玉米喜溫,種子發(fā)芽的最適溫度為25~30℃。拔節(jié)期日均18℃以上。從抽穗到開花日均26~27℃。
灌漿和成熟需保持在20~24℃;低于16℃或高于25℃,淀粉酶活動受影響,導(dǎo)致子粒灌漿不良。
玉米為短日照作物,日照時數(shù)在12小時內(nèi),成熟提早。長日照則開花延遲,甚至不能結(jié)穗。
玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生長。玉米適宜的土壤pH為5~8,以PH6.5~7.0最適。耐鹽堿能力差,特別是氯離子對玉米為害大。
據(jù)考證,玉米原產(chǎn)于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已經(jīng)開始種植玉米。由于玉米適合旱地種植,因此西歐殖民者侵入美洲后將玉米種子帶回歐洲,之后在亞洲和歐洲被廣泛種植。大約在十六世紀(jì)中期,中國開始引進玉米,十八世紀(jì)又傳到印度。到目前為止,世界各大洲均有玉米種植,其中北美洲和中美洲的玉米種植面積最大。
1. 玉米利用概述
就玉米利用而言,大體經(jīng)歷了作為人類口糧、牲畜飼料和工業(yè)生產(chǎn)原料的三個階段口糧消費占玉米總消費的比重大約在5%左右,但是隨著時代的發(fā)展,這個比例有逐步降低的趨勢。玉米是三大糧食品種之一,為解決人類的溫飽問題起到很大作用。時至今日,玉米仍然是全世界各國人民餐桌上不可或缺的食品:在“玉米的故鄉(xiāng)”墨西哥,“國菜”玉米餅的年消耗量達(dá)到1200萬噸之多,人們無論貧富貴賤都非常喜歡食用;在發(fā)達(dá)國家和地區(qū),玉米也被作為補充人體所必需的鐵、鎂等礦物質(zhì)的來源為人們廣泛食用;在某些貧困國家和地區(qū),玉米依然是人們廉價的裹腹之物。
飼料消費是玉米最重要的消費渠道,約占消費總量的70%左右。該項消費可以看作是生活水平和人口數(shù)量隨時間變化的一個函數(shù):在人們生活水平提高初期,恩格爾系數(shù)較高,人們對肉、蛋、禽、奶的強勁需求拉動了畜牧業(yè)和飼料業(yè)的大發(fā)展,導(dǎo)致飼用玉米需求大幅度增加,成為玉米增產(chǎn)的主要動力;在生活達(dá)到一定水平后,恩格爾系數(shù)下降,對肉、蛋、禽、奶等的需求將保持平穩(wěn),此時飼用玉米消費將僅與人口數(shù)量成正比。
作為工業(yè)原料使用也是玉米消費的主要渠道。玉米不僅是“飼料之王”,而且還是糧食作物中用途最廣,可開發(fā)產(chǎn)品最多,用量最大的工業(yè)原料。以玉米為原料生產(chǎn)淀粉,可得到化學(xué)成份最佳,成本最低的產(chǎn)品,附加值超過玉米原值幾十倍,廣泛用于造紙、食品、紡織、醫(yī)藥等行業(yè)。以玉米淀粉為原料生產(chǎn)的酒精是一種清潔的“綠色”燃料,有可能在21世紀(jì)取代傳統(tǒng)燃料而被廣泛使用。
庫存亦是玉米需求的一種形式。處于糧食安全的考慮,各國總要儲備一些糧食。世界玉米庫存量一般占消費量比重的20%左右。近年來中國玉米庫存約600~700萬噸。
2.世界玉米利用現(xiàn)狀
玉米利用總的情況是在工業(yè)發(fā)達(dá)國家用作飼料的比例大,而在發(fā)展中國家用作口糧的比例大:
