《玉米的生物学基础》PPT课件.ppt

第 三 节 玉 米 的 生 物 学 基 础 一 、 生 长 发 育（ 一 ） 基 本 概 念 1. 生 长 玉 米 植 株 体 或 器 官 在 “ 量 ” 上 的 变 化 由 小 到 大 、 由 轻 到 重 的 过 程 主 要 是 通 过 细 胞 体 积 的 扩 大 来 实 现 的 生 长 受 温 度 、 光 照 、 水 分 、 施 肥 、 病 虫害 等 因 素 的 影 响 2. 发 育 玉 米 器 官 和 机 能 在 “ 质 ” 上 的 变 化 由 无 到 有 的 过 程 主 要 通 过 细 胞 的 分 裂 来 实 现 的 发 育 主 要 受 温 度 和 光 周 期 的 影 响 （ 二 ） 生 育 期 玉 米 从 播 种 到 成 熟 所 经 历 的 时 间 一 般 用 天 数 来 表 示 玉 米 不 同 类 型 品 种 热 量 指 标 品 种 类 型 热 量 指 标 （ =10 oC 积 温 ） 生 育 期 （ 天 ） 备 注 早 熟 种 2100 2300 85 95 夏 播 、 回 茬 中 早 熟 种 2300 2500 95 105 夏 播 、 回 茬 中 熟 种 2500 2700 105 115 套 种 中 晚 熟 种 2700 2900 115 125 套 种 、 春 播 晚 熟 种 2900 125 春 播 FAO通 用 标 准 超 早 熟 类 型 ： 8 11片 叶 ， 生 育 期 70 80天 早 熟 类 型 ： 12 14片 叶 ， 生 育 期 81 90天 中 早 熟 类 型 ： 15 16片 叶 ， 生 育 期 91 100天 中 熟 类 型 ： 17 18片 叶 ， 生 育 期 101 110天 中 晚 熟 类 型 ： 19 20片 叶 ， 生 育 期 111 120天 晚 熟 类 型 ： 21 22片 叶 ， 生 育 期 121 130天 超 晚 熟 类 型 ： 23片 叶 ， 生 育 期 131 140天（ 出 苗 成 熟 天 数 ） （ 三 ） 生 育 时 期 玉 米 植 株 在 一 生 当 中 外 部 形 态 特 征 发 生 明显 变 化 的 时 期 全 田 有 50% 的 植 株 达 到 标 准 时 定 为 期 叶 龄 指 数 =展 开 叶 片 数 /叶 片 总 数 100% 1. 出 苗 期幼 苗 高 度 达 到 2厘 米 2. 拔 节 期 茎 节 总 长 达 到 2 3 厘 米 靠 近 地 面 能 够 用 手 摸 到 节 雄 穗 生 长 锥 开 始 伸 长 叶 龄 指 数 35% 40% 7 8展 叶 （ 20片 叶 品 种 ） 植 株 生 长 由 根 系 转 向 茎 、 叶 3. 大 喇 叭 口 期 心 叶 丛 生 ， 上 平 ， 侧 面 形 状 如 高 音 喇 叭 11 12 展 叶 叶 龄 指 数 60%左 右 雌 穗 小 花 分 化 是 玉 米 一 生 最 重 要 的 管 理 时 期 4. 抽 雄 期雄 穗 自 顶 叶 抽 出 叶 片 全 部 展 开叶 龄 指 数 100% 5. 吐 丝 期雌 穗 花 丝 自 苞 叶 抽 出 6. 灌 浆 期 籽 粒 开 始 积 累 同 化 产 物 吐 丝 后 12 15天 7. 乳 熟 期 籽 粒 开 始 快 速 积 累 同 化 产 物 吐 丝 后 25 30天 8. 蜡 熟 期 籽 粒 开 始 变 硬 吐 丝 后 35 40天 9. 