(壹)根
玉米根系為須根系,由胚和節組成。
1. 胚根
胚根是在種子胚胎發育時形成的。胚根只有壹條,在種子萌芽時,首先突破胚根鞘伸出。胚根伸出後,迅速生長,垂直伸入土壤深處,可長達20-40厘米。
2. 節根
著生在莖的節間居間分生組織的基部。從地下莖節長出的稱地下節根,從地上莖節長出的節根稱地上節根,又稱所生根、支持根等。節根的植物學上稱為不定根。
3. 根的結構和功能
玉米根的構造,包括表皮、皮層和中柱三部分。其生理功能 主要是同根毛及根尖表皮細胞 從土壤中吸收水分和無機營養,水分和無機營養經皮層到達木質部導管,再被 輸送到莖、葉、穗、粒中去。同時,地上綠色組織合成的有機物質,經過篩管到達根部,供根生長,所以,中柱組織是水分和有機、無機養料的輸送管道。此外。玉米根系還有轉化糖成為有機酸,並產生多咱氨基酸和合成 蛋白質的功能 。
胚根、節根因發時間、根量大小、功能強弱的不同,而對其植株的生長發育及生產力的作用也不同。剪根試驗證明:層節位愈高,對植株生長和產量的作用愈大。在氣生根入土的情況下,各層根的作用大小 順序為地上節根、氣生根、地下節根、胚根。同壹種根,根位較高,作用也較大。氣生根也是防止玉米倒伏的主要根系。
(二)莖
1. 莖的形態特征
玉米莖稈上有許多節,每節生長壹片葉子,莖節數目相應地變化在8-40範圍內。位於地下的莖節數目壹般3-7節,多者可達8-9節,而地上的莖節數6-30節以上。壹般來說,晚熟高稈類型,莖節數目多,早熟矮稈類型,莖節數目少。
玉米莖的高矮,因品種、土壤、氣候和栽培條件不同而有很大的差別。矮生類型的,株高只有50-80厘米;高大 類型的,株高可達300-400厘米;巨大類型的,株高可以高達700-900厘米。壹般來主,矮稈的生育期短,單株產量低;高稈的生育期長,單株產量高。土壤、氣候和栽培條件等適宜時,莖稈生長比較高大的,單株產量也比較高。
2. 莖的結構及生理功能
玉米莖的解剖結構,最外層稱表皮,表皮內是機械組織,包括數層矽質化的厚壁細胞;表皮和機械組織有保護和加固莖稈的作用,並使葉、穗按壹定圖式分布,以便充分 進行光合作用。機械組織以內排列著疏松的薄壁細胞,稱基本組織,它像倉庫壹樣,有暫時貯存養分的作用。
玉米莖除頂部4-6節外,其余葉腋中都能形成腋芽。通常只有上部1-2個腋芽能發育成果穗。莖基部1-7節的腋芽可形成側枝,稱為分蘗;中部腋芽分化到壹定階段,就停止發育,呈萎縮狀態,壹般不能形成果穗,因其消耗養分,應及早拔除。但是甜質型、爆粒型玉米,分蘗 常能發育楊果穗。
(三)葉
1. 葉的形態特征
玉米葉著生的莖的節上,呈互生排列。全葉可分葉鞘、葉片、葉舌三部分。葉鞘緊包著節間,其長度在植株的下部比節間長,而上部則比節間短,葉鞘肥厚堅硬。葉片著生於葉鞘頂部的葉環之上,葉片中央縱貫壹條主脈,主脈兩邊平行分布著許多側脈,葉片邊緣常有波狀皺紋。玉米多數葉片的下面有茸毛,只有基部第1-5片葉是光滑無毛的,這壹特征可做為判斷玉米葉位的參考。玉米葉舌著生於葉鞘與葉片交接處,為壹無色薄膜緊貼 稈上。
2. 葉的結構 及功能 葉片是表皮、葉肉和維管束構成的。
葉片是表皮、葉肉和維管束構成的,表皮分上、下表皮,上面有許多啞鈴形的小孔,稱為氣孔,它能自動啟閉,與外界進行氣體交換。葉的上表皮有特殊的大型細胞,稱運動細胞,其內液泡很大,當天氣幹旱或供水不足時,起調節作用。葉肉位於上下表皮之間,其細胞裏有許多 葉綠體,內含 葉綠素,是制造有機物質的主要器官。葉片中的葉脈,系維管束組織,它是葉內水分、養分輸送的管道。葉鞘質地堅韌,緊包節間,有加固莖稈的作用。
