《玉米栽培学》PPT课件.ppt

第四章 玉 米 栽 培 学,第一节 我国玉米生产概况,玉米 Zea mays L 喜温好光，是高产的 C4 作物，又是营养丰富的优质饲料作物，有“饲料之王”的美誉。随着畜牧业的发展和玉米综合利用新技术的运用，玉米已成为粮食、饲料、经济兼用的作物。 目前玉米成为全球第一大作物,我国是玉米生产大国，也是玉米消费大国。 在我国，玉米的种植面积占第一位，产量处于第二位，总产增加对全国粮食增产贡献率达44以上，位居各大粮食作物之首。饲料和加工业需求的增长决定了全球玉米需求将持续增长的基本格局，而近期以玉米为原料的生物燃料乙醇的迅速发展，使本来已偏紧的供求关系更加紧张。2008-2020年国家粮食安全中长期发展规划制定了新增1 000亿斤粮食的目标，玉米承担53的份额，到2020年要保持基本自给。中国即是玉米生产大国，也是玉米消费大国，玉米生产能力提升关乎国家粮食安全。,世界主要粮食作物总产图 数据来源：根据联合国粮农组织数据计算,世 界 玉 米 生 产 情 况,各洲玉米种植面积和总产 （20032007年平均）,世界各国玉米产量及占世界玉米总产的比例（2010-2011）（单位：千吨，%）,各国玉米出口量及占世界总出口量的比例（2010-2011）（单位：千吨，%）,各国玉米进口量及占世界玉米总进口量的比例（2010-2011）（单位：千吨，%）,各国玉米消费量（2010/2011，千吨）,世界玉米生产未来发展趋势,20世纪以来，世界玉米生产有了很大的发展。2010年全球玉米产量创历史新高，达到8.20亿吨，而2010/2011年度全球玉米消费量也达到了8.44亿吨。 经济发展导致饲料需求和工业需求增长决定了全球玉米需求将持续增长的基本格局，而近年以玉米为原料的生物燃料乙醇的迅速扩张，使本来偏紧的供求状况更加严峻。仅以美国为例，其2007年12月份通过的新能源法案规划，到2015年将使用1.4亿吨（相当于我国2007年的年产量）玉米来生产燃料乙醇，比06/07年度乙醇行业的玉米用量激增260。同时，伴随着发展中国家经济快速发展和人均收入水平提高，畜产品消费量迅速增长，这将极大拉动对饲料粮的需求。总体上，未来全球玉米需求增长强劲，供求矛盾突出，玉米供求紧张将是未来中长期内的常态。,中 国 玉 米 生 产 概 况,中国分布与生产 玉米在中国分布很广，从北到南，从东到西，都有种植，集中分布在：黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古(东北)；山东、河北、河南，陕西(华北) ；四川、云南、贵州等(西南)，形成了从东北经华北到西南区的斜长玉米分布带。 东北春玉米带和黄淮夏玉米带是中国玉米主要分布带，其次是黄淮海春玉米带和西南套种玉米带。,中国玉米分布带,中国玉米种植面积与产量的变化（19492009）,玉米的分类,玉米类型的变化：本身类型很丰富，气候、土壤环境的变化，人为的育种追求，对玉米用途的要求，引起玉米类型的变化之众多。,玉米的分类,植物学特征 果穗多为圆锥形，子粒坚硬，有光泽； 胚乳以角质淀粉为主； 子粒有黄、白、红、紫等颜色，以黄色最多，白色次之。 穗轴以白色为多。,生物学特性 一般硬粒型品种具有早熟、结实性好、适应性强等特点。,(1)硬粒型,25,(2)马齿型,形态特征 果穗多为圆柱形，子粒较大； 胚乳以粉质淀粉为主。 