玉米栽培学电子书.doc

玉 米 栽 培玉米又名玉蜀黍，俗名很多，如苞米、苞谷、玉茭、玉麦、棒子及珍珠米等；学名：Zea mays L.；英名maize、corn；俄文名：；日文名：。第一节 概 述一、玉米生产的基本情况。1 玉米的起源玉米栽培历史已经有4000多年了。玉米也叫苞米，是世界上第三大粮食作物，种植面积20多亿亩，仅次于小麦和水稻，主产国有：美国、中国、巴西、墨西哥、印度、俄罗斯等国。1492年哥伦布发现美洲大陆时，发现了玉米，并将其带回西班牙，并由此传播到世界各地。近几十年来，随着科学技术的不断进步，世界玉米生产得到了迅速发展。2促进玉米生产发展的主要因素主要有以下几个方面：用现代的遗传学理论改良玉米改进栽培技术现代化的经营与管理3玉米生产的现状（1）世界玉米生产概况玉米是世界上分布较广的作物之一，从北纬58通过热带到达南纬3540的地区，均有大量栽培。20世纪八十年代以来，随着高产杂交种的培育、新技术的应用和花肥用量的增加，世界玉米发展迅速。据联合国粮农组织报道，1980年至1995年，世界玉米种植面积稳定在20亿亩左右，单位面积产量从每亩206kg增加到287kg，提高39.3%；总产量从3940.5亿kg增加到5708.7亿kg，增加44.9%。美国玉米种植面积基本上保持在4.24.4亿亩，单产从381kg增至579kg，提高52.0%。据1994年农业统计资料显示（表41）：玉米总产量最高的前5个国家依次为：美国2542.7亿kg（占世界玉米总产量的44.5%），中国1043.5亿kg (占世界玉米总产量的18.3%)，巴西321.4亿kg(占世界玉米总产量的5.6%)，墨西哥166.0亿kg(占世界玉米总产量的2.7%)，法国129.0亿kg(占世界玉米总产量的2.3%)。玉米单位面积产量最高（种植面积在1500万亩以上）的前5个国家依次是：意大利581 kg，美国579 kg，加拿大442 kg，中国329 kg。世界玉米高产记录春玉米亩产1548 kg（美国，1985年），夏玉米亩产1096 kg（中国，1986年）。表41 世界主要玉米生产国玉米面积和产量项 目1980年1990年1994年面 积(万亩)总 产(亿kg)单 产(kg/亩)面 积(万亩)总 产(亿kg)单 产(kg/亩)面 积(万亩)总 产(亿kg)单 产(kg/亩)世 界美国中国巴西印度前苏联罗马尼亚阿根廷南斯拉夫泰国法国意大利南非加拿大1931464433330053171571044389754466493237353242234326361406900014373940.61687.9611.1203.7123.860.894.5111.564.093.231.593.664.0107.953.4204381203119119762122261712871343554561203781935154064130225170161101289316621370025083344231822741152521315934479.72015.1971.6213.5146.490.799.068.150.567.224.192.958.687.073.42484963021231331021491892012012483955091674611990324391731724205881050090004458449351333249180024421366585613995708.72542.7104305321.3166.0105.097.898.1104.4115.538.0129.079.4129.163.7287579329156158117220218287356211511581221456资料来源：联合国粮农组织生产年鉴，有关年份。（2）我国玉米生产的现状与分布19521980年，中国玉米单产的增长超过整个有史记载的产量水平，即从亩产90 kg增至205 kg，增加1.27倍；而19801995年，玉米单产又超过了过去30年增产的总和，即从亩产205 kg增至328 kg，增长60%。