Тема 7. КУКУРУЗА

Строение растения кукурузы:

1- метелка (мужское соцветие);

2 - лист;

3 - рыльца;

4 – початок (женское соцветие);

5 - листовая обертка початка;

6 - нижний неразвившийся початок;

7 - воздушные корни (опорные);

8 - корневая система

Корневая система мочковатая; сильноразветвленная, многоярусная; проникает на глубину 1, 5-3 м и глубже, радиально распространяется более чем на 1 м. Основная масса корней (до 60%) располагается в слое почвы 0-30 см. Высокорослые позднеспелые гибриды характеризуются более сильно развитой корневой системой в сравнении низкорослыми скороспелыми. Корневая система имеетчетыре типа корней: зародышевые, первичные, узловые (постоянные) и воздушные (опорные).

Типы корней кукурузы:

1 – опорные (воздушные);

2 - узловые;

3 - первичные;

4 – зародышевые.

Зерно прорастает одним главным зародышевым корешком, затем появляются 4-6 боковых корней главного зародышевого корня. Так формируется первый ярус корней - зародышевые.

Узловые корни появляются из 3-5 подземных сближенных узлов стебля (узел кущения) при образовании у растений 3-4 листьев. Вначале они растут в горизонтальном направлении, затем углубляются в почву. Узловые корни составляют основную часть корневой системы.

Опорные корни образуются из 2-4 надземных нижних узлов стебля, а в условиях влажного климата - из 7 узлов, в фазу выметывания, когда завершается рост стебля в высоту. Основная функция опорных корней - обеспечение устойчивости стебля к полеганию, поэтому они сильнее развиваются у высокорослых гибридов. При повышенной влажности верхнего слоя почвы они образуют мочковатые корешки и участвуют в снабжении растений водой и минеральными веществами. Одной из характерных особенностей корней кукурузы является большое количество воздухоносных полостей, это свидетельствует о повышенных требованиях к аэрации почвы. Максимального развития корневая система достигает в фазу восковой спелости.

Стебель - цилиндрический, прямой, высотой 60-600 см. Чем продолжительнее вегетационный период, тем больше высота растений.

Стебель узлами разделен на междоузлия. От основания стебля к верхушке диаметр междоузлий уменьшается, поэтому он по форме приближается к конусу, что способствует устойчивости стебля к полеганию. Кроме того, он выполнен рыхлой паренхимой и имеет хорошо развитые механические ткани непосредственно под эпидермисом и вокруг проводящих пучков, поэтому отличается довольно высокой прочностью. Междоузлия, в узлах которых располагаются початки, имеют по всей длине выемку, такое расположение початков повышает устойчивость стебля к полеганию.

Темпы роста стебля в высоту в период вегетации неодинаковы. Наиболее интенсивный рост наблюдается накануне выметывания. В этот период прирост высоты растений достигает в сутки до 1, 5-2, 0 см. К концу цветения метелки, иногда к завершению цветения початков, рост стебля в высоту заканчивается.

Растения могут куститься, образуя 2-3 и более боковых побегов, называемых пасынками Пасынки образуются из подземных узлов главного побега, располагающихся у поверхности почвы. Они могут формировать самостоятельную корневую систему. Пасынки значительно короче главного побега, но иногда незначительно уступают ему. Позднеспелые и среднеспелые гибриды и сорта не образуют пасынков. На главном стебле от 8 до 35 и более листьев по числу стеблевых узлов. Каждый пасынок имеет такое же количество листьев, как и главный побег. Чем продолжительнее вегетационный период, тем больше листьев на главном стебле.

Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. Листовая пластинка линейная, с волнистыми краями из-за неравномерного роста тканей по ширине пластинки, с верхней стороны она опушенная. Листовое влагалище плотно охватывает междоузлие стебля. В месте прикрепления листовой пластинки к влагалищу листа имеется короткий пленчатый язычок, который прижат к стеблю, что препятствует попаданию атмосферной влаги между листом и стеблем.

