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发布时间:2020-06-21 13:41:26

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作者:杨力,张民,万连步

出版社:山东科学技术出版社

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玉米优质高效栽培

玉米优质高效栽培试读:

一、玉米生产概况

[1](一)玉米栽培简史

玉米属于禾本科玉米属,学名玉蜀黍,俗称棒子、玉茭、苞米,起源于美洲大陆。1492年哥伦布发现新大陆后,把玉米带到了西班牙,随着世界航海业的发展,玉米逐渐传到了世界各地,并成为最重要的粮食作物之一。玉米何时传入我国尚无定论,大约已有460年的种植历史。玉米在我国分布很广,南自北纬18的海南岛,北至北纬53的黑龙江省的黑河以北,东起台湾和沿海省份,西到新疆及青藏高原,都有一定面积。玉米在我国各地区的分布并不均衡,主要集中在东北、华北和西南地区,大致形成一个从东北到西南的斜长形玉米栽培带。全国共分六个种植区:北方春播区、黄淮海夏播区、西南山地区、南方丘陵区、西北灌溉区和青藏高原区。种植面积较大的省份是山东、吉林、河北、黑龙江、辽宁、河南、四川等七省。(二)玉米生产现状

玉米是我国重要的粮食、饲料和经济作物,播种面积占世界的16.5%左右,总产占世界总产的17.9%左右,位居世界第2位;平均单产高于世界平均水平,位居世界第5位。1995年全国玉米播种面积34 164万亩,占粮食作物播种面积的20.7%,位居粮食作物的第3位;总产量达到11 198.6万吨,占粮食总产量的24%,居第2位;2000年玉米播种面积34 584万亩,占粮食作物播种面积的 21.3%,总产量达到10 600万吨,占我国粮食总产量的22.9%,居第3位。2002年我国玉米总产量达到12 131万吨。20世纪90年代统计资料表明,我国玉米产量在1 000万吨以上的省有:吉林省(1 539.8万吨)、山东省(1 379.2万吨)、黑龙江省(1 165.1万吨)和河北省(1 023.6万吨)。玉米产量在500万~1 000万吨的省(区)有:河南省(937.4万吨)、辽宁省(866.6万吨)、四川省(697.6万吨)、内蒙古自治区(575.2万吨)。浙江、福建、广东、海南和西藏玉米产量很少,总产量都在50万吨以下。

据20世纪90年代统计资料表明,我国玉米单产超过330千克/亩水平的省(区)有:吉林、宁夏、辽宁、新疆、内蒙古、江苏、山东和黑龙江。这些省(区)玉米总面积16 039.5万亩,占全国玉米总面积的49.9%。单产水平在267千克/亩以下的有:河北、山西等6个省,玉米总面积11 598万亩,占全国玉米面积的36.1%。由此可见,90年代我国玉米单产在267~333千克/亩的省(区)有14个,总面积达到27 637.5万亩,占全国玉米总面积的86.1%。1998~2002年统计表明,我国已有17个县(市)玉米单产达到500千克/亩的水平,有57个县(市)达到400千克/亩水平,单产水平在333千克/亩以上的已有230个县(市)。(三)玉米的应用价值

玉米是重要的传统食品,其子粒中含有丰富的营养。玉米的蛋白质含量高于大米,脂肪含量高于面粉、大米和小米,含热量高于面粉、大米及高粱。在边远地区,玉米是重要的食粮;在城市及较发达地区,玉米是调剂口味不可缺少的食品。随着食品机械和加工工艺的进步,新的玉米食品如玉米片、玉米面、玉米渣、特制玉米粉、速食玉米等随之产生,并可进一步制成面条、面包、饼干等。玉米还可生产出玉米蛋白、玉米油、味精、酱油、白酒等,在国内外市场上很受欢迎。

伴随着人们生活水平的提高,一些以玉米为主料的加工食品正在兴起。主要有玉米膨化食品、糊化食品,如膨化粥、膨化面茶、膨香酥条、玉米片、面条、饼干、面包等。玉米油是优质植物油,含有维生素E和61.9%的亚油酸,具有降低胆固醇、防止血管硬化之功效。甜玉米和笋玉米富含多种维生素和氨基酸,营养价值高,是餐桌上的美味佳肴。

玉米是公认的饲料之王。玉米的子粒和茎叶都是优质饲料。100千克玉米的饲用价值相当于135千克燕麦、130千克大麦、120千克高粱。玉米鲜嫩茎叶含有粗蛋白2.58%,粗脂肪0.81%,糖类20.09%,粗纤维5.91%,矿物质1.99%,是牲畜的优质青饲料。实践表明,玉米在畜禽饲料中占有极其重要的地位。世界上畜牧业发达国家有70%~75%的玉米用作饲料。20世纪90年代,我国每年用作饲料的玉米为7 000万~7 500万吨。进入21世纪,伴随畜牧业的大发展,饲料用玉米更会大增,玉米在畜牧业中的地位日显突出。

玉米是重要的工业原料,是人类加工利用最多的谷类作物。玉米子粒加工主要是生产淀粉,再深加工成各种变性淀粉,在食品、纺织、石油、造纸、医药、化工、冶金等行业中均有广泛应用。玉米淀粉可以生产具有光降解性和生物降解性的塑料制品,具有防止污染、保护环境的作用。玉米淀粉还可生产出多种糖类,为食品、医药、发酵等领域提供新型糖源。玉米淀粉发酵生产的酒精是玉米工业用途的大宗产品,酒精可以取代部分汽油作燃料,不污染环境,应用前景十分广阔。

玉米在医药上用途广泛。用玉米淀粉作培养基原料可生产青霉素、链霉素等药品。玉米淀粉可制造葡萄糖、麻醉剂、降压剂、消毒剂等药品。玉米的根系、叶片、穗轴、花丝等部位均可入药。总之,玉米全身是宝,玉米不论作为粮食、饲料,还是工业原料都在国计民生中占有重要地位。(四)玉米发展趋势

