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玉米人工栽培

基本特性

玉米喜温,种子发芽的最适温度为25~30℃。拔节期日均18℃以上。从抽穗到开花日均26~27℃。

灌浆和成熟需保持在20~24℃;低于16℃或高于25℃,淀粉酶活动受影响,导致子粒灌浆不良。

玉米为短日照作物,日照时数在12小时内,成熟提早。长日照则开花延迟,甚至不能结穗。

玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生长。玉米适宜的土壤pH为5~8,以PH6.5~7.0最适。耐盐碱能力差,特别是氯离子对玉米为害大。

种植历史

据考证,玉米原产于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已经开始种植玉米。由于玉米适合旱地种植,因此西欧殖民者侵入美洲后将玉米种子带回欧洲,之后在亚洲和欧洲被广泛种植。大约在十六世纪中期,中国开始引进玉米,十八世纪又传到印度。到目前为止,世界各大洲均有玉米种植,其中北美洲和中美洲的玉米种植面积最大。

利用历史

1. 玉米利用概述

就玉米利用而言,大体经历了作为人类口粮、牲畜饲料和工业生产原料的三个阶段口粮消费占玉米总消费的比重大约在5%左右,但是随着时代的发展,这个比例有逐步降低的趋势。玉米是三大粮食品种之一,为解决人类的温饱问题起到很大作用。时至今日,玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品:在“玉米的故乡”墨西哥,“国菜”玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多,人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用;在发达国家和地区,玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用;在某些贫困国家和地区,玉米依然是人们廉价的裹腹之物。

饲料消费是玉米最重要的消费渠道,约占消费总量的70%左右。该项消费可以看作是生活水平和人口数量随时间变化的一个函数:在人们生活水平提高初期,恩格尔系数较高,人们对肉、蛋、禽、奶的强劲需求拉动了畜牧业和饲料业的大发展,导致饲用玉米需求大幅度增加,成为玉米增产的主要动力;在生活达到一定水平后,恩格尔系数下降,对肉、蛋、禽、奶等的需求将保持平稳,此时饲用玉米消费将仅与人口数量成正比。

作为工业原料使用也是玉米消费的主要渠道。玉米不仅是“饲料之王”,而且还是粮食作物中用途最广,可开发产品最多,用量最大的工业原料。以玉米为原料生产淀粉,可得到化学成份最佳,成本最低的产品,附加值超过玉米原值几十倍,广泛用于造纸、食品、纺织、医药等行业。以玉米淀粉为原料生产的酒精是一种清洁的“绿色”燃料,有可能在21世纪取代传统燃料而被广泛使用。

库存亦是玉米需求的一种形式。处于粮食安全的考虑,各国总要储备一些粮食。世界玉米库存量一般占消费量比重的20%左右。近年来中国玉米库存约600~700万吨。

2.世界玉米利用现状

玉米利用总的情况是在工业发达国家用作饲料的比例大,而在发展中国家用作口粮的比例大:

随着全世界畜牧业的大发展,饲料工业得以迅速发展,全世界饲料用玉米需求呈现增长趋势。在发展中国家表现为工业饲料消耗玉米增加,同时采用传统方式喂饲畜禽的饲料玉米消耗亦在增加。在发达国家和地区表现为大量的玉米原粮被加工为工业饲料。

从全世界耗用玉米趋势看,近15年来,无论是发展中国家还是发达国家其用作饲料的玉米都逐年增加,用作口粮的数量在减少,用作工业原料和食品加工的玉米在增加。以中国为例:上世纪90年代前期,饲料工业和畜牧业迅速发展,1993年,饲用玉米消费量达到6200万吨,占玉米总消费量的67%,1995年该项指标迅速达到77%,玉米总消费增量几乎全部由饲用玉米消费增量体现。

上世纪80年代全世界用作工业饲料的玉米2.64亿吨,用作口粮的玉米0.66亿吨,用作工业原料的玉米0.44亿吨。进入90年代,上述三个指标分别为3.52亿吨、0.59亿吨、0.56亿吨。