子粒顶部凹陷呈马齿状，凹陷程度随子粒粉质淀粉含量而不同，粉质淀粉含量越多，凹陷越深。 子粒颜色以黄色为多，次为白色，其他颜色 (紫色、红色)较少。 生物学特性 马齿型品种增产潜力较大，是栽培品种的主要类型。,26,子粒形态 玉米果穗长锥形或圆柱形，与马齿型比较，子粒顶端凹陷不明显或显白顶。 角质淀粉较多，品质比马齿型为好，系马齿型与硬粒型的杂交种衍生而得到的。,(3)半马齿型(中间型),27,糯质型是玉米引入我国后形成的一种新类型。由于起源于我国，故有 “中国蜡质种”之称。栽培面积不大。,(4)糯质型,糯质型亦称蜡质型，胚乳为角质淀粉组成，子粒不透明，无光泽如蜡状，色泽有黄色和白色。淀粉呈黏性，遇碘显红色反应。,28,29,甜质型玉米(甜玉米) 普通甜玉米 (su1) 超甜玉米 (sh2) 乳熟期含糖15%-18%。,(5)甜质型,30,甜玉米为玉米属的1个甜质型玉米亚种，可分为普甜型、超甜型、加强甜型、甜脆型和甜糯型。 甜玉米子粒在乳熟期含有较多的糖分，含糖量达10%-20%，为普通玉米的2-8倍；水溶性多糖为普通玉米的2.5-10倍；蛋白质含量在30%以上，还富含多种维生素和18种氨基酸，鲜嫩多汁，又称 “水果玉米”。,31,(6)爆裂型,爆裂型玉米穗小轴细，粒小坚硬、圆形，子粒顶端突出。胚乳多为角质淀粉，仅中部有少量粉质淀粉。粒色多呈黄、白色，红、紫色较少。 子粒形状有米粒形和珍珠形两种。子粒在常压下遇高温，体积能膨大20-30倍以上。,米粒形,32,粉质型玉米子粒与硬粒型玉米相似，无光泽。胚乳由粉质淀粉组成，仅外层有少量角质淀粉，组织松软，易磨粉。 产量偏低，不耐贮藏，易受象鼻虫危害。,(7)粉质型,33,有稃型玉米植株多叶，子粒外有稃包住，有时有芒，常自交不孕。子粒坚硬，具有各种形状和颜色。 脱粒不便，无栽培价值。,(8)有稃型,34,优质蛋白玉米又称高赖氨酸玉米，是由一种隐性基因控制的一种胚乳突变体，其特点是赖氨酸含量较高，约为0.4%左右，比普通玉米高1倍以上。 高赖氨酸玉米主要有软质胚乳型、半硬质胚乳型和硬质胚乳型，目前高赖氨酸玉米育种正向半硬质胚乳型和硬质胚乳型发展。,优质蛋白玉米,其他一些特用玉米,35,普通玉米含油量为4%-5%，而目前生产上推广的高油玉米含油量在7%-9%。 在栽培上因高油性状涉及50多个基因位点的数量性状，不必隔离种植，具有花粉直感的遗传效应和与普通玉米杂交的杂交优势效应。,高油玉米,36,笋玉米又称玉米笋，是在玉米吐丝后尚未授粉时采收下来的幼嫩玉米果穗，含有丰富营养物质，是一种低热量、高纤维、无胆固醇、具有保健作用的特种蔬菜。,笋玉米,速冻玉米笋,37,青饲玉米也叫青贮玉米，是指收割玉米鲜嫩植株，或收获乳熟初期至蜡熟期的整株玉米，或在蜡熟期先采摘果穗，然后再把青绿茎叶的植株割下，经切碎加工后直接作牲口饲料，或贮藏发酵后用作牲畜饲料。 根据植株特征和生物学特性，青饲玉米可分为单秆和分枝两种类型，近年引进的墨西哥玉米就是典型的分枝型青饲玉米。,青饲玉米,38,高直链淀粉玉米是指玉米淀粉中直链淀粉含量在50%以上的玉米品种，而普通玉米的直链淀粉含量仅为27%左右。 直链淀粉的用途很广，已发展到30多个领域，如纺织、石油钻井、可降解塑料等。,高直链淀粉玉米,第二节 玉米栽培生物学基础,一、玉米生育进程,玉米的一生 从播种到新的种子成熟。 