Расположение листьев очередное, с двух сторон стебля, т. е. они находятся в одной плоскости. Листовые пластинки располагаются под острым углом к стеблю, они желобчатые, поэтому на растении листья располагаются воронкообразно. Благодаря этому выпадающие осадки направляются к центру корневой системы и распределяются по небольшой площади, поэтому кукуруза более продуктивно использует осадки, росы, туманы в сравнении с другими культурами. Длина листьев увеличивается от основания стебля примерно до 2/3 его высоты, а затем уменьшается. Рост листьев завершается в конце цветения.

Кукуруза - раздельнополое однодомное перекрестноопыляющееся растение. Она имеет два типа соцветий: мужское - метелку и женское - початок. Перекрестному опылению способствует разрыв во времени цветения метелки и початка в пределах растения. Женские цветки запаздывают в развитии от мужских на 2-4 дня, а в условиях засухи - и более. Пыльца переносится с помощью ветра. В метелке образуется до 2-3 тыс. цветков, которые формируют 15-30 млн. пыльцевых зерен.

Колоски метелки Поперечный и продольный

разрез початка кукурузы

В пазухах половины нижних листьев главного стебля, иногда и на пасынках закладываются боковые побеги, несущие початок. Боковой побег, называется ножкой початка (сближенные узлы), к ним прикрепляются листья обертки (видоизмененные влагалища листьев) с редуцированными листовыми пластинками, иногда они отсутствуют. Лист обертки покрывает початок, число их равно числу листьев расположенных выше початка. Наиболее крупный початок формируется из верхней почки. Высота прикрепления основного початка: 70-130 см. Количество развившихся початков на растении составляет от 1 до 6 шт.

Початок имеет сильно утолщенную ось - стержень. Окраска стержня определяется окраской цветковых чешуи. Она бывает красная и белая. Форма початков - цилиндрическая, слабо конусовидная.

Число рядов зерен в початке четное: 4-32, чаще 8-24. Между числом рядов зерен в початке и продолжительностью вегетаци­онного периода наблюдается прямая связь. Расположение рядов зерен в початке параллельное, иногда спиральное. В початке образуется от 200 до 1000, а чаще 500-600 зерен. Масса 1000 зерен составляет 100- 400 г, у распространенных гибридов 250-320 г. Окраска зерна однотонная и пестрая (желтая, белая, синяя, красная). Выход зерна от массы початка 75-85%, при череззернице снижается. Масса зерна - 40-45% от сухой массы растения.

У кукурузы наблюдается явление ксении (ксенийность), то есть изменение признаков семян в результате опыления растений пыльцой других подвидов, разновидностей или сортов. Например, образование зерен с окрашенным эндоспермом (в желтый, синий и др. цвета) в белозерных початках.

ПОДВИДЫ КУКУРУЗЫ

Род Zea представлен единственным видом Zea mays L. - кукуруза. Этот вид делится на подвиды: зубовидная - subsp. indentata Sturt.

кремнистая - subsp.indurata Sturt.

крахмалистая (мучнистая) - subsp. amylacea Sturt.

сахарная - subsp. saccharata Sturt.

лопающаяся - subsp. everta Sturt.

восковидная - subsp.ceratina Kule

пленчатая - ubsp.tunicata Sturt. Образование подвидов кукурузы от самой древней

(лопающаяся) до самой молодой (сахарная),

выделившийся в самостоятельную культуру в CVII веке

Наибольшее распространение имеют подвиды зубовидная и кремнистая. Подвид пленчатой кукурузы производственного значения не имеет, но представлял интерес при изучении ее происхождения.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ ПОДВИДОВ КУКУРУЗЫ

Разделение вида кукурузы на подвиды основано на признаках зерна:

1) внутреннее строение зерна - соотношение мучнистой и роговидной частей эндосперма и их расположение;

2) внешнее строение зерна - форма, характер поверхности, строение верхушки и размер;

3) пленчатость зерна - у всех подвидов зерно голое, только у пленчатой кукурузы оно покрыто приросшими к зерну цветковыми чешуями.