隨著全世界畜牧業(yè)的大發(fā)展,飼料工業(yè)得以迅速發(fā)展,全世界飼料用玉米需求呈現(xiàn)增長趨勢。在發(fā)展中國家表現(xiàn)為工業(yè)飼料消耗玉米增加,同時采用傳統(tǒng)方式喂飼畜禽的飼料玉米消耗亦在增加。在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)表現(xiàn)為大量的玉米原糧被加工為工業(yè)飼料。
從全世界耗用玉米趨勢看,近15年來,無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家其用作飼料的玉米都逐年增加,用作口糧的數(shù)量在減少,用作工業(yè)原料和食品加工的玉米在增加。以中國為例:上世紀(jì)90年代前期,飼料工業(yè)和畜牧業(yè)迅速發(fā)展,1993年,飼用玉米消費量達(dá)到6200萬噸,占玉米總消費量的67%,1995年該項指標(biāo)迅速達(dá)到77%,玉米總消費增量幾乎全部由飼用玉米消費增量體現(xiàn)。
上世紀(jì)80年代全世界用作工業(yè)飼料的玉米2.64億噸,用作口糧的玉米0.66億噸,用作工業(yè)原料的玉米0.44億噸。進入90年代,上述三個指標(biāo)分別為3.52億噸、0.59億噸、0.56億噸。
1996年美國生產(chǎn)工業(yè)飼料耗用玉米12700萬噸,占玉米總產(chǎn)量的53%。歐洲地區(qū)消費飼料玉米6600萬噸,中國生產(chǎn)工業(yè)飼料耗用玉米3498萬噸,日本消費玉米1662萬噸,巴西生產(chǎn)飼料耗用玉米1520萬噸,法國飼料用玉米1326萬噸,韓國飼料用玉米852萬噸。
美國的玉米產(chǎn)量占全世界總產(chǎn)量的40%??v觀幾十年來美國的玉米市場消費趨勢可見,50年代美國的玉米產(chǎn)品用作飼料的占85.7%,工業(yè)原料、食品占8.08%,出口占5.17%;60年代飼料用玉米占81.76%,工業(yè)原料、食品占8.23%,出口占12.38%;70年代飼料占66.02%,工業(yè)原料、食品占8.77%,出口占25.21%;80年代至90年代初,用作飼料的玉米占59.36%(12237萬噸),用作工業(yè)原料、食品占11.65%(2401萬噸),出口占 28.63%(5902萬噸)。由此可見,在美國雖然用作飼料的玉米比例在下降,但飼料仍是消耗玉米最多的產(chǎn)業(yè),出口量增加迅速,用作工業(yè)原料和食品加工的玉米消費量較為穩(wěn)定。
中國改革開放以來隨著畜牧業(yè)的大發(fā)展,人民生活水平的提高,玉米工業(yè)的發(fā)展,玉米已成為糧食、飼料、工業(yè)原料和出口商品的多用途作物。中國的玉米消費是80年代口糧比例占38%,消費玉米2588萬噸,飼料用玉米占48%(工業(yè)飼料和傳統(tǒng)飼料),消耗玉米3269萬噸,出口占11%,出口玉米749萬噸,工業(yè)原料和食品加工占3%,耗用玉米205萬噸左右。
進入上世紀(jì)90年代,人們直接消費的玉米比重在下降。全國口糧消費玉米大約占玉米總產(chǎn)量的19%,消費玉米量約為1870萬噸;玉米作為飼料消費在中國有兩種情況。一是加工生產(chǎn)成配合飼料。中國近年配合飼料產(chǎn)量約4800萬噸,按60%比率折算,年消耗玉米2880萬噸。二是傳統(tǒng)的把玉米直接用于飼料的消費。在農(nóng)村中,主要是把玉米直接作飼料喂飼大牲畜、豬和家禽。據(jù)專家估計,這種傳統(tǒng)的飼喂方式每年估計消耗玉米3500萬噸左右,這兩項每年消費玉米約6380萬噸,占玉米總產(chǎn)量的68%。