1995年玉米生产再上新台阶。全国玉米种植面积3.4亿亩，总产1119.9亿kg，单产328 kg，还出现大面积玉米平均亩产500 kg的地区（市），超600 kg的县（市），超800 kg的乡和亩产超吨粮的高产记录。19901995年5年间玉米面积增加2062万亩，增加6.4%，但主要分布在玉米产区。从绝对数字上看，山东省增加434万亩（增加12%），河北省增加75万亩(增加21.3%)，黑龙江省增加364万亩（增加11.1%），内蒙古自治区增加328万亩（增加28.3%），辽宁省增加28万亩（增加11.1%），吉林省增加188万亩(增加5.6%)。（3）黑龙江省的玉米生产 黑龙江省是我国玉米主要产区之一，每年玉米播种面积200万公顷左右。八十年代前，由于品种和栽培技术落后等原因，产量一直很低，平均单产只有200公斤左右，进入八十年代初期，玉米以追求产量为主要生产目的，吉林省农科院四平所先后培育出了四单系列和吉单系列等高产玉米新品种，便大量引入黑龙江，一时间，黑龙江省玉米品种几乎被它们所占领，产量水平剧然提高达一倍以上，为黑龙江省粮食总产突破150亿公斤大关做出了突出贡献。进入九十年代中期，玉米公斤价格达到了1.20元以上，玉米生产达到了高峰，南方各省纷纷大量北调玉米，发展畜牧养殖及加工业。到九十年代末期，由于自然灾害频繁“水玉米”问题十分突出，玉米产品质量严重下降，国外玉米大量出口中国，质量好，价格低，成为南方各省进口大量玉米的主要渠道，造成北方玉米卖粮难的问题十分突出，价格跌到最低谷，市场公斤价格只有0.40元左右。目前我国已正式加了WTO，玉米受国际市场冲击非常大，黑龙江省积极引导农民进行种植业结构调整，降低普通玉米的种植面积，在玉米作物品种方面向优质品种、向饲料玉米方面调整，玉米面积下降至150万公顷左右。尽管我省玉米生产遇到了加入WTO的严重冲击，但从畜牧业发展，产品综合加工利用玉米的多用途及耕地面积等方面看，玉米生产还有一定空间。二玉米在国民经济重点地位（一）玉米是高产作物（二）玉米是主要的粮食在作物之一（三）玉米的综合利用价值高1 淀粉工业原料2 制糖工业原料3 榨油工业原料4 酿造工业原料（四）玉米是重要的饲料作物三玉米的分布与区划我国幅员辽阔，玉米的分布极广。东自台湾和沿海各省，西至新疆及西藏高原，南自北纬18o的海南岛，北至北纬53o黑龙江省的黑河以北地区都有栽培。但主要集中分布在东北、华北和西南山区，大致形成一个从东北向西南的斜长形地带。在这一地带内包括黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、河南、山西、陕西、四川、贵州、广西壮族自治区和云南12个省（区），其播种面积占全国玉米总面积的80%以上。在这个斜长形地带以外，新疆内陆灌溉区和东南沿海江苏、浙江等省的丘陵壮山区玉米分布也比较集中。我国产区根据各地的自然条件、栽培制度等，全国可以划分为以下六个玉米区： 1北方春玉米区 本区大部分位于北纬40o以北，包括黑龙江、吉林、辽宁全省，内蒙古、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。这是我国玉米主要产区之一，约占全国玉米播种面积的27%。本区属寒温带湿润或半湿润气候。无霜期短，冬季温度低，夏季平均气温在20oC以上.全年平均降水量在500mm以上，且降水量的60%集中在夏季，可以满足玉米抽雄灌浆期对水分的要求，但春季蒸发量大，容易形成春旱。本区由于玉米生育期间雨水充沛，温度适宜，日光充足，就构成了玉米高产的自然因素。本区玉米栽培制度基本上为春播一年一熟制，以玉米单种、玉米大豆间混作为主要栽培方式，但南部地区有向一年两熟制发展的趋势。2黄淮平原春、夏播玉米区 本区位于淮河秦岭以北，包括河南、山东全省，河北省的中南部，陕西省中部、山西省南部，江苏、安徽省北部，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。