玉米种子生产技术-1.doc

玉米种子生产技术
玉米原产中、南美洲，至今已有四千多年的栽培历史，我国的玉米栽培历史大约为400多年，现为三大粮食作物之一。随着畜牧业的发展，特用玉米的开发和综合利用，玉米已发展成为全世界重要的粮食、饲料和经济兼用性作物，在国民经济中地位不断提高。发展和优化玉米生产已成为各地产业结构调整，增加农民收入的主要措施之一。
20世纪30年代初，随着第一批商品杂交种在美国问世以来，在世界范围内，杂交种子已基本上替代了原有的常规品种，并实现了商品化生产，为主要农作物种子产业化的发展作出了巨大的贡献。
一、玉米生产概况
（一）世界玉米种植面积及产量
近年来，随着高产杂交种的推广应用，化肥用量增加，各项先进的耕作栽培技术的应用，世界玉米生产发展迅速。1969～1999年，世界玉米种植面积从10525.9万hm2增加到13926.2万hm2，增长32.3%。20世纪90年代统计表明，世界玉米种植面积较大的前5个国家依次是：美国（种植面积2821万hm2）、中国（2280.5万hm2）、巴西（1254万hm2）、墨西哥（761万hm2）、印度（605万hm2）。30年来玉米总产量由26760万t增加到59741万t，增长了123.3%。玉米总产量较多的前5个国家依次是：美国（21930万t）、中国（11046万t）、巴西（3017万t）、墨西哥（1684万t）和法国（1368万t）。世界玉米单产水平由2542kg/hm2(1969年)提高到4289kg/ hm2 （1999年），提高了68.7%。1990～1999年平均（种植面积在150万hm2以上者）单产水平较高的前5个国家是：法国（单产为7915kg/ hm2）、美国（7740kg/ hm2）、中国（4753kg/ hm2）、阿根廷（4471kg/ hm2）和前南斯拉夫（3699kg/ hm2）。玉米生产发展突出的国家是法国和泰国。1965年时法国的玉米面积只有87万hm2，1999年发展到174万hm2；总产量由364万t猛增至1516万t；单产由3180kg/hm2提高到8672kg/hm2。泰国1965年时玉米种植面积56万hm2，1999年发展到141万hm2；玉米总产量由102万t增加到462万t；单产水平由1819kg/hm2提高到3561kg/hm2。2001年世界玉米面积为13965万hm2，总产量59997万t，单产水平达到4296kg/hm2。全世界玉米种植以亚洲面积最大，其次是北美洲。世界上最适宜种植玉米的地区有3个玉米带即美国玉米带、中国玉米带和欧洲多瑙河玉米带。
（二）中国玉米种植面积及产量
玉米从明代传入我国，到清代已在全国普遍种植。清嘉庆十七年时种植面积达到47.3万hm2。20世纪30年代（1931～1938平均）我国的玉米面积达到574.1万hm2；40年代（1940～1948）种植面积平均为730.0万hm2。
中华人民共和国成立后，玉米生产发展很快。20世纪50年代(1952～1959)全国玉米种植面积年均达1441.6万hm2，与40年代相比面积翻了一番。60年代玉米种植面积年均1424.9万hm2，与50年代基本持平；70年代玉米面积年均为1 833.2万hm2，与60年代相比增加了28.7％；80年代玉米面积年均1924.6万hm2，比70年代增加4.9％；90年代玉米种植面积年均2280.5万hm2，占全国粮食作物面积的20.38％。2001年我国玉米种植面积达2347.4万hm2。我国各省、自治区、直辖市都有玉米种植，但玉米生产发展水平很不平衡。90年代的统计资料表明，种植面积年均在200万hm2以上的省、自治区有：山东省(257.4万hm2)、黑龙江省(230.6万hm2)、吉林省(229.5万hm2)、河北省(228.0万hm2)和河南省(204.6万hm2)；玉米种植面积在100万hm2以上的省、自治区有：四川省(176.5万hm2)、辽宁省(149.8万hm2)、内蒙古自治区(103.9万hm2)、陕西省(101.7万hm2)和云南省(100.7万hm2)；种植面积在50万hm2以上的省、自治区是：山西省(74.7万hm2)、贵州省(64.4万hm2)、广西壮族自治区(55.1万hm2)和安徽省(50.7万hm2)；福建、江西、浙江、广东、宁夏、海南等省、自治区栽培面积很小，都不到10万hm2 。
