【摘 要】玉米植株由根、茎、叶营养器官和雌穗、雄穗生殖器官组成。营养器官的生长是生殖器官形成的基础,二者既有矛盾又相互促进,只有二者生长发育协调,才能获得高产。
【关键词】玉米器官;建成;功能
1.根系的生长及功能
1.1初生根
又称胚根或种子根,是玉米种子发芽时从种胚处长出的一条幼根,垂直向下生长,可达20-40cm。它包括1条主胚根和数条侧胚根,一般初生胚根1条,垂直入土,种子萌动后生出。次生胚根3-7条,胚根生出后2-3天生出(实际上为第一层节根)。在幼苗出土2-3周内起着输导养分和水分的作用。
1.2次生根
又称节根或不定根,从地下茎节上发生。玉米节根层数依品种、种植密度和水肥状况等条件而定,一般4-7层,根总条数50-60条,2-3片可见叶至大叶期形成,根先向四周伸长,后向下垂直生长,深度可达2m以上,95%的根系集中在地表下40cm土层内,是玉米一生吸收供应水分和养分的主体根系。
1.3气生根
又叫地上节根或支持根,是玉米拔节到抽雄期从近地表茎节上长出来的一些较粗壮的根。一般轮生2-3层,每层有根10条左右,多的可达20条以上。气生根入土可吸收水分和养分,并具有强大的固定、支撑防倒作用,也是玉米中后期吸收水分和养分的重要根系。根的生长和吸收持点表明:玉米根系主要分布在耕层40cm内,根系活力最强的是在离植株10-20cm处。因此,生产上苗期采取蹲苗、中耕培土等措施有利于促进根系发育,培育壮苗。追肥距植株10cm为宜,施肥深度在10cm以下有利于提高肥效。
2.茎的生长及功能
玉米茎由节和节间组成。茎上突起的环状部分叫节,节与节之间叫节间。每个节上着生1片叶,互生,叶数和节数一致。一般中熟品种约有17-25节,生育期长的品种节数多,有的可达30多节。早熟品种节数少,有的只有10余节。一般5-8节位于地面以下,其余的节都在地面以上。近地表各节粗壮且短,以上逐渐伸长。玉米的全部茎节,在拔节前分化形成,拔节后地上部节间迅速伸长,至抽雄开花期,茎的高度一般不再增加。节间长短和茎粗除受品种影响外,还与肥水、密度以及气候条件等有关。一般气候冷凉,肥料充足,密度小,节短粗壮;气候温吸,雨水较多,密度大,氮肥过多,秆高,节长,茎细,易倒伏。生产上苗期适当蹲苗,可以达到茎基粗壮的效果;合理密植,加强肥水管理,培育壮秆是提高抗倒伏能力和高产的基础。玉米茎秆粗壮高大,除了担负水分和养分的运输外,还能支撑叶片,使之均匀分布,便于更好地进行光合作用,茎还是合成、贮藏养料的器官,后期可将部分养分转运到子粒中去,所以茎秆生长的好坏与产量有密切的关系。
3.叶片的生长及功能
玉米叶由叶片、叶鞘和叶舌三部分组成。叶片由表皮、叶肉和维管束构成,是进行光合作用、制造有机物质、形成产量的场所,此外还具有蒸腾和吸收作用,即植株体内的水分不断通过叶片以气体的形态向外蒸腾,促进根系对矿质养分的吸收,调节叶片的温度与外界平衡。矿质元素以水溶液的状态通过叶片气孔的表皮细胞进入叶肉,使根外追肥的效率大大提高。玉米叶片表皮细胞中有一种运动细胞,其细胞壁较薄,液泡较大,能起到控制叶片表面水分蒸腾作用。在气候正常,大气湿度较大的时候,液泡吸水膨胀,叶片处于平展状态,干旱缺水时叶片体积缩小,并向上卷曲成筒状,缩小蒸腾面积,防止水分散失。因此,观察叶片的状态可衡量干旱程度,指导灌水。
玉米全株叶片由下向上可划分为三组:基部叶组(根叶组)、中部叶组(穗叶组)、上部叶组(粒叶组)。不同部位叶片的光合产物“供长中心”不同。基部1-6片叶,光合产物主要是供给根系和叶片生长,称为根叶组;中部7-12片叶,光合产物主要供给茎和雄穗的生长,称为穗叶组;上部13-19(20)片叶,光合产物主要供给雌穗的生长和子粒的形成与充实,称为粒叶组。
4.花器构造与开花授粉习性
4.1花器构造
玉米是雌雄同株异花授粉作物,其天然杂交率高达95%以上,因此,制种田要合理设置隔离区。
