1、1第三節(jié)第三節(jié) 玉米的生物學(xué)基礎(chǔ)玉米的生物學(xué)基礎(chǔ)2一、生長發(fā)育一、生長發(fā)育（一）基本概念 31. 生長 玉米植株體或器官在“量”上的變化 由小到大、由輕到重的過程 主要是通過細(xì)胞體積的擴(kuò)大來實現(xiàn)的 生長受溫度、光照、水分、施肥、病蟲害等因素的影響 42. 發(fā) 育 玉米器官和機(jī)能在“質(zhì)”上的變化 由無到有的過程 主要通過細(xì)胞的分裂來實現(xiàn)的 發(fā)育主要受溫度和光周期的影響 5（二） 生育期 玉米從播種到成熟所經(jīng)歷的時間 一般用天數(shù)來表示 6玉米不同類型品種熱量指標(biāo) 品種類型 熱量指標(biāo) （=10 oC 積溫） 生育期 （天） 備注 早熟種 21002300 8595 夏播、回茬 中早熟種 230025

2、00 95105 夏播、回茬 中熟種 25002700 105115 套種 中晚熟種 27002900 115125 套種、春播 晚熟種 2900 125 春播 7FAO通用標(biāo)準(zhǔn) 超早熟類型：811片葉，生育期70 80天 早熟類型：1214片葉，生育期8190天 中早熟類型：1516片葉，生育期91100天 中熟類型：1718片葉，生育期101110天 中晚熟類型：1920片葉，生育期111120天 晚熟類型：2122片葉，生育期121130天 超晚熟類型：23片葉，生育期131140天（出苗成熟天數(shù)） 8（三）生育時期 玉米植株在一生當(dāng)中外部形態(tài)特征發(fā)生明顯變化的時期 全田有50% 的植株

3、達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時定為期 葉齡指數(shù)=展開葉片數(shù)/葉片總數(shù) 100%91. 出苗期幼苗高度達(dá)到2厘米102. 拔節(jié)期 莖節(jié)總長達(dá)到2 3 厘米 靠近地面能夠用手摸到節(jié) 雄穗生長錐開始伸長 葉齡指數(shù)35% 40% 7 8展葉（20片葉品種） 植株生長由根系轉(zhuǎn)向莖、葉 11123. 大喇叭口期 心葉叢生，上平，側(cè)面形狀如高音喇叭 11 12 展葉 葉齡指數(shù)60%左右 雌穗小花分化 是玉米一生最重要的管理時期134. 抽雄期雄穗自頂葉抽出 葉片全部展開葉齡指數(shù)100%145. 吐絲期雌穗花絲自苞葉抽出156. 灌漿期 籽粒開始積累同化產(chǎn)物 吐絲后1215天 167. 乳熟期 籽粒開始快速積累同化產(chǎn)物 吐絲后2

4、530天178. 蠟熟期 籽粒開始變硬 吐絲后3540天189. 完熟期 籽粒達(dá)到生理成熟 呈現(xiàn)出本品種固有的色澤、質(zhì)地 吐絲后4550天19（四）生育階段 根據(jù)玉米植株一生形態(tài)特征的變化而劃分的幾個生育時段 20（ 播種出苗階段） 時間：從播種到出苗 生長中心：種子萌發(fā)、出苗 需要時間：615天211. 苗期階段 又稱：前期 時間：從出苗到拔節(jié) 生長中心：以根系和莖、葉生長為主 需要時間： 222. 穗期階段 又稱：中期 時間：從拔節(jié)至抽雄 生長中心：莖、葉生長旺盛，開始進(jìn)行穗分化 是營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn)階段 需要時間：233. 花粒期階段 又稱：后期 時間：從抽雄至成熟 生長中心：營養(yǎng)生

5、長停止，以籽粒發(fā)育為中心 需要時間：24三、玉米器官的建成三、玉米器官的建成 一）根系 (Root System) 1. 根的類型 玉米的根屬于須根系 由初生根和次生根構(gòu)成 2526 主胚根（種子根）1條 初生長根 次生胚根（側(cè)胚根）46條 玉米根系 地下節(jié)根 47層 次生根 （節(jié)根） 地上節(jié)根（氣生根、支持根）24層 610層 27282 根的作用時期 初生根：主要功能期在出苗至拔節(jié)前，但其作用可維持到大喇叭口期。 次生根：主要功能期在拔節(jié)至吐絲期。 氣生根：主要功能期在吐絲至籽粒灌漿期。 293 根系的分布 垂直分布：11.5米，最深可達(dá)2米。 水平分布：一般為半徑50cm，但主要在半徑2

