玉米的生长和发育

玉米生活史

一、生育期

从出苗到成熟的天数为生育期。玉米生育期长短与品种、播期和温度等因素有关。一般叶数多、播期早、温度低的生育期长，反之则短。

二、玉米的生育时期

玉米的生育时期是指某种新器官出现，使植株形态发生特征性变化的日期。常用的生育时期有：

播种期：播种的日期出苗期：苗高2-3厘米，第一片真叶展开的时期

拔节期：茎基部节间开始伸长的日期

抽雄期：雄穗主轴从顶叶露出3-5厘米的日期

开花期：雄穗主轴小穗开始开花的日期

吐丝期：雌穗花丝从苞叶伸出2-3厘米的日期

图9-吐丝开花期

成熟期：果穗中下部籽粒乳线消失，胚位下方尖冠处出现黑色层的日期

图11-成熟期

乳线

图10-乳线消失

生产上，通常以全田50％的植株达到上述标准的日期，为各生育时期的记载标准。

另外，生产中还常用小、大喇叭口期作为生育进程和田间肥水管理的标志。小喇叭口期是指植株有12一13片可见叶，7片展开叶，心叶形似小喇叭口。大喇叭日期是指叶片大部可见，但未全展，心叶丛生，上平中空，形似大喇叭口。

三、玉米的生育阶段

玉米营养和生殖器官的分化发育在全生育过程中表现有明显的主次关系，按其形态特征和生长性质，可将其生育期划分为不同的生育阶段：

1.苗期

从播种期至拔节期，包括种子发芽、出苗及幼苗生长等过程，此期玉米主要进行根茎叶的分化和生长，是营养生长阶段；

2.穗期

从拔节期至雄穗开花期，此期是玉米营养器官生长与生殖器官发育并进的阶段，玉米根茎叶等营养器官旺盛生长并基本建成并完成雄穗和雌穗的分化发育；

3.花粒期

从雄穗开花期到籽粒成熟期，此期是玉米的生殖生长阶段，玉米完成开花、吐丝、受精、结实的过程直至成熟。

玉米的生育阶段

图12-玉米的一生

一、玉米的营养器官

（一）根

玉米根系具有吸收养分、水分，固定支持及合成多种活性物质的功能。玉米根属须根系，由胚根和节根组成。

(1.)胚根

又叫种子根,植物学上称初生根系，种子胚胎发育时由胚柄分化发育而成，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

种子萌发时，首先突破胚根鞘伸出的幼根，垂直向下生长，长20-40cm。

②次生胚根

在中胚轴的基部长出3-7条幼根，实际是第一层节根。

③胚根的功能：

供应幼苗出土后2-3周内所需的水分和养分。

(2.)

节根

不定根，着生于节间，居间分生组织基部,植物学上称次生根。

玉米的主要根系。

①地下节根（次生根）

发生在靠近胚芽鞘节上，随着茎的生长，按照向顶的次序生长，一般有4-7层，每层4-6条根，在节上呈轮生状态。

②地上节根

又叫气生根、支持根

约2-3层，依据肥水而定，每层的条数约10-20条。

玉米的总根数约为50-120条，一般玉米的根长可达1-2km。

生长方向：自下而上

玉米根长逐层减少，根粗逐层增加，但最上层又减少。根层间距逐渐加长。

2.根的生长

根的生长表现为重量和长度的增加，根重对维持地上部生长和功能比根条数更为重要。

出苗时，根重占一生最大根重%

拔节，根重占一生最大根重10%

抽雄散粉期达到最大。

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，分布范围直径1m左右，主要集中于茎杆周围15-20cm内。

