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1、 第三章 玉 米第一节 概 述 一、发展玉米生产的意义玉米(Zea mays L)又名玉蜀黍、苞谷、苞米，玉茭等，是世界上广泛栽培的农作物。 (一)玉米是重要的粮食作物 在现有粮食作物中，玉米占很大比重。1988年统计，我国玉米面积为2.954亿亩，占粮食作物播种面积的17.8%，总产为799.9亿公斤，占粮食总产的20.1%。面积、总产在粮食作物中均居第三位。而在我省玉米是第二大粮食作物。1990年玉米种植面积达3200万亩，占全年粮食作物总播种面积的23.1%，总产为94.72亿公斤，占全年粮食总产量的26.l%目前我省玉米面积占秋粮总面积的46.1%，产量则占秋粮总产的56.8%，因此，
2、玉米在我省粮食生产中占有举足轻重的地位。 玉米作为重要的粮食作物，还表现在含有较丰富的营养物质。据中央卫生研究所分析，每 500克玉米子粒含碳水化合物365克，略低于水稻；脂肪含量21.5克，超过其它任何谷类作物；蛋白质42.5克，仅次于小米；维生素B2则高于其它作物。玉米还含有较多的纤维素和多种维生素。一般玉米籽粒蛋白质中赖氨酸、色氨酸含量较低，蛋白质的品质较差。但近年来，为了解决这一问题，我国玉米育种工作者已培育出了一些高赖氨酸含量的品种，如中单206、新玉6号、农大107等。这些品种的赖氨酸含量比普通玉米高l倍左右，且产量接近甚至超过了我国目前生产上的一些主栽玉米杂交种。（二)玉米是高产
3、作物 玉米是C4植物，光合作用效率较高，一般比C3植物如小麦、水稻等高23倍；同时玉米是利用杂种优势最早、最好的作物；另外据国内外专家研究认为，从群体光合结构看，玉米是作物中株型最为理想的作物，形态上的特殊结构保证了在群体条件下玉米生产系统能够源多、库大、流畅，因而为高产奠定了基础，这在理论上已决定了玉米在高产栽培中占有绝对优势，并已被生产实践所证明。在目前世界作物高产记录中，玉米居于首位，为1548.3公斤亩，而水稻、小麦则分别为984.8公斤亩和1013公斤亩。世界各种粮食作物的平均单产也以玉米为最高。 1985年统计，世界小麦平均产量为147.8公斤，水稻为214.7公斤，而玉米为245
4、7公斤。 (三)玉米是优质饲料 玉米的子粒是家畜、家禽的上等精饲料，对提高猪肉、牛乳和蛋类产品的产量和品质有显著作用。一般每100公斤玉米子粒的饲用价值相当于燕麦135公斤，高粱120公斤，大麦130公斤、稻谷150公斤。目前，世界生产的玉米7075%作为畜牧业的饲料，在各种家畜、家禽的配合饲料中，玉米一般都要占到60%左右。 玉米茎叶含有丰富的维生素，乳熟到蜡熟期收获的鲜茎叶和果穗，铡碎可作青贮饲料。据分析，100公斤青贮玉米秸，相当于20公斤精饲料。一亩地玉米穗轴、茎叶加工粉碎后，可供7头猪一年的粗饲料。纵观世界上一些畜牧业发达的国家，无不是以发展玉米起家的，而各国畜牧业最发达的地区，又大
5、都是玉米集中产区。 (四)玉米是重要的工业原料 玉米是重要的工业原料，利用玉米子粒和副产品直接或间接制成的工业产品已达500种以上。现代玉米工业主要产品为玉米淀粉，被广泛用于食品、医药、纺织等工业部门。利用玉米子粒还可制造葡萄糖、果脯糖浆、白酒、啤酒、丙酮等。玉米的茎秆可制造纤维板、纸张、人造丝、电器绝缘体和化学胶板等。穗轴可以提取16.519 %的糠醛，它是制造高级塑料的重要原料。玉米苞叶可编织成提篮、座垫、婴儿卧具等工艺品。 玉米在医药上也有广泛的用途。玉米淀粉是制造青霉素、链霉素、金霉素等抗生菌的重要原料，玉米油含有大量维生素E，具有治疗高血压和血管硬化的作用，是良好的保健食用油。穗轴可
