玉米
一、作物简介
玉米(学名:Zea mays;英语:Corn)又称玉蜀黍、苞谷、苞米,原产于中南美洲,是全球产量最多的作物。玉米营养丰富,籽粒含淀粉约67.8~74.0%、水分12.0~15.0%、蛋白质8.1~11.5%、粗脂肪3.9~5.8%、粗纤维2.0~4.0%及粗灰分1.2~2.0%,可提供食物热量来源和作为动物成长的饲料。此外,由于大规模生产成本低及利用效率高,在食品加工及工业制品上也大量利用,如玉米淀粉、食品甜味剂、发酵原料、玉米食用油、化学制品等,与我们的日常生活密不可分。
二、形态特征
玉米是一种高大、雌雄同株的一年生草本植物,是一种异花授粉植物,主要依赖于风媒异花受精产生的种子繁殖。
玉米的根属须根系,除胚根外,还从茎节上长出节根:从地下茎节长出的称地下节根,一般4~7层;从地上茎节长出的节根又称支持根、气生根,一般2~3层。地下节根是根系的主体,入土深度一般30~50厘米,也有深达2米以上的。地上节根入土角度陡,伸入土中后能支持植株,也具有吸收水分、养分和合成氨基酸等作用。
株高1~4.5米,秆呈圆筒形,髓部充实而疏松,富含水分和营养物质。玉米除上部4~6节外,其余叶腋中都能形成腋芽。地上部的腋芽通常只有最上部的1~2个能发育成果穗。地下部的腋芽发育成分蘖,一般不结穗,栽培上要求及早除去。
一般全株有叶15~22片。叶身宽而长,叶缘常呈波浪形。叶鞘厚而坚硬,紧包茎秆,与叶身连接处有叶舌。也有不具叶舌的变种。
花为单性,雌雄同株。雄穗着生于植株的顶端,为圆锥花序;雌穗着生于植株中部的叶腋内,为肉穗花序。雄穗开花一般比雌穗吐丝早3~5天。雄穗的主轴和分枝上成对排列的每个雄小穗有颖片包住两朵雄小花。每朵雄小花有内稃、外稃和3个雄蕊,花药多为黄色,也有的为紫、粉红或绿色,每个花药内约有2000个花粉粒。雌穗外为多数叶状总苞片所包裹,穗轴粗大,着生许多纵行排列的雌小穗。每个雌小蕊有2朵小花,1朵结实。结实雌花有内稃、外稃、2片鳞被和1个雌蕊。花柱和柱头细长,合称“花丝”,黄色、浅红或紫红色,其上密生茸毛,能接受花粉。雌穗上的雌小穗成对排列,每1雌小穗只结1个子粒,所以果穗(俗称“棒子”)上的子粒行数都成双。
子粒为颖果,色黄、白、紫、红或呈花斑等。生产上栽培的以黄、白色者居多。胚约占子粒重的10~15%,胚乳占80~85%,果皮占6~8%。
三、生长习性
玉米在世界各地都有种植,分布在40°S~50°N,从低于海拔20m的盆地,直至海拔4 000m的高原,玉米都可以良好生长。从地理位置和气候条件看,世界玉米集中产区主要分布在北半球温暖地区,即7月份等温线在20~27℃,无霜期在140~180d的范围内,以北美洲的种植面积为最大,亚洲、非洲和拉丁美洲次之。玉米在中国布局广泛,主要分布在东北、华北和西南地区,形成一个从东北到西南的狭长玉米种植带,这一带状区域集中了中国玉米种植总面积的85%和产量的90%。
玉米是一种喜温作物,对温度的要求较高。在生长过程中,需要充足的阳光和适宜的降雨量。玉米的生长分为苗期、拔节期、抽穗期和成熟期四个阶段。苗期:从播种到拔节,大约需要30-40天。此阶段玉米生长速度较慢,主要进行营养生长,形成根系和叶片。拔节期:玉米开始迅速长高,大约需要20-30天。此阶段玉米开始分化雌雄穗,对水分和养分需求增加。抽穗期:玉米开始抽穗,大约需要20-30天。此阶段玉米生长速度最快,对水分和养分需求最大。成熟期:玉米从抽穗到成熟,大约需要30-40天。此阶段玉米主要进行生殖生长,籽粒逐渐饱满。
种植技术主要包括
选地与整地:选择排水良好、土壤肥沃的土地。在播种前进行深翻,使土壤疏松,有利于玉米根系生长。
种子处理:播种前进行种子处理,如晒种、浸种催芽等,提高种子发芽率。
播种:在适宜的播期进行播种,一般春季气温稳定在10℃以上时为适宜播期。播种深度约为3-5厘米,播种后及时浇水。
田间管理:玉米生长过程中要注意水分管理,保持土壤湿润。在拔节期、抽穗期等关键时期,及时追肥,增加养分供给。
四、营养价值及应用
玉米的亩产量因地区、品种、种植技术等因素而异,全国玉米的平均产量大约为416公斤每亩。东北地区的玉米亩产量一般在1000-1400斤,而南方地区的玉米产量一般可以达到800-900公斤以上。新疆伊犁地区的玉米亩均产量达到了1545.94公斤,创下了全国最高产的纪录。
玉米的主要应用包括食用、饲料用途、加工产品以及石油化工产品。
食用:玉米含蛋白质、脂肪、淀粉、维生素B1、维生素B2、维生素A、胡萝卜素、纤维素以及钙、磷、铁等矿物质,具有很高的营养价值。玉米是世界上最重要的粮食之一,全球约有三分之一的人口以玉米作为主要食粮。在亚洲,玉米占食物组成的50%;在非洲,占比为25%;在拉丁美洲,占比达到40%。
饲料用途:玉米被誉为“饲料之王”,其副产品秸秆可制成青贮饲料。全球大约65%-70%的玉米都用作饲料,而在发达国家,这一比例高达80%。玉米是畜牧业赖以发展的重要基础。
加工产品:玉米籽粒是重要的工业原料,可以生产玉米淀粉、玉米油等产品。世界上大部分淀粉是用玉米生产的,玉米油营养价值高,含有丰富的蛋白质、矿物质、卵磷脂、维生素等。
石油化工产品:利用玉米可生产出纯度超过99.5%的无水乙醇,将其与汽油以恰当的比例混合,能改善大气环境,减少污染物排放。
五、学院科研成果
承担项目
“十五”以来,先后承担国家级和省部级科研项目50余项,其中包括国际合作重大专项1项、国家自然科学基金8项、“十三五”国家重点研发计划“七大作物育种”重点专项课题1项、“十四五”国家重点研发计划“农业生物种质资源挖掘与创新利用”任务1项、科技创新 2030—重大项目“适宜复合种植的玉米新品种设计与培育”任务1项、转基因重大专项子课题4项和其他省部级项目30余项。
获奖:
共获国家和省部级奖10项,其中国家科技进步二、三等奖各1项、黑龙江省重大经济效益奖暨省长特别奖1项、黑龙江省科技进步一等奖1项和二等奖6项。
发表文章
主编专著2部,主审专著4部,副主编专著2部,在 Journal of Experimental Botany、International Journal of Biological Macromolecules、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Theoretical and Applied Genetics、Soil Biology and Biochemistry、Field Crops Research 、Journal of Integrative Agriculture和作物学报等国内外重要期刊发表研究论文150余篇。
代表性品种:东农264-国家品种审定对照品种
代表性品种:东农265-黑龙江省品种审定对照品种
国家科技进步二等奖-玉米高产高效生产理论及技术体系研究与推广
黑龙江省科技进步一等奖(早熟高产优质耐密玉米新品种东农254的选育与推广)