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阅读 14623 次 历史版本 7个 创建者:hk007 (2010/2/5 19:24:34)  最新编辑:覃欢 (2014/9/15 8:55:18)
玉米
拼音:Yù Mǐ (Yu Mi)
英文:Zea mays
同义词条:玉蜀黍,包谷,苞米,棒子,番麦
  玉米,学名:Zea mays,又称玉蜀黍、包谷、苞米、棒子;粤语称为粟米,闽南语称作番麦,单子叶植物禾本科(Gramineae),一年生草本。茎秆粗壮有节,叶长而宽大。颖果有黄、白、红、紫等色。原产南美洲是全世界总产量最高的粮食作物
  
  在世界谷类作物中,玉米的种植面积和总产量仅次于小麦水稻而居第3位,平均单产则居首位。从北纬58°到南纬42°,从低于海平面的中国新疆吐鲁番盆地到3600米以上的高海拔地区,都能栽种。以北美洲最多,其次为亚洲拉丁美洲欧洲等。中国的玉米栽培面积和总产量均居世界第2位。集中分布在从东北经华北走向西南这一斜长形地带内。
   玉米栽培种


  科学分类
  界:植物界 Plantae    
  门:被子植物门 Magnoliophyta    
  纲:单子叶植物纲 Liliopsida    
  目:禾本目 Poales    
  科:禾本科 Poaceae    
  属:玉米属 Zea    
  种:玉米 Z. mays 

起源和历史


  玉米原产于墨西哥中美洲,栽培历史估计已有4500~5000年,但其起源和进化过程仍无定论。1954年在现今墨西哥城下60~70米处的岩芯中(判断为25000~80000年前的地层)发现了花粉化石,有人认为可能是玉米花粉,由此推断现代玉米的祖先是野生玉米。但此说未被广泛承认。1964年R.S.麦克尼什在墨西哥南部特瓦坎山谷史前人类居住过的洞穴中,发现了一些保存完好的野生玉米穗轴,据判断为公元前5000年有稃爆粒种玉米的残存物,现代的栽培种系由此进化而成。但也有人认为玉米是从野生墨西哥类蜀黍 (Euchl-aena mexicana)进化而来,或是由类玉米与其他禾本科植物杂交而形成的。
  
  1492年哥伦布在古巴发现了玉米,以后知道整个南北美洲都有栽培。1494年他把玉米带回西班牙后,逐渐传至世界各地。中国玉米栽培已有400多年历史,估计传入的时间当在1511年前。传入的途径,一说由陆路从欧洲非洲印度,传入西藏四川;或从麦加中亚细亚传入中国西北部,再传至内地各省。一说由海路传入,先在沿海种植,然后再传到内地各省。

形态特征


  玉米为禾本科玉米属一年生草本植物。须根系,主要分布在0—30cm土层中,最深可达150
玉米 Zea mays
—200cm,近地面茎节上轮生几层气生根,有支持茎秆不致倒伏和吸收养分的功能。茎,直径2—4cm,高0.5—4cm,茎有节和节问,茎内充满髓,地上有8一2O节,地下有3—7节,节间侧沟下方的节上着生腋芽,基都节问的顺芽可长成分枝。叶片剑形,互生,叶片中脉明显,边缘呈波状皱纹,正面有茸毛,叶片数与节数对等,叶片长80—150cm,宽6—15cm;叶路坚硬,有茸毛;叶舌薄而短。雌雄同株异花。雄花着生在植株顶部,为圆锥花序,分主轴与侧枝。主轴上有4--11列成对小穗,侧枝有两列成对小穗;每一小穗有两枚护颖,内有两朵小花,每一朵花有一对膜状的内、外桴,三枚雄蕊。雌花着生在茎秆中部叶腋间的穗柄顶端,为内穗花序,外有苞叶,果德中心有穗轴,充满髓质。小穗成对纵向排列,每一果穗有8—24行。每一小穗外有护颖两片,内、外稃各一片,内有两朵小花,其一为不孕花,只有内、外稃,不结实;另一为可孕花,有内、外稃和一雌蕊,能结实。花柱丝状,顶端分又,称花丝,长20一30(50)cm。颖果,分硬粒型、马齿型与中间型,呈扁平或近圆形。颖果颜色为黄、白、红、花斑(图43).细胞染色体:2n=20。