6、制造消毒品及麻醉剂，花丝可医治胆囊炎、胆结石、黄疸肝炎等病，还具有利尿功能。 由此可见，玉米产量高，用途广，在作为粮食、饲料和工业、医药原料等方面，都具有较高的经济价值。因此，发展玉米生产，对改善人民生活，发展农村经济都具有十分重要的意义。二、玉米的起源及分布 玉米的故乡在美洲大陆。自哥伦布发现新大陆并把玉米带回欧洲以后，才开始有了关于玉米的文字的历史。千百年来，在人工选择培育下，玉米已发展成为全世界重要的谷类作物。1.玉米的起源地玉米起源于美洲大陆，那里的古代印第安人为选择和培育玉米做出了重大贡献。但是，玉米的起源中心在美洲的什么地方?尚有几种不同的见解。一种意见，玉米的起源地在中美洲的墨西
7、哥、危地马拉和洪都拉斯。在那里很多地方至今还可以发现生长的玉米的野生祖先一大刍草。考古学家还在墨西哥的先民遗址中发现大刍草的花粉化石以及众多的玉米植株和果穗遗体，可以作为玉米起源中心的证据.(Watson，BaBHJIOB，etc)第二种意见，玉米的起源地在南美洲的秘鲁和智利海岸的半荒漠地带。考古学家曾在史前古墓中发掘出很多玉米化石标本，以及众多的与玉米有关的文物。这些早期玉米品种的果穗比较小、整齐，穗轴和籽粒很象爆裂种玉米。达尔文在南美洲考察后指出：玉米的原产地无疑是在美洲，从新英格兰到智利的美洲大陆上的印第安人都种植玉米。它们是从显然早于印加王朝的坟墓中被找到的，今天在秘鲁已经灭绝或者不被
8、知道了。他特别强调：“甚至还有比此更加有力的证据，在秘鲁海岸发现过一些玉米果穗被埋置在高出海面至少85英尺的海滩中。在自古以来的栽培中，无数的美洲变种相应地发生了。”(Darwin，DeCandolle，etc)第三种意见，玉米有两个起源地，初生起源中心在南美洲的亚马逊河流域，包括巴西、玻利维亚、阿根廷等，植物学家曾在那里的很多地区发现了玉米的野生种，例如加马草、大刍草等。而中美洲墨西哥和秘鲁是第二起源中心，包括从墨西哥向南沿安第斯山麓的狭长地带。(Weatherwax，Mangelsdorf，etc)第四种意见。玉米有多个起源中心：软质种起源中心在哥伦比亚；硬粒种起源中心在秘鲁；爆裂种起源中
9、心在墨西哥；甜质种和有稃种起源中心在巴拉圭。并且指出，软质玉米是最古老的原始玉米类型.(ByKaCOB，etc)20世纪以来，考古发掘以及先进测定技术的应用，为确定玉米起源地提供了大量的令人信服的证据。世界上其他任何地方鲜见玉米的史前标本，而在中美洲和南美洲星罗棋布的古代遗址里，古代印第安人种植的大量玉米的果穗、穗轴、苞叶、雄穗和秸秆等，几乎都完整无损地被保留下来。在墨西哥普埃布拉州Coxcatlin洞最底层发掘出的玉米穗轴，14C测定距今7000年；在美国新墨西哥州Bat洞发掘出的玉米穗轴，14C测定距今5600年；在秘鲁中部墓穴中发掘出的玉米穗轴，14C测定距今5 000年。这就把玉米的最
10、早被驯化的地区缩小到从美国的南部、经墨西哥直至秘鲁和智利海岸的狭长地带.在墨西哥、秘鲁以及智利、哥伦比亚等地古墓中出土的文物，以及古代众多的建筑物上，都发现有古代印第安人遗留下来的玉米印迹，昂第安人崇敬地把玉米植株和果穗的图象绘画在庙宇上，塑造在神象上，绘织在衣物上，镶嵌在陶器上。墨西哥传说中的特拉洛克神(Tlaloce)，就是印第安人崇敬的玉米神，广义上说，就是肥沃之神，雨水之神，丰收之神。许多印第安部落以玉米命名，称之为“玉米族”、“青玉米族”，并以此尊称自己的酋长。在印第安人的每年6个重要的农作物宗教祭典中，“玉米祭”就是极其隆重的一个。在墨西哥印第安人的语言中，玉米的名字叫“印第安谷”
11、(1ndiancorn)。秘鲁这个词在印第安语里意思就是“玉米之仓”。有悠久历史的阿兹德克(Aztec)人、玛雅(Maya)人、印加(工nca)人，种植玉米都有精湛的技艺和辉煌的成就。16世纪阿兹德克部族最后的一位首领Motezumma的受贡礼单上，记载着这个帝国所属的20个省份每年要人贡30多万英斗的玉米籽粒。考古学家在中美洲特瓦坎(Tehuacan)谷地先后发现了400多处古代印第安人的遗址。现今已发掘了12处，在其中5个洞穴里发掘出2.5万多件玉米植株和果穗标本，以及众多的与玉米有关的石器、陶器、编织品等。考古学家在这几个洞穴中找出互相补充的数千年的地层序列，使后人能够幸运地看到公元前9
