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2详细介绍

       禾本科玉米属植物，学名Zea mays L.，株形高大，叶片宽长，雌雄花同株异位，雄花序长在植株的顶部，雌花序（穗）着生在中上部叶腋间，为异花（株）授粉的一年生作物。中国旧称玉蜀黍，还有苞米、棒子、玉茭、苞谷等俗称。 玉米原产墨西哥和中美洲其他国家，美洲的印第安人栽培玉米的历史约计已有四五千年。1492年哥伦布发现美洲后，将玉米带回欧洲，随即传遍世界各地。玉米引入中国栽培的历史仅有四百多年，据万国鼎考证，安徽省北部颍州在1511年（明代）刊印的《颍州志》上最先记载了玉米。1573年田艺衡著的《留青日札》中也有玉米方面的记载。1578年李时珍著《本草纲目》中有“玉蜀黍种出西土”之句，对玉米作了形态描述。玉米传入中国的途径，有两种说法：一说是由陆路传入，即从欧洲到非洲，再经印度到西藏，然后进入四川；另外一路是从麦加经中亚而到新疆，再传进内地。第二种说法是由海路先传到中国沿海各省，再逐渐向内地传开。当时葡萄牙商船在中国沿海活动频繁，玉米由海路传入的可能性较大。 用途 玉米用途较为广泛，籽粒不仅是主要粮食，还是多种轻工业产品的原料。茎、叶、穗和籽粒又是畜牧业不可缺少的优质饲料。 玉米籽粒中含有70～75%的淀粉，10%左右的蛋白质，4～5%的脂肪，2%左右的多种维生素。籽粒中的蛋白质、脂肪、维生素A、维生素B₁、维生素B₂含量均比稻米多。亚洲、非洲、拉丁美洲的一些国家，玉米为主要粮食。玉米在中国粮食中的地位，仅次于稻米和小麦。从籽粒中提取的淀粉可加工为各种食品，尤其是由膨化玉米制作的食品，质地疏松柔软，营养价值和消化率高。 以玉米为原料制成的加工产品有500种以上。玉米淀粉既可以直接作为食用，还可经深加工成各种糖类，如葡萄糖、高果糖浆以及酒精、醋酸、丙酮、丁醇等多种化工产品。玉米淀粉还可用于纺织、造纸、医药、酿酒等工业。胚部所含脂肪占籽粒含油量的85%以上。从胚部提取的玉米油，经过精炼，成为优质的食用油，并能再加工制成人造黄油。粗油则用于制造肥皂、油漆涂料、滑润剂等。 玉米籽粒含热量很高，每100克籽粒中约有365千卡的热能，比高粱、大麦、燕麦高；可消化性也好，是发展畜禽养殖业的重要精饲料。但玉米籽粒中的赖氨酸和色氨酸含量不足，通常需要在饲料中添加优质蛋白，如大豆粉、鱼粉等作为补充。还可以通过育种途径，选育高赖氨酸玉米品种，以改善玉米的营养品质。青绿玉米的茎、叶和果穗是良好的青饲料和青贮饲料。 特殊类型的玉米有各种不同用途，如甜玉米和超甜玉米的青嫩果穗可鲜食，或冷冻贮存，或加工制成罐头食品。糯玉米除作鲜食外，常用于制糕点或酿酒。爆裂玉米可加工为玉米爆花食品。 分布和生产 玉米分布于58°N～40°S之间的温带、亚热带和热带地区。既能在低于海平面的里海平原生长，又能在海拔3500米左右的安第斯山一带种植。人们在长期生产和科研实践中，选出了适合各种生态环境条件的玉米类型和品种，玉米分布之广是其它栽培作物不可比拟的。在全世界范围内，玉米的种植面积仅次于小麦和水稻，居栽培作物第三位；籽粒的总产量次于小麦，居第二位；单位面积产量则居谷类作物之首位。 20世纪70年代以来，世界玉米生产的总面积基本稳定，以北美洲为最大，其次是亚洲、非洲、南美洲和欧洲，大洋洲面积最小。1983年，世界玉米种植面积12962.7万公顷，总产为44925.5万吨，平均单产为3466千克/公顷。玉米种植面积超过100万公顷的国家有21个（见表1）。面积最大、总产最高的国家是美国，分别占全世界的22.4%和43.3%；其次是中国，面积和总产分别占全世界的14.6%和15.2%；第三位是巴西，面积和总产分别占全世界的9.4%和4.7%。在这些国家中，平均单产居前五名的依次是：美国、法国、加拿大、匈牙利和南斯拉夫。
      表1 1983年世界主产玉米国家生产情况
      资料来源：1984 FAO Production Year book，Vol.38.
