玉米的生長和發(fā)育

作物生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)/教學(xué)資源庫玉米的生長和發(fā)育第二節(jié)玉米的生長和發(fā)育玉米生活史玉米的生育時(shí)期

玉米的生育時(shí)期是指某種新器官出現(xiàn)，使植株形態(tài)發(fā)生特征性變化的日期。常用的生育時(shí)期有：播種期：播種的日期出苗期：苗高2-3cm，第一片真葉展開的時(shí)期拔節(jié)期：莖基部節(jié)間開始伸長的日期抽雄期：雄穗主軸從頂葉露出3-5cm的日期開花期：雄穗主軸小穗開始開花的日期吐絲期：雌穗花絲從苞葉伸出2-3cm的日期成熟期：果穗中下部籽粒乳線消失，胚位下方尖冠處出現(xiàn)黑色層的日期乳線拔節(jié)期小喇叭口期大喇叭口期玉米生育期抽雄期吐絲期成熟期玉米的生育階段玉米營養(yǎng)和生殖器官的分化發(fā)育在全生育過程中表現(xiàn)有明顯的主次關(guān)系，按其形態(tài)特征和生長性質(zhì)，可將其生育期劃分為不同的生育階段：

1.苗期從播種期至拔節(jié)期，包括種子發(fā)芽、出苗及幼苗生長等過程，此期玉米主要進(jìn)行根莖葉的分化和生長，是營養(yǎng)生長階段；

2.穗期從拔節(jié)期至雄穗開花期，此期是玉米營養(yǎng)器官生長與生殖器官發(fā)育并進(jìn)的階段，玉米根莖葉等營養(yǎng)器官旺盛生長并基本建成并完成雄穗和雌穗的分化發(fā)育；

3.花粒期從雄穗開花期到籽粒成熟期，此期是玉米的生殖生長階段，玉米完成開花、吐絲、受精、結(jié)實(shí)的過程直至成熟。玉米的生育階段一、玉米的營養(yǎng)器官（一）根玉米根系具有吸收養(yǎng)分、水分，固定支持及合成多種活性物質(zhì)的功能。玉米根屬須根系，由胚根和節(jié)根組成。初生胚根（1條）胚根次生胚根（3~7條)種子根(1.)胚根又叫種子根,植物學(xué)上稱初生根系，種子胚胎發(fā)育時(shí)由胚柄分化發(fā)育而成，是苗期吸收肥水的主要根系，且全生育期都有生理功能。①初生胚根種子萌發(fā)時(shí)，首先突破胚根鞘伸出的幼根，垂直向下生長，長20-40cm。②次生胚根在中胚軸的基部長出3-7條幼根，實(shí)際是第一層節(jié)根。③胚根的功能：供應(yīng)幼苗出土后2-3周內(nèi)所需的水分和養(yǎng)分。(2.)節(jié)根不定根，著生于節(jié)間，居間分生組織基部,植物學(xué)上稱次生根。玉米的主要根系。①地下節(jié)根（次生根）發(fā)生在靠近胚芽鞘節(jié)上，隨著莖的生長，按照向頂?shù)拇涡蛏L，一般有4-7層，每層4-6條根，在節(jié)上呈輪生狀態(tài)。②地上節(jié)根又叫氣生根、支持根約2-3層，依據(jù)肥水而定，每層的條數(shù)約10-20條。玉米的總根數(shù)約為50-120條，一般玉米的根長可達(dá)1-2km。生長方向：自下而上玉米根長逐層減少，根粗逐層增加，但最上層又減少。根層間距逐漸加長。2.根的生長根的生長表現(xiàn)為重量和長度的增加，根重對(duì)維持地上部生長和功能比根條數(shù)更為重要。出苗時(shí)，根重占一生最大根重0.33%拔節(jié)，根重占一生最大根重10%抽雄散粉期達(dá)到最大。

