玉米器官建成及功能探討

韓志和

【摘 要】玉米植株由根、莖、葉營養(yǎng)器官和雌穗、雄穗生殖器官組成。營養(yǎng)器官的生長是生殖器官形成的基礎(chǔ)，二者既有矛盾又相互促進(jìn)，只有二者生長發(fā)育協(xié)調(diào)，才能獲得高產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】玉米器官；建成；功能

1.根系的生長及功能

1.1初生根

又稱胚根或種子根，是玉米種子發(fā)芽時(shí)從種胚處長出的一條幼根，垂直向下生長，可達(dá)20-40cm。它包括1條主胚根和數(shù)條側(cè)胚根，一般初生胚根1條，垂直入土，種子萌動(dòng)后生出。次生胚根3-7條，胚根生出后2-3天生出（實(shí)際上為第一層節(jié)根）。在幼苗出土2-3周內(nèi)起著輸導(dǎo)養(yǎng)分和水分的作用。

1.2次生根

又稱節(jié)根或不定根，從地下莖節(jié)上發(fā)生。玉米節(jié)根層數(shù)依品種、種植密度和水肥狀況等條件而定，一般4-7層，根總條數(shù)50-60條，2-3片可見葉至大葉期形成，根先向四周伸長，后向下垂直生長，深度可達(dá)2m以上，95%的根系集中在地表下40cm土層內(nèi)，是玉米一生吸收供應(yīng)水分和養(yǎng)分的主體根系。

1.3氣生根

又叫地上節(jié)根或支持根，是玉米拔節(jié)到抽雄期從近地表莖節(jié)上長出來的一些較粗壯的根。一般輪生2-3層，每層有根10條左右，多的可達(dá)20條以上。氣生根入土可吸收水分和養(yǎng)分，并具有強(qiáng)大的固定、支撐防倒作用，也是玉米中后期吸收水分和養(yǎng)分的重要根系。根的生長和吸收持點(diǎn)表明：玉米根系主要分布在耕層40cm內(nèi)，根系活力最強(qiáng)的是在離植株10-20cm處。因此，生產(chǎn)上苗期采取蹲苗、中耕培土等措施有利于促進(jìn)根系發(fā)育，培育壯苗。追肥距植株10cm為宜，施肥深度在10cm以下有利于提高肥效。

2.莖的生長及功能

玉米莖由節(jié)和節(jié)間組成。莖上突起的環(huán)狀部分叫節(jié)，節(jié)與節(jié)之間叫節(jié)間。每個(gè)節(jié)上著生1片葉，互生，葉數(shù)和節(jié)數(shù)一致。一般中熟品種約有17-25節(jié)，生育期長的品種節(jié)數(shù)多，有的可達(dá)30多節(jié)。早熟品種節(jié)數(shù)少，有的只有10余節(jié)。一般5-8節(jié)位于地面以下，其余的節(jié)都在地面以上。近地表各節(jié)粗壯且短，以上逐漸伸長。玉米的全部莖節(jié)，在拔節(jié)前分化形成，拔節(jié)后地上部節(jié)間迅速伸長，至抽雄開花期，莖的高度一般不再增加。節(jié)間長短和莖粗除受品種影響外，還與肥水、密度以及氣候條件等有關(guān)。一般氣候冷涼，肥料充足，密度小，節(jié)短粗壯；氣候溫吸，雨水較多，密度大，氮肥過多，稈高，節(jié)長，莖細(xì)，易倒伏。生產(chǎn)上苗期適當(dāng)蹲苗，可以達(dá)到莖基粗壯的效果；合理密植，加強(qiáng)肥水管理，培育壯稈是提高抗倒伏能力和高產(chǎn)的基礎(chǔ)。玉米莖稈粗壯高大，除了擔(dān)負(fù)水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸外，還能支撐葉片，使之均勻分布，便于更好地進(jìn)行光合作用，莖還是合成、貯藏養(yǎng)料的器官，后期可將部分養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)到子粒中去，所以莖稈生長的好壞與產(chǎn)量有密切的關(guān)系。