随着科学技术的进步和管理水平的提高，我国的玉米单产水平逐年提高，加之玉米种植面积逐年增加，玉米总产量亦呈现逐年增加的趋势。中华民国时期(1914～1918)我国玉米年均总产量371.5万t；30年代(1931～1938)年均总产量为810.4万t；40年代(1940～1948)年均达到927万t。中华人民共和国成立后，玉米生产快步发展，50年代(1952～1957)玉米年均总产量达到1924.8万t，与40年代相比产量翻了一番。60年代，由于自然灾害频繁，加之人为因素之影响，造成玉米连年减产；60年代玉米总产量还没有50年代多，年均只有1875.1万t。70年代是我国玉米生产大发展、大转折的关键时期，玉米种植面积比60年代增加了28.7％；玉米杂交种得以普遍应用，施用的化肥数量增加，病虫草害得到有效控制，使玉米单产水平迅速提高，玉米单产水平比60年代提高了89.14％；种植面积的增加和单产水平的提高促成了玉米总产量大幅度增加，我国玉米总产量年均达到4558.1万t，比60年代年均增加143.1％。80年代玉米总产量年均为6977.1万t，90年代玉米总产量年均达到11046.0万t，2001年我国玉米总产量为11039.0万t。玉米已经真正成为左右我国粮食形势的重要作物。
（三）中国玉米品种历史沿革与更新换代
玉米原产美洲，硬粒型玉米于16世纪初传入中国，马齿型玉米于20世纪初由美国传入中国。玉米传入中国已有400多年的历史，但玉米杂种优势在生产上的利用是在中华人民共和国建立之后才得到实现和发展。中国玉米杂种优势利用大致可分为3个阶段：1954～1959年以推广利用品种间杂交种为主；1960～1970年以推广双交种为主；1971年以后则以推广利用单交种为主。但各个地区间发展是不平衡的，因此各类杂交种的利用往往是交叉的，不是单一化而是有主次之分的。根据1978年统计：杂交种推广面积1363.6万hm2，占全国玉米播种面积的69.8%。在杂交种中，单交种占67.7%，双交种占18.4%，其他类型的杂交种占8.4%。此后，单交种的面积迅速扩大，到2001年，已发展到2072.892万hm2，占玉米总种植面积的89.95%。
20世纪70年代利用了自交系间杂交种以后，玉米生产水平有了显著的提高。在推广品种间杂交种和农家种阶段（1949～1965年），全国玉米单产由1342.5kg/hm2增至1507.5kg/hm2，平均每年仅增12.6kg/hm2。这段时间施肥和灌溉条件虽然已有很大改善，但玉米单产增长的速度不快。到1975年，自交系间杂交种占到了玉米总面积的一半以上，玉米平均单产达到2535kg/hm2。10年之间平均年增102.75kg/hm2。到1998年全国玉米单产达到5268.0kg/hm2，23年间平均年增118.65kg/hm2。在各类自交系间杂交种当中，以单交种的推广对玉米生产的促进作用最大。
中国从20世纪70年代推广玉米单交种以来，大致以10年为一期，已经历了4次较大的品种更换：70年代推广的是中国育成的第一批单交种，主要代表品种是新单1号、中单2号、丹玉6号等，其中以中单2号、丹玉6号种植面积最大。80年代推广的主要单交种是丹玉13、吉单101、京早7号、烟单14、郑单2号等。90年代推广的主要品种有掖单13、掖单2号、豫玉18号、22号、农大60、本玉9号等。进入21世纪后，全国又完成了一次新的品种更换，主要品种有农大108、沈单16、东单60、郑单958等。品种的适期更换对发展玉米生产是有利的。品种更换速度受育种水平、种子生产技术和市场营销等因素的影响，更换过快和过慢都不利于生产和推广。
（四）国内制种基地简介
中国玉米制种基地主要分布在新疆、甘肃、内蒙、河北北部、山西、陕北、辽宁、吉林、北京北部山区等地。这些地区地理位置不同，气候类型各异，年降水量相差悬殊，灌溉条件不同，生产管理、技术水平、交通运输、农民素质和制种成本也差别很大。玉米杂交种子生产是以农户为基本单元，依靠乡镇、兵团、农场、村组织协调，由种子公司与农户签订制种合同直接管理，或者委托其他公司生产，无论是自己直接制种或者委托其他公司生产，都是以种子公司制定的种子生产技术规程和检验规程，以乡镇、兵团、农场、村组织为协调纽带，由农户各自分散操作完成制种生产过程。