今后,随着人民生活水平的进一步提高,畜牧业、加工业将迅猛发展,对玉米的需求量将逐步扩大。根据我国玉米生产的现状和存在问题,玉米生产发展的指导思想应是:适当稳定玉米面积,主攻单产,增加总产,依靠用途,按需分流,分区布局,形成优势农产品区域带,以加工增值和加快流通提高玉米生产的经济效益。实现上述目标,要在思想上转变以下几个观念:一是要把玉米仅视为粮食作物转变为粮食、经济和饲料兼用作物。二是把单纯产量型生产转变为产量和质量并重型生产,改变过去单纯追求产量、忽视经济效益的倾向。三是由纯原料型生产转变为种、养、加综合型生产,发展综合利用,达到增产增值。四是启发和提高农民群众及领导干部的高产意识,树立玉米是高产高效作物、增产潜力很大的信念,积极增加物质投入以提高玉米产量。

在实际操作过程中,以选用优良玉米杂交种、改善品质和抗性为核心,充分利用杂种优势,逐步推进种子工程产业化,加速成果转化,提高经济效益;以增加物质和技术投入为基础,增加种植密度为中心,实施综合配套的先进栽培技术;发展高产、优质、高效的玉米生产。在此基础上,抓好以下几项措施:

一是加强种质创新工程,充分利用杂交优势,培育市场和生产需要的杂交玉米品种。主要是选育高产、优质、抗逆性好的新品种、专用玉米(糯玉米、甜玉米、爆裂玉米和青饲玉米),提高玉米的营养价值和商品价值。

二是加大农业新技术的推广力度,重视玉米区域化、规模化种植。配合2004年国家启动的粮食安全工程和农作物科技提升行动,重点推广规范化栽培技术、配方施肥技术、合理密植、适期晚收、节水灌溉、种子包衣、化学除草等诸多新技术,进一步提高玉米生产的科技含量,降低玉米生产成本,提高玉米效益。

三是加大玉米综合加工增值技术的开发和深加工工艺的研究。研究开发玉米秸秆综合利用、子粒精深加工的技术,实现玉米的增产增收。

四是增加物质投入,科学运筹肥水。根据玉米的生育特点和生产条件,采用平衡施肥方法,以产量定肥量,适当增加化肥投入,确保养分平衡供应。化肥、灌溉要分次进行,科学运筹,达到最佳肥水效果。

五是加强玉米基础生产设施的建设,促进玉米平衡发展。今后除继续抓好高产地区的玉米生产外,要抓好中低产田玉米改造和开发,加强生产条件的建设,增加抵抗自然灾害的能力,提高玉米生产的稳定性和可持续性,促进全国玉米均衡增产。[1] 本书采用亩作为面积单位,1公顷等于15亩。二、玉米优良品种(一)粮饲兼用玉米

粮饲兼用玉米要求品种生物产量和子粒产量高,收获时植株保绿度高,含水量大,活棵成熟。收获后子粒可作为粮用,也可作饲料;由于植株秸秆带绿成熟,植株的含水量高,粗蛋白含量在6%~7%,矿物质等较丰富,适口性好,可作为优良的青贮饲料。

1.农大108

中国农业大学育成的杂交种。1997年通过全国品种审定委员会和北京市、河北省农作物品种审定委员会审定,被农业部列为重点推广品种。该品种春播生育期120天,夏播生育期108天左右。植株为半紧凑型,株高260厘米,穗位高105厘米。叶片较宽,叶色深绿,穗位以下叶片平展,穗位以上叶片上冲,属理想株型。穗长20厘米,穗粗4.9厘米,穗行数16~18行,行粒数35~40粒,千粒重300克,出子率85%。子粒黄色,半硬粒型。根系发达,茎秆坚韧,具有较强的抗倒伏能力,耐旱、耐涝、耐瘠薄。抗大、小叶斑病,黑粉病,褐斑病,青枯病等多种病害,成熟时秸秆青绿。一般亩产550~600千克,最高产量932.5千克。该品种种植密度不宜过大,适宜的种植密度春播每亩3 000~3 500株,夏播3 500~4 000株。肥水条件好的田块,可以适当增加种植密度。适时收获,进行秸秆青贮。该品种既可春播,又可麦田套种或抢茬夏播,适宜范围较广,增产潜力较大,综合抗性和利用性状较好,推广利用的前景较为广阔。

2.鲁单50

山东省农业科学院玉米研究所育成的杂交种。1998年通过山东省农作物品种审定委员会审定。该品种夏播生育期101天。幼苗叶鞘紫色,生长势强,根系发达。叶色深绿,穗上叶上冲。株型较紧凑,株高250厘米,穗位高90厘米。果穗大而均匀,穗长20~24厘米,穗行数16~18行,穗粗4.9厘米,千粒重316.5克,出粒率87%左右。子粒黄色,半马齿型,穗轴红色。抗大、小叶斑病,粗缩病,黑粉病和锈病,抗倒伏能力强,轻感青枯病。一般亩产500~700 千克,比对照种掖单13号增产10.5%。该品种具有高产、稳产、抗病、抗倒、适应性广的特点,适于黄淮海夏玉米区和部分春玉米区种植,也适宜麦田套种和抢茬夏直播。一般种植密度每亩4 000株左右为宜,高产栽培以每亩4 500株左右为宜。

此外,还有鲁单981、费玉2号、鲁单661等品种。(二)高油玉米

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,直观上看高油玉米子粒都有较大的胚。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、维生素E,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。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的8%。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。

1.农大高油6号

中国农业大学育成。生育期在北京春播110天左右。株高270厘米,穗位高110厘米。子粒含油率9.1%,含蛋白质9.7%,含赖氨酸0.31%。子粒黄色,半马齿型,千粒重270克。一般亩产600~800千克,抗倒伏,抗大、小叶斑病。适宜的种植密度为每亩4 000株左右。