3.葉片的生長及功能

玉米葉由葉片、葉鞘和葉舌三部分組成。葉片由表皮、葉肉和維管束構(gòu)成，是進(jìn)行光合作用、制造有機(jī)物質(zhì)、形成產(chǎn)量的場所，此外還具有蒸騰和吸收作用，即植株體內(nèi)的水分不斷通過葉片以氣體的形態(tài)向外蒸騰，促進(jìn)根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，調(diào)節(jié)葉片的溫度與外界平衡。礦質(zhì)元素以水溶液的狀態(tài)通過葉片氣孔的表皮細(xì)胞進(jìn)入葉肉，使根外追肥的效率大大提高。玉米葉片表皮細(xì)胞中有一種運(yùn)動(dòng)細(xì)胞，其細(xì)胞壁較薄，液泡較大，能起到控制葉片表面水分蒸騰作用。在氣候正常，大氣濕度較大的時(shí)候，液泡吸水膨脹，葉片處于平展?fàn)顟B(tài)，干旱缺水時(shí)葉片體積縮小，并向上卷曲成筒狀，縮小蒸騰面積，防止水分散失。因此，觀察葉片的狀態(tài)可衡量干旱程度，指導(dǎo)灌水。

玉米全株葉片由下向上可劃分為三組：基部葉組（根葉組）、中部葉組（穗葉組）、上部葉組（粒葉組）。不同部位葉片的光合產(chǎn)物“供長中心”不同?；?-6片葉，光合產(chǎn)物主要是供給根系和葉片生長，稱為根葉組；中部7-12片葉，光合產(chǎn)物主要供給莖和雄穗的生長，稱為穗葉組；上部13-19（20）片葉，光合產(chǎn)物主要供給雌穗的生長和子粒的形成與充實(shí)，稱為粒葉組。

4.花器構(gòu)造與開花授粉習(xí)性

4.1花器構(gòu)造

玉米是雌雄同株異花授粉作物，其天然雜交率高達(dá)95%以上，因此，制種田要合理設(shè)置隔離區(qū)。

（1）雄花序，又稱雄穗，屬圓錐花序，著生在莖的頂端，又叫“天花”，由主軸、分枝、小穗和小花組成，中下部生有分枝，一般10-25個(gè)。分技的多少、分枝長度與主軸的比例、角度，不同品種各不相同。主軸和分枝上著生著成對(duì)排列的小穗，一小穗有柄，位于上方；一小穗無柄，位于下方；每個(gè)小穗基部各生一對(duì)穎片，兩穎片間生有兩朵雄花，每朵雄花由內(nèi)外穗和3枚雄蕊組成。雄蕊花絲頂端著生黃綠色花藥，雄蕊成熟后花絲伸長，內(nèi)外樣張開，花藥露出穎片，散出花藥，即為開花；（2）雌花序，又稱雌穗，為肉穗花序，受精結(jié)實(shí)后即為果穗，有的叫“棒子”。雌穗由葉腋中的腋芽發(fā)育而成，著生在穗柄頂部。穗軸節(jié)很密，每節(jié)著生兩個(gè)成對(duì)排列的無柄小穗，每小穗內(nèi)有兩朵小花，上位花結(jié)實(shí)，下位花退化，故果穗上的子粒行數(shù)常呈偶數(shù)。每穗子粒行數(shù)一般12-18行，亦有8-30行的。每行子粒數(shù)由15-20行不等。每穗粒數(shù)有200-800粒或更多些，通常為300-500粒。