12、000年直至公元后1500年特瓦坎地区众多的玉米植物标本，为我们展示出玉米的演化和发展进程。2.演化途径探索20世纪初期，在中美洲墨西哥城建造“拉丁美洲之塔”进行挖掘工程时，从地下70米深处发现了远古的大刍草(Teosinte)花粉化石。它的大小和形状几乎与现代栽培玉米的花粉毫无差异。测定表明，玉米的祖先在那里生长至少已有8万年的历史。它比已知的美洲最早的人类遗迹还要早5万年，推断它可能是玉米的野生祖先。大刍草也叫类蜀黍，今天在中美洲农村的辽阔田野里还可以大片地找到。和现今栽培的玉米相比，大刍草植株细小，茎秆瘦弱，丛生，植株顶端有一个很小的穗状花序，籽粒在一个脆弱的花轴上排成对生的单行，每一个
13、籽粒就象小麦、燕麦或大麦那样容易脱落；但它的种子上却着生一层极硬的、发亮的、象甲虫似的外壳，用来保护种子免受鸟兽的危害。当大刍草的种子落人土壤并且遇到适宜的环境条件，它就有着自行出苗和繁衍后代的能力。大刍草还有一种十分特殊的功能，就是它的根部生长着极为强大的、密集的侧枝，尤如今天栽培玉米强大的气生根一样，能从土壤深层以及植株远处吸收水分和养分。除大刍草之外，科学家认为还有两种与玉米亲缘比较近的野草。一种叫做摩擦禾(Tdpsacum)，它也是玉米家族中的一个属，起源在美洲的中部地区，它和玉米一样是雌雄异花的，雄性小花成对地着生在顶部，雌性小穗着生在叶腋间，结出的颖果十分坚硬，成熟时籽粒不易脱落。
14、另一种叫做有稃玉米(WildPodCorn)，果穗被苞叶层层覆裹，籽粒亦有坚硬的颖壳，但成熟时苞叶张开，种子自然散落，在适宜的外界环境条件下就可以发芽生长，传宗接代。从19世纪以来，科学家饶有兴味地从遗传学、考古学、语言学等方面探索玉米从野草演化为谷物的途径。关于玉米的进化曾经有4种主要的学说：第一种，栽培玉米起源于野生有稃玉米。第二种，玉米最近缘的祖先是大刍草，也叫类蜀黍。第三种，摩擦禾、大刍草和加马草(Gamagrass)起源于一个共同的祖先，以后沿各自独立的道路演化。第四种，栽培玉米是上述3种植物的结合体。即摩擦禾来源有稃玉米；大刍草是摩擦禾和加马草杂交产生的后代，以后又与当地玉米多次天
15、然杂交，最后发展成为今天人类栽培的玉米。20世纪以来，?以美国哈佛大学名誉教授曼格尔斯多夫(Mangels-doff)为代表，主张玉米由三部分组成起源学说最受重视并占有优势。曼氏通过细胞遗传学研究追索玉米种系的发生过程。他将玉米与摩擦禾、玉米与加马草杂交成功。结论认为，玉米和加马草在古老的地质年代已经有共同的祖先，以后有各自独立的进化途径。野生玉米分布在南美洲，加马草分布在中美洲，大约在2.5万年前人类到达美洲以后，玉米沿着以下的途径演化：野生有稃玉米开始驯化。有稃玉米发生突变，产生多个变种。中美洲地区的玉米和加马草天然杂交或回交，产生大刍草。大刍草又与玉米杂交，产生墨西哥大刍草和墨西哥有稃玉
16、米。有稃玉米、墨西哥粉质玉米和南美洲硬粒玉米杂交，产生墨西哥马齿玉米及现代的热带硬粒玉米。墨西哥马齿玉米和有稃玉米杂交，产生西南部硬粒玉米，或由于突变产生西南部硬粒玉米和北美洲甜玉米o，哥伦布到达新大陆后，西南部硬粒玉米与墨西哥马齿玉米杂交，产生现代玉米带种植的马齿玉米。70年代，认为玉米是由大刍草直接近化而来的学说重新崛起。以原美国芝加哥大学校长白德尔(Beadle)教授为首的研究小组，从3个方面提出了新的论据：一是进行了多年的杂交试验，第一步把大刍草培育成类似7 000年前的早期的野生玉米植株，第二步进而培育成与现代栽培玉米完全相同的植株。按照孟德尔遗传定律，在用大刍草和玉米为材料所作的5万份杂交实验中，发现大刍草与玉米之间基因差异的近似数量，从遗传学角度查明了大刍草的演化进程。二是在墨西哥古代地层中发现了7000年前开始驯化的大刍草籽粒化石，以及今天在中美