玉米是重要的工業(yè)原料,也可加工成精制的玉米食品。中國目前用于工業(yè)原料和食品工業(yè)的玉米大約占玉米總產(chǎn)量的5%左右,年消耗玉米250萬噸左右。中國1990~1994年平均出口玉米820萬噸,占玉米總產(chǎn)量的8%左右。1995年之后又轉(zhuǎn)向大量進口玉米。近10年來,中國玉米消費趨勢是用于生產(chǎn)配合飼料的玉米數(shù)量猛增,用于口糧的玉米逐年減少,用作工業(yè)原料和食品加工的玉米增長緩慢,從玉米出口國變?yōu)橛衩走M口國家。
玉米是高產(chǎn)作物,需肥量較大,必須合理施肥才能滿足玉米在整個生育期對養(yǎng)分的需要,,噴施新高脂膜大大提高養(yǎng)肥的有效成分率。據(jù)試驗,生產(chǎn)100公斤玉米籽實,需氮2.5公斤,需磷1公斤,需鉀2.1公斤。若畝產(chǎn)500公斤玉米,畝需尿素33公斤左右,或硝銨50公斤,過磷酸鈣31公斤,硫酸鉀13公斤。
玉米生長的三個階段,需肥數(shù)量比例不同,苗期占需肥總量的2%,穗期占85%,粒期占13%。玉米從拔節(jié)到大嗽叭口期,是需肥的高峰期,施肥時做到合理施肥,即底肥、種肥、追肥結(jié)合;氮肥、磷肥、鉀肥結(jié)合;農(nóng)肥、化肥、生物菌肥結(jié)合,并配合噴灑壯穗靈增加玉米千粒重。底肥要施足,這是基礎(chǔ),一般畝施腐熟的有機肥2000公斤,五氧化二磷7.5公斤,鉀肥5.5公斤做底肥。
在底肥、種肥施入水平不高,地力條件較差,種植晚熟品種的地塊,可在玉米6~7葉期,進行追肥,畝追尿素15公斤左右,深追15厘米以上,提高化肥利用率;底肥、種肥施入水平高的地塊,畝追尿素10公斤左右。
玉米追肥要及早進行,方法一是前邊追肥,后邊趟地,追肥和趟地要結(jié)合;二是用鎬刨坑,深追15厘米以上;追肥時,要化肥和生物肥相結(jié)合,促進根系良好發(fā)育,一般情況下,畝追尿素10~15公斤,加生物菌肥1公斤,能促進玉米提早成熟。
在抽穗期灌漿期,畝用0.25公斤磷酸二氫鉀和0.5公斤尿素,兌水50公斤,進行葉面噴施,可防禿尖、缺粒,增加產(chǎn)量,提高質(zhì)量。有機食品玉米,不能用化肥最好用發(fā)酵好的有機肥,做底肥,追肥用餅肥,肥效平穩(wěn)而持久,效果好于化肥,而且后勁長,但追肥時,餅肥與作物幼苗保持適當(dāng)距離,以免餅肥發(fā)酵時產(chǎn)生的熱量灼燒幼苗。
有30多種,主要有大、小斑病,絲黑穗病,青枯病,病毒病和莖腐病等。通過選用抗病品種和加強管理預(yù)防之。蟲害有玉米螟、地老虎、螻蛄、紅蜘蛛、高粱條螟和粘蟲等。
玉米小斑病、玉米大斑病、玉米圓斑病、玉米螟、玉米燈蛾、玉米病毒病、玉米黑穗病、玉米黑粉病、玉米莖腐病、玉米銹病、玉米炭疽病、玉米霉斑病、玉米矮花葉病、玉米普通花葉病、玉米條紋矮縮病。
玉米穗腐病