目前，国内制种基地生产正在向集团化、规范化、标准化、法制化、产业化方向发展，这种发展现状将达到两个效果：一是好品种为育种者、种子企业、制种基地、大田生产、政府等多方面带去更多、更好的收益。二是促进了种业的格局变化，育种者会更加注重组合的配合力和市场的需要，使得制种产量达到稳产、高产；企业会更加注重维护所开发品种的知识产权和建立稳固的制种基地，使得依靠套购、没有品种开发权和稳定基地的公司被淘汰；制种基地会更加考虑繁制品种的产量、质量和自身信誉，使得种子企业与基地关系更加紧密；种植农户会更加注重品种、品牌、产值，使得好品种、好品牌真正带来好效益；政府会更注重稳定、粮食安全、法制化管理，使得政令畅通、企业合法经营、人民安居乐业。
下面介绍甘肃张掖制种基地的崛起情况，供借鉴参考。
中国西部地区属温带大陆干旱性气候，土质肥沃，昼夜温差大，光照育足，降水较少，大多有灌溉条件，不利于病虫害发生，制种产量较高，有良好的晾晒条件。
河西走廊位于祁连山北麓，北山、合黎山和龙首山以南的海拔1100~1700m的内陆河域，地势平坦开阔，耕地分布于大小绿洲之上，绿洲与戈壁、沙丘相间，依靠横亘于南侧祁连山融化的涓涓雪水以及石羊河、黑河、疏勒河三大水系自流灌溉和地下水资源，构成了发达的灌溉农业，“天然高山水库”滋润着农作物旱涝保收。气候干燥，降雨偏少，年降雨量52~155mm，而蒸发量却高达2300~2700，干燥度在4~15之间，年平均温度7.0~9.2℃，≥10℃的积温80%保证率在2756~3500℃，生长期161~181d，昼夜温差达14℃。玉米主要分布在海拔1700m以下的灌溉区，丰富的光热气候资源，复杂多样的自然生态环境，良好的天然隔离条件，局部的沙漠绿洲气候，使河西走廊成为全国玉米高产地区和理想的制种基地。根据种子管理部门负责人介绍，河西灌溉农业区总耕地占甘肃省耕地面积的17.5%，但灌溉面积占全省的56%，历史上一直是重要的商品粮基地。进入21世纪以来，制种业从无到有，迅速发展成为全国集中的玉米制种基地。根据资料介绍，2000年时河西地区玉米制种面积仅为6667hm2，2004年已发展到7.3万hm2，玉米产量4亿kg，约占全国玉米用种量的40%以上。
制种业被一直依靠土地为生的河西人自诩为“阳光产业”，河西地区玉米制种田产量一般在5250~6750kg/hm2，高的可达7500~9000kg/hm2。生育期合适的品种在这个地区繁制，种子商品性好，色泽鲜亮，脱水快，籽粒饱满，容易贮藏，是天然的种子贮存库。由于气候干燥，病虫害发生较轻，玉米大斑病、小斑病、弯孢菌叶斑病、灰斑病均极少发生。
河西走廊中段的张掖市，古称甘州，是河西地区的种子生产中心，面积大、产量高、质量优，吸引了国内众多著名企业投资落户。2002年，全市注册登记的种子企业40家，其中注册资金在500万元以上的31家，总资产达到3.7亿元。各类农作物繁育制种面积达到4.3万hm2，其中玉米制种面积3.4万hm2，产种2.1亿kg。2003年，全市43家种子企业各类农作物繁育制种达5.5万hm2，占全省制种面积的1/3，其中玉米制种面积4.5万hm2，占甘肃省玉米制种面积的60%，占全国玉米制种面积的13%。2004年，玉米制种面积为4.3万hm2。2005年，玉米制种面积为近5.6万hm2，玉米种子生产已成为当地农村经济发展的支柱产业。

二、品种类型与分类
（一）玉米的植物学分类
根据植物学分类，玉米属于禾本科玉米族（Maydeae），玉米族中包含7个属。起源于亚洲的有5个属：薏苡属（Coix），硬颖草属（Schlerachne）、三裂果属（Trilobachne），流苏果属（Chionachne）和多裔黍属（Polytoca）。起源于美洲的有2个属，即玉米属（Zea）和摩擦禾属（Tripsacum）。在玉米属中包括5个种，即Z.mexicana(2n=20)，Z.perennis(2n=40)，Z.luxurians(2n=20)，Z.diploperennis(2n=20)和栽培玉米种Zea mays L.(2n=20)。栽培玉米种与其它4个种能进行自然杂交，但雌花序具有截然不同的形态。摩擦禾属中包括7个种，其体细胞分别具有18对或36对染色体，也能与栽培玉米进行杂交，但比较困难。
依据玉米籽粒形态、胚乳淀粉的含量与品质，籽粒有无稃壳等性状，可将栽培玉米种分为8个亚种或类型。已划分的玉米类型，并不完全在亲缘关系上有很大差异，有些类型如甜质型、糯质型和有稃型玉米形成，是单基因突变的结果。