1996年美国生产工业饲料耗用玉米12700万吨,占玉米总产量的53%。欧洲地区消费饲料玉米6600万吨,中国生产工业饲料耗用玉米3498万吨,日本消费玉米1662万吨,巴西生产饲料耗用玉米1520万吨,法国饲料用玉米1326万吨,韩国饲料用玉米852万吨。

美国的玉米产量占全世界总产量的40%。纵观几十年来美国的玉米市场消费趋势可见,50年代美国的玉米产品用作饲料的占85.7%,工业原料、食品占8.08%,出口占5.17%;60年代饲料用玉米占81.76%,工业原料、食品占8.23%,出口占12.38%;70年代饲料占66.02%,工业原料、食品占8.77%,出口占25.21%;80年代至90年代初,用作饲料的玉米占59.36%(12237万吨),用作工业原料、食品占11.65%(2401万吨),出口占 28.63%(5902万吨)。由此可见,在美国虽然用作饲料的玉米比例在下降,但饲料仍是消耗玉米最多的产业,出口量增加迅速,用作工业原料和食品加工的玉米消费量较为稳定。

中国改革开放以来随着畜牧业的大发展,人民生活水平的提高,玉米工业的发展,玉米已成为粮食、饲料、工业原料和出口商品的多用途作物。中国的玉米消费是80年代口粮比例占38%,消费玉米2588万吨,饲料用玉米占48%(工业饲料和传统饲料),消耗玉米3269万吨,出口占11%,出口玉米749万吨,工业原料和食品加工占3%,耗用玉米205万吨左右。

进入上世纪90年代,人们直接消费的玉米比重在下降。全国口粮消费玉米大约占玉米总产量的19%,消费玉米量约为1870万吨;玉米作为饲料消费在中国有两种情况。一是加工生产成配合饲料。中国近年配合饲料产量约4800万吨,按60%比率折算,年消耗玉米2880万吨。二是传统的把玉米直接用于饲料的消费。在农村中,主要是把玉米直接作饲料喂饲大牲畜、猪和家禽。据专家估计,这种传统的饲喂方式每年估计消耗玉米3500万吨左右,这两项每年消费玉米约6380万吨,占玉米总产量的68%。

玉米是重要的工业原料,也可加工成精制的玉米食品。中国目前用于工业原料和食品工业的玉米大约占玉米总产量的5%左右,年消耗玉米250万吨左右。中国1990~1994年平均出口玉米820万吨,占玉米总产量的8%左右。1995年之后又转向大量进口玉米。近10年来,中国玉米消费趋势是用于生产配合饲料的玉米数量猛增,用于口粮的玉米逐年减少,用作工业原料和食品加工的玉米增长缓慢,从玉米出口国变为玉米进口国家。

种植技术

玉米是高产作物,需肥量较大,必须合理施肥才能满足玉米在整个生育期对养分的需要,,喷施新高脂膜大大提高养肥的有效成分率。据试验,生产100公斤玉米籽实,需氮2.5公斤,需磷1公斤,需钾2.1公斤。若亩产500公斤玉米,亩需尿素33公斤左右,或硝铵50公斤,过磷酸钙31公斤,硫酸钾13公斤。

玉米生长的三个阶段,需肥数量比例不同,苗期占需肥总量的2%,穗期占85%,粒期占13%。玉米从拔节到大嗽叭口期,是需肥的高峰期,施肥时做到合理施肥,即底肥、种肥、追肥结合;氮肥、磷肥、钾肥结合;农肥、化肥、生物菌肥结合,并配合喷洒壮穗灵增加玉米千粒重。底肥要施足,这是基础,一般亩施腐熟的有机肥2000公斤,五氧化二磷7.5公斤,钾肥5.5公斤做底肥。

在底肥、种肥施入水平不高,地力条件较差,种植晚熟品种的地块,可在玉米6~7叶期,进行追肥,亩追尿素15公斤左右,深追15厘米以上,提高化肥利用率;底肥、种肥施入水平高的地块,亩追尿素10公斤左右。