除个别高山地区外，每年410月的日平均气温都在15以上。全年降水量500600mm。日照多数地区在2000小时以上。本区由于温度较高，无霜期较长，日照、降水量均较充足等，适于玉米栽培。本区玉米栽培制度，主要有两种栽培方式。一是一年两熟制（冬小麦夏玉米），在山东、河南、河北省南部和陕西省中部地区多采用之；二是两年三熟制（春玉米冬小麦夏玉米），在北京、保定附近，由于气温较低，冬小麦播种期早，多采用之。3西南山地丘陵玉米区 本区东界从湖北的襄阳向西南到宜昌，入湖南省常德南下至邵阳，经贵州到云南，北以甘肃省的白龙江向东至秦岭与黄淮平原春、夏播玉米区相接，西与青藏高原玉米区为界。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，甘肃省的小部分。本区亦为我国主要的玉米产区之一，约占全国玉米总播种面积到5%。本区属亚热带、温带的湿润和半湿润气候，各地因受地形地势的影响，气候变化较为复杂。除个别高山外，410月的日平均气温均在15以上。玉米生长的有效期一般都在205天以上，南部及低谷地带多在300天左右，即在高山地带玉米生育期也超过100天以上。全年降水量在1000mm左右，多集中在410月份，雨量分布比较均匀，有利于多季玉米栽培。唯阴天过多（一般在200天左右），日照不足，是本区玉米栽培的主要不利因素。本区栽培制度因受地理环境的影响，主要有以下三种栽培方式：一、是高山地区以一熟春玉米为主。二、是丘陵地区，以两年五熟的春玉米或一年两熟的夏玉米为主。三、是平原地区，以一年三熟的秋玉米为主。其中，两年五熟制、一年两熟制是本区的主要栽培方式。4南方丘陵玉米区 本区界限，北与黄淮平原春、夏播玉米区相连，西接西南山地丘陵玉米区，东南界东海、南海，包括广东、广西、浙江、福建、台湾、江西等省，江苏、安徽两省的南部，湖北、湖南两省的东部。本区为我国水稻主要产区，玉米栽培面积不大，约占全国玉米总播种面积的5左右。本区属亚热带、热带的湿润气候。其气候特点是：气温高，霜雪少，生长期长。一般310月的平均气温在20左右，适于玉米生长的有效温度日数在250天以上。年降雨量多，一般均在1000 mm以上，有的地方达到1700mm左右。这些气侯条件有利于多季玉米的发展。本区玉米栽培制度，过去以一年二熟制为主，改制后在部分地区推广秋玉米，此外广西等地种植双季玉米；广东湛江一带种冬玉米。今后随着栽培制度的改革，扩大玉米面积是有可能的。5西北内陆玉米区 本区东以乌鞘岭为界，包括甘肃省河西走廊和新疆维吾尔自冶区全部。玉米播种面积约占全国玉米总播种面积的3%。本区属大陆性气候。气候干燥，全年降水量在200mm以下，甚至有的地方全年无雨。温度在北疆及甘肃河西走廊较低，但410月的平均气温均超过15 ；南疆和吐鲁番盆地温度较高，410月的平均气温多在20以上。日照充足，生长期短。本区栽培制度，以一年一熟春玉米为主。6青藏高原玉米区 包括青海省和西藏自治区，以畜牧业为主，玉米栽培历史短，播种面积小。根据近年来生产情况，玉米表现高产，今后颇有发展前途。本区因海拔高，地势复杂，气候差别很大。一般高山寒冷，低地温和雨量分布不匀，南部在1000mm以上，北部不足500mm。生长期约在120140天。玉米栽培制度除海拔较低地区有部分二年三熟制外，主要是一年一熟制。玉米多分布在青海东部农业区的民和、循化、贵德、乐都、西宁等地，西藏只局限在海拔较低，气候温暖的亚东、土布、拉萨等地。第二节 玉米的生长和发育一、玉米的一生从播种到新种子成熟为止，称为玉米的一生。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。（一）苗期阶段（出苗一拨节） 玉米苗期是指播种至拔节的一段时间，是生根、分化茎叶为主的营养生长阶段。本阶段的生育特点是：根系发育比较快，至拔节期已基本上形成了强大的根系，但地上部茎叶生长比较缓慢。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。