1、硬粒型 籽粒一般呈圆形，质地坚硬平滑，顶部和四周由致密、半透明的角度淀粉所包围，籽粒中间则充满着疏松、不透明的粉质淀粉。硬粒玉米对光周期反应敏感。果穗多长锥和圆锥形，籽粒偏圆而短小，出籽率偏低。硬粒玉米于16世纪前半期由欧洲传入中国，现在全国各地都有种植。
2、马齿型 籽粒顶部凹陷成坑，棱角较为分明，近于长方形，很像马齿状。四周为一薄层角质淀粉，中间和顶部由粉质淀粉所充，成熟时由于粉质淀粉收缩，造成粒顶下陷。一般马齿玉米生长比较旺盛，植株粗壮，果穗粗大，多呈筒形，出籽率高，是玉米类型中丰产潜力较大的一种。由于其适应性广，20世纪以来，发展成为世界上种植面积最大的一种玉米。
3、粉质型 籽粒胚乳全部由粉质淀粉所组成，质地松软，表面暗淡无光泽。现在南美洲等地还有大量种植，其它地区如美国西南部干旱地区只有零星分布，在东半球则十分罕见。
4、爆裂型 籽粒小，坚硬光亮，胚乳全部由角质淀粉组成，遇热爆裂膨胀，有的可达原来体积的20倍以上。爆裂玉米有圆形和尖形两种，分别称为“珍珠”型和“米粒”型。这种玉米果穗很小，产量低，一般不作粮用，而是作爆米花食用。
5、甜质型 简称甜玉米。籽粒含糖分较多，淀粉较少，成熟后呈皱缩或凹陷状。甜玉米概括分为普通甜玉米和超甜玉米两种。
（1）普通甜玉米 胚乳由角质淀粉构成，一般种皮较薄，成熟后籽粒呈半透明状。乳熟期含糖分可达8％左右，其甜性是由第4染色体上的隐性su基因所控制，它能够阻止糖分向淀粉转化。但这种阻止作用是不完全的，采摘后一部分糖分会逐渐转化为淀粉，甜味就会降低。80年代以后，在普通甜玉米su基因的基础上用了一个隐性加强基因se，育成了加强或半加强甜玉米，其甜度与超甜玉米相当。
（2）超甜玉米 完熟干籽粒外表皱瘪凹陷，不透明。在乳熟期采收时，籽粒含糖分高达18%~20％，为普通玉米的7~8倍，比普通甜玉米含糖量高出一倍以上。超甜玉米的基因种源有隐性基因sh2（皱缩2）、bt（脆弱）、bt2等数种。它们彼此间和各自与su之间是非等位性的遗传关系，因此不能把这些隐性基因所决定的任何甜玉米互相杂交，否则由于基因的互补作用，杂交当代的全部籽粒将变成普通玉米。无论何种甜玉米都必须在隔离区种植，以防止与其它玉米发生杂交。
6、糯质型 籽粒不透明，无光泽，外观似蜡状，故称蜡质玉米。煮熟后粘软，糯性强，俗称粘玉米或糯玉米。它的胚乳淀粉全部为支链淀粉，用稀碘液着色呈褐红色反应，而普通玉米是由大约75％支链淀粉和25％直链淀粉所组成，对稀碘液呈蓝色反应。这种着色反应上的区别，即使作用于花粉粒中的淀粉，也能反映出来，可以作为区分糯玉米和非糯玉米的简测方法。
糯玉米是在中国的广西，云南一带发现的，由当地的硬粒玉米发生了基因突变，经过人工选择保存下来的。这个突变隐性基因命名为wx，位于第9染色体短臂上。
7、甜粉型 籽粒上部为富含糖分的皱缩状角质，下部为粉质，在生产上不占地位。
8、有稃型 果穗上每个籽粒都分别包在几片长稃壳中，它的整个果穗仍像其他玉米一样包在大苞叶之中。有稃性状受第4染色体上一个显性基因Tu控制的，由于脱粒不便，有稃玉米除用作研究玉米起源和进化外，在生产中没有利用价值。

（二）栽培类型
1、按熟期分类
这是在玉米育种、引种、栽培以至玉米生产上最为实用和普遍的类型划分。依据联合国粮农组织（FAO）的国际通用标准，把玉米分为7种类型。
（1）超早熟类型 植株叶数8~11片，生育期70~80d。
（2）早熟类型 植株叶数12~14片，生育期81~90d。
（3）中早熟类型 植株叶数15~16片，生育期91~100d。
（4）中熟类型 植株叶数17~18片，生育期101~110d。
（5）中晚熟类型 植株叶数19－~20片，生育期111~120d。
（6）晚熟类型 植株叶数21~22片，生育期121~130d。
（7）超晚熟类型 植株叶数>23片，生育期131~140d。
上述生育期指出苗至成熟天数。以上各类型中的指标只是在适宜条件下的一般归纳，也因环境和生态条件而改变，如地点、播期、气候条件等都有影响。
2、按用途分类
按用途划分类型，没有统一标准。一般可分为普通玉米；特用玉米，如高油玉米、青贮玉米、优质蛋白玉米、笋玉米、糯玉米、甜玉米、爆裂玉米等。
目前在全球玉米产量的2/3用作饲料。
3、按杂交种组成分类
（1）顶交种 由一个玉米自交系或单交种和一个天然授粉的玉米品种杂交所组成的杂交种。