种子萌动发芽、出苗、拔节、孕穗、抽雄开花、吐丝、受精、灌浆直到成熟。 完成整个生育过程需70-150 d。,一、玉米生育进程,玉米的物候期 出苗：播种后第一片叶出土，苗高2cm,一、玉米生育进程,玉米的物候期 出苗：播种后第一片叶出土，苗高2cm 拔节：雄性生长锥伸长，伸长节间伸长2-3cm,一、玉米生育进程,玉米的物候期 大喇叭口：穗叶及其上、下两片叶（棒三叶）伸出，但果穗上部叶还未完全展开，心叶丛生，呈大喇叭口状，内部雄核分化进入四分体期，雌穗正处于小花分化期。在最上部展出叶与未展出叶之间的叶鞘部位，能摸到软而有弹性的雄穗。,玉米大喇叭口期,玉米大喇叭口期,是肥水敏感期，也是肥水需求高峰期，因此是施肥灌溉的重要时期。,一、玉米生育进程,玉米的物候期 抽雄：雄穗主轴从顶叶抽出3-5cm时,一、玉米生育进程,玉米的物候期 抽雄：雄穗主轴从顶叶抽出3-5cm时， 吐丝：雌穗花丝开始露出苞叶2cm左右,一、玉米生育进程,玉米的物候期 抽雄：雄穗主轴从顶叶抽出3-5cm时， 吐丝：雌穗花丝开始露出苞叶2cm左右 成熟：苞叶变黄而松散，籽粒胚下端出现黑色层（生理成熟的特征），籽粒脱水变硬。,50,玉米的生育时期,苗期：指种子萌动到拔节(雄穗开始分化)阶段。 天数：约需3050d。 生育特点：生长锥进行茎叶分化，器官建成上以根系生长为中心，次生根逐层生长。到拔节时，强大的次生根群基本形成，能产生34 层根，地上部长出56 片展开叶。 栽培管理中心任务：促进根系发育，培育壮苗，为丰产奠定良好的基础。,（1）苗期,51,玉米的生育时期,穗期：指拔节到抽穗这段时期。 天数：30d左右。 生育特点：叶片不断增多、增大，茎秆不断加粗和延长，生长非常旺盛和迅速。穗期结束时，根系量已达到最大值，叶片全部展开，株高达到顶峰，雌雄穗分化完成。此阶段属于营养生长和生殖生长并进期，是整个生育期中生长发育最旺盛的阶段，是决定玉米穗数、穗的大小、可孕花、结实的粒数多少的关键时期。 栽培管理中心任务：促进中上部叶片增大，壮秆，穗大粒多。,（2）穗期,52,玉米的生育时期,花粒期：指从抽雄到成熟这一段时期。 天数：约4060d左右。 生育特点：营养生长基本停止，进入以开花，受精，籽粒形成等生殖生长为主的时期，是籽粒产量形成的中心阶段，进一步决定粒数和粒重时期。 栽培管理中心任务：养根保叶，防止根叶早衰，确保粒多、粒重。,（3）花粒期,二、玉米器官形态与发育,玉米的根 玉米属于须根系，由初生根和次生根组成 初生根：最先由胚长出的一条幼根，主胚根 经1-3天由中胚轴基部、盾片节上陆续发生的3-7条幼 根，称次生胚根,二、玉米器官形态与发育,玉米的根 玉米属于须根系，由初生根和次生根组成 次生根：着生在茎的节间居间分生组织基部，植物学上称为不定根。 着生在地下茎节上的根称地下节根，着生在地上茎节的根称地上节根，通称气生根或支持根。,玉米的初生根,玉米的初生根系和次生根系,玉米的气生根,二、玉米器官形态与发育,玉米的根 根的分布 根系的垂直分布，最深可入土2m 以上，但多数集中于耕作层内。 85%以上的根集中于0-40cm的土层内，其中0-20cm土层内有60%左右。在水平方向，根系最远可伸展1m左右，一般伸展到离植株50-60cm远的地方。 一株玉米的次生根数可达50-120条。根的分枝达2-3层，分枝旺盛，根的总长度可达1-2 km。