       本表只列入玉米种植面积在100万公顷以上的国家，排列以面积大小为序。 中国玉米生产因受供求情况和气候条件的影响，不够稳定。从1983～1985年三年平均数来看玉米种植面积超过50万公顷的有11个省（见表2），比50年代有了很大的发展。这三年的平均种植面积比1949～1958年10年的平均数扩大了1/3，单产提高了1.9倍，总产增加了近2.9倍。
      表2 1983～1985年中国玉米主产省平均生产情况
      资料来源：1984、1985、1986《中国农业年鉴》。本表只列入了玉米种植面积50万公顷以上的省。
       中国是一年四季都有玉米生长的国家。北起黑龙江省的讷河，南到海南省，都有玉米种植。栽培玉米的主要产区是从东北到华北再斜向西南的狭长地带。春播和夏播玉米的种植面积较大，秋、冬播者很少。由南向北，春玉米播种期从2月中旬至5月中旬；成熟期从6月中旬至9月下旬，全年九个月都有从事春玉米的作业。由北向南，夏玉米播种期从5月下旬至8月上旬；成熟期从8月下旬至10月下旬，夏玉米的种收工作集中在夏秋五个月内。全国玉米可分为六个种植区： 北方春播玉米区 以东北3省、内蒙古和宁夏为主，其次为河北、陕西的北部，山西的大部和甘肃的一部分地区。吉林和黑龙江省是中国的玉米商品粮基地。该区一年一熟，80年代以来，玉米种植面积稳定在650多万公顷，占全国36%左右；总产2700多万吨，占全国的40%左右。 黄淮海平原夏播玉米区 以山东和河南为主，其次为河北的中部、南部，山西南部，陕西中部，江苏和安徽的北部地区，是中国夏播玉米的集中产区，一般实行冬小麦和玉米的复种或套种的二熟制。80年代以来，该区玉米种植面积约600多万公顷，约占全国32%；总产约2200万吨，占全国34%左右。 西南山地玉米区 以四川、云南和贵州为主，广西西部和湖南、陕西南部丘陵地区也有种植。该区多丘陵山地和高原，立体农业的特点较为明显，出现了同一地区一年一熟、二熟和三熟并存的种植制度。玉米与其它作物间、套种方式较为普遍。该区玉米面积约占全国的22%；总产占18%左右。 南方丘陵玉米区 以广东、福建、台湾、浙江和江西为主，还有江苏和安徽两省的南部以及广西、湖南和湖北的东部。玉米多为三熟制中的第三茬作物，主要秋播或冬播。玉米种植面积为全国的6%，总产不足5%。 西北灌溉玉米区 新疆维吾尔自治区和甘肃省一部分地区。大陆性干燥气候，一年一熟的春玉米，主要靠灌溉。种植面积约占全国的3.5%，总产约占3%。 青藏高原玉米区 青海省和西藏自治区海拔高，地形复杂，河谷低地降雨量较多，可种一季玉米。但多为零星分布，该区玉米的种植面积及总产，都不足全国的百分之一。 贸易 玉米在国际贸易上是重要的商品之一。70年代期间，国际市场上玉米出口数量稳定增长。1970年世界玉米出口量为2943.2万吨，占世界玉米总产量的11%。1980年增长到7977.9万吨，占世界玉米总产量的20%。此后市场贸易时有波动，到1985年出口量降为6 780万吨。出口玉米最多的国家是美国，1985年美国出口玉米约占世界玉米出口总量的60%左右，垄断了国际玉米贸易市场。其它玉米出口国有阿根廷、法国、泰国等。进口玉米最多的国家是苏联和日本，主要是作饲料和工业原料。1985年这两个国家进口玉米量占世界总进口量的50%左右。 中国从70年代起，每年都进口少量玉米。到1984年，开始有少量出口，1985年出口量有所增长。此外，中国的甜玉米加工产品，1984年也开始在国际市场上销售，并有扩大的趋势。 形态特征 根 须根系，由胚根和节根组成。发芽时，先后从种胚上长出一条主胚根和4～6条侧胚根。这些初生根系成为4～5叶幼苗生长的主要根系。节根长在植株基部的茎节上，每节环生一层节根。在地表下长的节根，称地下节根，亦称次生根系；近地面上长的节根，称气生根（亦称支持根、支柱根）。一般地下节根有～7层，多者可达8～9层，因品种、土壤、水肥条件而异。下位节每节长4～5条节根，上位节每节根数，随节位的升高而增多。