（二）穗期阶段（拔节一抽雄）玉米从拔节至抽雄的一段时间，称为穗期阶段。这个阶段的生育特点是营养生长和生殖生长同时并进，就是叶片增大、茎节伸长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，就是促叶壮秆、穗多、穗大。其体地说，就是促进中上部叶片增大，茎秆粗壮墩实，以达到穗多、穗大的丰产长相。（三）花粒期阶（抽雄一成熟）玉米从抽雄至成熟这一段时间，称为花粒期阶段。这一阶段的主要生育特点，就是基本上停止营养体的增长，而进入以生殖生长为中心的时期，也就是经过开花、受精进入籽粒产量形成为中心的阶段。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 、玉米的生育期和生育时期（一）生育期 玉米从播种至成熟的天数，称为生育期。玉米生育期的长短与品种、播种期和温度等有关。早熟品种生育期短，晚熟品种生育期较长；播种期早的生育期长，播种期迟的生育期短；温度高的生育期短，温度低的生育期就长。（二）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，如出苗、拔节、抽雄、开花、吐丝和成熟等。各生育时期及鉴别标准如下。为了便于观察和记载，将玉米的一生划分为以下六个生育时期：（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3cm。（3）拔节期： 植株雄穗伸长，茎节总长度达23cm，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35cm。（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。三、玉米生长发育对温度、光照的需求（一）温 度 玉米原产于中南美洲热带高山地区，在系统发育的过程中形成了喜温的特性，整个生育期间都要求较高的温度。玉米在各个生育时期，对温度的要求有所不同。玉米种子一般在67时，可开始发芽，但发芽极为缓慢， 容易受到土壤中有害微生物的侵染而霉烂。到1012 时发芽较为适宜，2535时发芽最快。为了做到既要早播又不误农时，又要避免因过早播种引起烂种缺苗，土壤表层510cm 温度稳定在10一12时，作为春玉米播种的适宜时期。玉米出苗的快慢，在适宜的土壤水分和通气良好的情况下，主要受温度的影响较大。据研究，一般在1012 时，播种后1820天出苗；在1518 ，810天出苗；在20 时56天就可以出苗。玉米苗期遇到23 的霜冻，幼苗就会受到伤害，但如及时加强管理，植株在短期内恢复生长，对产量不致有显著的影响。春玉米出苗后，幼苗随着温度上升而逐渐生长。当日平均温度达到18 以上时，植株开始拔节，并以较快的速度生长。在一定范围内，温度愈高生长愈快。日本学者佐藤（1984）认为：玉米幼穗形成前每出生一片叶需65积温，幼穗形成后每出生一片叶需要90积温。玉米抽雄、开花期要求日平均温度达2627 左右，此时是玉米一生中要求温度较高的时期，在温度高于3235 、空气相对湿度接近30%的高温干燥气候条件下，花粉（含60%的水分）常因迅速失水而干枯，同时花丝也容易枯萎，因而常造成受精不完全，产生缺粒现象。及时灌水，进行人工辅助授粉，可以减轻这种损失。玉米籽粒形成和灌浆期间，仍然要求有较高的温度，以促进同化作用。在籽粒乳熟以后，要求温度逐渐降低，有利于营养物质向籽粒运转和积累。在籽粒灌浆、成熟这段时期，要求日平均温度保持在2024 ，如温度低于16 或超过25 ，会影响淀粉酶的活动，使养分的运转和积累不能正常进行，造成结实不饱满。玉米有时还发生“高温迫熟”现象，就是当玉米进入灌浆期后，遭受高温影响，营养物质运转和积累受到阻碍，籽粒迅速失水，未进入完熟期就被迫停止成熟，以致籽粒皱缩不饱满。千粒重降低，严重影响产量。玉米易受秋霜危害，大多数品种遇到3 的低温，即完全停止生长，影响成熟和产量。如遇到3 的低温，果穗未充分成熟而含水又高的籽粒会丧失发芽力。这种籽粒不宜留作种用，贮存时也容易变坏。