第一节 玉米的生物学特性

课程导入：

玉米是世界上总产和单产第一，贸易量第二，面积第三的“四元”（粮食、饲料、经济、蔬果）谷类作物，20世纪50年代末我国育成了首批玉米双交种，开创了我国玉米杂交育种的新纪元。目前，生产上推广的主要是单交种，本项目主要学习玉米人工去雄杂交制种及自交系亲本种子繁殖与提纯技术。了解玉米的生物学特性，对玉米高产制种、调节制种过程中父、母花期、准确识别具体亲本的性状特点具有重要作用，本节重点学习玉米的生物学特性。

课程学习：

一、器官构造

玉米的器官是指根、茎、叶、雌雄穗(花序)、种子等部分。

1. 种子

玉米的种子实质上是果实(颖果)，生产上习惯称之为种子或籽粒，由种皮、胚乳和胚三部分组成。玉米的种皮和果皮相连，不易区分，习惯上称为种皮，主要由纤维素组成，表面光滑，一般无色，包围整个种子，占种子总质量的6%-8%，具有保护种子不受外力和机械损伤、防止病虫害入侵的作用。玉米的胚乳位于种皮内部，占80%-85%，主要由淀粉组成，为种子萌发提供营养物质。玉米的胚特别大，占种子总质量的10%-14%，是新生植物体的雏体，玉米的胚由子叶、胚芽、胚轴和胚根组成。玉米籽粒千粒重一般为200~350g左右，最小的仅50多g，而最大的可达400g以上。种子的颜色有黄、白、紫、红、花斑等多种。

2. 根

玉米的根属须根系，没有主根。按生长次序可分为初生根、次生根和支持根三种。

(1)初生根  又称种子根。种子萌发时首先从种胚的下端伸出一条根，随后又在胚的中部盾片节处长出3~7条较初生胚根略细的根。初生根入土较深，能吸收土壤深层水分，所以玉米苗期抗旱能力较强。

(2)次生根  又称不定根或节根，是玉米的主要根系。当幼苗长出三片真叶时，在胚芽鞘着生的茎节处开始长出第一层根，一般4~5条，第二层根出生在第一片真叶着生的茎节处，第三层根出生在第二片真叶着生的茎节处，其余类推。次生根一般5~8层，依品种而异。

(3)气生根  又称支持根，它是植株下部靠近地面伸长茎节上长出的根，出生后斜长入土，具有支持植株抗倒的作用。气生根入土后产生大量侧根，有较强的吸水吸肥能力。

3. 叶

玉米叶着生在茎的节上，呈互生排列。全叶可分叶鞘、叶片、叶舌三部分。叶鞘紧包着节间，肥厚坚硬，有保护茎秆和贮藏养分的作用。叶片是进行光合作用的重要器官。叶片中央有一条主脉，主脉两侧平行分布着许多侧脉，起支持叶片和输送水分、养分的作用。叶舌着生于叶鞘与叶片交接处，紧贴茎杆，有防止雨水、病菌、害虫侵入叶鞘内侧的作用。

玉米主茎出现的叶片数目因品种而不同，早熟品种叶片少，晚熟品种叶片多，一般在12~25片之间。

4.茎

茎是植株的骨架，也是养分和水分的输导组织和贮存器官之一。

玉米茎的高低，因品种、土壤、气候和栽培条件不同而有很大差别。矮生类型株高仅50~2000px，高大类型株高可达300~10000px，一般来说，矮秆的生育期短，单株产量低；高秆的生育期长，单株产量高。当前生产上通常将株高在2m以下者称为矮秆型，2~3m的为中秆型，或3m以上的高秆型。

茎由节和节间组成，玉米的节数因品种而异，一般在12~25节之间。一般来说，玉米靠近地面的节间粗短，根系发育良好，抗风力就强，茎秆不易倒状，反之，节间细长，根系发育差，抗风力就弱，茎秆就容易倒状。通过调节水肥，控制节间的生长可达到防止倒伏夺取高产的目的。

由茎基部节上的腋芽长成的侧枝称为分蘖(分枝)，一般发育缓慢，结实率差，需要在中耕除草时去除。

4、穗(花序)

玉米是雌、雄同株异花，雄穗位于植株的顶端，雌穗长在茎中部的叶腋内。雄穗比雌穗分化早，抽雄散粉一般也比雌穗早。玉米异花授粉率在95%以上，是典型的异花授粉作物。

（1）雄穗：属圆锥花序，着生于茎秆顶部，中下部生有分枝，一般10－25个。它有一根较粗的主轴和若干较细的分枝，主轴和分枝上有成对排列的小穗。成对小穗中一个有柄在上，一个无柄在下。

每个小穗最外层有两个颖片，内有两朵小花，每朵小花有内外两个稃片，里面包着三个雄蕊和一个退化的雌蕊，雄蕊由花药和花丝组成，花药两室，内有大量花粉粒，花粉成熟后，外稃张开，花丝伸出颖片，花药开裂散出花粉。

（2）雌穗

雌穗属肉穗花序，由变态的腋芽发育而成，着生在穗柄的顶端。中部为穗轴，穗轴上排列着4~10行成对排列的小穗。每小穗基部有2片革质的短护颖，内有两朵小花，上花正常，为可孕花，下花退化。正常小花外部有内、外稃，内部为子房、丝状花柱和柱头，柱头二裂，密布茸毛，新鲜的花丝能分泌粘液，粘着随风传来的花粉粒。

二、开花习性

玉米抽雄后2～5d开始开花散粉，开花顺序是先主轴后分枝，主轴和分枝的中上部小花先开，然后再向上向下开花。一个雄穗从开花到结束约5～9d，开花后3～4d花粉量最多。开花最适宜的温度是25～28℃，最适宜的相对湿度是65%～90%，温度超过30℃，相对湿度低于60%时开花减少，低于30%时散粉后1～2h花粉便失去了萌发能力，若温度超过38℃和低于18℃时雄穗不开花。在正常气候条件下，以上午开花最多，下午显着减少，上午8～10时最盛，11时以后逐渐减少。阴雨天开花时间推迟。

雌穗吐丝比雄穗开花一般晚2～5d，也有雌雄穗同时开花的。一般穗中部吐丝最早，然后向上向下两端吐丝，，中部花丝最先伸长抽出，授粉机会多，所以果穗中部的籽粒多而且排列整齐。顶部吐丝最迟，往往会造成秃尖现象。若遇干旱缺水，会导致雄穗开花和雌穗吐丝间隔时间延长，造成花期不遇。

花丝上密布茸毛，能分泌沾液，粘着花粉粒，花丝的任何一部分都可授粉，所以剪去一部分花丝并不影响授粉。

花粉粒落到花丝上后，如条件适宜，一般授粉后24～36h就可以完成受精，受精后花丝停止伸长，颜色由浅变深，2～3h后枯萎。

花丝寿命可以维持10～13d，刚抽出的花丝受精能力最强，7d后受精能力下降，13d后丧失受精能力。当气温高于35℃，相对湿度低于30%时花丝容易萎枯，不再能授粉受精，父母本开花授粉期应避开夏季高温天气，以免影响产量。

课堂检测

请打开小试牛刀进行检测。 

课后总结

总结玉米各器官的构造和功能。

课后实践

观察玉米的形态结构、开花习性。