总表面积为地上部绿色面积的200倍左右。,二、玉米器官形态与发育,玉米的茎 节+节间 位于地下部的3-7个节为不伸长茎节 节间伸长开始于雄穗生长锥伸长期 通常有3-5个节间同时伸长，但伸长速度不等。 节间的固定是由下而上逐个完成,二、玉米器官形态与发育,玉米的茎 生产上，要求玉米茎秆下部节间粗而短，上部节间特别是穗位以上的节间要拉长。适度控制前期水分供应可使植株下部节间缩短增粗（蹲苗），上部节间伸长时，要进行水、肥促进。,二、玉米器官形态与发育,玉米的叶, 叶着生在茎节上，有叶鞘、叶片、叶舌组成。 叶鞘紧包茎秆，质地坚硬，有保护茎秆和增强茎秆抗倒抗折的作用。 叶片中央有一条明显的主脉，叶片边缘有明显的皱褶。 叶片基部与叶鞘交界处有环状而加厚的叶环。 叶舌着生在叶片与叶鞘交接的内侧，有的品种无叶舌。,63,(1)叶的组成 叶片 叶舌 叶环 叶鞘 (2)玉米的叶数 14-24片,二、玉米器官形态与发育,玉米的叶 从下向上叶片由短变长，由窄变宽，果穗节或其下一节的叶片最长，以后又由长变短，并相对变宽。一般最长的叶片长达80-100cm，宽8-10cm。 大喇叭口：13、14叶期，此期缺水，“卡脖旱”,二、玉米器官形态与发育,玉米的叶 从下向上叶片由短变长，由窄变宽，果穗节或其下一节的叶片最长，以后又由长变短，并相对变宽。一般最长的叶片长达80-100cm，宽8-10cm。 大喇叭口：13、14叶期，此期缺水，“卡脖旱”,二、玉米器官形态与发育,玉米的叶 LAI变化：单峰曲线 拔节后急剧上升，抽雄至灌浆达到最大，以后下降。 最大LAI 平展型：3.5-4，丰产条件下4-4.5 紧凑型：5,现在株型,以前株型,平展型: 45 紧奏型：30,二、玉米器官形态与发育,玉米的叶 对产量贡献：中部叶上部叶下部叶 穗位叶与其上、下两片叶对产量贡献最大 40-50% 棒三叶,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 雌雄同株异花； 雄穗是圆锥花序， 雌穗是穗状花序。 穗分化：雄穗分化早于雌穗。,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 雄穗是圆锥花序 由主轴和若干分枝组成 主轴和分枝上均着生成对小穗 每小穗：2片护颖、2朵小花 1个雄穗可产生1500-3000万粒花粉 雄穗抽出2-7d后开花，全穗开花历时7-10d 一天内盛花时间在上午7-11时，以8-10时最盛，占一天总花70%；午后占15%。,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 雌穗是穗状花序 变态侧枝，由茎节叶腋中腋芽发育而成 由穗柄、苞叶、果穗组成 果穗着生于穗柄上 苞叶相互重叠，包住果穗 玉米穗轴由侧枝顶芽形成，粗大，红色或白色；,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 穗轴节很密，每节着生2个无柄小穗，成对纵行排列； 每个雌小穗基部有2片护颖，中间2朵小花，一朵退化，一朵为结实小花，所以玉米果穗籽粒行数呈偶数，一般为14-18行。 