玉米穗腐病(Fusarium graminearum Schw),又稱赤霉病、果穗干腐病,在全國各玉米主產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生,其病原早在上個世紀(jì)70-80年代已搞清 ,但對其危害損失、發(fā)病規(guī)律及防治技術(shù)未見詳細(xì)報道,甘肅省1958年普查,正寧縣、寧縣、合水縣、西和縣、禮縣、康縣發(fā)病率達(dá)5%-8%。莊浪縣1980年以前種植金皇后,英粒子等品種時均發(fā)病較重,以后隨著中單2號抗病品種的大面積推廣,該病得到控制,但近年因引進種植沈單10.沈單16.酒試20.富農(nóng)998等“青稈成熟”的糧飼兼用玉米品種,穗腐病發(fā)生有加重趨勢,給制種企業(yè)種植業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。
1.危害損失程度
發(fā)生情況:玉米穗腐病在莊浪縣的發(fā)生面積隨感病品種種植面積和年份而變化,2003年發(fā)病面積3500hm2,病穗率46%;2004年發(fā)病面積3000 hm2,病穗率26.5%,2005年發(fā)病面積4500 hm2,病穗率44.3%,2006年發(fā)病面積5300 hm2 ,病穗率23..9%。
危害性:受病籽粒黑褐色或紅褐色,百粒重降低1/2以上,品質(zhì)變壞。人畜食用后會引起中毒反應(yīng)[5],試驗觀察:原糧內(nèi)混入20%有病籽粒時,人食用時口感澀苦、味酸臭,過量食用會出現(xiàn)四肢無力、發(fā)熱、惡心、嘔吐、腹?jié)q、腹痛、頭暈等癥狀;馬、騾、驢、豬等家畜飼用時出現(xiàn)腹瀉、拒食,生長速度減慢等現(xiàn)象;羊、雞飼用后食量減退,并出現(xiàn)母雞產(chǎn)蛋率下降等現(xiàn)象;原糧中帶有病粒,商品價值降低0.2-0.4元/kg,種子中帶有病粒,播種量增加1倍。
損失程度:為了測定穗腐病造成的經(jīng)濟損失,將沈單10按果穗大小,病害程度分類,把有病果穗分成5級,測定各級果穗長度,無病果穗粒重(w),有病果穗中健康粒重(y),各級損失情況以公式損失率(%)=[(w-y)/w]×100計算。測算結(jié)果表明, 果穗受害后0、1.2.3.4級的損失率分別為0、18.4%、27.3%、45.0%、68.2%。
癥狀:玉米穗腐病在田間自幼苗至成熟期都可發(fā)生,最典型的癥狀為種子霉?fàn)€、弱苗、莖腐、穗腐,其中以穗腐的經(jīng)濟損失最為嚴(yán)重:
種子霉?fàn)€與弱苗:病菌污染粘附在種子表面,經(jīng)播種后,受害重者不能發(fā)芽而霉?fàn)€,造成缺苗斷壟;輕者出苗后生長細(xì)弱緩慢,形成弱苗。
穗腐:大田再侵染發(fā)病初期果穗花絲黑褐色,水浸狀,穗軸頂端及籽粒變成黃褐色,粉紅色或黑褐色,并擴展到果穗的1/3-1/2處,當(dāng)多雨或濕度大時可擴展到全部果穗?;疾〉淖蚜1砻嫔谢野咨虻t色霉層,白絮狀或絨狀,果穗松軟,穗軸黑褐色,髓部淺黃色或粉紅色,折斷露出維管束組織。
病原菌:通過對莊浪縣采集到的玉米病果穗不同部位鏡檢,并按真菌的分離和培養(yǎng)方法進行病原菌分離鏡檢[5。9] ,發(fā)現(xiàn)屬典型的鐮刀菌分生孢子,對照有關(guān)文獻(xiàn)資料比較鑒定[1-8],屬半知菌類、瘤座孢科、鐮刀菌屬(Fusarium)、小麥赤霉病菌(F.graminearum Schw),有性階段屬子囊菌綱、肉座菌目、赤霉屬(Gibberella)的小麥赤霉病菌(G..zeae(schw)petch),為兼性寄生菌,寄主范圍廣,為害小麥、玉米等多種禾本科植物,引起苗枯,莖腐,基腐和穗腐。
