的2-10倍。由于遗传因素不同,甜玉米又可分为普甜玉米、加强甜玉米和超甜玉米3类。甜玉米在发达国家销量较大。
(2)糯玉米:又称粘玉米,其胚乳淀粉几乎全由支链淀粉组成。支链淀粉与直链淀粉的区别是前者分子量比后者小得多,食用消化率又高20%以上。糯玉米具有较高的粘滞性及适口性,可以鲜食或制罐头,我国还有用糯玉米代替粘米制做糕点的习惯。由于糯玉米食用消化率高,故用于饲料可以提高饲养效率。在工业方面,糯玉米淀粉是食品工业的基础原料,可作为增稠剂使用,还广泛地用于胶带、粘合剂和造纸等工业。积极引导鼓励糯玉米的生产,将会带动食品行业、淀粉加工业及相关工业的发展,并促进畜牧业发展,增加国民经济收入。
(3)高油玉米:是指子粒含油量超过8%的玉米类型,由于玉米油主要存在于胚内,直观上看高油玉米都有较大的胚。玉米油的主要成分是脂肪酸,尤其是油酸、亚油酸的含量较高,是人体维持健康所必需的。玉米油富含维生素F,维生素A、E和卵磷脂含量也较高,经常食用可减少人体胆固醇含量,增强肌肉和心血管的机能,增强人体肌肉代谢,提高对传染病的抵抗能力。因此,人们称之为健康营养油。玉米油在发达国家中已成为重要的食用油源,美国玉米油占食用油8%。普通玉米的含油量为4%~5%,研究发现随着含油量的提高,子粒蛋白质含量也相应提高,因此,高油玉米同时也改善了蛋白品质。
(4)高赖氨酸玉米:也称优质蛋白玉米,即玉米子粒中赖氨酸含量在0.4%以上,普通玉米的赖氨酸含量一般在0.2%左右。赖氨酸是人体及其它动物体所必需的氨基酸类型,在食品或饲料中欠缺这些氨基酸就会因营养缺乏而造成严重后果。高赖氨酸玉米食用的营养价值很高,相当于脱脂奶。用于饲料养猪,猪的日增重较普通玉米提高50%-110%,喂鸡也有类似的效果。随着高产的优质蛋白玉米品种的涌现,高赖氨酸玉米发展前景极为广阔。
(5)爆裂玉米:即前述的爆裂玉米类型,其突出特点是角质胚乳含量高,淀粉粒内的水分遇高温而爆裂。一般作为风味食品在大中城市流行。
形 态 特 征
玉米的根属须根系,除胚根外,还从茎节上长出节根:从地下茎节长出的称地下节根,一般4~7层;从地上茎节长出的节根又称支持根、气生根,一般2~3层。地下节根是根系的主体,入土深度一般30~50厘米,也有深达2米以上的。地上节根入土角度陡,伸入土中后能支持植株,也具有吸收水分、养分和合成氨基酸等作用。株高1~4.5米,秆呈圆筒形,髓部充实而疏松,富含水分和营养物质。玉米除上部4~6节外,其余叶腋中都能形成腋芽。地上部的腋芽通常只有最上部的1~2个能发育成果穗。地下部的腋芽发育成分蘖,一般不结穗,栽培上要求及早除去。一般全株有叶15~22片。叶身宽而长,叶缘常呈波浪形。叶鞘厚而坚硬,紧包茎秆,与叶身连接处有叶舌。也有不具叶舌的变种。
花为单性,雌雄同株。雄穗着生于植株的顶端,为圆锥花序;雌穗着生于植株中部的叶腋内,为肉穗花序。雄穗开花一般比雌穗吐丝早3~5天。雄穗的主轴和分枝上成对排列的每个雄小穗有颖片包住两朵雄小花。每朵雄小花有内稃、外稃和3个雄蕊,花药多为黄色,也有的为紫、粉红或绿色,每个花药内约有2000个花粉粒。雌穗外为多数叶状总苞片所包裹,穗轴粗大,着生许多纵行排列的雌小穗。每个雌小蕊有2朵小花,1朵结实。结实雌花有内稃、外稃、2片鳞被和1个雌蕊。花柱和柱头细长,合称“花丝”,黄色、浅红或紫红色,其上密生茸毛,能接受花粉。雌穗上的雌小穗成对排列,每1雌小穗只结1个子粒,所以果穗(俗称“棒子”)上的子粒行数都成双。子粒为颖果,色黄、白、紫、红或呈花斑等。生产上栽培的以黄、白色者居多。胚约占子粒重的10~15%,胚乳占80~85%,果皮占6~8%)。