6、0cm范圍內(nèi)。 重量分布：0 20Cm 根量占60%0 30 Cm占80%0 50 Cm占90%304. 根系的生長 苗期生長緩慢 拔節(jié)前后生長最快 抽雄后生長變緩慢并開始逐漸衰亡 31不同生長發(fā)育時期玉米根系的生長情況 苗期 拔節(jié)期 抽雄期 蠟熟期 根層數(shù) 2.0 4.5 8.0 8.0 根條數(shù) 8 28 83 84 根干重（克） 0.37 5.64 57.83 52.92 32二）莖 (Stem) 1 形態(tài)33 由節(jié)和節(jié)間組成，一般1425節(jié)，晚熟品種多于早熟品種 株高最矮僅0.5米，高的可達(dá)9米。生產(chǎn)上一般品種為2 3米34 節(jié)上葉腋生有腋芽 頂部46節(jié)無腋芽（或腋芽不發(fā)育） 以下各節(jié)均

7、生一腋芽 下部腋芽形成早但穗分化開始晚 上部腋芽形成晚但穗分化開始早 上部腋芽具有頂端優(yōu)勢（發(fā)育為正常果穗）35普通玉米的分蘗發(fā)生較少，且不能形成產(chǎn)量，一般在出苗至拔節(jié)期拔除飼用玉米則可利用其分蘗特性生產(chǎn)較多的同化產(chǎn)物362 莖稈的生長 出苗至拔節(jié)生長非常緩慢 拔節(jié)后開始迅速生長 散粉后基本停止生長 節(jié)間長度：自基部逐漸增長，穗位節(jié)達(dá)到最大，穗位以上又逐漸縮短 各節(jié)間長度的增長自下向上具有重疊性 節(jié)間粗度：由基部到頂部逐漸變細(xì)37玉米莖干物質(zhì)增長情況（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 1998年） 日期 生育時期 莖干重（克/株） 7.8 出苗 7.19 拔節(jié) 2.5 7.29 大喇叭口 11.2 8.18 吐絲

8、 58.5 9.2 灌漿期 61.5 9.17 乳熟期 61.8 10.4 收獲 63.2 品種：掖單19號，畝產(chǎn)563公斤 383. 環(huán)境條件對莖稈生長發(fā)育的影響 溫度：莖稈生長發(fā)育隨溫度升高而加快 光照：弱光促使莖稈伸長（對光的競爭） 水分：充足水分促進(jìn)莖稈伸長，干旱抑制莖稈伸長 肥料：氮肥促進(jìn)莖稈伸長，磷、鉀肥促進(jìn)莖稈機(jī)械組織發(fā)育，利于抗倒 39三）葉 (Leaf)401 形態(tài) 葉的構(gòu)成: 葉片、葉鞘、葉舌 互生、平行葉脈 葉片數(shù)與成熟期有關(guān)，早熟品種14-17片，中熟品種18-20片，晚熟品種21-25片。生產(chǎn)上一般品種18-23片。 第一片真葉頂端圓形，5光、7毛、6過渡 葉片長度：

9、自基部開始逐漸增長，穗位葉最長，向上又逐漸縮短。 葉片寬度：自基部開始逐漸增大，穗位葉最大，向上又逐漸變窄。 葉面積：自基部開始逐漸增大，穗位葉最大，向上又逐漸減小。 412 功能 葉鞘：保護(hù)幼嫩的莖稈，光合作用較弱 葉片：光合作用、蒸騰作用、氣體交換、吸收作用（可進(jìn)行葉面施肥） 葉舌：具保護(hù)作用，可防止某些病蟲浸染。是禾谷類幼苗鑒定的重要依據(jù)。 42 基部葉片“根葉組”：主要供應(yīng)根系發(fā)育 中部葉片“莖葉組”：主要供應(yīng)莖稈發(fā)育 上部葉片“粒葉組”：主要供應(yīng)穗粒發(fā)育 “棒三葉”（穗位葉及其上、下各一片葉）籽粒積累量的同化產(chǎn)物有50%來自“棒三葉” ，其中穗位葉占30% “就近供應(yīng)”原則3. 葉片