气生根粗壮坚韧，表皮角质化，一般每株长2～3层气生根，湿度大时可达4～5层。有时高位节上生长的气生根离地面远，不能入土，能入土的气生根除具有支持植株、防止倒伏作用外，也能分枝，并有吸收养分的功能。每株玉米有80%的根量是分布在地表下0～30厘米的土层内，但少数根量入土最大深度可达2米以上。 茎 茎秆由节和节间组成，内部多汁，髓部疏松。节数随品种而异，通常有14～25节，每节着生一片叶。基部4～5节的节间很短，一般很少伸长。拔节时，第4～5节以上各节间的伸长顺序，是从下向上依次伸长。到雄穗开花时，茎节不再增长，此时株高达最大高度。株高因品种和栽培条件而不同。一般品种高2～2.5米，高秆型品种高达3米以上，矮秆型品种株高在2米以下。茎秆除最上位的4～5节外，各节的叶腋中均着生一个腋芽，基部的腋芽可能发育为分蘖，中部的腋芽形成雌穗原基，其中多数停止发育，只有最上位的1～2个腋芽，继续发育形成雌穗，经受精结粒后长成果穗。玉米果穗多数是长在植株从上向下数第6～8的节位上。单秆多穗型品种，一株可能结2～3个果穗，分别长在不同的节位上。 叶 长在茎节上，呈互生排列。叶分叶片、叶鞘和叶舌3部分。单株叶片数因品种不同而异，多数情况是早熟品种14～17片，中熟品种18～20片，晚熟品种21～25片或更多。叶鞘肥厚坚韧，紧包茎秆，起保护作用。在叶片基部和叶鞘交接处，有一无色薄膜的叶舌，紧贴茎秆，以防雨水和病菌侵入茎秆内侧（图1）。
      图1 玉米植株
       雌、雄穗 玉米是雌雄同株异位，雄花先熟、异花（株）授粉的作物。雄穗俗称天花，为圆锥花序，雌穗为肉穗花序。异花（株）授粉的玉米是指果穗上有95%以上的籽粒接受其它植株的花粉而结成的。 雄穗有主轴和分枝，它们均着生数行，成对排列的雄小穗，每对小穗一为有柄，位于上方，一为无柄，位于下方。每个雄小穗有两片护颖，内中长有两朵雄小花，每花由内颖、外颖和3枚雄蕊组成。雄蕊花丝顶端着生花药（图2）。花药成熟时，散出大量的花粉粒，靠风力进行异花传粉。
      图2 玉米雄花序的成对小穗
       雌穗长在穗柄的顶端。穗柄有许多密集的节，每节长一片苞叶，整个雌穗由若干片苞叶包住。雌穗中心为穗轴，其周围生长纵向排列的成对雌小穗，每个雌小穗有两个颖片，内长两朵花，一是退化花，只有内、外颖，不结粒；另一个是结实花，有内、外颖和雌蕊。雌蕊由子房和花丝组成（图3）。花丝上长满茸毛并分泌粘液，有粘着花粉粒的作用。由于雌小穗是成对生长的，每一小穗中仅有一朵花能结粒，所以果穗上籽粒行数总是成双数的。多数品种粒行数8～20行不等。
      图3 玉米雌小穗
      1．第一颖片；2．退化花的外颖；3．退化花的内颖；4．结实花的内颖；5．花丝；6．子房；7．结实花的外颖；8．第二颖片
       籽粒 实际是果实，植物学上称颖果，生产习惯称为种子。包括果皮、种皮、胚和胚乳，但果皮和种皮紧密连结，不易分开。胚乳分糊粉层和淀粉层。籽粒因品种不同有黄、白、紫红、条斑等色，最外一层果皮通常是透明无色的，只有少数品种是紫红或条斑色，糊粉层有紫、红和白色等；淀粉层只有黄与白的差别，这些色泽都是遗传特性。胚位于籽粒基部一侧，占籽粒总重的10～15%，胚乳占80～85%，果皮和种皮占6～8%。籽粒形状、大小和透明度等随品种类型而不同，如马齿型品种粒大，扁平近长方形；硬粒型品种粒小，近于圆形，透明度好。 生长发育 玉米是喜温短日照作物。从种子萌动发芽到新种子成熟，全生育期需90～150天。一般晚熟品种，因播种期早，生长前期温度偏低，生育期偏长；反之则短。中国的早熟品种生育期90～100天，多春播。光照长短和光谱成分，对玉米生长发育有密切关系。短日照（每天日照在12小时以下）可促进玉米的生长发育，使生育期缩短；长日照（每天日照在12小时以上）植株长得高大，生育期延长，甚至不能抽穗成熟。光谱成分影响玉米的结实器官，雌穗在蓝色光、白色光中发育加快，在红色光、橙色光中发育迟缓。而雄穗在红色光中发育不减慢。在绿色光中整个植株生长发育都极为缓慢。