發(fā)病規(guī)律:病源菌從玉米苗期至種子貯藏期均可侵入與為害,而霉?fàn)€損失在果穗收獲風(fēng)干過程中。病菌以菌絲體、分生孢子或子囊孢子附著在種子、玉米根茬、莖稈、穗軸等植物病殘體上腐生越冬,翌年在多雨潮濕的條件下,子囊孢子成熟飛散,落在玉米花絲上兼性寄生,然后經(jīng)花絲侵入穗軸及籽粒引起穗腐。穗腐的發(fā)病程度受品種、氣候、玉米螟為害、農(nóng)藝活動、果穗(原糧、種子)貯藏條件等多種因素影響。
玉米品種間抗病性差異大:莊浪縣大面積種植的中單2號、酒單4號、酒單2號抗病性較強,病穗率在0-3%,而沈單10(組合Q1261/沈137)、沈單16(組合137/K12)不抗病,病穗率高達(dá)31.2%-46%,自交系478(組合8112/5003)及其雜交種掖單12.掖單13等高度感病,病穗率達(dá)50%左右。據(jù)觀察易感病品種“青稈成熟”,果穗花絲多,苞葉長而厚,籽粒排列緊密,穗軸含水量高,水分散失慢;而抗病品種果穗花絲少,苞葉薄,頂部籽粒外露,在收獲前已成熟下垂,雨水不易淋入。另外,第2.3果穗發(fā)病率明顯高于第1果穗,病害級數(shù)高,損失程度亦大。
9-10月份降雨量及陰雨天數(shù)是發(fā)病的關(guān)鍵:玉米收獲期及收獲后由于秋雨連綿,造成農(nóng)戶對果穗不能及時收獲和剝皮晾曬,給病菌的發(fā)生發(fā)展提供了良好的濕度條件,1999-2005年9-10月沈單10發(fā)病程度(y)與降雨量(x)的關(guān)系經(jīng)回歸統(tǒng)計分析:y=-0.751+0.311x,相關(guān)系數(shù)r=0.908>P0.01=0.874,說明x與y之間存在著極顯著的相關(guān)性。
溫度條件適合病菌的生長發(fā)育:據(jù)資料介紹[2.4-5] :小麥赤霉病菌生長發(fā)育溫度4-32℃,空氣相對濕度80%-100%時發(fā)育最好;分生孢子在濕度條件適宜時,8℃左右即可產(chǎn)生,以25℃時產(chǎn)生速度最快,溫度低于4℃,發(fā)芽速度極慢,至少需要1d以上;形成子囊孢子的最低溫度9-10℃,子囊孢子萌發(fā)的溫度范圍4-35℃,以25-30℃為最適宜溫度。而莊浪縣9/下 -11/上是玉米成熟到果穗晾曬期,該段時間歷年逐旬平均氣溫12.6-6.5℃,能夠滿足病菌生長發(fā)育。如果果穗堆積在一起,呼吸過程中產(chǎn)生的熱量更有利于病菌再侵染,擴大病害程度。
玉米螟為害嚴(yán)重的地塊發(fā)病重:在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),凡被玉米螟為害的果穗或莖稈,穗腐與莖腐同時發(fā)生,經(jīng)濟損失重。經(jīng)統(tǒng)計分析,穗腐病發(fā)生率(%、y)與玉米螟蟲株率(%、x)呈y=axb冪函數(shù)曲線關(guān)系[12。13],y病=1.3712x0.9549蟲 ,F(xiàn)=323.82**>F0.01=10.04,回歸關(guān)系極顯著;玉米螟防治與不防治的穗腐病發(fā)生率(%)經(jīng)t測驗,t=5.589**>df0.01=3.106的極顯著標(biāo)準(zhǔn)。這是因為玉米螟鉆蛀所排糞便污染了莖稈與穗軸,給病菌的滋生提供了有利場所。