因此，在生长季节短的高寒山区栽培玉米时，应注意这一问题。（二）光 照 玉米虽属短日照作物，但不典型，在长日照（18小时）的情况下仍能开花结实。玉米是高光效的高产作物，要达到高产，就需要较多的光合产物，既要求光合强度高、光合面积大和光合时间长。生产实践证明，如果玉米种植密度过大，或阴天较多，即使玉米种在土壤肥沃和水分充足的土地上，由于株间荫蔽，阳光不足，体内有机养分缺乏，会使植株软弱，空秆率增加，严重地降低产量。据报道，国外有在田间设置阳光反射器，扩大光合面积，增强光合生产率，可以显著地提高产量。为此，在栽培技术上，解决通风透光获取较充足的光照，是保证玉米丰产的必要条件。此外，玉米对光的质量也有不同的反应。在专门的光谱试验室内测定的结果表明：玉米雌穗在蓝色光和白色光中发育最快；在红色光中发育相当迟缓；而雄穗在红色光中发育并不慢。在绿色光中，玉米整个生长发育都极度缓慢。可见光谱成分对玉米生长发育的影响是很大的。其他土壤、养分、水分各部分详见第六、七、八节。第三节 玉米器官形态特征与生理功能玉米根、茎、叶、穗等器官着生部位是有一定关系的（图42），各个器官的形态特征、生育特性及其相互之间的关系，又有其自身特点和一定现律，了解这些，对于玉米栽培十分重要。一、根（一）根的种类 玉米根系和其他禾谷类作物一样，是须根系，由胚根和节根组成。1胚根 胚根（初生胚根、种子根）是在种子胚胎发育时形成的，大约在受精10天后由胚柄分化而成。胚根只有一条，在种子萌动发芽时，首先突破胚根鞘而伸出。胚根伸出后，迅速生长，垂直深入土壤深处，可长达2040cm 。2节根 着生在茎的节间居间分生组织基部。生在地下茎节上的称为地下节根（次生根）；生在地上茎节上的称为地上节根（气生根、支持根、支柱根）。节根在植物学上称为不定根。在胚根伸出13天后，在中胚轴基部、盾片（内子叶）节的上面长出37条幼根 （次生胚根），这层根实际上为玉米的第一层节根。但是由于这层根生理功能与胚根相似，故在栽培学上将这层根与胚根一起合称为出生根，而不把它计算为第一层节根。 初生根陆续生出许多侧根和根毛，因而共同形成密集的初生根系。初生根系的作用，主要是在幼苗刚出土的最初二、三个周内，负担吸收与供应幼苗所必需的养分和水分。当节根系形成以后，初生根系的生理活动能力就逐渐减弱，这时幼苗生长所需要的养分和水分，就主要依靠节根系吸收供应。用示踪原子法研究表明，玉米开花期节根吸收P32的能力比初生根多三倍，但也证明，初生根系的生命活动一直保持到植株生命的后期。当玉米幼苗长出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，又有人称它为胚芽鞘根。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56条的，一直向下延伸。以后，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一层轮生的节根根系。节根层数依品种及水、肥、密等条件而异，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）。节根条数，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，其总根数约在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的，最上层又有逐层减少的趋势。根层间距离自下而上逐渐加长。入土情况，地上节根开始在空气中生长而后入土，它入土浅，入土角度陡，形如支柱，故有气生根和支柱根之称。地下节根入土深，最初呈水平分布，向四周伸长，而后垂直向下。地上节根比地下节根粗壮坚韧地，具有色素，表皮角质化，后壁组织特别发达，入土前在根尖端常分泌粘液，入土后才产生分枝和根毛，起到吸收根的作用。节根是玉米的主体根系，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构成了一个强大而密集的节根根系。