葉片的功能 主要是進行光合、蒸騰和吸收作用。
(四)花序
玉米是雌雄同株異花作物,依靠風力傳粉,天然雜交率壹般在95%左右,為異花授粉作物。
1. 雄花序又稱雄穗,著生於莖稈頂部。雄穗主軸與莖稈相連並向四周分出若幹分枝,分枝上有兩列成對小穗,每個小穗包括兩片護穎和兩朵雄花,每壹雄花又由內、外稃、漿片和三枚雄蕊組成。 雄蕊花藥長絲頂端,花藥產生花粉。雄小穗 成熟後,漿片膨大,護穎張開,花絲伸長,花藥露出穎外,在微風吹動中徐徐散粉,稱為開花,壹般雄穗從頂葉伸出3-5天即可開花。開花順序先主軸、後分枝,主軸及分枝則先開中上部小穗花,而後向上向下開放。壹個雄穗從開花到結束,需7-10天,開花後第三天至第五天為盛期。玉米雄花晝夜都有開放,天氣晴朗時,以上午開花最多,下午顯著減少,陰雨天氣,開花時間推遲。
2. 雌花序特征及功能
玉米雌花序又稱雌穗,受精結實後發育成果穗。果穗 著生在穗 柄頂端。穗 柄是縮短的莖稈,有多個密集的節和節間,每節著生壹節由態葉鞘形成的苞葉,果穗苞葉壹般6-10片,其質地堅韌,緊包雌穗,有保護果穗、減輕病蟲、風沙侵襲和穗內水分散失的作用。苞葉長度品種而異,苞葉過短,影響頂部子粒發育,易形成禿頂和遭受病蟲危害。
雌穗周圍成對著生許多無柄雌小穗,每壹小穗有兩個短而寬的穎片和兩朵小花,其中,壹朵退化,失去受精能力,為不孕小花,另壹朵發育正常,有受精結實能力,為可孕小花,雌小花包括內、外稃與雌蕊;雌蕊由子房、花柱和柱頭組成 ,花柱細長,柱頭二叉狀,布滿茸毛,能分泌粘液,粘著花粉。果穗 上成對排列著小穗花,由於 壹花退化, 壹花結實,故果穗粒行為偶數,壹般為14-20行,少至8-12行,多者達24行,行粒數是重要的豐產性狀,壹般中等大小的果穗,結實約為400-500粒,豐產條件下,則可結600-800粒。
雌穗苞葉自葉腋中伸出以後,稱為抽穗。花絲露出苞葉後,稱為抽絲,亦可雌穗開花。壹般雌穗比雄穗的開花期晚3-5天,其間隔天數因品種和肥水管理而不同。當拔節、孕穗期間,肥水管理適宜,雌雄花期的間隔天數較短;土壤幹旱,會加長間隔天數,造成花期不遇,授粉受精不良,而引起缺粒禿頂。雌穗不同部位的花絲抽出時間也有先後,壹般中下部1/3處抽花絲最早,基部次之,頂部抽絲最遲。雌穗花絲壹般長20-30厘米,如推遲授粉,花絲可延長至50厘米左右。
3. 授粉與受精
花藥裏花粉母細胞經過二次分裂形成花粉。花粉母細胞第壹次分裂,產生細胞壁,形成二分體;再經過第二次分裂,產生橫壁,成為四分體,而後發育成四粒花粉。成熟的花粉粒形渾圓,表面光滑,淺黃色,有壹發芽孔。玉米花粉的生活力在田間 溫度、濕度適宜的條件下,能保存5-6個小時,8小時以後,生活力顯著下降,經過 壹晝夜,生活力可以完全喪失。因此,進行人工 輔助授粉時,要邊采粉邊授粉。
雌蕊子房中有胚珠,其中心稱為珠心,內有胚放囊,含有生殖細胞。珠心被壹、二層細胞(珠被)包著,珠被 的壹端有小孔,即珠孔,花粉管由此進入珠心。花粉管進入珠心後,放出兩個精子,壹個精子與卵細胞結合 ,形成合子,將來發育成種子的胚,與此同時,另壹個精子與兩個極核中的壹個結合 再與另壹個極核融合成壹個“胚乳細胞核”將來發育成胚乳。
花絲壽命較長,抽絲後可維持 10-13天,在此期間,花絲任何部位都能接受花粉。但以花絲抽齊後2-3天授粉能力最強。此後,花絲生活力則逐漸降低。
(五)種子
1. 種子的構造和成分