（2）单交种 由两个亲缘关系不同的玉米自交系经一次杂交形成的杂交种。制种较简单，是目前生产上的主要应用类型。
（3）双交种 由4个亲缘关系不同的玉米自交系先组成两个单交组合，再把它们进行杂交而成的杂交种。制种程序较复杂。我国在本世纪50年代开始推广，生产整齐度和产量一般不如单交种和三交种，但适应性强。
（4）三交种 用三个亲缘关系不同的玉米自交系经先后两次杂交所组成的杂交种。制种也较复杂，生长整齐度和产量一般不如单交种，但优于其它杂交种。
（5）综合品种 由多个符合育种目标的玉米自交系组配杂交，经选择而成的综合群体，也称综合种。一般选用8~12个配合力高、其它性状优良的自交系，按双列杂交方式配成各种可能的单交组合，从中取出等量种子，混合后种到隔离区内。由此产生的后代群体经选择就是一个综合品种。整齐度和产量不如其它杂交种，但遗传基础广泛，各种性状相对稳定，能连续种植，不必每年制种。
4、按生态区域分类
我国的玉米产区，主要根据其所处地理位置及其形成和发展历史，结合农业区划和各地的温度、雨量、光照、土壤等农业自然资源的状况，地貌上的差异，各地玉米间、套、复种等种植制度的特点，以及玉米在粮食作物中所占的地位、比重，发展前景等情况加以划分，大致可把我国玉米产区划分为7大区：
（1）东北春玉米区 本区包括黑龙江、吉林全省，辽宁省的中、北部，内蒙古，河北、山西省长城以北地区，是我国最主要的玉米产区之一。本区玉米种植地区属寒温带湿润或半湿润气候。特别是冬季长、春季短，春、秋两季风大、干旱、温度低，常有寒潮入侵，夏季温暖。7月份平均气温从北往南由18℃增到24℃以上，全年无霜期2~6个月，适于玉米生长的有效温度（≥10℃以上）的日数和积温，≥10℃积温数2000~3400℃，天数为100~170d。本区为春播一年一熟制。玉米播种自4月下旬到5月上、中旬，南部较早，北部较晚。
（2）北方春、夏玉米区 本区包括北京市，天津市，河北省中部，辽宁省南部、中南部，山西省中、南部。本区除辽东半岛属温带湿润气候外，其余地区均属温带大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，全年无霜期5~7个月。适于玉米生长的有效积温4000~4500℃，天数为200d左右。一年二熟制，即冬小麦－夏玉米为本区主要的栽培制度之一。
（3）黄淮海平原夏玉米区 本区包括河南、山东全省，河北的中、南部，陕西省关中和陕南，山西、甘肃省南部，安徽、江苏两省的北部，是我国玉米播种面积最大的地区，占全国玉米面积的40％左右。本区气候属温带半温润气候，其特点是温度较高，无霜期较长，日照、降水量比较充足。适于玉米生长的日数在210~220d，有效积温4000~5000℃，种植制度主要是一年两熟制，即冬小麦－夏玉米。
（4）西南山地丘陵玉米区 本区包括四川、云南、贵州全省，湖南、湖北两省的西部，甘肃白龙江以东地区，属春、夏、秋玉米区。本区属亚热带和温带温润气候。各地因受地形的影响，气候变化比较复杂。气温受海拔高度影响很大，垂直变化明显，适于玉米生长的有效温度日数在250d以上，大部分地区≥10℃积温5000~7000℃。与北方玉米区相比，雨水分布还算均匀，有利于多季玉米栽培，一般以春玉米、夏玉米为主，秋玉米较少。本区丘陵地区以二年五熟制的春玉米或一年两熟制的夏玉米为主；平原地区一年两熟或一年三熟主要种植秋玉米，也有种春玉米或夏玉米的。在广西、云南的少数地区，还有以春玉米~秋玉米的形式，种植双季玉米。
（5）南方丘陵玉米区 本区包括南方春、夏、秋玉米亚区和南方冬玉米亚区。玉米所占比重不大，以水稻为主，但本区玉米的发展前景广阔。
①南方春、夏、秋玉米亚区 包括上海、浙江、福建、江西全省（市），广东、台湾的大部分地区，江苏、安徽两省的南部，湖南、湖北两省的东部。本亚区属温带、亚热带、热带湿润气候。其特点是气温高、降水多、霜雪少、生长期长。适于玉米生长的有效温度日数225~350d，大部分地区在250d以上。
种植制度为一年两熟制、一年三熟制、二年五熟制、二年三熟制等几种，在山区也有一年一熟制的。江苏、安徽两省南部，上海、浙江、福建等省市，玉米多为夏播和秋播，而以秋播为主；江西省有少量双季玉米栽培，多采用小麦－夏玉米－秋玉米的轮作方式。