發(fā)病程度與種植方式和播期有關(guān):根據(jù)調(diào)查,地膜覆蓋種植的沈單16第1果穗發(fā)病率18.5%,第2果穗發(fā)病率31.3%,分別比露地發(fā)病率低16.1.19.2個百分點;“谷雨”前播種并1次全苗的沈單10發(fā)病率21.7%,比“立夏”后補苗的發(fā)病率低21.6個百分點??偨Y(jié)其發(fā)病率低的原因是地膜覆蓋和適期早播,能提早玉米的成熟期,使易感病品種的穗軸和籽粒含水量較低的緣故。
玉米穗腐病的初侵染來源廣,濕度是關(guān)鍵,因此在防治策略上,必須以農(nóng)業(yè)措施為基礎(chǔ),充分利用抗(耐)病品種,改善貯存條件,農(nóng)藥灌心與噴施保護相結(jié)合的綜合防治措施。
1.選用抗病親本(制種)或品種
建議科研單位、制種企業(yè)選用對穗腐病具有優(yōu)良抗性的親本及組合,建立無病制種基地,培育健康種子。同時縣市種子公司、農(nóng)技中心在玉米新品種引進試驗中,應(yīng)把對該病的抗性列為鑒選重點,對抗性差的品種不予引種;目前莊浪縣應(yīng)在推廣抗病品種中單2號、酒單2號、酒單4號的基礎(chǔ)上,積極引進高產(chǎn)、抗病的新品種。
2.地膜覆蓋,適期早播
采用地膜全覆蓋或半覆蓋、適期早播可使玉米提早成熟,降低感病品種的穗軸和籽粒含水量,能有效減輕收獲和貯存期的病菌感染。
3.及時剝掉苞葉,防雨淋濕受潮
玉米收獲期多秋雨,收獲后的果穗不要堆集過厚,應(yīng)及早剝?nèi)グ~,打結(jié)成串掛在通風(fēng)向陽處晾曬,對不能打結(jié)成串的果穗應(yīng)攤薄晾曬,并經(jīng)常翻動,防止受熱而發(fā)病,如有降雨及時遮擋,防止雨淋。折斷病果穗霉?fàn)€頂端,防止穗腐病再新擴展
在剝苞葉過程中,對發(fā)現(xiàn)有病的果穗,應(yīng)在發(fā)病與健康交接部位折去霉?fàn)€的頂端,防止病害進一步擴展,增加損失。據(jù)試驗觀察:果穗受雨淋不剝苞葉堆積3d,果穗頂端霉?fàn)€長度由3cm擴展到7cm;剝掉苞葉如不清除病果穗頂端霉?fàn)€部分,在脫粒前期,穗腐病還會由5cm擴展到15cm;對果穗霉?fàn)€部分清除不徹底,脫粒前期,穗腐病還會擴展2-5cm;而清除徹底干凈,穗腐病就不在發(fā)展。
4.早脫粒,防霉變
收獲后將病果穗挑檢出,盡早脫粒,并在日光下晾曬或在土坑上烘干,以防籽粒進一步受病菌感染霉?fàn)€。
處理玉米秸稈,壓低初侵染源。
玉米秸稈、穗軸、根茬大量累積是鐮刀菌、玉米螟越冬的有利場所。所以,必須對玉米秸稈、穗軸、根茬及時采取喂(飼喂家畜)、氨化(氨化飼草)、粉(粉碎喂豬)、漚(漚制肥料或作為沼氣填充料)、燒(燒坑做飯)的辦法徹底處理,減輕病蟲初侵染源。
5.種子精選包衣
因玉米種子表面病菌存活時間1a以上[5] ,生產(chǎn)經(jīng)營單位,在供種前要對種子進行精選,剔除秕小病籽,用20%福?克種衣劑包衣[14],每100kg種子用藥量444.4-800g,或用30%多?克?福種衣劑包衣,每100kg種子用藥量214-300g。
6.化學(xué)藥劑防治
在玉米喇叭口期,用直徑2mm左右水洗河沙5kg與20%氰戊菊酯8-10ml,50%多菌靈WP50g均勻攪拌制成的顆粒劑,每hm2用量60-75kg灌入玉米心葉正中心和組成心葉叢的4-5片葉間隙,避免在結(jié)露和卷葉時施藥,據(jù)試驗:灌心不僅對玉米螟防治效果達(dá)100%,而且對玉米穗腐病、粘蟲、蚜蟲防治效果達(dá)90%以上。同時在玉米收獲前15d左右用50%多菌靈WP1000倍液在果。