结实小花：内、外颖，1个雌蕊，退化雄蕊,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 雌穗是穗状花序 雌穗抽出比雄穗稍晚，有的晚5-6天 雌穗吐丝比雄穗开花晚2-3天 果穗中下部花丝最先伸长，花丝受精能力一般保持5-7天左右，吐丝后2-5天受精能力最强 受精后，花丝停止伸长，颜色变红，逐渐枯萎,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗,二、玉米器官形态与发育,玉米的花与穗 穗分化：雄穗分化早于雌穗。,在雄穗小花分化期，相当于雌穗生长锥伸长期，是玉米争取大穗的关键时期（是小穗原基分化的基础）； 在雌穗的小花分化期，是决定果穗粒数和整齐度的关键。,二、玉米器官形态与发育,玉米的籽粒 花粉落在花丝上，在柱头上萌发和完成受精； 当温度为25-30，相对湿度为85%时，花粉授在柱头上10min后开始萌发，30min后大量萌发，1-2h花粉管进入花丝中。从授粉到受精结束，约需24h。,二、玉米器官形态与发育,玉米的籽粒 籽粒发育：4个时期 籽粒形成期 15天左右 乳熟期 15-20天 蜡熟期 10-15天 完熟期 3-5天,二、玉米器官形态与发育,玉米的籽粒 皮层 胚乳 胚,第三节 玉米栽培技术,一、合理密植 密度与产量构成因素 密度与穗数 密度与粒数 密度与粒重,一、合理密植 原则 品种 晚熟品种生育期长，单株生产力高，适当稀植 早熟品种生育期短，单株生产力低，适当密植 紧凑株型密植,一、合理密植 原则 肥水 地力差，旱地，施肥水平低，稀植 地力高，水地，施肥水平高，密植,一、合理密植 原则 自然条件 短日照，高温，促进发育 同一类型品种，南方适宜密度高于北方 夏播密于春播,一、合理密植 春玉米 平展型中晚熟杂交种：45000-52500株/ha （3000-3500/亩） 紧凑型中晚熟和平展型中早熟杂交种：60000-67500株/ha （4000-4500） 紧凑型中早熟杂交种：67500-75000株/ha （4500-5000） 夏玉米 比相应春玉米增加4500-5250株/ha,一、合理密植 方式 等行距 60-70cm 宽窄行 宽行80-90cm，窄行40-50cm，行距一宽一窄,一、合理密植 方式 等行距 60-70cm 宽窄行 宽行80-90cm，窄行40-50cm，行距一宽一窄,91,春玉米 一般以10cm土温稳定在10-l2为宜。 夏秋玉米 适宜早播的时间，决定于前作收获的迟早，也应争取早播。 套种玉米 还必须掌握适宜的共生期，麦玉共生期一般不超过20d。,适时播种,二、施肥 玉米需肥,玉米百公斤籽粒需肥量大约为 N： 2.5 kg P2O5：1.0 kg K2O： 2.5 kg,二、施肥 玉米肥料吸收,肥料吸收积累 苗期：0.7-0.9% 拔节期：4.3-4.6% 大喇叭口：34.8-49.0% 抽雄：49.5-72.5% 乳熟：90.2-100%,二、施肥 玉米肥料吸收,肥料吸收积累 N抽雄后占到50% 穗肥、粒肥,二、施肥 玉米肥料吸收,肥料吸收积累 拔节抽雄， 即大喇叭口为中心的时期， 日吸收量为一生的1.83%-2.79%,二、施肥 玉米施肥 基肥 以有机肥为主，化肥为辅，重视磷、钾肥 撒施、条施、穴施 用量：一般占总施肥量的5060%; 春、夏玉米有所不同：夏玉米由于生长前期处于高温条件下，肥料分解快，若基肥施用过多，苗期容易徒长，养分还容易流失，所以应适当少施基肥。,二、施肥 玉米施肥 种肥 基肥不施或用