②南方冬玉米亚区 包括广州至南宁一线以南地区，包括雷州半岛，海南岛和南海诸岛以及广西、云南、台湾三省的南部。本亚区属热带温润气候，高温多雨，终年无霜，是我国的天然大温室，为广大北方地区加速作物育种世代，提供了优越的条件。本亚区是典型的一年三熟制地区，以早稻－晚稻－冬甘薯为主。目前，早稻－晚稻－冬玉米一年三熟种植方式发展很快。山区、丘陵地区也有春、夏、秋玉米的种植。
（6）西北内陆灌溉玉米区 本区包括甘肃、宁夏、新疆全省（区）以及陕西的北部。本区气候干燥，日照充足，玉米生育期间昼夜温差较大，在有灌溉条件的情况下，对栽培玉米有利。适宜栽培玉米的地区，全年有效温度日数在125~180d，≥10℃积温2000～4000℃，本区大部分地区为一年一熟制，以春玉米为主。新疆阿克苏地区以南为二年三熟制，有春、夏玉米之分。
（7）青藏高原玉米区 本区包括青海省和西藏自治区、海拔高，地形复杂，其气候特点是高地寒冷，低谷温和。低谷地区5~9月的平均气温超过10℃，适于玉米生长的有效积温在2000~6000℃，无霜期90~150d左右，适合栽培玉米。

三、生物学特性
了解玉米的生物学特性和生理功能是掌握玉米制种的高产栽培技术，调节制种过程中父、母花期以及准确识别具体亲本的性状特点所必须具备的基本知识。
（一）玉米的一生和生育时期
玉米的一生是指从播种到种子成熟、收获，是一个包括生长、分化、发育在内的完整的过程。
玉米一生完整的生活周期所经历的天数称为生育期，同时根据生育进程中植株的外在形态变化，又可人为地划分为一些时期，即生育时期。玉米生育期的长短与品种、温度等因素有关，早熟品种生育期短，晚熟品种生育期长；同一品种生长期间温度高，生育期缩短，温度低，生育期延长。玉米的一生大致可分为四个时期。
1、发芽出苗期
从播种到出苗阶段。播种后种子在土壤中吸水膨胀，当胚根突破种皮露白时为萌动。一般情况下先长胚根、后出胚芽，胚芽的最外层是一个称为胚芽鞘的膜状的锥形管叶，具有保护幼叶的功能，胚芽鞘露出地面见光后便停止生长，第一叶即破鞘而出。种子发芽出土高约3cm时，称为出苗。试验小区或大田生产有60％出现此现象时的日期可记载为出苗期。
2、苗期
指出苗到拔节阶段。苗期主要生长根、茎、叶等营养器官，对养分需要不多，约占总需肥量的10％左右，但对培育壮苗十分重要，氮肥不足，苗瘦弱矮小，缺磷生长缓慢。
3、穗期
指拔节到抽雄这一阶段，当展开叶达到总叶数的30％左右时，生长锥不再分化新叶，叶数和节数固定，基部节间开始伸长，进入拔节期，与此同时雄穗开始分化，不久雌穗也相继分化。这一阶段是营养生长和生殖生长并进的时期，植株生长加快，干物质迅速积累，是玉米搭丰产架子的时期，对肥、水要求迫切。
4、花期 这一时期雄穗抽出、开花、散粉，雌穗花丝伸长，进行授粉、受精，营养体不再增长，完全进入生殖生长期。这一阶段是决定粒数的关键时期。
试验小区或大田生产有60％以上植株的雄穗顶端从顶叶抽出的日期，可记载为抽雄期；60％以上植株的雄穗主轴开始散粉的日期，可记载为散粉期；60％以上植株的花丝抽出苞叶的日期，可记载为吐丝期。
5、籽粒成熟期 指受精后籽粒形成到成熟，这一时期是决定粒重的时期，约50％的干物质是在这一时期形成的，要求不缺水，不脱肥，不受病虫侵害，不早衰，尽量保持较大的绿色叶面积。
试验小区或大田生产90％以上植株的籽粒硬化，并呈现该品种成熟时固有色泽的日期，即为成熟收获期。
（二）器官构造
玉米的器官是指根、茎、叶、雌雄穗（花序）、种子等部分。
1、 根
玉米的根属须根系，没有主根。按生长次序可分为初生根、次生根和支持根三种。
（1）初生根 又称种子根。种子萌发时首先从种胚的下端伸出一条根，随后又在胚的中部盾片节处长出3~7条较初生胚根略细的根。初生根入土较深，能吸收土壤深层水分，所以玉米苗期抗旱能力较强。
（2）次生根 又称不定根或节根，是玉米的主要根系。当幼苗长出三片真叶时，在胚芽鞘着生的茎节处开始长出第一层根，一般4~5条，第二层根出生在第一片真叶着生的茎节处，第三层根出生在第二片真叶着生的茎节处，其余类推。次生根一般5~8层，依品种而异。
次生根出生后，先水平伸展，然后弯曲向下，这种分布状态有利固定植株，防止倒状。玉米的次生根较发达，分布范围较广，但大部分根分布在距离植株水平方向20cm、向下40cm左右的范围内。根对养分的吸收区是根尖部分，追肥不必离植株太近，以距植株10cm左右为宜，太近容易伤根。
（3）气生根 又称支持根。它是植株下部靠近地面伸长茎节上长出的根，出生后斜长入土，具有支持植株抗倒的作用。气生根入土后产生大量侧根，有较强的吸水吸肥能力。