玉米追肥要及早进行,方法一是前边追肥,后边趟地,追肥和趟地要结合;二是用镐刨坑,深追15厘米以上;追肥时,要化肥和生物肥相结合,促进根系良好发育,一般情况下,亩追尿素10~15公斤,加生物菌肥1公斤,能促进玉米提早成熟。

在抽穗期灌浆期,亩用0.25公斤磷酸二氢钾和0.5公斤尿素,兑水50公斤,进行叶面喷施,可防秃尖、缺粒,增加产量,提高质量。有机食品玉米,不能用化肥最好用发酵好的有机肥,做底肥,追肥用饼肥,肥效平稳而持久,效果好于化肥,而且后劲长,但追肥时,饼肥与作物幼苗保持适当距离,以免饼肥发酵时产生的热量灼烧幼苗。

病虫害防治

有30多种,主要有大、小斑病,丝黑穗病,青枯病,病毒病和茎腐病等。通过选用抗病品种和加强管理预防之。虫害有玉米螟、地老虎、蝼蛄、红蜘蛛、高粱条螟和粘虫等。

玉米小斑病、玉米大斑病、玉米圆斑病、玉米螟、玉米灯蛾、玉米病毒病、玉米黑穗病、玉米黑粉病、玉米茎腐病、玉米锈病、玉米炭疽病、玉米霉斑病、玉米矮花叶病、玉米普通花叶病、玉米条纹矮缩病。

玉米穗腐病

玉米穗腐病症状 玉米穗腐病(Fusarium graminearum Schw),又称赤霉病、果穗干腐病,在全国各玉米主产区均有发生,其病原早在上个世纪70-80年代已搞清 ,但对其危害损失、发病规律及防治技术未见详细报道,甘肃省1958年普查,正宁县、宁县、合水县、西和县、礼县、康县发病率达5%-8%。庄浪县1980年以前种植金皇后,英粒子等品种时均发病较重,以后随着中单2号抗病品种的大面积推广,该病得到控制,但近年因引进种植沈单10.沈单16.酒试20.富农998等“青秆成熟”的粮饲兼用玉米品种,穗腐病发生有加重趋势,给制种企业种植业及养殖业造成严重损失。

1.危害损失程度

发生情况:玉米穗腐病在庄浪县的发生面积随感病品种种植面积和年份而变化,2003年发病面积3500hm2,病穗率46%;2004年发病面积3000 hm2,病穗率26.5%,2005年发病面积4500 hm2,病穗率44.3%,2006年发病面积5300 hm2 ,病穗率23..9%。

危害性:受病籽粒黑褐色或红褐色,百粒重降低1/2以上,品质变坏。人畜食用后会引起中毒反应[5],试验观察:原粮内混入20%有病籽粒时,人食用时口感涩苦、味酸臭,过量食用会出现四肢无力、发热、恶心、呕吐、腹涨、腹痛、头晕等症状;马、骡、驴、猪等家畜饲用时出现腹泻、拒食,生长速度减慢等现象;羊、鸡饲用后食量减退,并出现母鸡产蛋率下降等现象;原粮中带有病粒,商品价值降低0.2-0.4元/kg,种子中带有病粒,播种量增加1倍。

损失程度:为了测定穗腐病造成的经济损失,将沈单10按果穗大小,病害程度分类,把有病果穗分成5级,测定各级果穗长度,无病果穗粒重(w),有病果穗中健康粒重(y),各级损失情况以公式损失率(%)=[(w-y)/w]×100计算。测算结果表明, 果穗受害后0、1.2.3.4级的损失率分别为0、18.4%、27.3%、45.0%、68.2%。

症状:玉米穗腐病在田间自幼苗至成熟期都可发生,最典型的症状为种子霉烂、弱苗、茎腐、穗腐,其中以穗腐的经济损失最为严重:

种子霉烂与弱苗:病菌污染粘附在种子表面,经播种后,受害重者不能发芽而霉烂,造成缺苗断垄;轻者出苗后生长细弱缓慢,形成弱苗。

穗腐:大田再侵染发病初期果穗花丝黑褐色,水浸状,穗轴顶端及籽粒变成黄褐色,粉红色或黑褐色,并扩展到果穗的1/3-1/2处,当多雨或湿度大时可扩展到全部果穗。患病的籽粒表面生有灰白色或淡红色霉层,白絮状或绒状,果穗松软,穗轴黑褐色,髓部浅黄色或粉红色,折断露出维管束组织。

病原菌:通过对庄浪县采集到的玉米病果穗不同部位镜检,并按真菌的分离和培养方法进行病原菌分离镜检[5。9] ,发现属典型的镰刀菌分生孢子,对照有关文献资料比较鉴定[1-8],属半知菌类、瘤座孢科、镰刀菌属(Fusarium)、小麦赤霉病菌(F.graminearum Schw),有性阶段属子囊菌纲、肉座菌目、赤霉属(Gibberella)的小麦赤霉病菌(G..zeae(schw)petch),为兼性寄生菌,寄主范围广,为害小麦、玉米等多种禾本科植物,引起苗枯,茎腐,基腐和穗腐。

发病规律:病源菌从玉米苗期至种子贮藏期均可侵入与为害,而霉烂损失在果穗收获风干过程中。病菌以菌丝体、分生孢子或子囊孢子附着在种子、玉米根茬、茎秆、穗轴等植物病残体上腐生越冬,翌年在多雨潮湿的条件下,子囊孢子成熟飞散,落在玉米花丝上兼性寄生,然后经花丝侵入穗轴及籽粒引起穗腐。穗腐的发病程度受品种、气候、玉米螟为害、农艺活动、果穗(原粮、种子)贮藏条件等多种因素影响。

玉米品种间抗病性差异大:庄浪县大面积种植的中单2号、酒单4号、酒单2号抗病性较强,病穗率在0-3%,而沈单10(组合Q1261/沈137)、沈单16(组合137/K12)不抗病,病穗率高达31.2%-46%,自交系478(组合8112/5003)及其杂交种掖单12.掖单13等高度感病,病穗率达50%左右。据观察易感病品种“青秆成熟”,果穗花丝多,苞叶长而厚,籽粒排列紧密,穗轴含水量高,水分散失慢;而抗病品种果穗花丝少,苞叶薄,顶部籽粒外露,在收获前已成熟下垂,雨水不易淋入。另外,第2.3果穗发病率明显高于第1果穗,病害级数高,损失程度亦大。

9-10月份降雨量及阴雨天数是发病的关键:玉米收获期及收获后由于秋雨连绵,造成农户对果穗不能及时收获和剥皮晾晒,给病菌的发生发展提供了良好的湿度条件,1999-2005年9-10月沈单10发病程度(y)与降雨量(x)的关系经回归统计分析:y=-0.751+0.311x,相关系数r=0.908>P0.01=0.874,说明x与y之间存在着极显著的相关性。

温度条件适合病菌的生长发育:据资料介绍[2.4-5] :小麦赤霉病菌生长发育温度4-32℃,空气相对湿度80%-100%时发育最好;分生孢子在湿度条件适宜时,8℃左右即可产生,以25℃时产生速度最快,温度低于4℃,发芽速度极慢,至少需要1d以上;形成子囊孢子的最低温度9-10℃,子囊孢子萌发的温度范围4-35℃,以25-30℃为最适宜温度。而庄浪县9/下 -11/上是玉米成熟到果穗晾晒期,该段时间历年逐旬平均气温12.6-6.5℃,能够满足病菌生长发育。如果果穗堆积在一起,呼吸过程中产生的热量更有利于病菌再侵染,扩大病害程度。

玉米螟为害严重的地块发病重:在调查中发现,凡被玉米螟为害的果穗或茎秆,穗腐与茎腐同时发生,经济损失重。经统计分析,穗腐病发生率(%、y)与玉米螟虫株率(%、x)呈y=axb幂函数曲线关系[12。13],y病=1.3712x0.9549虫 ,F=323.82**>F0.01=10.04,回归关系极显著;玉米螟防治与不防治的穗腐病发生率(%)经t测验,t=5.589**>df0.01=3.106的极显著标准。这是因为玉米螟钻蛀所排粪便污染了茎秆与穗轴,给病菌的滋生提供了有利场所。