4.2開花授粉習(xí)性

玉米雄穗一般在露出頂葉后2-5天開始開花。雄穗的開花順序是從主軸中上部開始，然后向上和向下同時(shí)進(jìn)行，各分枝上的小花開放順序與主軸相同。開花的分枝順序則是上中部的分枝先開放，然后向上和向下部的分技開放。發(fā)育正常的雄穗可產(chǎn)生大量的花粉，每個(gè)雄小穗有2朵小花，每個(gè)雄穗有2000-4000朵小花，能產(chǎn)生1500萬-3000萬個(gè)花粉粒。雄穗開始開花后，一般第2-5天為盛花期，全穗開花完畢約需7-10天，長的可達(dá)11-13天。

玉米雄穗的開花與溫度、濕度有密切關(guān)系，一般以20℃-28℃時(shí)開花最多，當(dāng)溫度低于18℃或高于38℃時(shí)雄花不開放。在溫濕度均適宜的條件下、玉米雄穗全天都有花朵開放，一般以上午7-9時(shí)開花最多，下午將逐漸減少，夜間更少。

玉米花粉借助風(fēng)力傳到花絲上，這一過程叫做授粉。在溫度為25℃-30℃，相對(duì)濕度為85%以上的情況下，玉米花粉落到花絲上10分鐘后就開始發(fā)芽，30分鐘左右大量發(fā)芽，花粉細(xì)胞的內(nèi)壁通過外壁上的萌發(fā)孔向外突出并繼續(xù)伸展，形成一個(gè)細(xì)長的花粉管，花粉管刺入花絲，花粉管在花絲內(nèi)繼續(xù)伸長，通過維管束鞘進(jìn)入子房，經(jīng)珠孔進(jìn)入珠心，最后進(jìn)入胚囊。花粉管進(jìn)入胚囊的兩個(gè)精子，一個(gè)與卵細(xì)胞結(jié)合成合子，以后發(fā)育成胚；一個(gè)與兩個(gè)極核中的一個(gè)結(jié)合后，再與另一極核融合形成一個(gè)胚乳細(xì)胞核，以后發(fā)育成胚乳，完成雙受精。一般情況下，玉米從授粉到受精大約需要18-24小時(shí)。

4.3子粒發(fā)育過程

玉米雌穗受精后花絲凋萎，子粒即形成。從受精到子粒成熟一般歷時(shí)40-55天。大致可分為以下4個(gè)時(shí)期：

（1）子粒形成期自受精至乳放期，約10-20天，其特點(diǎn)是：胚分化基本完成，子粒體積迅速增長；干物質(zhì)積累較少，處于水分增長階段；胚乳為清漿狀。此期是決定粒數(shù)的主要時(shí)期，要求養(yǎng)分和水分充足；（2）乳熱期，自乳熟至蠟熟初，約15-20天，其特點(diǎn)是：胚已具備正常發(fā)芽能力，粒重迅速增長，是一生中于物質(zhì)積累最快的時(shí)期；初顯品種形狀，胚乳含水量內(nèi)80%降到50%，胚乳由乳狀變?yōu)楹隣睿还腴L、粗定型。此期是決定粒重的關(guān)鍵時(shí)期，要求光照充足，水分和溫度適宜的外界條件；（3）蠟熟期，自蠟熟初至完熟，約10-15天。其特點(diǎn)是：子粒干重積累速度減慢，總干重接近最大值；子粒接近品種形狀，胚乳含水內(nèi)50%降至40%，由糊狀變?yōu)橄灎?；果穗苞葉開始發(fā)黃。此期是基本定型的時(shí)期，要求適量供水，養(yǎng)根護(hù)葉，防止早衰；（4）完熟期，自完熟至收獲8-10天。其特點(diǎn)是：干物質(zhì)積累停止，子粒迅速脫水，由40%降至20%；子粒變硬，表面呈現(xiàn)鮮明光澤，子?；砍霈F(xiàn)黑層，乳線消失；苞葉枯黃，粒重達(dá)最大值，是收獲的適宜時(shí)期。要求適期收獲，及時(shí)晾曬脫水，防止凍害。

【參考文獻(xiàn)】

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