完 熟 期 籽 粒 达 到 生 理 成 熟 呈 现 出 本 品 种 固 有 的 色 泽 、 质 地 吐 丝 后 45 50天 （ 四 ） 生 育 阶 段 根 据 玉 米 植 株 一 生 形 态 特 征 的 变 化 而 划分 的 几 个 生 育 时 段 （ 播 种 出 苗 阶 段 ） 时 间 ： 从 播 种 到 出 苗 生 长 中 心 ： 种 子 萌 发 、 出 苗 需 要 时 间 ： 6 15天 1. 苗 期 阶 段 又 称 ： 前 期 时 间 ： 从 出 苗 到 拔 节 生 长 中 心 ： 以 根 系 和 茎 、 叶 生 长 为 主 需 要 时 间 ： 2. 穗 期 阶 段 又 称 ： 中 期 时 间 ： 从 拔 节 至 抽 雄 生 长 中 心 ： 茎 、 叶 生 长 旺 盛 ， 开 始 进 行穗 分 化 是 营 养 生 长 与 生 殖 生 长 并 进 阶 段 需 要 时 间 ： 3. 花 粒 期 阶 段 又 称 ： 后 期 时 间 ： 从 抽 雄 至 成 熟 生 长 中 心 ： 营 养 生 长 停 止 ， 以 籽 粒 发 育为 中 心 需 要 时 间 ： 三 、 玉 米 器 官 的 建 成 一 ） 根 系 (Root System) 1. 根 的 类 型 玉 米 的 根 属 于 须 根 系 由 初 生 根 和 次 生 根 构 成 主 胚 根 （ 种 子 根 ） 1条 初 生 长 根 次 生 胚 根 （ 侧 胚 根 ） 4 6条 玉 米 根 系 地 下 节 根 4 7层 次 生 根 （ 节 根 ） 地 上 节 根 （ 气 生 根 、 支 持 根 ） 2 4层 6 10层 2 根 的 作 用 时 期 初 生 根 ： 主 要 功 能 期 在 出 苗 至 拔 节 前 ， 但其 作 用 可 维 持 到 大 喇 叭 口 期 。 次 生 根 ： 主 要 功 能 期 在 拔 节 至 吐 丝 期 。 气 生 根 ： 主 要 功 能 期 在 吐 丝 至 籽 粒 灌 浆 期 。 3 根 系 的 分 布 垂 直 分 布 ： 1 1.5米 ， 最 深 可 达 2米 。 水 平 分 布 ： 一 般 为 半 径 50cm， 但 主 要 在半 径 20cm范 围 内 。 重 量 分 布 ：0 20Cm 根 量 占 60%0 30 Cm占 80%0 50 Cm占 90% 4. 根 系 的 生 长 苗 期 生 长 缓 慢 拔 节 前 后 生 长 最 快 抽 雄 后 生 长 变 缓 慢 并 开 始 逐 渐 衰 亡 不 同 生 长 发 育 时 期 玉 米 根 系 的 生 长 情 况 苗 期 拔 节 期 抽 雄 期 蜡 熟 期 根 层 数 2.0 4.5 8.0 8.0 根 条 数 8 28 83 84 根 干 重 （ 克 ） 0.37 5.64 57.83 52.92 二 ） 茎 (Stem) 1 形 态 由 节 和 节 间 组 成 ， 一 般 14 25节 ， 晚熟 品 种 多 于 早 熟 品 种 株 高 最 矮 仅 0.5米 ， 高 的 可 达 9米 。 生 产上 一 般 品 种 为 2 3米 节 上 叶 腋 生 有 腋 芽 顶 部 4 6节 无 腋 芽（ 或 腋 芽 不 发 育 ） 以 下 各 节 均 生 一 腋芽 下 部 腋 芽 形 成 早 但穗 分 化 开 始 晚 上 部 腋 芽 形 成 晚 但穗 分 化 开 始 早 上 部 腋 芽 具 有 顶 端优 势 （ 发 育 为 正 常果 穗 ） 普 通 玉 米 的 分 蘖 发生 较 少 ， 且 不 能 形成 产 量 ， 一 般 在 出苗 至 拔 节 期 拔 除饲 用 玉 米 则 可 利 用其 分 蘖 特 性 生 产 较多 的 