玉米全生育期可分为苗期（播种至拔节）、穗期（拔节至抽穗）、花粒期（抽穗至成熟）3个生育时期，各时期有不同的发育特点。 苗期 从发芽开始，经出苗，生根，茎叶形成等的过程。中国北部地区4月中下旬至5月上旬播种的春玉米，需12～15天出苗，约在6月上中旬拔节。夏播玉米5月下旬至6月中下旬播种，一般5～6天后出苗，至7月上中旬拔节。拔节开始时，植株的茎节数和叶片数已全部分化完成，基部茎节总长3～4厘米。此时地下部已有3～4层节根，总根数约20条左右。这时期的生长特点是以根系生长为主，根的生长量比地上部茎叶大。根的干物重增长量比茎叶的干物重多1～1.5倍。苗期茎和叶相比，叶的生长比茎快。 穗期 春播玉米抽穗期在7月中下旬，夏播玉米在8月中下旬，依品种、地区、播种期和栽培条件的不同而异。这时期的生育特点是既有根、茎、叶的旺盛生长，又有内部雌、雄穗的快速分化，是营养器官与生殖器官同时旺长的时期。抽穗期所有节根和气生根已全部长出，形成一庞大的根系网，以适应地上部生长的需要。拔节初期，茎的生长较慢，随后渐快。到了抽穗前10～15天基部节间都已伸长，只植株冠部有5～6片未完全伸展开的叶，密集重叠在一起，使冠层形成喇叭口状，俗称大喇叭口时期。此时茎的生长加快，每昼夜可增长7～8厘米，多的超过10厘米。抽穗开花期，茎秆已达到最大高度。拔节开始后，叶的生长逐渐加快。在苗期出现一片叶需3～4天，拔节期只需2天，到大喇叭口期仅需1.5天。这时的单株叶面积也迅速扩大，比苗期大了5～10倍，到抽穗吐丝时达到最大值。拔节开始时，雌、雄穗原基先后分化。穗分化依生长锥伸长、小穗分化、小花分化和性器官形成的顺序进行。通常雄穗开始分化比雌穗早8～10天。 花粒期 玉米经抽穗、吐丝、开花散粉和受精等过程后，就转入到以籽粒生长和成熟为主的阶段。通常是雄穗先出，隔5～7天后雌穗吐丝时，雄穗正开花散粉。一般春玉米约在8月下旬至9月中下旬成熟，夏玉米在9月下旬至10月上旬成熟。雌穗从受精到成熟要经过籽粒形成、乳熟、蜡熟和完熟等时期。随着成熟度的进展，籽粒的含水量和干物重发生显著变化。在籽粒形成初期，含水量多达80%以上。随后灌浆强度逐渐加大，籽粒干物重迅速增加。在授粉后15～35天以内，粒重可达到成熟籽粒重的70～80%以上。乳熟前期，胚乳呈乳浆状，末期变成糊状，含水量降到40%左右。授粉35天以后，籽粒进入蜡熟期，胚乳由糊状变为蜡质状，含水量降到40%以下。以后籽粒中干物质继续增加并进一步脱水，当籽粒含水量降到25～20%时，籽粒随着变硬，逐步呈现出品种籽粒固有的特征。同时苞叶变成黄白色，达到生理上成熟的完熟期。 适应的环境条件 熟土层深厚、有机质丰富、结构疏松、保水保肥能力较强的土壤，土壤酸碱度以pH值6～8为宜；种子最适宜的发芽温度为28～35℃；在6～7℃下虽也能发芽，但非常缓慢。通常在5～10厘米土层的温度稳定在10℃以上时，便可播种春玉米。春玉米苗期生长慢、植株小，需要水分不多，田间持水量在60%左右为宜。这样有利于玉米蹲苗，可促进根系向土壤深层发展，增强植株吸收养分和抗倒伏的能力。夏玉米幼苗初期如遇多雨，洼地积水或土壤水分达到饱和时，小苗容易发生“芽涝”，应及时排水。幼苗对磷素的反应很敏感，缺磷时叶片发红，根系发育不良，尤其在4～5叶期更为明显。拔节至抽穗阶段，玉米进入旺盛生长时期，此时温度高，水肥足，可促进茎叶伸长，加速穗分化进程。特别是在抽雄前10～15天，环境条件对玉米生长影响最大。此时如遇干旱（相对湿度接近30%）并伴随高温（32～35℃）天气，对抽穗、吐丝和授粉极为不利，会发生所谓“卡脖旱”现象。因此，抽穗前10～15天和抽穗后20天，是玉米一生对环境条件的反应极为敏感的关键时期。此期田间持水量需保持在70～80%之间，并有足够的土壤养分，尤其是氮素营养要充足（见玉米灌溉和玉米施肥）。乳熟期间要求有适当高的温度（20～24℃）和充足的土壤水分（70%），并避免后期脱肥，使植株不致于过早枯黄衰老。灌浆期间则需降温缓慢，日夜温差大，以利于淀粉的积累，达到籽粒饱满。成熟前如遇低温冷害，将大大影响籽粒形成，降低产量。