0-20cm，根重占总根重的60%左右；

0-30cm，根重占总根重的80%左右；

0-50cm，根重占总根重的90%左右；

4.根的功能

①吸收功能

很多根毛，且根汁液渗透压高，吸收水分和养分，一般较高层次的根吸收能力更强，从上至下，各层根的吸收能力呈递减趋势。0-20cm水平范围内是吸收的活跃区。

②固定支持功能

③合成功能

根是合成氨基酸和生理活性物质的重要器官，尤其是气生根合成功能更强。

5.影响根系生长的因素

（1）品种

一般生育期较长的根层数也多；

（2）温度

根系最适地温24-25℃，过低根系停止生长，>40℃

则抑制生长。

（3）水分

水分适宜，根系生长迅速，过多不利于根系生长，尤其苗期（芽涝）。

（4）养分

土壤肥沃，根系发达，土壤贫瘠，根系生长不良。根具有“向肥性”。

（5）氧气

玉米称为“中耕作物”，需氧多，中耕可以促进根系生长。

（二）茎

玉米的茎具有输导、支持和贮存功能，由节和节间组成，结构上由表皮、基本组织和维管束系统构成。

1.茎的形态

粗壮、高大，中部有髓，中实，根据茎的高低可将玉米分为：

矮杆型：株高低于2m

中杆型：株高

高杆型：株高大于

2.功能

（1）支持作用

支持叶片，均匀分布

（2）输导作用

茎中的维管束是根与花、叶、果穗之间的运输通道。

（3）贮藏作用

可以贮藏糖分。

3.茎的生长

玉米的茎由胚轴分化发育而成，雄穗开花时茎节不再增长，株高达最大高度。

4.影响茎杆生长的因素

（1）温度

最适温度24-28℃，<10-12℃

停止生长，>30℃

随温度升高，生长速度降低。

（2）养分

需要NPK充足且比例合适，NP丰富缺K时，节间易碎和倒伏，严重缺P植株矮缩。

（3）光照

短日照作物，光周期和光照强度都有影响，增加日照时数，可延长营养生长，茎节增多。

（4）水分

水分不足对地上部生长影响大于地下部，拔节到抽雄期缺水，易出现“卡脖旱”。

（三）叶

叶是玉米进行光合作用和蒸腾作用的重要器官，还具有一定的吸收功能。

1.形态结构

(1)

叶的形态

完全叶

着生茎杆上由叶片、叶鞘、叶舌构成不完全叶

由胚芽鞘、苞叶、盾片构成（2）叶鞘

叶鞘肥厚、坚韧，紧包节间，有加固保护茎秆和贮存养分的作用。

（3）叶舌

着生于叶片和叶鞘的交接处，无色薄膜，有防止雨水、病虫侵染的作用。

叶环：叶片与叶鞘交接外侧。

苞叶

叶鞘

叶环

叶舌

叶片

2.叶的生长

（1）叶片组分类

根据叶面积大小和生长速度，一株叶片可分为4组：

第1叶组（1-6叶）面积最小，生长速度慢，功能期短，30天左右，供长中心是根，又叫根叶组

第2叶组（7-11叶）面积较大，生长速度快，功能期长，30-60天，供长中心是茎杆和雄穗，又叫茎叶组

第3叶组（12-16）面积最大，生长速度快而稳，功能期最长，60-63天，供长中心是雌穗，又叫穗叶组

第4叶组（17-顶叶）面积较小，生长速度下降，功能期短，40-45天，供长中心是子粒，又叫粒叶组

3.叶片的功能

（1）光合作用

C4作物，光合效率高，棒三叶光合能力最强，对子粒贡献最大。

（2）蒸腾作用

叶表皮气孔对外交换，蒸散水分，降低叶温

（3）吸收作用

叶表面气孔和表皮细胞能吸收液态矿质元素，“根外追肥”“叶面喷施”

4.影响叶片生长的因素

（1）光照

光周期和光照度对叶片数量和大小都有影响

（2）温度

影响叶片数、出生和生长速度及大小，31-32

℃生长最快。

（3）施肥

是促控叶片生长的重要手段，施肥显着增加叶面积和叶的功能期。

（4）水分

水分的多少直接影响叶片的寿命、功能和生长。

二、玉米的生殖器官

（一）花与花序

玉米雌雄同株，两种单性花序异位着生，是典型的异花授粉作物。

雄花序

玉米的雄花序又称雄穗，属圆锥花序，着生于茎秆顶部，由主轴和侧枝组成雄穗上着生成对排列的小穗，小穗由护颖包着两朵雄花。每朵雄花由1个内颖、1片护颖和3个雄蕊组成，雄蕊的花丝顶端着生花药，每花药约有2500粒花粉。

玉米抽穗后2-5天开始开花，开花顺序是从主轴中上部开始，然后向上向下同时进行，分支的小花开放顺序和主轴相同。一般始花后2-5天为盛花期，以上午7-11时开花最盛。

雌花序

玉米的雌花序又称雌穗，属肉穗花序，由叶腋的腋芽发育而成。雌穗是一个变态的侧枝，果穗生于侧枝的顶端，侧枝是由短缩的节和节间组成的，通常称穗柄。枝上每一节着生一变态叶，即苞叶。