生态特征


  玉米是喜温作物,全生育期要求较高的温度。玉米生物学有效温度为10℃。种子发芽要求6—10℃,低于10℃发芽慢,16—21℃发芽旺盛,发芽最适温度为28—35℃,40℃以上停止发芽。苗期能耐短期-2-- -3℃的依温。拔节期要求15—27℃,开花期要求25—26℃,灌浆期要求20—24℃。不同玉米品种对温度的要求也不相同,我国早熟品种要求积温2000--2200℃;中熟品种2300 一2600℃;晚熟品和25OO--28OO(3000)℃。世界玉米产区多数集中在7月份等温线为21--27℃,无霜期为120—180天的范围内。玉米是短日照植物,在短日照(8--10小时)条件下可以开花结实。光谱成分对玉米的发育影响很大,据研究白天蓝色等短波光玉米发育快,而早晨或晚上以红色等长波光发育快。玉米为C4植物,具有较强的光合能力,光的饱和点高,一般玉米光合强度为35--80mgCO2/dm2·叶·小时。玉米的植株高,叶面积大,因此需水量也较多。玉米生长期间最适降水量为410—640mm,于旱影响玉米的产量和品质。一般认为夏季低于150mm的地区不适于种植玉米,而降水过多,影响光照,增加病害,倒伏和杂草危害,也影响玉米产量和品质的提高。虽然玉米需水较多,但相对需水量不太高,蒸腾系数240—370,比大麦(280一400)、燕麦(340一500)、紫花首清(831)、三叶草(797)低,耗水量较为经济。玉米有强大的根系,能充分利壤中的水分。在温度高,空气干燥时,叶片向上卷曲,减少蒸腾面积,使水分吸收与蒸腾适当平衡。玉米对土壤要求不十分严格。土质疏松,土质深厚,有机质丰富的黑钙土、栗钙土和砂质壤土,出在6一8范围内都可以种植玉米。玉米苗期能生长在含NaCl0.21%的土壤中,大于植株死亡。玉米植株含有16种元素,除C、H2O2来自CO2。和都要从土壤中吸收。需要量较大的有N、P、K、S、Ca和Mg等,需要量较少的有Fe、Mn、Zn、Cu、Ba和Cl2。等。玉米从抽雄前10天到抽华后25—30天是玉米于物质积累最快、吸肥最多的阶段,这个阶段吸收占总吸肥量 70—75%的N、60—70%的 P和 65%的K。每生产 100斤玉米籽粒需 NI.75一2.22kg、H2PO40.59--0.85kg和K2o1.5—1.84kg。三要素的比例为2.6:1:2

类型


  根据子粒形状、胚乳淀粉的性质结构以及稃壳大小,玉米可分为以下几种类型:
    

马齿型

  植株高大,果穗圆筒形。子粒扁平,两边为角质淀粉,中间和顶部为粉质淀粉。成熟干燥时顶部凹陷呈马齿状。较耐肥、水,丰产性能高,但食味品质不如硬粒型。代表品种有金皇后、白马牙,以及杂交种中单2号等。
    

硬粒型  

  又名燧石种。子粒顶部和四周为角质淀粉,中间为粉质淀粉,表面有光泽,品质较好,成熟早,但产量较低。以往中国的多数农家品种属这一类型,如小粒红、野鸡红等。
    

糯质型

  又名蜡质种。果穗较小。子粒不透明,无光泽,胚乳粘性,全为支链淀粉,碘液检验呈褐红色(图3)。可做糯性食品,工业上用作布匹的浆剂。如江西半仙糯、吉林黄粘苞米等。
  

甜质型

  又称甜玉米。乳熟期子粒很甜,主要用作蔬菜和制罐头食品。普通甜玉米乳熟期的糖分含量为15~18%;而“超甜玉米”的含糖量还超过普通甜玉米2倍。成熟时子粒皱缩,呈半透明状,糖分含量逐渐减少。
    