2.农大高油115

中国农业大学育成。1995年通过国家农作物品种审定委员会审定。该品种生育期122天左右。株型紧凑,株高240厘米,穗位高100厘米左右。叶片18~20片,幼苗、叶鞘浅紫色,叶片深绿色。果穗柱形,穗长24厘米,穗行数14~16行,穗粒数450~500粒,千粒重360克左右。子粒半硬粒型、黄色。穗轴红色。含油量高达8%。品质优良,适口性好。一般亩产600~800千克,适宜的种植密度为每亩4 000~4 500株。

另有鲁油1号、高油1号、高油6号、高油8号等。(三)糯玉米

糯玉米又称黏玉米,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,食用消化率高20%以上。糯玉米具有较高的黏滞性及适口性,可以鲜食或制罐头,我国还有用糯玉米代替黏米制作糕点的习惯。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。

1.中糯1号

中国农业科学院作物育种栽培研究所育成的白色糯玉米杂交种。该品种具有适应性广、抗病性强、品质优良、产量较高、商品性好等特点。支链淀粉达100%,蒸煮后食用,皮薄无渣,甜味适度,口感好。可春播、夏播或秋播。种植时应与普通玉米隔离,密度为每亩3 000~3 500株为宜;在授粉后25天左右适时采收。

2.鲁糯6号

山东省农业科学院玉米研究所选育的糯玉米杂交种,2001年山东省品种审定委员会审定。该品种生育期99天。株型半紧凑,株高239.8厘米,穗位高89.6厘米。鲜食果穗长22.2厘米,穗粗4.7厘米,穗粒数487.7粒,穗行数12~14行。出子率83.1%,子粒黄色,硬粒型,千粒重334.7克。较抗大、小叶斑病,耐青枯病、黑粉病。适宜的种植密度为每亩3 500~4 000株,隔离种植,注意合理施肥。鲜穗于授粉后25天左右采收。其他管理同普通玉米。

较新的糯玉米品种还有鲁白糯1号、西星糯玉1号、潍黄糯2号、花糯1号、黑糯玉米、烟糯6号等。(四)甜玉米

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,是因为玉米含糖量高。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三类。甜玉米在发达国家销量较大。

1.甜玉4号

中国农业科学院作物育种栽培研究所育成的杂交种。1992年北京市农作物品种审定委员会审定。半加强类型,植株生长整齐,果穗长大、均匀,子粒黄色,品质优良,风味好,适于制罐头、鲜食和速冻加工。高抗玉米大、小叶斑病等主要病害。适宜的种植密度为每亩3 500~4 000株,隔离种植。

2.鲁甜玉2号

山东农业大学育成的普甜杂交种。该品种生育期102天。株高220厘米,穗位高76厘米。鲜食果穗长20厘米,穗粗5.1厘米,穗行数16~18行。子粒黄色,品质优良,采收期含糖量10.4%。风味好,适于制罐头。适宜的种植密度为每亩4 000株,隔离种植。鲜穗于授粉后25天左右采收。

该类品种还有鲁甜玉1号、鲁甜玉3号、甜玉2号、科甜111、加甜16等。(五)优质蛋白玉米

优质蛋白玉米,也称高赖氨酸玉米,即玉米子粒中赖氨酸含量在0.4%以上。赖氨酸是人体及其他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。

1.中单9409

由中国农业科学院作物育种栽培研究所育成,1996年河北省审定。该品种在北京春播生育期120天。株高250厘米,穗位高90厘米。茎秆坚硬,较抗倒伏。果穗为筒形,穗长25厘米,穗行数16~18行。子粒为黄色,马齿型,胚乳为半硬质类型,千粒重330克,出子率85%。全子粒的蛋白质含量为8.96%,赖氨酸含量为0.42%。可作为优质的青食果穗、营养丰富的保健品原料和饲料。一般亩产500~700千克。种植密度一般每亩3 500~4 000株,高产田可达4 500株。适宜在河北、山东、河南、山西、陕西、湖南、浙江、宁夏、新疆、四川等省(区)种植。

2.鲁玉13(鲁单203)

山东省农业科学院玉米研究所育成,1993年通过山东和四川省品种审定委员会审定,被列为农业部重点扩繁品种。该品种属中熟、大穗型单交种,在济南地区春播、夏播生育期分别为110天和92天。该品种株型紧凑,株高230厘米,穗位高84厘米。果穗长20.5厘米,穗粗5.0厘米,穗粒数800粒以上。子粒为黄色、半硬质胚乳类型,千粒重260克。全子粒赖氨酸含量0.4%,蛋白质含量为9.76%。抗玉米大、小叶斑病,高抗穗腐病和青枯病,抗倒伏。一般亩产550~600千克,高肥水条件下可达850千克。种植密度为每亩3 500~4 000株,高产田为4 000~4 500株。适宜在山东、河北、河南、山西、陕西、四川等省种植。

此外,还有鲁单204、鲁单206、鲁单207、长单58、农大107、新玉6号等。(六)青贮玉米

青贮玉米是用来制作青贮饲料的专用品种,特点是植株高大,茎叶繁茂,营养成分含量较高,每亩秸秆产量多在3 500~4 000千克。在欧、美许多国家中,玉米青贮饲料早已成为肉牛育肥的强化饲料,美国青贮玉米播种面积占玉米种植面积的12%以上,法国青贮玉米种植面积占玉米播种面积的80%以上。随着山东省畜牧业的发展,种植青贮玉米是增加玉米效益和产业调整的方向之一。