（二）根的生理功能和特点 玉米根系具有吸收营养、水分、支持植株和合成的作用。吸收矿质营养和水分是通过根毛来进行的。据测定，着生在根尖部分的玉米根毛，每平方厘米 有42500条。由于根毛发达，玉米根的吸收面积增加了5.5倍左右。被玉米根系吸收的无机盐，一部分通过导管输送到植株各部分，另一部分就在根部合成复杂的有机物质。这一过程是光合作用产生的糖转移到根系后与从土壤中吸收的P2O5和CO2起作用形成各种有机酸。有机酸与进入根部的NH4+、NO3- 结合形成氨基酸。这些氨基酸随水分运输到植株的各部分。据研究，在玉米抽雄期，地下节根和支持根中氨基酸的含量大大超过同时期叶中的含量1015倍，而且氨基酸的种类也多。根中富有组氨酸、天门冬酰胺、天门冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、亮氨酸。而支持根（气生根）中则除了含有以上10种氨基酸外，还有许多未知名的氨基酸，而且象天门冬酰胺、谷氨酸、苏氨酸、脯氨酸等数量特别多，比普通根中多2025倍。玉米根系的特点不仅在于节根发达，支持根作用显著，而且能产生较高的渗透压力。据测定，玉米的根毛细胞汁液渗透压为l627个大气压，黑麦、小麦、燕麦为58个大气压，大麦则为716个大气压。这也是玉米吸收水分及矿物营养的能力超过其他禾谷类作物的原因。（三）根的生长与其他器官的关系 玉米根系的生长和地上部分的生长是相适应的关系。根系生长较好，能保证地上部各器官也相应地繁茂茁壮；地上部生长良好又能为根系发育获得充分的有机养分，根系也相应比较发达。因此，地下部分与地上部生长的相互关系是玉米有机体内平衡协调的关系。据统计，玉米根干重与产量呈正相关，相关系数r=0.993。据胡昌浩（1980）研究（表43），单株节根条数与单株穗数、粒数、粒重呈正相关，单株节根条数增加7.513.25，单株穗数增加12个，粒数增加82.1111.4%，粒重增加78.7124.3%。值得指出的是，地上节根（气生根）增多，更有利于产量性状的提高。表43 玉米单株节根数量与产量性状的关系（胡昌浩，1980）节根条数节根层数单株穗数单株粒数单株粒重粒%克%78.984.889.39.79.610.0123596.21085.51260.3100182.1211.4135.9242.8304.8100178.7224.3玉米不同根系对各器官生长发育和经济产量的影响是不同的。从山东昌潍农专用剪根法试验结果（表44）看出，剪去胚根和地下节根的玉米，植株矮，穗位叶短，支持根层少，果穗秃尖加长，剪去第五、六层节根和剪去支持根的植株倒伏率分别达96%和91%。表44 剪根对玉米生长发育的影响（山东昌潍农专，1975）处 理株 高（cm）穗位叶长（cm）支 持 根层 数穗粒 数（粒）穗 粒 重（克）秃 尖 长（cm）倒 伏 率（%）对 照剪 掉 胚 根248.6242.293.286.82.61.6596426273.5211.22.04.200剪地下节 根第一、二层第五、六层237.6207.489.283.41.81.8454384205.2174.44.43.9096剪一、二层支持根3.8359104.83.591* 品种：鲁三9号。播期：6月20日7月13日剪胚根，第一、二层节根；8月3日剪第五、六层节根；8月20日剪去支持根。玉米在不同生育时期其根的干物重的增长以及与地上部的比例关系是不同的。据河北农业大学对春播三个不同品种的测定，三叶期单株根干物重为0.030.06克，三叶期至拔节期前的苗期阶段，根干物重为0.160.93克，拔节时期为1.552.02克，孕穗期为6.3819.5克，抽雄开花期为10.6034.60克，开花至子粒形成为10.9028.56。可以看出玉米根的干物重的绝对量是由小到大逐渐增加的，到抽雄开花期达到了最高峰。再从地下部/地上部的增长比值来看，三叶期为0.430.71，三叶期至拔节期前为0.340.88，拔节时期为0.590.79，孕穗期为0.180.25，抽雄开花期为0.130.34，开花至子粒形成期为0.180.27。