玉米的一生
从播种到新的种子成熟,叫做玉米的一生。它经过若干个生育阶段和生育时期,才能完成其生活周期。
(一)生育阶段
在玉米的一生中,按形态特征、生育特点和生理特性,可分为3个不同的生育阶段,每个阶段有包括不同的生育时期。这些不同的阶段与时期既有各自的特点,又有密切的联系。
1.苗期阶段
玉米苗期是指播种至拔节的一段时间,是以生根、分化茎叶为主的营养生长阶段。本阶段的生育特点是:根系发育较快,但地上部茎、叶量的增长比较缓慢。为此,田间管理的中心任务就是促进根系发育、培育壮苗,达到苗早、苗足、苗齐、苗壮的“四苗”要求,为玉米丰产打好基础。
a.播种——三叶期
一粒有生命的种子埋入土中,当外界的温度在8度以上,水分含量 60%左右和通气条件较适宜时,一般经过 4-6天即可出苗。等到长到三叶期,种子贮藏的营养耗尽,称为“离乳期”,这是玉米苗期的第一阶段。这个阶段土壤水分是影响出苗的主要因素,所以浇足底墒水对玉米产量起决定性的作用。另外,种子的大小和播种深度与幼苗的健壮也有很大关系,种子个大,贮藏营养就多,幼苗就比较健壮;而播种深度直接影响到出苗的快慢,出苗早的幼苗一般比出苗晚的要健壮,据试验,播深每增加2.5厘米,出苗期平均延迟一天,因此幼苗就弱。
b.三叶期——拔节
三叶期是玉米一生中的第一个转折点,玉米从自养生活转向异养生活。从三叶期到拔节,由于植株根系和叶片不发达,吸收和制造的营养物质有限,幼苗生长缓慢,主要是进行根、叶的生长和茎节的分化。
玉米苗期怕涝不怕旱,涝害轻则影响生长,重则造成死苗,轻度的干旱,有利于根系的发育和下扎。
2.穗期阶段
玉米从拔节至抽雄的一段时间,称为穗期。拔节是玉米一生的第二个转折点,这个阶段的生长发育特点是:营养生长和生殖生长同时进行,就是叶片、茎节等营养器官旺盛生长和雌雄穗等生殖器官强烈分化与形成。这一时期是玉米一生中生长发育最旺盛的阶段,也是田间管理最关键的时期。为此,这一阶段田间管理的中心任务,就是促进中上部叶片增大,茎秆墩实的丰产长相,以达到穗多、穗大的目的。
3.花粒期阶段
玉米从抽雄至成熟这一段时间,称为花粒期。玉米抽雄、散粉时,所有叶片均已展开,植株已经定长。这个阶段的生育特点:就是基本停止营养体的增长,而进入以生殖生长为中心的阶段,出现了玉米一生的第三个转折点。为此,这一阶段田间管理的中心任务,就是保护叶片不损伤、不早衰,争取粒多、粒重,达到丰产。
(二)生育期和生育时期
1.生育期 玉米从播种至成熟的天数,称为生育期。生育期长短与品种、播种期和温度等有关。一般早熟品种、播种晚的和温度高的情况下,生育期短,反之则长。
2.生育时期
在玉米一生中,由于自身量变和质变的结果及环境变化的影响,不论外部形态特征还是内部生理特性,均发生不同的阶段性变化,这些阶段性变化,称为生育时期,各生育时期及鉴别标准如下。
(1)出苗期: 幼苗出土高约2cm的日期。
(2)三叶期: 植株第三片叶露出叶心2-3cm。
(3)拔节期: 植株雄穗伸长,茎节总长度达2-3cm,叶龄指数30左右。
(4)小喇叭口期: 雌穗进入伸长期,雄穗进入小花分化期,叶龄指数46左右。
(5)大喇叭口期 :雌穗进入小花分化期、雄穗进入四分体期,叶龄指数60左右,雄穗主轴中上部小穗长度达0.8cm左右,棒三叶甩开呈喇叭口状。