同 化 产 物 2 茎 秆 的 生 长 出 苗 至 拔 节 生 长 非 常 缓 慢 拔 节 后 开 始 迅 速 生 长 散 粉 后 基 本 停 止 生 长 节 间 长 度 ： 自 基 部 逐 渐 增 长 ， 穗 位 节 达到 最 大 ， 穗 位 以 上 又 逐 渐 缩 短 各 节 间 长 度 的 增 长 自 下 向 上 具 有 重 叠 性 节 间 粗 度 ： 由 基 部 到 顶 部 逐 渐 变 细 玉 米 茎 干 物 质 增 长 情 况 （ 河 北 农 业 大 学 1998年 ） 日 期 生 育 时 期 茎 干 重 （ 克 /株 ） 7.8 出 苗 7.19 拔 节 2.5 7.29 大 喇 叭 口 11.2 8.18 吐 丝 58.5 9.2 灌 浆 期 61.5 9.17 乳 熟 期 61.8 10.4 收 获 63.2 品 种 ： 掖 单 19号 ， 亩 产 563公 斤 3. 环 境 条 件 对 茎 秆 生 长 发 育 的 影 响 温 度 ： 茎 秆 生 长 发 育 随 温 度 升 高 而 加 快 光 照 ： 弱 光 促 使 茎 秆 伸 长 （ 对 光 的 竞 争 ） 水 分 ： 充 足 水 分 促 进 茎 秆 伸 长 ， 干 旱 抑 制茎 秆 伸 长 肥 料 ： 氮 肥 促 进 茎 秆 伸 长 ， 磷 、 钾 肥 促 进茎 秆 机 械 组 织 发 育 ， 利 于 抗 倒 三 ） 叶 (Leaf) 1 形 态 叶 的 构 成 : 叶 片 、 叶 鞘 、 叶 舌 互 生 、 平 行 叶 脉 叶 片 数 与 成 熟 期 有 关 ， 早 熟 品 种 14-17片 ， 中 熟 品 种18-20片 ， 晚 熟 品 种 21-25片 。 生 产 上 一 般 品 种 18-23片 。 第 一 片 真 叶 顶 端 圆 形 ， 5光 、 7毛 、 6过 渡 叶 片 长 度 ： 自 基 部 开 始 逐 渐 增 长 ， 穗 位 叶 最 长 ， 向上 又 逐 渐 缩 短 。 叶 片 宽 度 ： 自 基 部 开 始 逐 渐 增 大 ， 穗 位 叶 最 大 ， 向上 又 逐 渐 变 窄 。 叶 面 积 ： 自 基 部 开 始 逐 渐 增 大 ， 穗 位 叶 最 大 ， 向 上又 逐 渐 减 小 。 2 功 能 叶 鞘 ： 保 护 幼 嫩 的 茎 秆 ， 光 合 作 用 较 弱 叶 片 ： 光 合 作 用 、 蒸 腾 作 用 、 气 体 交 换 、吸 收 作 用 （ 可 进 行 叶 面 施 肥 ） 叶 舌 ： 具 保 护 作 用 ， 可 防 止 某 些 病 虫 浸染 。 是 禾 谷 类 幼 苗 鉴 定 的 重 要 依 据 。 基 部 叶 片 “ 根 叶 组 ” ：主 要 供 应 根 系 发 育 中 部 叶 片 “ 茎 叶 组 ” ：主 要 供 应 茎 秆 发 育 上 部 叶 片 “ 粒 叶 组 ” ：主 要 供 应 穗 粒 发 育 “ 棒 三 叶 ” （ 穗 位 叶 及 其上 、 下 各 一 片 叶 ） 籽 粒 积累 量 的 同 化 产 物 有 50%来自 “ 棒 三 叶 ” ， 其 中 穗 位叶 占 30% “ 就 近 供 应 ” 原 则3. 叶 片 功 能 分 组 4. 