散粉后，根重降低，根系衰老。3.根的分布玉米根的分布一般在深1m左右，分布范圍直徑1m左右，主要集中于莖桿周圍15-20cm內(nèi)。

0-20cm，根重占總根重的60%左右；

0-30cm，根重占總根重的80%左右；

0-50cm，根重占總根重的90%左右；4.根的功能①吸收功能（absorption)很多根毛，且根汁液滲透壓高，吸收水分和養(yǎng)分，一般較高層次的根吸收能力更強(qiáng)，從上至下，各層根的吸收能力呈遞減趨勢(shì)。0-20cm水平范圍內(nèi)是吸收的活躍區(qū)。②固定支持功能(fixation)③合成功能(synthesis)根是合成氨基酸和生理活性物質(zhì)的重要器官，尤其是氣生根合成功能更強(qiáng)。5.影響根系生長的因素（1）品種一般生育期較長的根層數(shù)也多；（2）溫度根系最適地溫24-25℃，過低根系停止生長，>40℃則抑制生長。（3）水分水分適宜，根系生長迅速，過多不利于根系生長，尤其苗期（芽澇）。（4）養(yǎng)分土壤肥沃，根系發(fā)達(dá)，土壤貧瘠，根系生長不良。根具有“向肥性”。（5）氧氣玉米稱為“中耕作物”，需氧多，中耕可以促進(jìn)根系生長。（二）莖

玉米的莖具有輸導(dǎo)、支持和貯存功能，由節(jié)和節(jié)間組成，結(jié)構(gòu)上由表皮、基本組織和維管束系統(tǒng)構(gòu)成。（二）莖1.莖的形態(tài)粗壯、高大，中部有髓，中實(shí)，根據(jù)莖的高低可將玉米分為：矮桿型：株高低于2m

中桿型：株高2-2.7m

高桿型：株高大于2.7m玉米莖桿有：節(jié)16-24個(gè)節(jié)1-4節(jié)不伸長，1-6節(jié)密集地下節(jié)間節(jié)與節(jié)之間下部莖節(jié)上的腋芽長成的側(cè)枝叫分蘗，應(yīng)早除掉。2.功能（1）支持作用支持葉片，均勻分布（2）輸導(dǎo)作用莖中的維管束是根與花、葉、果穗之間的運(yùn)輸通道。（3）貯藏作用可以貯藏糖分。3.莖的生長胚軸莖桿

種子成熟拔節(jié)前拔節(jié)后莖節(jié)原始體未伸長的莖節(jié)莖節(jié)伸長

散粉后加粗莖節(jié)停止生長每個(gè)節(jié)間從開始伸長到定長大約需要6-14天，伸長同時(shí)也不斷增粗。4.影響莖桿生長的因素（1）溫度最適溫度24-28℃，<10-12℃停止生長，>30℃隨溫度升高，生長速度降低。（2）養(yǎng)分需要NPK充足且比例合適，NP豐富缺K時(shí)，節(jié)間易碎和倒伏，嚴(yán)重缺P植株矮縮。（3）光照短日照作物，光周期和光照強(qiáng)度都有影響，增加日照時(shí)數(shù)，可延長營養(yǎng)生長，莖節(jié)增多。（4）水分水分不足對(duì)地上部生長影響大于地下部，拔節(jié)到抽雄期缺水，易出現(xiàn)“卡脖旱”。（三）葉葉是玉米進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的重要器官，還具有一定的吸收功能。

（三）葉1.形態(tài)結(jié)構(gòu)葉片完全葉著生莖桿上葉鞘葉舌不完全葉胚芽鞘、苞葉、盾片（1）葉片結(jié)構(gòu)表皮上表皮大型運(yùn)動(dòng)細(xì)胞支持葉面平展和下表皮降低蒸騰葉肉葉肉維管束有特別發(fā)達(dá)的維管束鞘，維維管束管束鞘細(xì)胞內(nèi)含有許多特殊化的葉綠?！鞍羧~”穗位葉及上、下兩葉“胚葉”玉米最初的5-6片葉，葉面光滑。判斷葉位棒三葉胚葉（2）葉鞘葉鞘肥厚、堅(jiān)韌，緊包節(jié)間，有加固保護(hù)莖稈和貯存養(yǎng)分的作用。