玉米根系发育的好坏与品种及土壤的水、肥、气、热等条件有关，一般杂交种比自交系根系发达。适宜根系生长的土壤持水量为60%~70％，水分过多过少均不利于根系发育。凡土壤疏松，通气良好，并含有适量的氮和充足的磷，温度为20~24℃左右，以及根际微生物活动旺盛，则根系发育良好。
1、 叶
玉米叶着生在茎的节上，呈互生排列。全叶可分叶鞘、叶片、叶舌三部分。叶鞘紧包着节间，肥厚坚硬，有保护茎秆和贮藏养分的作用。叶片是进行光合作用的重要器官。叶片中央有一条主脉，主脉两侧平行分布着许多侧脉，起支持叶片和输送水分、养分的作用。叶舌着生于叶鞘与叶片交接处，紧贴茎杆，有防止雨水、病菌、害虫侵入叶鞘内侧的作用。
玉米主茎出现的叶片数目因品种而不同，早熟品种叶片少，晚熟品种叶片多，一般在12~25片之间。每一品种的叶片数是相对稳定的，但有的品种在春播时的叶片数就往往比夏播时相对的多一点。玉米的根、茎、叶和花在生长发育过程中存在着明显的相关性。以主茎展开叶片数为外部形态的标准，可以了解玉米全株的生长发育进程，采用相应措施调控有关器官的发育，从而达到高产、稳产的目的。尤其是在配制杂交种时，通过观察展叶数，可以预测花期相遇情况，进而对父本或母本采取相应的促控措施。
玉米不同叶位的叶片大小，有一定的变化规律，一般从基部到果穗着生处，各叶片的长宽逐渐增加，再向顶端又逐渐减少，以穗位叶及其附近节上的叶片最大。一般棒三叶（穗位叶及其上下叶）占单株叶面积的30％左右，是其最大的功能叶。
3、茎
茎是植株的骨架，也是养分和水分的输导组织和贮存器官之一。
玉米茎的高低，因品种、土壤、气候和栽培条件不同而有很大差别。矮 生类型株高仅50~80cm，高大类型株高可达300~400cm，一般来说，矮秆的生育期短，单株产量低；高秆的生育期长，单株产量高。当前生产上通常将株高在2m以下者称为矮秆型，2~2.5m的为中秆型，2.5m或3m以上的高秆型。
茎由节和节间组成，玉米的节数因品种而异，一般在12~25节之间。一般来说，玉米靠近地面的节间粗短，根系发育良好，抗风力就强，茎秆不易倒状，反之，节间细长，根系发育差，抗风力就弱，茎秆就容易倒状。通过调节水肥，控制节间的生长可达到防止倒伏夺取高产的目的。
由茎基部节上的腋芽长成的侧枝称为分蘖（分枝），分蘖多少与品种类型、土壤肥力及种植密度有关。甜质型与硬粒型玉米比马齿型玉米分蘖多；土壤肥沃、水肥充足、种植密度小时分蘖多，反之则少。杂交制种区内的母本应在中耕除草时去蘖，以免影响通风和透光，而父本为增加散粉时间和花粉的数量，可以不必进行去蘖。
4、穗（花序）
玉米是雌、雄同株异花，雄穗位于植株的顶端，植物学上称雄花序。雌穗长在茎中部的叶腋内，植物学上称雌花序（图1）。雄穗比雌穗分化早，抽雄散粉一般也比雌穗早。玉米异花授粉率在95％以上，是典型的异花授粉作物。
（１）雄穗 又称天花。它有一根较粗的主轴和若干较细的分枝，主轴和分枝上有成对排列的小穗，主轴小穗行数多，分枝小穗行数少。成对小穗中一个有柄在上，一个无柄在下。每个小穗最外层有两个颖片，内有两朵小花，每朵小花有内外两个稃片，里面包着三个雄蕊和一个退化的雌蕊，雄蕊由花药和花丝组成，花药两室，内有大量花粉粒，花粉成熟后，外稃张开，花丝伸出颖片，花药开裂散出花粉。
（２）雌穗 雌穗受精结实后叫果穗，是由茎杆中部节上的腋芽发育分化而成。雌穗基部是穗柄，穗柄上有较密集的节和节间，每一节上着生一片叶鞘变态形成的苞叶，质地坚韧，紧裹着雌穗。雌穗为肉穗状花序，中部为穗轴，穗轴上排列着4~10行成对排列的小穗，小穗行数大多为12~20行。每小穗基部有2片革质的短护颖，内有两朵小花，上花正常，为可孕花，下花退化。正常小花外部有内、外稃，内部为子房、丝状花柱和柱头，柱头二裂，密布茸毛，新鲜的花丝能分泌粘液，粘着随风传来的花粉粒。
（3）雌、雄花序分化的对应关系 雄穗和雌穗分化的时间不同，但分化过程基本相似，两者在各个主要穗分化期之间存在着一定的对应关系，这种关系是：雄穗生长锥伸长期，节间开始伸长，腋芽逐渐形成；雄穗小穗分化期，腋芽生长锥还没有伸长；雄穗小花分化期，雌穗生长锥才开始伸长；雄穗雄蕊生长雌蕊退化期，雌穗进入小穗分化期；雄穗四分体期，雌穗进入小花分化期；雄穗进入抽雄期，雌穗花丝开始伸长；雄穗开花期，雌穗吐丝。以上这种对应关系比较稳定，知道了雄穗分化期也就知道了雌穗分化到什么时期。