玉米的種子就是果實,在生產上稱之為種子或子粒。它的形態有馬齒型、近圓型、硬粒型。粒色多為黃或白色,也有紫色、紅色和雜色。
玉米種子的由種皮、胚乳和胚組成。
種皮: 是由子房壁發育而成的果皮和內珠被發育而成的種皮所構成。果皮和種皮合稱種皮。種皮主要由纖維素組成 ,表面光滑,壹般無色,具有保護內含 物的作用,約占種子總重量的6%-8%
胚乳: 位於種皮內,占種子總重量的80%-85%。胚乳有兩種類型,壹種為粉質胚乳,其結構疏松,不透明,含 澱粉量多而蛋白質少。另壹種為角質胚乳,澱粉粒多含蛋白質和膠體狀的碳水化合物,使其組織緊密,呈半透明狀。胚乳的結構和蛋白質的含量與分布,是玉米分類上的依據之壹, 如硬粒型玉米種子 ,角質胚乳分布在四周,粉質胚乳在中央,馬齒型玉米種子,角質胚乳分布在兩側,頂部和中央是分布著粉質胚乳。
胚: 位於種子壹側的基部,占種子總質量的10%-15%。胚實際是壹株尚示生長的玉米植株,由胚芽、胚軸、胚根、子葉(盾片)所組成。 胚的上端為胚芽。胚的外面是胚芽鞘,胚芽鞘內包裹著幾個普通的葉原基和莖葉的頂端分生緩緩,將來發育成莖葉。胚的下端為胚根,胚根外包著胚根鞘,胚根鞘在幼胚中,連接著胚枘。胚芽與胚根之間同胚軸連接,胚軸緊巾胚乳,有壹盾片,供在種子萌發時吸收胚乳養料。
玉米子粒屬澱粉類種子,碳水化合物占子粒幹物質的73%左右,蛋白質和脂肪分別占9%-11%和4%-5%,水分約占12%,玉米蛋白質含有醇溶蛋白4.21%、麥蛋白3.25%、玉米蛋白1.99%。在種子內呈顆粒狀的稱為糊粉粒。玉米的脂肪是大約占72.3%的液體脂肪酸和7.1%固體脂肪酸所組成 的半幹 性植物油。另外,種子內還有少量粗纖維及磷、硫、鈣、灰分等元素。各種成分在種子裏的分布為:澱粉在胚乳中約占98%,胚內約占1.5%,皮層只有0.5%左右;蛋白質在胚乳中占7.5%,胚內占22%,皮層中有3%;脂肪約83.5%貯存在胚中, 15%左右在胚乳內,1.5%左右在皮層中,玉米子粒每100克中蓄勢量365大卡,高於稻谷和高粱 。
玉米子粒在谷類作物中最大,千粒重壹般在200-350克,最小的約50克,最大的達500克,每升子粒容重約650-750克,子粒出產率,即子粒占果穗重的百分數,壹般約占75%-85%
2. 種子的形成過程
雌穗受精後花絲雕萎,即轉入以子粒形成為中心的時期。種子形成過程大致為四個時期,子粒形成期、乳熟期、蠟熟期和完熟期。各期所需天數因品種和環境條件而異。 以夏玉米為例,其過程為:
子粒形成期:吐絲後15天左右,果穗和子粒體積增大,子粒呈膠囊狀,胚乳呈清水狀。胚進入分化形成期,子粒水分很多,幹物質積累少。吐絲後10天,果穗長度已達正常大小,粗度已達成熟期的88%,胚和胚乳已能分開。子粒水分變動在90%-70%之間,處於水分增長 階段。
乳熟期:自吐絲半月起到35天左右為止,為期20天,肥水不流外人田乳逐漸變為乳狀,後變為漿糊狀,進入此期末,果穗粗度、子粒和胚和體積都最大,子粒增重迅速,約達成熟期的60%-70%以上,是籽粒形成的重要階段,子粒含水量變動在70%-40%之間。授粉後半個月左右,胚已具有發芽能力。授粉後35乳熟末期的種子,發芽率可達95%,出畝率也較高,說明在必要時玉米種子適當早收是不會影響發芽的。
蠟熟期: 自吐絲後35-50天左右,為期10-15天,此期子粒處於縮水階段,子粒水分由40%減至20%,果穗直徑和子粒體積略有減小,胚乳由糊狀變為蠟狀。子粒內幹 物質積累還繼續增加,而速度減慢,但無明顯終止期。
完熟期: 子粒變硬,指甲不易劃破,具有光澤,呈現品種特性。