(1)雄花序,又称雄穗,属圆锥花序,着生在茎的顶端,又叫“天花”,由主轴、分枝、小穗和小花组成,中下部生有分枝,一般10-25个。分技的多少、分枝长度与主轴的比例、角度,不同品种各不相同。主轴和分枝上着生着成对排列的小穗,一小穗有柄,位于上方;一小穗无柄,位于下方;每个小穗基部各生一对颖片,两颖片间生有两朵雄花,每朵雄花由内外穗和3枚雄蕊组成。雄蕊花丝顶端着生黄绿色花药,雄蕊成熟后花丝伸长,内外样张开,花药露出颖片,散出花药,即为开花;(2)雌花序,又称雌穗,为肉穗花序,受精结实后即为果穗,有的叫“棒子”。雌穗由叶腋中的腋芽发育而成,着生在穗柄顶部。穗轴节很密,每节着生两个成对排列的无柄小穗,每小穗内有两朵小花,上位花结实,下位花退化,故果穗上的子粒行数常呈偶数。每穗子粒行数一般12-18行,亦有8-30行的。每行子粒数由15-20行不等。每穗粒数有200-800粒或更多些,通常为300-500粒。
4.2开花授粉习性
玉米雄穗一般在露出顶叶后2-5天开始开花。雄穗的开花顺序是从主轴中上部开始,然后向上和向下同时进行,各分枝上的小花开放顺序与主轴相同。开花的分枝顺序则是上中部的分枝先开放,然后向上和向下部的分技开放。发育正常的雄穗可产生大量的花粉,每个雄小穗有2朵小花,每个雄穗有2000-4000朵小花,能产生1500万-3000万个花粉粒。雄穗开始开花后,一般第2-5天为盛花期,全穗开花完毕约需7-10天,长的可达11-13天。
玉米雄穗的开花与温度、湿度有密切关系,一般以20℃-28℃时开花最多,当温度低于18℃或高于38℃时雄花不开放。在温湿度均适宜的条件下、玉米雄穗全天都有花朵开放,一般以上午7-9时开花最多,下午将逐渐减少,夜间更少。
玉米花粉借助风力传到花丝上,这一过程叫做授粉。在温度为25℃-30℃,相对湿度为85%以上的情况下,玉米花粉落到花丝上10分钟后就开始发芽,30分钟左右大量发芽,花粉细胞的内壁通过外壁上的萌发孔向外突出并继续伸展,形成一个细长的花粉管,花粉管刺入花丝,花粉管在花丝内继续伸长,通过维管束鞘进入子房,经珠孔进入珠心,最后进入胚囊。花粉管进入胚囊的两个,一个与卵细胞结合成合子,以后发育成胚;一个与两个极核中的一个结合后,再与另一极核融合形成一个胚***细胞核,以后发育成胚***,完成双受精。一般情况下,玉米从授粉到受精大约需要18-24小时。
4.3子粒发育过程
玉米雌穗受精后花丝凋萎,子粒即形成。从受精到子粒成熟一般历时40-55天。大致可分为以下4个时期:
(1)子粒形成期自受精至***放期,约10-20天,其特点是:胚分化基本完成,子粒体积迅速增长;干物质积累较少,处于水分增长阶段;胚***为清浆状。此期是决定粒数的主要时期,要求养分和水分充足;(2)***热期,自***熟至蜡熟初,约15-20天,其特点是:胚已具备正常发芽能力,粒重迅速增长,是一生中于物质积累最快的时期;初显品种形状,胚***含水量内80%降到50%,胚***由***状变为糊状;果穗长、粗定型。此期是决定粒重的关键时期,要求光照充足,水分和温度适宜的外界条件;(3)蜡熟期,自蜡熟初至完熟,约10-15天。其特点是:子粒干重积累速度减慢,总干重接近最大值;子粒接近品种形状,胚***含水内50%降至40%,由糊状变为蜡状;果穗苞叶开始发黄。此期是基本定型的时期,要求适量供水,养根护叶,防止早衰;(4)完熟期,自完熟至收获8-10天。其特点是:干物质积累停止,子粒迅速脱水,由40%降至20%;子粒变硬,表面呈现鲜明光泽,子粒基部出现黑层,***线消失;苞叶枯黄,粒重达最大值,是收获的适宜时期。要求适期收获,及时晾晒脱水,防止冻害。
【参考文献】
[1]王畅,韩明武.不同环境条件对玉米器官建成和产量影响的试验报告[J].河南科技,1983,(07).
[2]闫中桓.玉米秃尖缺粒的原因及防治对策[J].农业科技与信息,2008,(23).
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