1.科多4号

中国科学院遗传研究所育成,1989年天津审定。该品种在北京春播生育期130天。属于青贮专用晚熟品种,多秆多穗类型。株高300厘米,穗位高120厘米。植株健壮,茎秆坚硬,较抗倒伏。穗小粒小,子粒为紫色,一般亩产3 500~4 000千克。种植密度一般每亩3 500~4 000株。

2.科多8号

中国科学院遗传研究所育成,该品种在北京春播生育期120天。属于青贮专用晚熟品种,多秆多穗类型,有2~3个分蘖。株高350厘米,穗位高130厘米。植株健壮,茎秆坚硬,较抗倒伏。一般亩产5 000千克。种植密度每亩4 000株。

此外,还有墨白1号、京多1号、辽原1号、辽青85等。(七)高淀粉玉米

高淀粉玉米是指淀粉含量在75%以上的专用玉米。玉米子粒中淀粉分两种类型:直链淀粉和支链淀粉。普通玉米的淀粉一般是28%的直链淀粉和72%的支链淀粉,糯玉米子粒中的淀粉约100%为支链淀粉,高直链淀粉玉米子粒中有高达60%以上的直链淀粉和不到40%的支链淀粉。直链淀粉在工业上应用十分广泛,而且具有特殊用途。在保健食品方面,直链淀粉可作为低脂肪、低热量食物添加物,其水解产物可替代食品中的脂肪。用直链淀粉取代聚苯乙烯生产可降解塑料,具有极好的透明度、柔韧性、抗张强度、水不溶性,对解决白色污染、保护环境具有深远意义。

1.京早15号

北京市农林科学院玉米中心培育。夏播生育期95~97天。株高260厘米,穗位高98厘米左右。株型紧凑,抗倒伏。长筒形果穗,穗长18~20厘米,穗行数14行居多。子粒灌浆快,千粒重340克,容重710克以上,子粒金黄色,品质好,淀粉含量接近75%。可达国家一级饲料粮标准。高抗大、小叶斑病,矮花叶病毒病及粗缩病,略感眼斑病。一般比唐抗5号增产20%以上,亩产可达650千克以上。适宜密度每亩4 000株左右,需中等以上肥水管理。

2.长单26号

长春市农业科学院育成,1992年吉林省农作物品种审定委员会审定。该品种属晚熟高淀粉玉米单交种。出苗至成熟约130天。需≥10℃积温2 800℃·日。成株叶数22片。幼苗叶鞘绿色,叶片深绿色。平展型,株高约243厘米,穗位高92厘米。雌穗花柱绿色。果穗长筒形,长21~24厘米,穗行数16~18行,穗轴粉色。子粒马齿型,黄色,百粒重38克。茎秆强壮,根系发达,抗倒伏能力强。高抗玉米大叶斑病、丝黑穗病,抗茎腐病,抗玉米螟。子粒含粗蛋白 8.5%,粗脂肪 3.5%,淀粉76.8%(比普通玉米高6~8个百分点)。该品种产量潜力每亩900千克以上,适合北方春玉米区种植。

高淀粉玉米种植的品种较少,目前主要有四单19、长单374、郑单958、哲单20、哲单14等。(八)爆裂玉米

爆裂玉米胚乳几乎大部分由角质胚乳组成,角质胚乳越多,爆裂能力越强。子粒中角质胚乳的含量遗传上受隐性多基因控制。子粒中富含蛋白质、钙质、铁质、营养纤维、磷脂、维生素A、维生素B1、维生素E及人体必需的脂肪酸等成分。爆裂玉米主要作为零食食用。

爆裂玉米根据子粒型分为米粒型和珍珠型两种:米粒型子粒长而细,带有刺状顶端,突尖如稻状顶;珍珠型子粒较细小,子粒呈圆形,顶端光滑明亮,犹如珍珠一样。含水量13.5%~15%的子粒能产生最大的膨胀倍数;子粒破损后爆裂特性几乎消失;子粒成熟度差,灌浆不充分,膨胀倍数明显降低。膨化的最适温度为190~195℃,温度低时,爆花率低,米花小;温度高时,爆花率高,米花大而无核。

1.鲁爆玉1号

山东农业大学选育的杂交种,1994年山东省品种审定委员会审定。该品种生育期85天。株高250厘米,穗位高95厘米。单穗粒重60~70克。亩产200~300千克,膨胀系数30以上,爆花率97%,花形美观、酥脆无渣,风味独特。适宜的种植密度为每亩4 000株,注意合理施肥,其他管理同普通玉米。

2.黄玫瑰2号

中国农业科学院品种资源研究所选育的杂交种。该品种生育期105天。株高240厘米,穗位高90厘米。千粒重160克。亩产200千克,膨胀系数31,爆花率99%,子粒金黄,爆花品质好,花形美观,风味独特。适宜的种植密度为每亩4 000~5 000株。

此外,还有沪爆1号、成都806、太爆1号、黄玫瑰1号等。(九)笋玉米

笋玉米又称为娃娃玉米,是指以采收幼嫩果穗为目的的玉米。笋玉米是一种适于腌制泡菜或鲜笋爆炒以及制成罐头为主的鲜美食品。这种食品营养丰富,蛋白质含量高,人体所需氨基酸比较平衡,既清脆可口,又别具风味,是一种低热量、高纤维素、无胆固醇的优质高档蔬菜。

1.鲁笋玉1号

山东省烟台市农业科学院选育而成。株高200厘米,穗位高75厘米。抗病、抗倒,适应性广,属于中晚熟多穗型品种。在高产栽培的条件下,单株可产笋5~6个,单笋重6克左右,笋形细长柱状,笋色晶黄,符合罐头加工要求。

2.烟笋玉1号

山东省烟台市农业科学研究所育成。属于中晚熟多穗型杂交种。单株可产笋5~6个,单笋重6克左右,笋形长筒形,笋色淡黄,符合罐头加工要求。抗病、抗倒,适应性广,一般每亩种植5 000株左右。