（４）玉米穗分化与叶龄指数的关系 一般来说，从玉米外部形态同样可以判断内部穗分化的时期，而且方法简便。与穗分化对应关系比较稳定的外部形态是叶龄指数，叶龄指数是指玉米展开叶占总叶数的百分数，其关系式如下：
叶龄指数（％）＝（展开叶数/总叶片数）×100
计算叶龄指数首先要了解该品种在当地正常播种期一生能长几片叶，其次要准确数出当时展开叶是第几片，总叶片数应以大多数植株为准。
玉米叶龄指数与穗分化的对应关系见表1。
表1 玉米穗分化时期与叶龄指数的对应关系
穗 分 化 时 期
叶 龄 指 数
雄 穗
雌 穗
伸长
小穗原始体
小花分化
雄蕊长，雌蕊退
四分体
花粉粒成熟
抽雄
开花
－
－
伸长
小穗原始体
小花分化
花丝始伸
花丝伸长
吐丝
30左右
35－36
45左右
50左右
60－62
75左右
85左右
100

5、种子
玉米的种子实质上是果实（颖果），生产上习惯称之为种子或籽粒，它的形态、大小、色泽各异，是识别品种（自交系）的重要标志。一般千粒重为200~350g左右，最小的仅50多g，而最大的可达400g以上。种子的颜色有黄、白、紫、红、花斑等多种。每个干果穗的种子重占果穗重的百分比（籽粒出产率）因品种而不同，一般是75%~85％左右。
玉米的种子由果种皮、胚乳和胚三部分组成。果种皮主要由纤维素组成，具有保护籽粒内部的作用。胚乳的主要成分是淀粉，它位于果种皮内，约占种子总重量的80%~85％。胚乳有粉质和角质的区别，粉质胚乳结构疏松，不透明，角质胚乳组织紧密，呈半透明状，并且蛋白质含量较多。胚位于种子一侧的基部，比较大，它的重量约占种子总重量的10%~15％，由胚芽、胚轴、子叶（盾片）所组成。胚的上端为胚芽，胚芽的外面有一胚芽鞘，下端为胚根，胚根外包着胚根鞘，胚芽与胚根之间由胚轴相连。在胚轴上，向胚乳的一面生有一片大子叶（盾片），在种子萌发时有吸收胚乳养分的作用。

（三）发育特性
1、玉米生长发育对温度的要求
玉米是喜温作物，在整个生育期都要求较高的温度，但在不同的生育时期，所要求的温度是不同的。
玉米种子一般在6~7℃时可以发芽，但非常缓慢，在土壤中很容易受到有害微生物的侵染，使种子霉烂。最适发芽温度是25~35℃，最高44~50℃。在适宜的温度范围内，温度越高发芽出苗越快，在高温下发芽明显受阻。一般以土壤0~10cm地温稳定在10℃以上时即可播春玉米。浙江省春播制种可在3月下旬至4月底播种。
玉米苗期耐低温能力较强。日均温18℃时开始拔节，温度愈高，生长愈快，日均温22~24℃是幼穗发育的有利时期。
玉米在抽雄开花期要求日平均温度在26~27℃左右，此时是玉米一生中要求温度较高的时期。但在温度高于32~35℃、空气相对湿度接近30％的高温干燥的气候条件下，花粉（含60％的水分）常因失水而干枯，同时花丝也容易枯萎，因而造成受精不完全，产生缺粒现象。
玉米籽粒形成和灌浆期间，仍然要求有较高的温度，以促进同化作用。在种子乳熟以后，要求温度逐渐降低，有利于营养物质向种子运转和积累。在种子灌浆、成熟这段时期，要求日平均温度保持在20~24℃，如温度低于16℃或超过25℃，养分的运转和积累会受到影响，造成结实不饱满。
玉米也容易受到秋霜的危害，大多数品种遇到3℃的低温，即完全停止生长，影响正常成熟和产量。因此，南方地区夏、秋播玉米制种不宜太迟播种，浙江省一般应在6月下旬至7月底前播种为宜。
2、玉米生长发育与光照的关系
玉米属短日照作物，但不典型。各品种对光照的敏感程度也不一致，有些品种（组合、自交系）在长日照（18 h）的情况下，仍能开花结实，但大多数品种在8~10 h的短日照条件下开花最快。我国北方高纬度地区的品种引种到南方栽培时，因日照时数缩短可提早成熟；反之，南方品种引到北方种植，往往茎叶生长茂盛，延迟成熟，甚至造成空杆率大幅上升。
玉米是一种高光效的高产作物，要获得高产就要求有较高的光合强度、较大的光合面积和较长的光合时间。在栽培上要注意解决通风透光，采取合理密植，获取较充足的光照，才能保证玉米丰收。
3、玉米生长发育对土壤养分的要求
由于玉米的根层密，数量多，要求土层深厚，熟化的耕作层要达到30cm左右，整个土层厚度则应保持在80cm厘米以上。如果土层过薄，将会限制根系的垂直生长，容易造成肥水供应失调，产量不高，易倒状。
玉米栽培要求土壤通气良好才有利于根系下扎，而且还可以提高氮