(6)抽雄期: 植株雄穗尖端露出顶叶3-5cm。
(7)开花期: 植株雄穗开始散粉。
(8)抽丝期: 植株雌穗的花丝从苞叶中伸出2cm左右。
(9)子粒形成期: 植株果穗中部子粒体积基本建成,胚乳呈清浆状,亦称灌浆期。
(10)乳熟期: 植株果穗中部子粒干重迅速增加并基本建成,胚乳呈乳状后至糊状。
(11)蜡熟期: 植株果穗中部子粒干重接近最大值,胚乳呈蜡状,用指甲可以划破。
(12)完熟期: 植株子粒干硬,子粒基部出现黑色层,乳线消失,并呈现出品种固有的颜色和光泽。
一般大田或试验田,以全田 50%以上植株进入该生育时期为标志
玉米杂交种有哪些类型及特点
玉米杂交种可以分为以下几种:
(1)品种间杂交种:是利用两个自然授粉的品种相杂交,所产生的后代叫品种间杂交种。品种间杂交种一般较农家种增产10-20%。具有取材方便,育种时间短制种简便等特点。
(2)品种与自交系杂交种,又称顶交种:是用当地最优良的品种与一个自交系杂交而成。顶交种一般较农家品种增产15%左右,具有选育简单,制种简便等特点。
(3)自交系间杂交种:自交系间杂交种由于组合形式不同,又可分为以下几种:
①单交种:用两个不同的自交系杂交而成。单交种一般较当地农家种增产20-30%以上。单交种植株整齐,生长健壮,增产潜力大,但制种产量较低,成本较高。
②三交种:用三个不同的自交系,经两次杂交而成。三交种整齐度一般不如单交种,制种技术上比单交种复杂,但制种产量高。
③双交种,又叫双杂交种:是由四个自交系先配成两个单交种,再以两个单交种杂交而成双交种。整齐度不及单交种,制种较复杂,但制种产量高,种子成本低。
④综合杂交种:是在隔离条件下,用若干个优良自交系或自交系间杂交种,任其授粉,相互杂交而成。综合杂交种杂种优势稳定,配种一次,可在生产上连续应用多年,不必年年制种,但要注意每年选优留种。
玉米对水热条件的基本要求
1、玉米全生育期对水热条件的要求
玉米的适应性很广,凡年≥10℃的积温1900℃以上,夏季平均气温大于18℃的地区均可种植。年降水量800-1500毫米,生长期月降水量100毫米的地区适宜玉米生长;年降水量小于350毫米的地区,又无灌溉条件不能种植玉米。
2、玉米不同熟性全生育期积温
把从每年日平均气温稳定通过10℃这天起,到稳定结束10℃这天止,其间逐日平均气温细加起来,其和就是大于10℃活动积温,它可以代表当地的热量资源状况
不同作物、不同发育期的下限温度不同,将某作物出苗、抽穗前、抽穗后、成熟期等各发育阶段日平均气温减去下限温度之差,再累加起来即叫有效积温。有效积温是作物品种鉴定时需要的。某一作物品种的有效积温是固定的,而活动积温是变化的。
熟 性
特早熟
早 熟
中 熟
晚 熟
特晚熟
∑T≥10℃
<2100℃
2100-2400℃
2400-2700℃
2700-3000℃
>3000℃
3、玉米不同种植高度∑T≥10℃积温
东北地区海拔500米以下为集中种植区,∑T≥10℃积温2400℃。华北北部和西部山区适宜种植高度300-900米,∑T≥10℃积温3000-4000℃,西南西部山地玉米种植高度可达1300米-2300米(实际种植高度大多在1500米以下)∑T≥10℃,3500-6000℃,云贵高原地区玉米种植高度上限2700米,青藏高原3000米的地区也能种植但成熟度不稳定。
玉米的生长发育与气象
1、玉米生育期的大致时段