发病程度与种植方式和播期有关:根据调查,地膜覆盖种植的沈单16第1果穗发病率18.5%,第2果穗发病率31.3%,分别比露地发病率低16.1.19.2个百分点;“谷雨”前播种并1次全苗的沈单10发病率21.7%,比“立夏”后补苗的发病率低21.6个百分点。总结其发病率低的原因是地膜覆盖和适期早播,能提早玉米的成熟期,使易感病品种的穗轴和籽粒含水量较低的缘故。

防治措施

玉米穗腐病的初侵染来源广,湿度是关键,因此在防治策略上,必须以农业措施为基础,充分利用抗(耐)病品种,改善贮存条件,农药灌心与喷施保护相结合的综合防治措施。

1.选用抗病亲本(制种)或品种

建议科研单位、制种企业选用对穗腐病具有优良抗性的亲本及组合,建立无病制种基地,培育健康种子。同时县市种子公司、农技中心在玉米新品种引进试验中,应把对该病的抗性列为鉴选重点,对抗性差的品种不予引种;目前庄浪县应在推广抗病品种中单2号、酒单2号、酒单4号的基础上,积极引进高产、抗病的新品种。

2.地膜覆盖,适期早播

采用地膜全覆盖或半覆盖、适期早播可使玉米提早成熟,降低感病品种的穗轴和籽粒含水量,能有效减轻收获和贮存期的病菌感染。

3.及时剥掉苞叶,防雨淋湿受潮

玉米收获期多秋雨,收获后的果穗不要堆集过厚,应及早剥去苞叶,打结成串挂在通风向阳处晾晒,对不能打结成串的果穗应摊薄晾晒,并经常翻动,防止受热而发病,如有降雨及时遮挡,防止雨淋。折断病果穗霉烂顶端,防止穗腐病再新扩展

在剥苞叶过程中,对发现有病的果穗,应在发病与健康交接部位折去霉烂的顶端,防止病害进一步扩展,增加损失。据试验观察:果穗受雨淋不剥苞叶堆积3d,果穗顶端霉烂长度由3cm扩展到7cm;剥掉苞叶如不清除病果穗顶端霉烂部分,在脱粒前期,穗腐病还会由5cm扩展到15cm;对果穗霉烂部分清除不彻底,脱粒前期,穗腐病还会扩展2-5cm;而清除彻底干净,穗腐病就不在发展。

4.早脱粒,防霉变

收获后将病果穗挑检出,尽早脱粒,并在日光下晾晒或在土坑上烘干,以防籽粒进一步受病菌感染霉烂。

处理玉米秸秆,压低初侵染源。

玉米秸秆、穗轴、根茬大量累积是镰刀菌、玉米螟越冬的有利场所。所以,必须对玉米秸秆、穗轴、根茬及时采取喂(饲喂家畜)、氨化(氨化饲草)、粉(粉碎喂猪)、沤(沤制肥料或作为沼气填充料)、烧(烧坑做饭)的办法彻底处理,减轻病虫初侵染源。

5.种子精选包衣

因玉米种子表面病菌存活时间1a以上[5] ,生产经营单位,在供种前要对种子进行精选,剔除秕小病籽,用20%福?克种衣剂包衣[14],每100kg种子用药量444.4-800g,或用30%多?克?福种衣剂包衣,每100kg种子用药量214-300g。

6.化学药剂防治

在玉米喇叭口期,用直径2mm左右水洗河沙5kg与20%氰戊菊酯8-10ml,50%多菌灵WP50g均匀搅拌制成的颗粒剂,每hm2用量60-75kg灌入玉米心叶正中心和组成心叶丛的4-5片叶间隙,避免在结露和卷叶时施药,据试验:灌心不仅对玉米螟防治效果达100%,而且对玉米穗腐病、粘虫、蚜虫防治效果达90%以上。同时在玉米收获前15d左右用50%多菌灵WP1000倍液在果。

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