（3）葉舌著生于葉片和葉鞘的交接處，無色薄膜，有防止雨水、病蟲侵染的作用。葉環(huán)：葉片與葉鞘交接外側(cè)。苞葉葉鞘葉環(huán)葉舌葉片2.葉的生長（1）葉片生長最初3片葉靠種子貯藏的營養(yǎng)，出現(xiàn)較快；4-6片葉則出現(xiàn)較慢，7-12片也出現(xiàn)加快，之后葉片出現(xiàn)速度變慢。玉米葉片展開時(shí)間：不同葉位有明顯差別，一般中部葉面積較大的展開時(shí)間長，上、下部葉片較下的展開時(shí)間短。葉面積計(jì)算：用系數(shù)法，公式：單葉面積（cm2）=葉片中脈長度(cm)×葉片最大寬度(cm)×0.75

單株葉面積=∑單葉面積（2）葉片組分類根據(jù)葉面積大小和生長速度，一株葉片可分為4組：第1葉組（1-6葉）面積最小，生長速度慢，功能期短，

30天左右，供長中心是根，又叫根葉組第2葉組（7-11葉）面積較大，生長速度快，功能期長，

30-60天，供長中心是莖桿和雄穗，又叫莖葉組第3葉組（12-16）面積最大，生長速度快而穩(wěn)，功能期最長，

60-63天，供長中心是雌穗，又叫穗葉組第4葉組（17-頂葉）面積較小，生長速度下降，功能期短，

40-45天，供長中心是子粒，又叫粒葉組3.葉片的功能（1）光合作用

C4作物，光合效率高，棒三葉光合能力最強(qiáng)，對(duì)子粒貢獻(xiàn)最大。（2）蒸騰作用

葉表皮氣孔對(duì)外交換，蒸散水分，降低葉溫（3）吸收作用

葉表面氣孔和表皮細(xì)胞能吸收液態(tài)礦質(zhì)元素，“根外追肥”、“葉面噴施”4.影響葉片生長的因素（1）光照光周期和光照度對(duì)葉片數(shù)量和大小都有影響（2）溫度影響葉片數(shù)、出生和生長速度及大小，31-32℃

生長最快。（3）施肥是促控葉片生長的重要手段，施肥顯著增加葉面積和葉的功能期。（4）水分水分的多少直接影響葉片的壽命、功能和生長。二、玉米的生殖器官（一）花與花序玉米雌雄同株，兩種單性花序異位著生，是典型的異花授粉作物。雄花序玉米的雄花序又稱雄穗，屬圓錐花序，著生于莖稈頂部，由主軸和側(cè)枝組成

雄穗上著生成對(duì)排列的小穗，小穗由護(hù)穎包著兩朵雄花。每朵雄花由1個(gè)內(nèi)穎、1片護(hù)穎和3個(gè)雄蕊組成，雄蕊的花絲頂端著生花藥，每花藥約有2500?；ǚ邸Ｓ衩壮樗牒?-5天開始開花，開花順序是從主軸中上部開始，然后向上向下同時(shí)進(jìn)行，分支的小花開放順序和主軸相同。一般始花后2-5天為盛花期，以上午7-11時(shí)開花最盛。雌花序玉米的雌花序又稱雌穗，屬肉穗花序，由葉腋的腋芽發(fā)育而成。雌穗是一個(gè)變態(tài)的側(cè)枝，果穗生于側(cè)枝的頂端，側(cè)枝是由短縮的節(jié)和節(jié)間組成的，通常稱穗柄。枝上每一節(jié)著生一變態(tài)葉，即苞葉。

苞葉穗柄穗軸穗軸節(jié)很細(xì)密，每節(jié)著生成對(duì)排列成行的兩個(gè)小穗，每一小穗基部兩側(cè)各著生一個(gè)護(hù)穎，每一小穗內(nèi)有兩朵雌花，上位花發(fā)育結(jié)實(shí)，下位花退化。其中結(jié)實(shí)的小花由1個(gè)內(nèi)穎、1片外穎和一個(gè)雌蕊和退化的雌蕊組成，雌蕊由子房、花柱和柱頭組成。另一個(gè)退化的小花僅有膜質(zhì)的內(nèi)、外穎和退化的雌、雄蕊痕跡。

