Биологические особенности кукурузы

 

Кукуруза (Zea mays) - растение однолетнее, относится к семейству мятликовых (Poaceae). В основу классификации кукурузы положены морфологические особенности эндосперма в зерновке. Согласно этой классификации, кукуруза делится на следующие подвиды: кремнистая, зубовидная, сахарная, крахмалистая, лопающаяся, пленчатая и восковидная. Наибольшее производственное значение имеют зубовидная и кремнистая кукуруза. Зерно у зубовидной кукурузы крупное, сдавленное с боков, в центральной части мучнистый, а по краям роговидный эндосперм, на верхушке зерна расположена вмятина, напоминающая конский зуб. Содержание белка 8-20%, безазотистых веществ 68%. Кремнистому подвиду характерно округлое зерно, немного сдавленное с боков, в центральной части расположен мучнистый эндосперм, содержание белка в зерне 8-18%, безазотистых веществ 72%. Крахмалистая кукуруза напоминает кремнистую, зерно белого цвета, полностью заполнено мучнистым эндоспермом, гигроскопично, поэтому хранится в сухом помещении. Используется на производство крахмала.Содержание белка в зерне 8-12%, безазотистых веществ 72%. Для сахорной кукурузы характерно крупное, морщинистое зерно. Кукуруза используется на консервацию.В период молочно-восковой спелости содержание сахара до 15%, содержание белка до 12%. Лопающаяся кукуруза подразделяется на перловую и рисовую. В зерне полностью роговидный эндосперм,мучнистый эндосперм располагается тонкой полосой вокруг зародыша. Зерно используется на попкорн. Содержание белка в зерне 10-14%, безазотистых веществ 62-72%. Восковидная кукуруза напоминает кремнистую. Цвет матовый напоминает воск. Произрастает только на Дальном Востоке, в Китае и США. Содержание белка 14%, безазотистых веществ 72%. Пленчатая кукуруза растет только в США. Для зерна характерно, что зерно находится в колосовых пленках. Содержание белка в зерне 12%, безазотистых веществ 65%. (В.С. Ильин, В.И. Гаценбиллер, 1995).

Корневая система кукурузы состоит из четырех типов корней, отличающихся по срокам образования, характеру роста и роли их в жизни растения (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989; Г.Е. Шмараев, 1975). Поглощение питательных веществ и воды осуществляется поверхностью молодых растущих корней (рабочая активная поверхность). Кукуруза имеет мощную корневую систему с глубиной залегания на черноземных почвах до 1,5 - 2 м и более и распространяется в стороны от гнезда на 1 - 1,2 м. Особенности устройства корневой системы создают условия для быстрого и значительного потребления питательных веществ, что и определяет высокую потребность кукурузы в их наличии и концентрации.

Стебель кукурузы прямой, гладкий, высотой от 0,6 до 4 м и более. Он состоит из отдельных междоузлий, разделенных стеблевыми узлами, каждый узел охватывается влагалищем листа. Кроме главного стебля, у некоторых сортов и гибридов кукурузы развиваются боковые побеги-пасынки, которые, как правило, не образуют початков.

Листья кукурузы, как и других злаковых растений, имеют линейно-ланцетную форму, тонкие, слегка волнистые, с нижней стороны голые, с верхней - в разной степени опушенные, с ясно выраженным килем. Расположение листьев очередное.

Листья кукурузы имеют иное строение, чем листья остальных злаковых культур (Г.М. Добрынин, 1969). Он фактически состоит из трех листьев (центрального и боковых), имеющих собственное жилкование. Сложное устройство проводящей системы листа способствует быстрому оттоку ассимилятов, что позволяет поддерживать высокую интенсивность фотосинтеза. Это обусловливает высокую требовательность кукурузы к условиям освещения.

Кукуруза отличается от других злаковых культур тем, что является растением однодомным, раздельнополым. Мужское соцветие кукурузы образуется на вершине стебля и называется метелкой. Метелка имеет центральную ось и боковые почки, на которых располагаются колоски. Колосок состоит из двух колосковых чешуек и одного-двух цветков. Цветок состоит из двух тонких цветковых чешуек, трех тычинок, двух лодикул и рудиментарного пестика. Колоски располагаются попарно, причем один из них сидячий, а второй на короткой ножке.

Женское соцветие - початок образуется в пазухах стеблевых листьев. На стержне початка попарно продольными рядами располагаются колоски. В каждом колоске имеется два цветка, из которых развивается и плодоносит только верхний. Колосковые чешуи короткие, кожистые, а цветочные тоже короткие, но тонкие, пленчатые. Имеются также три рудиментарные тычинки, две лодикулы и пестик, состоящий из круглой завязи, длинного столбика и двухлопастного рыльца. Початок плотно закрыт листьями обертки. Число початков разнообразно, но в основном на стебле образуется 1 - 2 початка.

Кукуруза - перекрестноопыляющееся растение: женские цветки, как правило, оплодотворяются пыльцой другого растения. Этому способствует не только раздельнополость, но и разновременность цветения мужских и женских цветков. Перекрестному оплодотворению кукурузы способствует также и то обстоятельство, что даже слабым движением воздуха пыльцевые зерна сносятся в сторону и не попадают на нити початка своего же растения.

Плод кукурузы - зерновка, разной консистенции, величины, формы и окраски. В отдельные фазы роста и развития растение кукурузы работает с наибольшем напряжением и предъявляет высокие требования к условиям жизни, которые обеспечиваются агротехническими средствами. Это формирование метелки и початка. В это время мероприятия по уходу, такие как борьба с сорняками, подкормка, полив должны быть своевременными и тщательными.

Оптимальная температура для роста и развития кукурузы 15 - 24оС. При понижении температуры до -2 - 4оС растение погибает.

Кукуруза очень требовательна к плодородию почвы и агрофону. Она, хоть и не засухоустойчивая культура, тем не менее очень эффективно использует воду - на образование 1 кг сухого вещества расходуется 256 кг воды.

Особенности фотосинтеза заключаются в том, что он протекает по схеме С-4. Высокая интенсивность фотосинтеза определяет требовательность кукурузы к условиям освещенности и качеству света, в составе которого особое значение имеет коротковолновая часть. Оптимальная продолжительность светового дня для нее 12-14 часов (В.С. Циков, Л.А. Матюха, 1989). Длинный световой день несколько удлиняет период вегетации, короткий, наоборот, ускоряет созревание.

В фазе всходов и первых листьев абсолютные приросты урожая незначительны, но перед выметыванием и во время выметывания метелки прирост идет быстрее (В.С. Ильин, В.И. Гаценбиллер, 1995). После оплодотворения и завязывания зерен дальнейшее накопление урожая происходит за счет развивающихся початков. Поэтому при уборке кукурузы в период цветения урожай состоит только из стеблей и листьев. При более поздней уборке увеличивается доля початков, значительно возрастает кормовое качество зеленой массы и приготовление из нее силоса.

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что кукуруза по своей природе является растением интенсивного типа, требующим для нормального роста и развития высокой концентрации ресурсов. Поэтому для эффективного ее возделывания необходимы интенсивные технологии, включающие, в частности, обоснованную систему мероприятий по борьбе с сорняками.