爆粒型

  果穗和子粒均较小。子粒几乎全为角质淀粉,质地坚硬。有米粒型和珍珠型两种,前者如山东的麦玉米,后者如浙江的紫多穗玉米。在子粒含水量适当时加热,能“爆裂”成大于其原体积十几倍的米花。
    

粉质型

  又名软粒型。果穗和子粒形状与硬粒型相似,胚乳全由粉质淀粉组成,质地较软,外表无光泽。
    

有稃型

  每个子粒由长大的稃片包住,是一种原始的类型。

品种改良和杂交种的利用


  玉米的品种改良曾先后采用穗行选种、混合选种、品种间杂交和自交系间杂交等方法。由选择产生的优良品种适应性强、产量稳定、种子繁殖简便,其产量潜力虽不如杂交种,但在自然条件复杂和玉米种植面积较小而分散的地区,仍有栽培价值。利用两个品种杂交产生的杂交种为品种间杂交种。一般硬粒型品种与马齿型品种杂交所得杂交种常有明显的杂种优势,可比亲本品种增产10%左右,且选育和制种比较简单。但增产潜力有限。
  
  利用自交系进行杂交所产生的杂交种为自交系间杂交种。其杂种优势强,增产潜力大。配制自交系间杂交种,首先要培育自交系。方法是从品种或杂交种群体中分离选择优良单株,在花丝未抽出前用纸袋套住雌穗,花丝抽出后再用纸袋套住同一株上的雄穗。第 2天收集袋内的花粉授于套袋的雌穗上,进行自交。自交第一代的植株生长势和抗病力显著减退,会出现白苗、黄苗和畸形株等。从中选择较好的植株继续自交,如此进行四五代,每代选优去劣,最后每一自交穗后代即成为性状相对稳定一致的自交系。
  
  优良的自交系不但要有良好的生长势和抗病性,而且要有较高的配合力,即一个自交系与其他自交系杂交时,能产生高产的杂交种。自交系间杂交种有:①单交种。即两个自交系杂交(自交系甲×自交系乙)产生的杂交种。植株整齐一致,生长势强,杂种优势高,增产潜力大,制种时所需隔离区少,目前生产上广泛采用。但因单交种的种子是从母本自交系上产生的,制种产量低,种子成本高。②三交种。一般先用两个自交系配成单交种,再与另一个自交系杂交配而成〔(甲×乙)×丙〕。其制种产量高,整齐度和产量潜力介于单交种和双交种之间。③双交种。由四个自交系先配成两个单交种,再将两个单交种杂交产生,即(甲×乙)×(丙×丁)。双交种的遗传基础广泛,适应性较强,制种产量高,但其植株整齐度和产量潜力不如单交种和三交种。20世纪60年代前,世界各国玉米生产都以双交种为主,以后逐渐为单交种所代替。④综合品种。用若干个(一般不少于8个)生育期和株高相对一致的优良自交系或单交种,以等量种子混合,播于隔离区内,任其自由授粉,产生综合品种。综合品种由于包含有很多自交系,在遗传上是一个复杂群体,不需年年制种,可在生产上连续利用几年。其产量显著高于农家品种,但不及单交种和双交种。综合品种可在非重点的玉米产区推广。
  
  配制杂交种时,母本必须去雄。为简化去雄手术,可利用雄性不育系作母本,不去雄而与恢复系杂交,产生杂交种子。生产上利用雄性不育性时,必须有雄性不育系、保持系和恢复系三系配套。细胞质遗传的雄性不育有T型、C型和S型等。在生产上利用雄性不育性时,要防止胞质来源单一化,以免杂交种严重感病。
  