(1)春玉米主产区,东北、西北地区4月下旬-5月上、中旬播种至9月上中旬成熟。
(2)夏玉米主产区,华北、黄淮地区6月中旬播种至9月下旬成熟。近年来逐步向麦田套播玉米(麦茬玉米)发展。5月下旬套种至9月上中旬成熟。
(3)秋玉米主要分布,在西南和南方沿海地区多在8月初播种至11月初成熟。
(4)冬玉米主要分布,在云南、广西、海南等地区,多在11月播种至次年2月成熟。
(5)西北内陆春玉米区,南疆4月中、下旬播种至9月上、中旬成熟;北疆地区5月上、中旬播种至9月中旬成熟。
(6)长江中下游夏玉米区,6月下旬播种至9月中旬成熟。
(7)西南高原夏玉米,5月下旬-6月上旬播种至9月上、中旬成熟。
2、玉米各生育阶段与气象
(1)温度
----播种:春玉米播种下限温度6-7℃,适播温度10-12℃。但地区间存在很大差异。如黑龙江则是以气温稳定在7-8℃时播种。
----苗期:下限温度6-10℃,最适温度18-20℃。
----拔节-抽雄:气温稳定在18℃玉米开始拔节;适宜温度24-26℃,气温25-27℃茎叶生长的适宜温度。
----抽穗-开花:下限温度19-21℃,适宜温度25-27℃。
----拔节-吐丝:平均气温高于24℃为宜,低于24℃产量受到影响,气温低于18℃,高于32-35℃都不利于开花。
----灌浆-成熟:下限温度15-17℃,最适温度22-24℃,日较差大有利于养份的积累,气温低于16℃或高于25℃都不利于干物质的积累和运输。当气温降至20℃籽粒灌浆缓慢,降至18℃灌浆速度显著减慢,当降至16℃灌浆停止。
(2)水分
玉米播种到出苗需水量占总需水量的3-5%,此时要求土壤湿度占田间持水量的70%为宜。保证出苗良好。
----出苗以后:苗期田间持水量控制在60%左右,促进根系的发育。
----拔节前后:进入植株旺盛生长阶段,植株迅速增大,同时温度升高,对水分的需求迫切,而需水量增大,这个时期缺水幼穗发育不好,果穗小。籽粒少,这时要求土壤水分占田间持水量70-80%,降30毫米以上的透雨,对茎叶生长有利。
----抽雄前后-开花、吐丝:是需水最多的时期,这个时期有充足的水分,保证土壤水分占田间持水量的70-80%,有获得高产的可能。抽雄前10天至后20天需水量200毫米以上。
----籽粒成熟期:进入成熟期以后籽粒基本定型,对水分的要求逐渐减少,土壤水分对产量的影响越来越小。
----玉米总耗水量:早熟品种300-400毫米,中熟品种500-800毫米,晚熟品种800毫米以上,但全生育期内不得少于有350毫米。
总的说来,玉米营养生长期土壤水分占田间持水量的60-70%为宜,花期以70-80为宜。
育种知识
一、常规育种:
二、转基因育种
转基因研究作为生物技术的前沿,以其可打破物种界限、实现不同物种间基因交流的巨大优越性,受到全世界的高度重视,成为在农业高技术领域各国努力抢占的制高点。
由于有益性状目的基因的分离、载体构建、基因转化等技术日臻成熟和完善,转基因技术已用于改良作物的多种特性,如抗病、抗虫、抗逆、生长发育、品质等方面。我国转基因作物研究发展迅速,目前已成为世界上转基因作物商业化应用面积的第二大国。
在分子标记辅助育种方面,由于它对目标性状的选择不受基因表达和环境的影响、可以在早世代和植株生长的任何阶段进行、对分离世代可以快速鉴定植株的基因型而不受显隐性的影响、可以通过选择剔除连锁累赘,因此通过分子标记辅助选育加速了育种进程,为转基因作物商品化创造了条件。