叶 面 积 动 态 玉 米 不 同 生 育 时 期 叶 面 积 和 叶 片 干 物 质 积 累 (河 北 农 业 大 学 1998年 ) 日 期 生 育 时 期 单 株 叶 面 积（ cm2） 叶 片 干 物 重（ 克 /株 ） 8/7 4展 叶 118 0.67 19/7 拔 节 期 1123 7.05 29/7 大 喇 叭 口 3796 24.22 18/8 吐 丝 期 8014 45.4 2/9 灌 浆 期 6430 48.26 17/9 乳 熟 期 6127 43.05 4/10 成 熟 期 4268 40.56 品 种 ： 掖 单 19号 ， 亩 产 563公 斤 四 ） 花 序 （ Spike） 玉 米 为 雌 雄 同 株 、 异 位异 花 授 粉自 然 异 交 率 95%以 上 1. 雄 花 序 （ Tassel）又 称 雄 穗 、 天 穗植 株 顶 芽 发 育 而 成 圆 锥 花 序由 主 轴 和 侧 枝 组 成侧 枝 4 11个 2. 雌 花 序 （ Ear） 又 称 果 穗 、 雌 穗 由 植 株 中 上 部 腋 芽 发 育 而 成 肉 穗 状 花 序 由 穗 柄 、 穗 轴 、 苞 叶 和 雌 雄 穗 花 组 成 2. 雌 花 序 （ Ear）又 称 果 穗 、 雌 穗由 植 株 中 上 部 腋 芽 发育 而 成肉 穗 状 花 序由 穗 柄 、 穗 轴 、 苞 叶和 雌 小 穗 花 组 成 连 接 果 穗 与 茎 秆上 有 密 集 的 节节 上 生 苞 叶为 茎 秆 的 短 侧 枝（ 相 当 于 分 枝 ）（ 1） 穗 柄 （ ear stem） 2） 苞 叶 （ husk） 着 生 于 穗 柄 节 ， 包 被 果 穗 为 不 完 全 叶 ， 仅 有 叶 鞘 ，没 有 叶 片 起 保 护 作 用 ， 防 止 病 虫 侵害 苞 叶 过 短 则 使 果 穗 顶 部 外露 ， 容 易 遭 受 病 虫 危 害 光 合 作 用 很 弱 （ 3） 穗 轴 （ cob）肉 质 化充 满 髓 质多 维 管 束 组 织穗 轴 节 很 密上 着 生 雌 小 化 （ 4） 雌 小 穗 花 （ floret） 着 生 于 穗 轴 节 每 个 小 穗 有 两 朵 小 花 上 位 花 结 实 下 位 花 退 化 五 ） 授 粉 、 受 精 玉 米 为 雌 雄 同 株 、 异 位异 花 授 粉自 然 异 交 率 95%以 上 1 散 粉 （ pollen shedding） 雄 穗 从 开 始 开 花 至 终 花 一 般 持 续 7 9天 阴 凉 天 气 可 达 12 13天 开 花 后 第 3 4天 开 花 量 最 多 ， 占 45% 花 粉 活 力 花 粉 散 出 时 间 越 晚 活 力 越 低 花 粉 活 力 与 外 界 环 境 条 件 有 关 大 田 条 件 下 （ 温 度 28.6 30 、 相 对 湿度 65% 81%） 离 体 花 粉 活 力 仅 维 持2 3小 时 温 度 超 过 32 35 ， 花 粉 很 快 丧 失 活 力 低 温 条 件 有 利 于 维 持 花 粉 活 力 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 散 粉 后 天 数 （ 天 ） Days after pollen shedding (d) P er ce n ta ge o f se ed -s et (% ) 授 粉 结 实 率 （ % ） 图 6-6 不 同 日 龄 花 粉 授 粉 结 平 均 实 率 Fig.6-6 Average seed-set ability of pollen grains 2. 