  配制杂交种要在肥、水条件较好的制种隔离区内进行,一般与其他玉米地相距300~500米,以防止串粉。播种期须根据父、母本的开花期调节,使母本的吐丝期与父本的散粉期相遇。一般母本和父本的种植行数比例为3:1。苗期和抽雄前拔除杂株和劣株,并在母本抽雄时及时彻底除去母本株的雄穗。成熟时,从母本植株上收获的即为杂交种子,要与父本行的种子分收、分晒、分藏,防止混杂。

栽培和管理


  中国各个玉米产区因气候和土壤条件的差异而形成不同的种植制度。东北、华北北部及西北部分地区气温低、无霜期短,为一年一熟的春玉米区。华北平原地区以一年二熟的夏玉米为主。西南和南方丘陵山区地形复杂,在高寒山区以一年一熟的春玉米、在丘陵山区以一年二熟的夏玉米、在平原或浅山区以一年三熟的秋玉米为主。广西东部和海南岛冬季还可种植冬玉米。栽种方式有单作、与豆类或薯类间作和麦垄套种等,以玉米与大豆间作较为普遍。
  
玉米田

  适时早播可延长生长时期,充分利用光热资源,避免秋霜冷害,对玉米增产十分重要。在春玉米地区,土壤表层5~10厘米的地温稳定在10~12℃时即可播种,过早则易导致种子霉烂。在华北平原地区,夏玉米尽早播种除可提高产量外,还可避免因晚播遇雨季而发生芽涝。一般土壤肥沃、水分充足、采用株形紧凑的杂交种时,种植密度可稍大;土壤瘠薄、水肥条件较差,采用株形疏散的杂交种时,则宜适当稀植。春播时,高秆杂交种的适宜密度为每亩2500~3000株,中秆杂交种为3000~3500株。夏播玉米和矮秆杂交种因株形较小,播种密度可稍高。当幼苗长出3~4片叶时进行间苗,5~6片叶时定苗。夏玉米幼苗生长快,3~4片叶时即可一次定苗。
  
  玉米生长需氮、钾较多,需磷较少;但土壤中有效磷含量低于 10ppm时,施磷有显著增产效果。缺锌时生长受到抑制,施锌后即可恢复。重施农家有机肥,配合磷肥和少量氮素化肥作底肥有利于增产。追肥根据土壤肥力和玉米不同发育时期的需肥特点进行。一般玉米抽雄期吸收氮、磷、钾三要素累计约为50~60%,灌浆期约为62~65%,蜡熟期为99~ 100%。春玉米在孕穗期吸收的氮、磷量分别约为总吸收量的34%和46%,抽雄开花期约为53%和65%;夏玉米则在孕穗期即已分别达86%和73%。一般叶龄指数(用主茎展开叶数占主茎平均总叶片数的比数乘100表示)为30~35时开始拔节,60~65时雌穗小花分化。春玉米生长时间长,一般宜轻施拔节肥,重施穗肥。夏玉米生长发育较快,宜适当重施拔节肥,轻施穗肥。玉米苗期需水较少;拔节孕穗期则营养生长和雌、雄穗分化均需较多水分。抽穗前干旱,会使雌、雄穗抽出的时间相隔过长,影响授粉结实。此时田间持水量以70~80%为宜,约占总需水量的23~30%。抽雄开花期需水最多,如遇干旱高温则不育花粉增加,花粉和花丝寿命缩短,造成缺粒秃顶。此时田间持水量以80%为宜,约占总需水量的14~28%。灌浆成熟期是产量形成的主要阶段,需较多水分,田间持水量以75%为宜。整个生长期间每亩需水250~270立方米。但玉米并不耐涝,田间持水量超过80%时,应及时排水。苗期中耕2~3次;拔节孕穗期进行中耕除草和浅培土。抽雄时,隔行拔去雄穗,有利于雌穗发育。当果穗苞叶变黄、子粒变硬、基部黑色层形成时,即可收获。 
 