10、功能分組434. 葉面積動態(tài) 玉米不同生育時期葉面積和葉片干物質(zhì)積累 (河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 1998 年) 日期 生育時期 單株葉面積（cm2） 葉片干物重（克/株） 8/7 4 展葉 118 0.67 19/7 拔節(jié)期 1123 7.05 29/7 大喇叭口 3796 24.22 18/8 吐絲期 8014 45.4 2/9 灌漿期 6430 48.26 17/9 乳熟期 6127 43.05 4/10 成熟期 4268 40.56 品種：掖單 19 號，畝產(chǎn) 563 公斤 44四）花序（Spike） 玉米為雌雄同株、異位異花授粉自然異交率95%以上 451. 雄花序（Tassel）又稱雄穗、天穗

11、植株頂芽發(fā)育而成46圓錐花序由主軸和側(cè)枝組成側(cè)枝411個472. 雌花序（Ear） 又稱果穗、雌穗 由植株中上部腋芽發(fā)育而成 肉穗狀花序 由穗柄、穗軸、苞葉和雌雄穗花組成 482. 雌花序（Ear）又稱果穗、雌穗由植株中上部腋芽發(fā)育而成肉穗狀花序由穗柄、穗軸、苞葉和雌小穗花組成 49連接果穗與莖稈上有密集的節(jié)節(jié)上生苞葉為莖稈的短側(cè)枝（相當(dāng)于分枝）（1）穗柄（ear stem）502）苞葉（husk） 著生于穗柄節(jié)，包被果穗 為不完全葉，僅有葉鞘，沒有葉片 起保護(hù)作用，防止病蟲侵害 苞葉過短則使果穗頂部外露，容易遭受病蟲危害 光合作用很弱51（3）穗軸（cob）肉質(zhì)化充滿髓質(zhì)多維管束組織穗軸節(jié)很

12、密上著生雌小化52（4）雌小穗花（floret） 著生于穗軸節(jié) 每個小穗有兩朵小花 上位花結(jié)實 下位花退化 53五）授粉、受精 玉米為雌雄同株、異位異花授粉自然異交率95%以上 541散粉（pollen shedding） 雄穗從開始開花至終花一般持續(xù)79天 陰涼天氣可達(dá)12 13天 開花后第3 4天開花量最多，占45% 55花粉活力 花粉散出時間越晚活力越低 花粉活力與外界環(huán)境條件有關(guān) 大田條件下（溫度28.6 30、相對濕度65% 81%）離體花粉活力僅維持2 3小時 溫度超過32 35，花粉很快喪失活力 低溫條件有利于維持花粉活力 56607080901001234567散粉后天數(shù)（天）

13、Days after pollen shedding (d)Percentage of seed-set(%)授粉結(jié)實率（%） 圖6-6 不同日齡花粉授粉結(jié)平均實率Fig.6-6 Average seed-set ability of pollen grains57吐絲 花柱和柱頭合在一起 細(xì)長、側(cè)遍 上面長有茸毛，頂端茸毛最多，利于接受花粉 橫切面為啞鈴型 花絲任何部位都可接受花粉 子房受精后花絲顏色變?yōu)榈t色，后逐漸枯萎 未授粉的花絲可持續(xù)生長15天左右 （1）花絲形態(tài)58（2）吐絲過程 果穗中下部小花開始分化最早、抽出苞葉的時間也最早 基部花絲伸長也比較早，但距果穗頂端遠(yuǎn)，抽出也比較晚

14、頂部小花分化時間最晚，生長速度慢，抽出時間最晚，常常因為沒有授粉而形成禿尖 59（3）花絲活力 吐絲后24天之內(nèi)活力最強 一周之后開始下降 15天以后花絲活力基本喪失 60花絲活力與花粉活力之間的交互作用花絲活力與花粉活力之間的交互作用 01020304050607080901001234567891011121314151617181920吐絲后天數(shù) (天) Days after silking (d)Seed-site percentage (%)結(jié)實率（%）第1天花粉第2天花粉第3天花粉第4天花粉第5天花粉第6天花粉第7天花粉 圖6-8 花粉活力與花絲活力交互作用對結(jié)實率的影響Fig.

15、6-8 Interaction effect silk and pollen activities on seed-set ability61（4）花期協(xié)調(diào) 雄穗散粉時間短、花粉活力極易喪失 花絲活力維持時間長 延遲散粉對授粉結(jié)實影響相對較小 延遲吐絲則對授粉結(jié)實影響較大 生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)特別注意雌雄協(xié)調(diào)問題 62吐絲與散粉的同步協(xié)調(diào)能力吐絲與散粉的同步協(xié)調(diào)能力051015202530358910 11 12 13 14 15 16 178月份日期（日）Days of August(d)Percentage (%)Pollen sheddingSilking051015202530351314151617181920218月份日期（日）Days of August(d)Percentage (%)Pollen shedding