吐 丝 花 柱 和 柱 头 合 在 一 起 细 长 、 侧 遍 上 面 长 有 茸 毛 ， 顶 端 茸 毛 最 多 ， 利 于 接 受 花 粉 横 切 面 为 哑 铃 型 花 丝 任 何 部 位 都 可 接 受 花 粉 子 房 受 精 后 花 丝 颜 色 变 为 淡 红 色 ， 后 逐 渐 枯 萎 未 授 粉 的 花 丝 可 持 续 生 长 15天 左 右 （ 1） 花 丝 形 态 （ 2） 吐 丝 过 程 果 穗 中 下 部 小 花 开 始 分 化 最 早 、 抽 出 苞叶 的 时 间 也 最 早 基 部 花 丝 伸 长 也 比 较 早 ， 但 距 果 穗 顶 端远 ， 抽 出 也 比 较 晚 顶 部 小 花 分 化 时 间 最 晚 ， 生 长 速 度 慢 ，抽 出 时 间 最 晚 ， 常 常 因 为 没 有 授 粉 而 形成 秃 尖 （ 3） 花 丝 活 力 吐 丝 后 2 4天 之 内 活 力 最 强 一 周 之 后 开 始 下 降 15天 以 后 花 丝 活 力 基 本 丧 失 花 丝 活 力 与 花 粉 活 力 之 间 的 交 互 作 用 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 吐 丝 后 天 数 (天 ) Days after silking (d) Se ed -si te pe rce nta ge (% ) 结 实 率 （ %） 第 1天 花 粉 第 2天 花 粉 第 3天 花 粉 第 4天 花 粉 第 5天 花 粉 第 6天 花 粉 第 7天 花 粉 图 6-8 花 粉 活 力 与 花 丝 活 力 交 互 作 用 对 结 实 率 的 影 响 Fig. 6-8 Interaction effect silk and pollen activities on seed-set ability （ 4） 花 期 协 调 雄 穗 散 粉 时 间 短 、 花 粉 活 力 极 易 丧 失 花 丝 活 力 维 持 时 间 长 延 迟 散 粉 对 授 粉 结 实 影 响 相 对 较 小 延 迟 吐 丝 则 对 授 粉 结 实 影 响 较 大 生 产 当 中 应 当 特 别 注 意 雌 雄 协 调 问 题 吐 丝 与 散 粉 的 同 步 协 调 能 力 0 5 10 15 20 25 30 35 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8月 份 日 期 （ 日 ） Days of August(d) Pe rc en ta ge (% ) Pollen shedding Silking 0 5 10 15 20 25 30 35 13 14 15 16 17 18 19 20 21 8月 份 日 期 （ 日 ） Days of August(d) Pe rc en ta ge (% ) Pollen shedding Silking掖 单 12花 粉 和 花 丝 同 步 协 调 能 力 掖 单 19花 粉 和 花 丝 同 步 协 调 能 力Synchronization of pollen and silk (YD12) Synchronization of pollen and silk(YD19) 2. 籽 粒 灌 浆 过 程 籽 粒 形 成 期 ： 以 胚 的 形 成 和 胚 乳 细 胞 分 裂 为 主 。 灌 浆 期 ： 籽 粒 当 中 开 始 积 累 同 化 产 物 乳 熟 期 ： 籽 粒 当 中 快 速 积 累 同 化 产 物 蜡 熟 期 ： 籽 粒 同 化 产 物 积 累 趋 于 停 止 ， 籽 粒 快速 脱 水 完 熟 期 ： 籽 粒 同 化 产 物 积 累 停 止 ， 籽 粒 成 熟 The End