病虫害


  玉米病害有30种以上,危害性较大的有大斑病、小斑病、丝黑穗病、青枯病、病毒病和茎腐病等。大斑病和小斑病主要发生在叶片上。前者病斑大而少,长梭形,黄褐色,病斑背面有黑霉层,多见于冷凉山区和春玉米区;后者病斑小而多,梭形或椭圆形,棕色或灰白色,边缘颜色较深,多见于温暖而雨露较多的地区以及夏、秋玉米。丝黑穗病侵害雄穗后小花基部膨大,内包黑粉,颖片增多;雌穗受害则除苞片外全穗变成一团黑粉。矮花叶病和粗缩病是主要的病毒病。在套种早、杂草多、苗期受涝而后期又遇伏旱的情况下,粗缩病为害较重。这些病害目前尚无特效农药防治,主要靠抗病育种、加强田间管理等措施预防。主要害虫有玉米螟、地老虎、蝼蛄、红蜘蛛、高粱条螟和粘虫等,一般用杀虫剂防治。  

用途和加工  


  玉米不脱粒就可以直接蒸、煮、烤食用。脱粒后通常加工成面粉,如果经加工口味不错。但以前为了增加产量,常和种皮一起磨粉,叫做“棒子面”,非常粗糙,难以下咽,但抗饥饿,是低收入人们的主要粮食。随着经济水平的提高,现在只有精加工的玉米粉作为调剂口味用。

  玉米主要用于作为饲料,工业生产淀粉、发酵类药品的主要原料。

  玉米胚芽可以提炼玉米油,长期食用在预防心血管疾病方面优于花生油,不及橄榄油。刚成型的一寸来长的玉米芯可直接当作蔬菜烹调,口感类似笋。煮熟的玉米粒是沙拉常用的材料,或做粟米羹,或直接食用。墨西哥人常用一种大型的玉米粒和肉类烹调汤类食物“泼佐肋”(pozole)。

  玉米茎粗壮高大,叶宽大,以前也是平原地区农民的重要燃料来源。

  玉米子粒含淀粉73%,蛋白质 8.5%,脂肪4.3%,维生素(硫胺素、核黄素等)含量很高。黄玉米还含有胡萝卜素,在人体内可转化为维生素A。每百克玉米热量为1527千焦,热量和脂肪的含量均比大米和面粉高。一般玉米子粒蛋白质中赖氨酸和色氨酸的含量不足,但通过育种可提高赖氨酸含量。玉米胚含油36~41%,亚油酸的含量较高,为优质食用油并可制入造奶油。玉米子粒主供食用和饲用,可烧煮、磨粉或制膨化食品。饲用时的营养价值和消化率均高于大麦、燕麦和高粱。蜡熟期收割的茎叶和果穗,柔嫩多汁,营养丰富,粗纤维少,是奶牛的良好青贮饲料。玉米在工业上可制酒精、啤酒、乙醛、醋酸、丙酮、丁醇等。用玉米淀粉制成的糖浆无色、透明、果糖含量高,味似蜂蜜,甜度胜过蔗糖,可制高级糖果、糕点、面包、果酱及各种饮料。此外,穗轴可提取糠醛,秆可造纸及做隔音板等。果穗苞叶还可用以编结日用工艺品。
  
  玉米子粒的加工方法有湿磨和干磨两种:①湿磨法。可将玉米子粒的各种成分分离,主要产品是淀粉和油,副产品是优良的家畜饲料。采用此法时先把玉米放在稀亚硫酸溶液中浸泡,使子粒柔软,淀粉漂白。再将浸泡后的玉米研碎成数瓣,通过胚分离器,使胚与皮和胚乳淀粉分开。然后将胚干燥,榨油;将胚乳磨碎、过筛,再通过离心机使淀粉和蛋白质分开即可干燥、粉碎和包装。②干磨法。先使玉米子粒吸水1~3小时,待含水量达20~22%,种子的果皮和胚变韧时用脱皮机去皮,再放入取胚器磨碎,使胚和胚乳分离,取胚;最后通过各种筛子分出粗细不同的玉米渣和玉米粉等。 

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