由上可以看出，三个品种地下部与地上部的增长比值，均以苗期及拔节时期表现最大。如从地上部与地下部生长强度来看，自三叶期至拔节期地下部比地上部增长速度快1050%。由此可以充分说明，拔节前是以根系形成为中心，而后逐步转移和过渡到以茎叶生长为主的时期，拔节期成为二者生长的分界线与转折点。因此，在田间管理上拔节前的苗期阶段应该是积极促进地下部而适当控制地上部，达到根多、株壮而不徒长的苗期长相。在生育中后期，应促使茎叶与根系的稳健生长，达到均衡发展。玉米根系的重量占全株总重量，一般密度为22.6%，密植的为17.2。玉米根系在土壤中的分布范围与条件关系密切。020cm 土层中的玉米根量约占总根量的60%左右，030cm 土层中约占总根量的80%左右，050cm 的土层中约占总根量的90左右。入土深度最深可达2米以上，一般约1米左右，分布范围，最大直径可达2米以上，一般约在1米左右，但其主要根群集中在离茎秆周围的1520cm 范围内。一般来说，旱地玉米根系分布浅，停止生长早；水浇地玉米根系分布深，停止发育晚。据开鲁日林观察，旱地玉米根系深入土中仅达5060cm ，在抽雄穗后即停止生长，水浇地根系深入土中可达90100cm 以上，抽雄穗前根的生长量约占根量的5060，抽雄到蜡熟前约占总根量的40左右。所以，后期浇水能延长根系活动时期，有利于正常成熟防止早衰。二、茎（一）茎的形态与生理功能 玉米茎的高矮，因品种、土壤、气候和栽培条件不同而有很大差别。矮生类型的，株高只有0.50.8米；高大类型的，株高可达34米；巨大类型的，株高可达79米。一般来说，矮秆的生育期短，单株产量低，高秆的生育期长，单株产量高；土壤、气候和栽培条件等适宜的，茎秆生长比较高大，单株的产量也较高，我国栽培的玉米品种，植株最矮的只有1米（桐城伏脚），生育期约6080天；植株最高的（秋傻子）可达4米左右，生育期约140150天。当前生产上通常将株高在2米以下者称为矮秆型，22.5米为中秆型，2.5米或3米以上者为高秆型。株高与栽培关系密切，当前有降低株高提高种植密度创高产的趋势。玉米茎杆上有许多节，每节生长一片叶子，茎节数目与叶片数目相应地变化在840范围内。位于地面以下的茎节数目一般37个，多者可达89节，而地面以上的茎节数630个以上。我国北方主要栽培的玉米，品种茎秆总节数多变化在1825节范围内。一般来说，晚熟高秆类型，节间数目多，早熟矮秆类型，节间数目少。节与节之间称节间。节间的粗度自茎基部向顶端逐渐减小，而节间的长度从基部到顶端呈现有规律的变化：一种是在我国北方生长的及早熟、早熟品种及杂交种，或在南方生长的中熟品种及杂交种，每一个节间都完成了生长，表现上部每一个节间比下部所有节间长，最上面的一个节间最长，即节间生长的生物学曲线接近矢量（45o）曲线。另一种是在我国北方生长的中晚熟品种及杂交种，或在南方生长的极晚熟品种及杂交种，上部节间生长没有正常完成，表现上部节间比中部节间短，因此，节间生长生物学曲线常常不是呈矢量的，而是呈单峰曲线。据山东农学院在泰安观察，用中熟品种“烟三6号”，无论春播（生育期100天左右）或夏播（生育期90天左右），上部节间均没有正常完成，节间生长的生物学曲线均呈单峰曲线，假如在玉米生长期间，遇到特别不利的条件，玉米节间生长的生物学曲线，也可能表现为多峰曲线，这种曲线反映了玉米个别节间或一组节间的缓慢生长期。因此，测量节间的长度，可以作为判断玉米植株形成条件的方法之一。实践表明，靠近地面的节间粗短，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。我国农民经验，在玉米茎杆显著伸长以前，适当控制水肥，使营养器官与生殖器官生长得均衡协调，可以防止倒伏并获得高产。玉米茎秆多汁，髓部充实而疏松，富有水分和营养物质。玉米的维管束没有形成层，不能进行次生增粗生长，但它可以借助初步增粗分生组织进行初生增粗生长，使茎加粗。通常这种初生增粗生长，可以在几个节间同时进行。