还有甜笋101、石多3号、冀特1号等。三、玉米生长发育特点及对环境条件的要求(一)生长发育特点

1.生育时期

在玉米的一生中,按形态特征、生育特点和生理特性,可分为三个不同的生育阶段,每个阶段又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。田间管理的中心任务是,促进根系发育、培育壮苗,达到苗早、苗足、苗齐、苗壮,为玉米丰产打好基础。幼苗期怕涝不怕旱,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。这一阶段田间管理的中心任务是,促进中上部叶片增大,形成茎秆敦实的丰产长相,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是,营养体的增长基本停止,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。这一阶段田间管理的中心任务是,保护叶片不损伤、不早衰,争取粒多、粒重,达到丰产。

2.生育期和生育时期

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。

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2厘米的时期。(2)三叶期:植株第三片叶露出叶心2~3厘米。(3)拔节期:全田60%以上的植株雄穗伸长,茎节总长度达2~3厘米,叶龄指数30左右。(4)小喇叭口期:全田60%以上的植株雌穗进入伸长期,雄穗进入小花分化期,叶龄指数46左右。(5)大喇叭口期:植株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0.8厘米左右,棒三叶甩开呈喇叭口状。(6)抽雄期:植株雄穗尖端露出顶叶3~5厘米。(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2厘米左右。(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60%以上植株进入该生育时期为标志。(二)玉米对环境条件的要求

温度、光照、水分、矿质养分及土壤等是玉米生活的主要环境因素,对植株的生长发育有重大影响。因此,了解玉米与环境因素间的关系,是运用农业措施调控植株生长状况,实现高产、优质、低耗的重要依据。

1.温度

温度是玉米生育的主要环境因素之一,与玉米生长快慢、生育期长短关系密切。玉米正常生长的最低温度为10℃,在10~40℃范围内,温度愈高,生长速度愈快;反之,生长速度愈慢。通常以10℃作为玉米生物学零度,高于10℃的温度才是有效温度。玉米生育期间的有效积温与生育期关系密切。生长期间的温度较高,达到品种所需有效积温的天数少,生育期缩短;反之则延长。

玉米种子在6~7℃时开始发芽,速度极慢,且易霉烂;28~35℃发芽最适宜。据观察,温度10~12℃时,播种后18~20天出苗,20℃时仅需要5~6天。春玉米遇0.5~5℃低温,夏玉米苗期遇>40℃高温,都对生长带来抑制作用,严重时使幼苗致死。

土壤温度20~24℃最适于玉米根系生长建成,低于4.5℃,根系生长基本停止;高于35℃,生长速度亦显著降低。温度也影响侧根粗度,温度越高,侧根越细。

茎生长速度在一定范围内与温度呈正相关关系。茎生长最适温度为24~28℃,低于12℃生长停止,12℃以上随温度升高而加快,高于32℃时生长速度降低。温度高,茎生长快,节间细长,机械组织欠发达,秆细弱,易折倒。

温度与出叶速度关系密切。茎生长点处在10℃以下时,叶片伸展速度极慢,在12~26℃范围内,各叶伸出速度与温度呈直线关系,31~32℃时出叶最快,温度再升高,出叶速度反而减慢。

玉米开花散粉期间的适宜平均日温为26~27℃。温度高于32℃,空气相对湿度接近30%,土壤相对湿度低于70%时,雌穗吐丝缓慢,雌雄穗开花间隔时间拖长,花期不能很好吻合,雄穗开花持续期缩短,花丝、花粉生活力降低,受精不良,秃顶缺粒。

玉米子粒形成与灌浆的最适日平均温度为22~24℃,低于16℃,灌浆速度减慢,粒重降低,成熟期推迟。黄淮海地区夏直播玉米应力争早播,使子粒灌浆期避开后期低温影响。这期间温度高于25℃,又遇干旱时,会出现叶片过早枯黄、子粒脱水过快等高温逼熟现象,应注意灌溉,保根保叶,以确保玉米正常成熟。

2.光照

玉米属短日照作物,在短日照条件下发育较快,长日照条件下发育缓慢。一般在每天8~9小时光照条件下发育提前,生育期缩短;在长日照(18小时以上)下,发育滞后,成熟期略有推迟。早熟品种对光照周期反应较弱,晚熟品种反应较强。

光是玉米进行光合作用的能源,通过有机物质的合成、供应量而影响植株的生育状况。在较强光照下,合成较多的光合产物,供各器官生长发育,茎秆粗壮坚实,叶片肥厚挺拔;在弱光照下,光合产物较少,茎细弱,坚韧度低,叶薄易披。

玉米需光量较大,光饱和点约为10万勒克斯,光补偿点为500~1 500勒克斯。在此范围内,光合作用强度随光照强度增强而增加。光强度如低于光补偿点,则合成的有机养分少于呼吸消耗量,植株生长停滞,时间过长则导致死亡。

光质与玉米的光合作用及器官发育有密切关系。在红光下,光合作用强度大、效率高;在紫光下,光合强度弱、效率低。一般长波光对穗分化发育有抑制作用,短波光有促进作用。

日照时数对玉米产量有明显影响,日照时数充足,玉米容易获得高产。例如,黄淮海地区夏玉米全生育期日照时数为600~900小时,日照率在52%~65%之间,全生育期日照时数多,产量潜力为每亩2 200千克左右,容易获得高产。

3.水分

水是玉米进行生命活动需要量最多的物质,是一切生理活动的基础。水与玉米器官建成有密切关系。土壤表层疏松,底墒充足,可促进根系生长,根量大,入土深;相反,土壤表层水分过多,通气状况不良,则抑制根系发育,根量少,入土浅。

水分过多,茎叶生长快,茎嫩秆长,叶薄易披,坚韧性差,容易倒伏。干旱缺水,则抑制玉米正常生长,茎秆矮,叶片小,光合速率低,干物质积累少。水分供应适宜,植株的输导、光合性能正常,生长发育速度适中,利于高产抗倒。