（二）玉米雌雄穗的分化和發(fā)育

1.雄穗的分化和發(fā)育（1）生長錐未伸長期：生長錐突起，長寬差別較小，此時(shí)莖尚未開始拔節(jié)，是雄穗分化的原始階段；（2）生長錐伸長期：莖頂生長錐開始顯著伸長，長大于寬；（3）小穗分化期：生長錐中部出現(xiàn)小穗原基，基部出現(xiàn)分支原基，是進(jìn)入小穗分行期的標(biāo)志；（4）小花分化期：生長錐中部小穗原基分化出兩個(gè)大小不等的小花原基，標(biāo)志著進(jìn)入小花分化期；（5）性器官形成期：雄蕊原始體迅速伸長，花粉囊中的花粉母細(xì)胞形成四分體，標(biāo)志著雄穗分化進(jìn)入性器官發(fā)育形成期，這時(shí)雄穗體積迅速增大，不久即進(jìn)入抽雄期。2.雌穗的分化和發(fā)育（1）生長錐未伸長期：生長錐尚未伸長，長寬差別較??；（2）生長錐伸長期：生長錐顯著伸長，長大于寬；（3）小穗分化期：生長錐進(jìn)一步伸長，出現(xiàn)小穗原基；（4）小花分化期：雌穗中下部的小穗開始分化出兩個(gè)小花原基，標(biāo)志著進(jìn)入小花分化期；（5）性器官形成期：雌穗中下部小花雌蕊柱頭逐漸伸長，頂端出現(xiàn)分叉和絨毛，同時(shí)子房長大，胚珠分化，雌穗迅速增長，不久花絲從苞葉中伸出。3.開花受粉與受精（1）開花抽穗后2～5天開始開花，順序：從主軸中上部開始，然后向上向下同時(shí)進(jìn)行，分枝的小花開放順序與主軸相同，一般第2～5天為盛花期，上午開花較多，午后開花顯著減少，夜間更少。以上午7～11時(shí)開花最盛，其中上午7～9時(shí)開花最多。雌穗抽出稍晚，穗柄短的比穗柄長的吐絲性好；苞葉短、苞尖緊的品種吐絲性好；在干旱、缺肥或遮光的條件下，容易出現(xiàn)雌雄開花不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。果穗基部以上1／3處的小花先抽絲，然后向上、向下伸展。因此，當(dāng)果穗上下部位花絲抽出后，粉源不足時(shí)會(huì)出現(xiàn)果穗禿頂或基部缺?，F(xiàn)象。

（2）授粉與受精玉米開花時(shí)，胚囊和花粉粒都已成熟，雄穗花藥破裂散出大量花粉。微風(fēng)時(shí)，花粉只能散落在植株周圍l米多的范圍內(nèi)，風(fēng)大時(shí)花粉可散落在500～1000米以外的地方。花粉借助風(fēng)力傳到花絲上的過程稱為授粉?；ǚ勐湓诨ńz上10分鐘就開始發(fā)芽，30分鐘后大量發(fā)芽?；ǚ郯l(fā)芽形成花粉管進(jìn)入子房達(dá)到胚囊，放出兩個(gè)精子。一個(gè)精子與卵細(xì)胞結(jié)合，形成合子，將來發(fā)育成種子的胚；另一個(gè)精子與兩個(gè)極核結(jié)合，將來發(fā)育成胚乳。胚囊內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的這兩個(gè)受精過程，稱雙受精，從授粉到完成雙受精大約需18～24小時(shí)。3.影響開花授粉的因素（1）溫度

20-28℃開花最多，>38℃或<18℃雄花不開。（2）濕度最適宜的相對(duì)濕度65-90%，<60%開花少，>90%易吸水膨脹破裂。（3）花粉生活力與溫濕度關(guān)系在溫度28.6～30℃，相對(duì)濕度65～81%時(shí)，花粉生活力可維持5～6h，8h后顯著下降，24h后完全喪失生活力。花粉曝曬在中午的強(qiáng)光下(38以上)，2h左右即全部喪失其生活力。植株健壯、生長勢(shì)強(qiáng)的品種，花絲生活力強(qiáng)；雜交