茎的功能功能很多，其茎中的维管束是植株根与叶、花、果穗之间的运输管道，它除担负水分和养分的运输外，还有支持茎秆的作用。茎能支撑叶片，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。茎杆还是贮藏养料器官，后期可将部分养分转运到子粒中去，这对产量的形成具有一定的意义。根据山东农业大学（1982）研究，茎秆转入籽粒的干物量约占粒重的6.9%。其中各节组对籽粒重贡献的大小顺序是：下部中部上部基部。茎秆还具有向光性和负向地性，当植株倒伏时，又能够弯曲向上生长，使植株重立起来，减少损失。茎又是果穗发生和产品的支持器官，茎秆生长好坏与产量关系密切。玉米茎秆的坚固性机器抗倒伏能力，取决于内在结构和外部压力，当植株上部的重量和所受的外力超过茎秆所能承受的压力时，便发生倒伏。实践证明，玉米倒伏虽受多种一素的影响，但品种是否具有抗倒性乃起主导作用。据山东农业大学（1987）试验，在玉米乳熟期遇到9级大风，三个供试品种茎倒伏率分别为：小粒红（91%）掖单2号（62%）掖单4号（6%）。评定玉米茎秆质量的指标在形态方面有植株基部节间的粗度、长与粗的比值、茎粗系数（茎粗/株高）100和株高系数（穗位高/株高）100等。在解剖方面有机械组织木质化程度、维管束密度、机械组织厚度等。在茎部物理性状方面有茎切段压力、穿刺力、比重（干物质比鲜体积）、干重、衰老程度等。这些性状之间，有些是相互关联的，在育种和栽培实践中，可以综合地、或有些选择地运用这些指标。（二）茎的生长与其他器官的关系 玉米茎中各种组织的形成，除早期由茎的生长锥形成外,后期则主要是由居间分生组织活动的结果。居间分生组织并非永久保留，待生长到一定时期以后，变为老熟，节间即不再伸长。各节间伸长的顺序是从下向上逐渐进行。最上面的一个节间最后伸出，并从最上部的叶鞘中顶出雄穗，这时即为抽雄穗期。雄穗开花期，茎的高度一般不再增加。但是如果不利的外界条件延迟了果穗的发育，使果穗的形成落后于雄穗的形成时，茎可能在雄穗开始开花以后还继续生长,这时茎的增高是依靠着生果穗的那些节间中居间分生组织的生长而增加。可见，茎的生长和结实器官的形成之间有着紧密的依存关系。玉米茎杆增长的速度，同当时的温度和土壤水分、养分有关，温度高，水分、养分充足，则伸长迅速。春玉米生长的前期气温较低，茎秆伸长较慢，等到温度上升到20以上时，茎秆才开始迅速伸长。夏玉米在生长的初期即处在高温条件下，所以茎秆迅速伸长的时期较早，外界环境条件不利于茎秆伸长时，节间就达不到应有的长度。因此，植株高度与坏境条件之间也有密切的关系。玉米不同生育期茎秆与叶片的生长速度不同，干物重差异很大。河北农业大学在1960年测定结果证明，拔节期以前，全叶干物重比全茎大13.0924.13倍，表明苗期地上部是以叶子生长为主的时期，拔节以后，茎叶相差则逐渐减少，表明这一时期地上部生长中心器官即由叶子逐渐转向了茎秆，到了抽雄穗期以后，茎的干物重反比叶部增大。玉米由茎基部节上的腋芽长成的侧枝称为分蘖（分枝）。分蘖多少与品种类型、土壤肥力及种植密度有关。甜质型和硬粒型玉米比马齿型玉米分蘖多，土壤肥沃、水肥充足、种植密度小时，分孽多，反之则少。在当前大量种植的品种和杂交种玉米中，在一般栽培条件下，分蘖多不结果穗，或穗小、粒少，成熟很晚，经济意义不大。因此，一般在中耕除草时去蘖，或用培土办法抑制分蘖，避免消耗水分和养料。但对分蘖类型的玉米，对作饲料栽培的玉米或在杂交制种区内的父本，为了增加雄花散粉时间和花粉数，可以不必去蘖。三、叶（一）叶的形态特征 玉米叶着生在茎的节上，呈互生排列。全叶可分为叶鞘、叶片、叶舌三部分。叶鞘紧包着节间，其长度，在植株的下部比节间长，而上部的比节间短；叶鞘肥厚坚硬，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，是光合作用的重要器官；叶片中央纵贯一条主脉（中脉、中肋），主脉两侧平行分布着许多侧脉；叶片边缘常有波状皱纹，这是因为在叶子的边缘上薄壁组织生长快所造成的，这种波状皱褶可增加对光的吸收面，有避免风害折断