水是影响玉米穗粒数和粒重的重要因素。子粒形成期间的土壤相对湿度在80%、乳熟期间保持70%~75%才能正常灌浆,低于40%灌浆速度降低。玉米开花前10天到开花后15天为第二需水高峰期。开花期及乳熟期缺水,穗粒数减少,粒重降低,败育粒增多。乳熟期及蜡熟期缺水,主要降低粒重。

4.矿质营养

矿质营养是玉米正常生长发育的主要条件之一,对器官建成及产量形成有很大影响。用氮、磷作种肥的玉米,根系干物重比对照增加37%;肥料种类、用量及施肥时期对玉米生长有显著的影响。氮、磷、钾肥用量足、比例适当时,植株生长正常,粗壮坚韧。缺氮或缺磷时,植株矮小,生物产量和子粒产量低。氮、磷充足,钾肥缺乏时,茎秆基部节间易裂易折。

5.土壤

土壤是玉米根系生长的场所,为植株生长发育提供水分、空气及矿质营养,与玉米生长及产量形成关系密切。

玉米对土壤空气状况很敏感,要求土壤空气容量大,通气性好,含氧比例较高。适宜土壤空气容量一般为30%。土层深厚,结构良好,肥、水、气、热等因素协调的土壤,有利于玉米根系的生长和养分的吸收,根系发达,植株健壮,高产稳产。植株在施有机质的土层中根量增加显著,产量亦明显提高。四、玉米营养需求特点与施肥(一)玉米的氮素营养

1.氮素的生理作用

氮也是玉米进行生命活动所必需的重要元素,对其生长发育影响最大。氮也是组成蛋白质中氨基酸的主要成分,约占蛋白质总量的17%。玉米植株营养器官的建成和生殖器官的发育是蛋白质代谢的结果,所以,没有氮,玉米就不能进行正常的生命活动。氮也是构成酶的重要成分,酶参加许多生理生化反应。氮还是形成叶绿素的必要成分之一,是叶片制造“粮食”的工厂。构成细胞的重要物质——核酸、磷脂、某些激素(如激动素、吲哚乙酸等)也含有氮,这些生理活性物质对许多代谢过程的作用至关重要;此外,植株体内一些维生素和生物碱如果缺少了氮也不能合成。所以氮的生理功能是多方面的,是玉米生长发育过程不可缺少的。

2.玉米植株对氮素丰缺的反应

氮素营养不足,叶片反应最明显,先从叶尖开始变黄,然后沿主脉向叶片基部扩展, 呈“V”型黄化。一般老叶首先表现症状,然后向较嫩的叶片上发展。在缺氮初期如果及时补充氮素,可以消除缺氮症状,减少产量损失。若长期缺氮,植株生长缓慢、矮小、黄瘦,叶片变黄直至枯死,推迟甚至不能抽雄,雌穗发育不良,空瘪粒增多,导致空秆率提高,果穗变小而减产。

氮肥施用过多,会使营养体过于繁茂,生殖器官发育不良,茎秆纤细,机械组织不发达,易倒伏,抗逆力降低,易受病虫侵害,常常造成贪青晚熟。

3.玉米对氮素的吸收、积累与分配(1)氮在各器官中的分配百分含量:玉米不同节位叶组叶片氮含量高低顺序为:中部叶组(11~13)>下部叶组(7~9)>基部叶组(3~5)>上部叶组(15~16)。从不同生育时期叶片氮含量来看,生育前期(拔节至小喇叭口)最高,而后下降,至抽雄吐丝期下降到一个低谷,授粉后又上升,至灌浆期(吐丝后15~20天)又达高峰,之后下降至成熟。

不同节位叶鞘和茎秆中氮的含量顺序为:基部>下部>中部>上部。叶鞘和茎秆中氮的含量动态变化基本一致,拔节和小喇叭口期含量最高,而后逐渐下降直至成熟。

叶、鞘、茎中氮含量表现为叶片>茎秆>叶鞘,而且在拔节和小喇叭口期,三者含氮量均最高,而后逐渐下降,至成熟达最低点。表明氮含量与茎叶生长盛衰有关。(2) 氮在各器官中的再分配:玉米植株各器官中氮素的分配为:子粒>叶>茎>雌穗。抽雄前,玉米吸收的氮素主要分配到叶和茎中;授粉后,子粒进入灌浆阶段,氮的分配主要转向雌穗,叶片和茎中的氮素开始向外转移,流向子粒。

气候条件也影响玉米体内的养分转移。生长季节如遇到少雨、寡照的气候条件,叶片、叶鞘和雌穗的氮素转移比例上升,茎秆和子粒的转移比例下降,转入子粒中的氮素比例下降,说明在不利于玉米生长发育的年份,子粒氮素的积累对土壤氮素的依赖程度加大。

施肥量不同,玉米氮素转移也存在差异。在施氮量较少的条件下,由其他器官转移到子粒中的氮素比例趋于增高,而施氮量较多的条件下则趋于减少,因此,增加施氮量可以促进根系对土壤氮素的吸收。

植株各器官中氮素向子粒转移的比率和贡献率的大小不同。研究表明,氮在各器官中转移率的大小顺序为:雄穗(76.07%)>叶鞘(63.02%)>雌穗(62.29%)>叶片(59.77%) >茎秆(59.71%),平均为61.04%。各器官转移的氮素对子粒的贡献率大小为:叶片(35.25%)>茎秆(14.99%)>雌穗(9.81%)>叶鞘(4.46%)>雄穗(4.22%),叶片对子粒贡献最大,各器官合计为68.71%,说明子粒取自根及土壤中的氮仅占31.29%。在低肥区或低施氮条件下,器官合计贡献率高达80%~90%。氮素不足或缺乏时,子粒动用光合器官氮素过多,引起叶片早衰而减产。可见,后期保障供氮量是高产的重要条件。