苞叶

穗柄

穗轴

（二）玉米雌雄穗的分化和发育

1.雄穗的分化和发育

（1）生长锥未伸长期：生长锥突起，长宽差别较小，此时茎尚未开始拔节，是雄穗分化的原始阶段；

（2）生长锥伸长期：茎顶生长锥开始显着伸长，长大于宽；

（3）小穗分化期：生长锥中部出现小穗原基，基部出现分支原基，是进入小穗分化期的标志；

（4）小花分化期：生长锥中部小穗原基分化出两个大小不等的小花原基，标志着进入小花分化期；

（5）性器官形成期：雄蕊原始体迅速伸长，花粉囊中的花粉母细胞形成四分体，标志着雄穗分化进入性器官发育形成期，这时雄穗体积迅速增大，不久即进入抽雄期。

2.雌穗的分化和发育

（1）生长锥未伸长期：生长锥尚未伸长，长宽差别较小；

（2）生长锥伸长期：生长锥显着伸长，长大于宽；

（3）小穗分化期：生长锥进一步伸长，出现小穗原基；

（4）小花分化期：雌穗中下部的小穗开始分化出两个小花原基，标志着进入小花分化期；

（5）性器官形成期：雌穗中下部小花雌蕊柱头逐渐伸长，顶端出现分叉和绒毛，同时子房长大，胚珠分化，雌穗迅速增长，不久花丝从苞叶中伸出。

3.开花授粉与受精

（1）开花

抽穗后2～5天开始开花，顺序：从主轴中上部开始，然后向上向下同时进行，分枝的小花开放顺序与主轴相同，一般第2～5天为盛花期，上午开花较多，午后开花显着减少，夜间更少。以上午7～11时开花最盛，其中上午7～9时开花最多。

雌穗抽出稍晚，穗柄短的比穗柄长的吐丝性好；苞叶短、苞尖紧的品种吐丝性好；在干旱、缺肥或遮光的条件下，容易出现雌雄开花不协调现象。

果穗基部以上1／3处的小花先抽丝，然后向上、向下伸展。因此，当果穗上下部位花丝抽出后，粉源不足时会出现果穗秃顶或基部缺粒现象。

（2）授粉与受精

玉米开花时，胚囊和花粉粒都已成熟，雄穗花药破裂散出大量花粉。微风时，花粉只能散落在植株周围l米多的范围内，风大时花粉可散落在500～1000米以外的地方。花粉借助风力传到花丝上的过程称为授粉。花粉落在花丝上10分钟就开始发芽，30分钟后大量发芽。花粉发芽形成花粉管进入子房达到胚囊，放出两个精子。一个精子与卵细胞结合，形成合子，将来发育成种子的胚；另一个精子与两个极核结合，将来发育成胚乳。胚囊内同时进行的这两个受精过程，称双受精，从授粉到完成双受精大约需18～

24小时。

3.影响开花授粉的因素

（1）温度

20-28℃开花最多，>38

℃或<18

℃雄花不开。

（2）湿度

最适宜的相对湿度65-90%，<60%开花少，>90%易吸水膨胀破裂。

（3）花粉生活力与温湿度关系

在温度～30℃，相对湿度65～81%时，花粉生活力可维持5～6h，8h后显着下降，24h后完全丧失生活力。花粉曝晒在中午的强光下(38℃以上)，2h左右即全部丧失其生活力。

植株健壮、生长势强的品种，花丝生活力强；杂交种的花丝活力比自交系的强；高温、干燥的气候条件比阴凉、湿润的气候条件容易使花丝枯萎而提早丧失生活力。

（三）种子

玉米的种子实质上是果实（颖果），通常叫种子或籽粒，主要由皮层（包括子房壁形成的果皮和珠被形成的种皮）、胚和胚乳组成。

玉米种子的外形

1.果皮和种皮

2.胚乳

3.胚

玉米种子的结构

种子的形成的过程大致分为四个时期：

籽粒形成期：自受精到乳熟初期，一般在授粉后15-20天，胚的生长发育快，此期末胚的分化基本结束，胚乳细胞形成，种子已初具发芽能力，但干物质积累少。

乳熟期：自乳熟初到腊熟初期，为期20天左右，此期末，果穗的粗度、籽粒和胚的体积达最大，籽粒增长迅速。

蜡熟期：自蜡熟初期到完熟之前，为期10-15天，籽粒干物质积累慢，数量少，是粒重的缓慢增长期；

完熟期：在蜡熟后期，干物质积累停止，主要是籽粒脱水过程，籽粒变硬，乳线消失，胚基部出现黑色层。

3.影响子粒发育的因素

（1）温度

①玉米灌浆期的适宜温度为20～24℃

②温度明显影响抽穗到成熟的日程

③昼夜温差对子粒灌浆有明显影响

(2)水分

①水分的多少影响光合能力

②影响营养器官中的物质向子粒中运输

(3)光照

玉米粒重约90～95%来自授粉后的光合产物

(4)肥料

适量供给氮肥，叶片功能期长，有粒大粒饱的效果，品质也有所提高。