随玉米产量水平的提高,其他器官对子粒氮素的贡献率亦趋于提高,来自土壤吸收的氮素比例下降,表明高产田促进前期营养器官充分生长,打好丰产架子,贮备更多的氮素,对子粒的生产有重要的意义。(3)玉米植株氮素累积量、阶段吸收量和吸收强度:玉米氮素吸收数量受品种特性、产量水平、环境条件及栽培技术等方面的影响。

随着产量水平的提高,玉米吸氮量随之增加,二者呈极显著的正相关关系。亩产在300~400千克,每亩吸氮量为8~12千克;亩产在500~600千克,亩吸氮量为11~15千克;亩产在700~900千克,每亩吸氮量为15~18千克。亩产量在113.3~1 264.4千克范围内,氮素的利用效率随产量的提高而增加。如亩产118~400千克,每千克氮素生产子粒为33千克;亩产414~493千克,为35千克;亩产511~1 264千克,为46千克;而生产100千克子粒吸氮量随亩产量的提高随之下降。表明,愈是高产,氮素效益愈高,用肥愈经济。因此,高产条件下,必须增加肥料的投入,才能发挥出品种潜力,获得高产。当前玉米生产上投肥不足,仍是限制玉米产量进一步提高的重要原因之一。据王庆成分析,亩产118~400千克, 100千克子粒需氮量为3.01千克;亩产414~493千克,需氮量为2.86千克; 亩产511~1 264千克,需氮量为2.18千克。这可以作为氮肥施用量的参考指标。

玉米不同生育时期吸收氮素的规律,受玉米自身生长发育特性所制约。从阶段吸收量来看,玉米一生中有两个重要阶段吸氮最多:拔节至大喇叭口期(占37.27%)和抽丝至子粒建成期(占31.62%),从拔节至子粒建成期占全生育期的50%,吸氮量占总吸收量的80%以上。每日吸收强度,拔节以后逐日增多,以大喇叭口期到子粒建成期,即抽雄前10天到抽雄后20天的1个月左右时间内最大,这就是高产玉米重施大喇叭口肥的科学依据。

玉米吸收氮素的特点是,苗期较少,穗期最多,粒期其次。氮肥施用方式即不同时期施肥比例,因地力、产量水平和栽培管理任务的不同而有所侧重。一般来讲,高产田地力基础好,施肥量大,可以采用轻追苗肥、重追穗肥和补追粒肥的方法, 即苗期(拔节期以前,叶龄指数30以下)氮肥用量占总施氮量的30%~40%,穗期(大喇叭口期前后)施氮肥量约占50%,花粒期(抽雄至开花期)占10%~20%;中产田可采用二次施肥法,即施足苗肥(占总氮量的40%),重追穗肥(占总氮量的60%);低产田因地力较薄,追肥量少,采用重追苗肥(占总氮量的60%)、轻追穗肥(占40%)效果好。(二)玉米的磷素营养

1.磷素的生理作用

玉米对磷的需要量较氮、钾要少。磷是细胞的重要成分之一。磷进入根系后很快转化成磷脂、核酸和某些辅酶等,对根尖细胞的分裂生长和幼嫩细胞的增殖有显著的促进作用,有助于苗期根系的生长。同时,磷还可提高细胞原生质的黏滞性、耐热性和保水能力,降低玉米在高温下的蒸腾强度,从而可以增加玉米的抗旱能力。磷能使玉米植株对干旱有较强的忍受能力和恢复能力。

磷素直接参与糖、蛋白质和脂肪的代谢,对玉米生长发育和各种生理过程均有促进作用。因此,磷素充足不仅能促进幼苗生长,而且能增加后期的子粒数,在玉米生长的中、后期,磷还能促进茎、叶中糖和淀粉的合成及糖向子粒中的转移,从而增加千粒重,提高产量,改善品质。

2.玉米植株对磷素丰缺的反应

玉米缺磷的典型症状是:根系发育不良,植株生长缓慢,叶片不舒展,茎秆细小,茎和叶带有红紫的暗绿色,先从老叶尖端部分沿着叶缘处变成深绿而带紫色,严重时变黄枯死,然后逐渐向幼嫩叶片发展。幼苗对磷十分敏感,苗期缺磷,根系发育受阻,不能充分吸收磷,即使后期供给充足的磷也难以补救前期造成的损失。穗期缺磷,幼穗发育不良,花丝抽出延迟,易产生秃顶、缺粒,果穗粒行不整齐,甚至出现空秆。后期缺磷会影响植株体内营养物质的再分配和再利用,导致成熟期延迟,产量和品质均下降。因此,生产上施用磷肥,作基肥或种肥效果最好,最迟也应作为早期追肥施用,这样才能使玉米的生长发育良好。磷素过多往往抑制茎叶生长,产量降低,易诱发玉米缺锌、铁、镁等症状,间接影响玉米的生长发育。

3.玉米对磷素的吸收、积累与分配(1)磷在各器官中的百分含量:玉米不同节位叶组叶片中磷含量高低顺序为:基部叶组(3~5)>下部叶组(7~9)>中部叶组(11~13)>上部叶组(15~16)。果穗以下的叶片在形成初期磷含量均高于果穗以上叶片形成初期的含量。抽雄以后果穗上下的叶片磷的含量较高。不同生育时期叶片平均含磷量以拔节期最高,成熟期最低,形成前高后低的下降趋势,从大喇叭口到抽雄阶段比较稳定。

不同节位各叶鞘组磷的含量高低顺序为:基部(3~5)>中部(11~13)>上部(15~16)>下部(7~9)。从不同生育时期叶鞘中磷的百分含量看,苗期最高,之后下降,至灌浆初期为一低谷,灌浆中期又达一个高点,尔后下降,至成熟达最低。

不同节位茎秆中磷的含量高低顺序为:中部(11~13)>上部(15~16)>下部(7~9)>基部(1~6)。不同生育时期茎中磷含量亦呈前期高、后期低的均匀下降趋势,灌浆期较为稳定。

雌穗和雄穗中的磷含量,均呈初期高、后期低的下降趋势,雌穗中磷的百分含量(0.93%)高于雄穗(0.79%)。(2)磷在各器官中的再分配:玉米植株各器官中磷的分配为:子粒>叶>茎>雌穗。叶、茎和雌穗在吐丝至灌浆期开始向外转移磷,其中叶转移量最大(占总转移量的37%~43%),其次为茎秆(30.5%~45%),雌穗最少(18%~27%)。

各器官转移磷对子粒的贡献率, 茎秆(12.65%)>雌穗(9.71%)>叶片(7.77%)>叶鞘(5.74%)>雄穗(2.9%),其中茎秆对子粒的贡献最大。器官合计为38.77%,说明子粒取自根及土壤中的磷为61.23%。研究表明,玉米器官转移的磷对子粒的贡献率为58.14%~75.19%。因此,不同品种、不同产量水平等因素也影响器官磷的贡献率。(3)磷素的吸收、积累:磷肥施用数量和方式,受玉米植株磷素积累量多少的影响,与子粒产量关系十分密切。随产量水平的提高,吸磷量逐渐增加,二者呈极显著正相关。亩产在300~400千克,亩吸磷量为3~5千克;亩产在500~600千克,吸磷量为4~6千克;亩产在700~900千克,吸磷量为5~9千克。

目前玉米生产上缺磷现象仍十分严重,限制作用仅次于氮,因此,玉米要获得高产必须重视磷肥投入。亩产量在113.3~1 264.4千克范围内,每千克磷素生产子粒量随产量的提高而增加。如亩产118~400千克,每千克磷生产子粒为75千克;亩产414~493千克,为86千克;亩产511~1 264千克,为120千克。而生产100千克子粒吸磷量随亩产量的提高随之下降。表明愈是高产,磷素效益越高,用肥越经济。生产实践证明,亩产118~400千克,每100千克子粒需磷量为1.33千克;亩产414~493千克,需磷量为1.16千克;亩产511~1 264千克, 需磷量为0.83千克。这可以作为生产上磷肥施用量的参考指标。

玉米不同生育时期吸收磷素的规律,与氮素类似,也有差异。从阶段吸收量来看,与氮吸收相似,玉米一生中有两个重要阶段吸磷最多,拔节至大喇叭口期(占总吸收量的26.07%)和灌浆中期(占35.87%),显然磷的后期吸收高峰比氮吸收推迟。 抽雄前磷吸收的累积量占总吸收量的36.98%,抽雄后占63.02%,表明玉米前期吸磷量较少,后期吸磷量较多。每日吸收强度,拔节以后逐日增多,大喇叭口期达第一个吸收高峰,从子粒建成期到灌浆中期出现第二高峰,且日吸收量最大。因此,为满足后期磷素需要,生产上灌浆期进行根外追肥有利于产量的提高。(三)玉米的钾素营养

1.钾素的生理作用

玉米对钾的需要量仅次于氮。钾在玉米植株中呈离子状态,虽不参与任何有机化合物的组成,但它几乎在玉米的每一个重要生理过程中起作用。

钾主要集中在玉米植株最活跃的部位,对多种酶起活化剂的作用。钾能促进玉米植株糖类的合成和转化。钾素充足时,有利于单糖合成更多的蔗糖、淀粉、纤维素和木质素,茎秆机械组织发育良好,厚角组织发达,增强植株的抗倒伏能力。钾能促进核酸和蛋白质的合成,调节细胞内的渗透压,促使胶体膨胀,使细胞质和细胞壁维持正常状态,保证新陈代谢和其他生理生化活动的顺利进行。钾可以调节气孔的开闭,减少水分散失,提高叶水势和叶片持水力,使细胞保水力增强,从而提高水分利用率,增强玉米的抗旱能力。

2.玉米对钾素缺乏的反应

玉米缺钾,幼苗发育缓慢,叶色呈淡绿色且带黄色条纹,称之为“金镶边”。老叶中的钾转移到新生组织中,首先表现缺钾症状,叶尖端和边缘发黄、焦枯,严重时似灼烧状,进而变褐,但靠近叶中脉的两侧仍保持绿色。严重缺钾,植株生长矮小,机械组织不发达,易感茎腐病、易倒伏,根系生长不良,节间缩短,易早衰;果穗发育不良,秃顶严重,子粒淀粉含量减少,千粒重下降。

3.玉米对钾素的吸收、积累与分配(1)钾在各器官中百分含量:玉米不同节位叶组叶片中钾含量高低顺序为:中部(11~13)>上部(15~16)>下部(7~9)>基部(3~5)。从不同生育时期叶片平均含钾百分率来看,拔节期最高,之后迅速下降,大喇叭口至子粒建成初期较为稳定,而后下降至成熟达最低点。

不同节位各叶鞘组钾含量高低顺序为:中部(11~13)>基部(3~5)>上部(15~16)>下部(7~9)。从不同生育时期叶鞘钾含量来看,拔节期最高,至大喇叭口期迅速下降,至子粒建成初期又增长,后逐渐下降至成熟达最低点。

不同节位茎秆中钾的平均百分含量高低顺序为:上部(15~16)>中部(11~13)>下部(7~9)>基部(1~6)。从不同生育时期茎中钾含量看,是两头高中间低(灌浆期),呈“V”字型变化曲线。

雌、雄穗中的钾含量呈前期高、后期低的下降趋势,雌穗>雄穗。成熟期钾的含量是茎秆>叶鞘>叶片,这与氮、磷特点不一致。

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