МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Морфологические признаки. Корневая система мочковатая. Наблюдаются сортовые различия по ее мощности.

Стебель прямостоячий, высота его может варьировать у раз­ных форм от 0,5 до 5 м и более. Высокорослые сорта, как прави­ло, более позднеспелые, а сорта с меньшей высотой растений ско­роспелые.

Диаметр основного стебля 2—7 см. Число надземных узлов стебля 5—30, а подземных — 4—9. Длина междоузлий увеличи­вается снизу вверх; таким образом, нижние междоузлия самые короткие, а последнее междоузлие наиболее длинное.

Листья линейно-ланцетовидные, состоящие из пластинки, вла­галища и язычка. Пластинка листа цельная, различной ширины (5—10 см) и длины (50—100 см), с волнистыми краями. С ниж­ней стороны лист гладкий, а верхняя поверхность его слегка опу­шенная. На листовой пластинке хорошо развита центральная жилка.

Число листьев у кукурузы различное: малое — до 12, проме­жуточное и большое — свыше 25. Число листьев — довольно устойчивый признак, тесно связанный с продолжительностью ве­гетационного периода (г=0,846).

На конце верхнего междоузлия расположено мужское соцве­тие— метелка, состоящая из центральной оси и боковых веточек. У разных образцов метелки имеют различную величину и форму, которая зависит от положения боковых веточек по отношению к оси метелки. Различают поникающий, прямостоячий и промежу­точный типы метелки. Длина метелок в основном около 35— 40 см, короткими считаются метелки длиной менее 30 см. У от­дельных образцов длина метелки может достигать 50 см и более. Боковых веточек первого порядка на метелке может быть мало (одна-—пять), а максимальное их число —40 и более.

Мужские колоски располагаются на оси и боковых веточках метелки парами, в которых один колосок сидячий, а другой — на ножке. На оси метелки пары колосков расположены в несколько рядов, а на боковых ветвях — обычно в два ряда. Мужской коло­сок состоит из двух опушенных колосковых чешуй, заостренных кверху, и двух цветков. Каждый цветок имеет наружную и внут­реннюю цветковые чешуи, три тычинки, рудиментарный пестик и две лодикулы. Цветки в колоске расположены на разных уров­нях: один нижний, а другой—на короткой ножке (рис. 5).

Женское соцветие кукурузы — початок — находится в пазухе листа на конце боковой ветви, называемой ножкой початка. Если она имеет длинные и тонкие междоузлия, то початок может про­висать при созревании. Ножка с короткими толстыми междоуз­лиями придает початку вертикальное положение (рис. 6).

Початок состоит из утолщенной оси — стержня, на котором ларами расположены женские колоски, образуя продольные ря­ды. Женский колосок'имеет два цветка, из которых развивается и формирует зерновку один верхний цветок, а второй — ниж­ний— обычно бесплодный. Б отдельных случаях у некоторых сортов развиваются оба цветка в колоске, образуя два зерна. Обычно пара колосков формирует два зерна, поэтому початки всегда имеют четное число рядов зерен (8—24). Число рядов зерен, характер и плотность их расположения, а также число зе­рен в ряду служат сортовыми признаками.

Женский цветок состоит из пестика, трех рудиментарных ты­чинок и двух крупных нефункционирующих лодикул. Пестик си­дячий, с округлой завязью, нитевидным слабоопушенным стол­биком, заканчивающимся раздвоенным рыльцем. Длина столбика зависит от положения цветка на початке. Самые длинные столбики (до 45—50 см) имеют цветки, находящиеся у основания початка. Кроме цветков, в колоске имеются три зеленоватые ко­роткие колосковые чешуи, короткая наружная и нечеткая внут­ренняя цветковые чешуи. Колосковые и цветковые чешуи неболь­ших размеров и располагаются у основания зерновки.

Сверху початок закрыт листьями обертки, которые представ­ляют собой влагалища листьев с редуцированными листовыми пластинками (рис. 7). Прикрепление початка может быть высо­ким— 200 см и выше от поверхности почвы и низким —до 50 см

Рис. 5. Мужское соцветие кукурузы:

а — метелка; б — схема колоска метелки: 1 — колосковые чешуи, 2 — наружные цветко­вые чешуи, 3 — внутренние цветковые чешуи, 4 пыльники; в — парное расположение ко­лосков в метелке.

 

Растения кукурузы бывают од­но- и двухпочатковые, а также многопочатковые. Наиболее развит верхний початок.

Форма початка разнообраз­ная. Чаще всего она бывает ци­линдрической и конусовидной, встречаются веретенообразные, шаровидные и другие формы. Длина початка изменяется от 10 до 25 см, а его диаметр — от 2 до 5 см.

Рис 6.Форма и положение ножки початки

1-тонкая ножка с длинными междоузлиями. изогнутая; 2- толстая ножка с короткими междоузлиями, прямая.

 

Биологические особенности. Продолжительность вегетаци­онного периода кукурузы мо­жет варьировать от 75 до

дней и более. Образцы ее по скороспелые, раннеспелые, среднеспелые, среднепоздние,позднеспелые и очень позднеспелые. В пределах каждой группы спелости продолжительность вегетационного периода может колебаться в зависимости от конкретных условий. Это растение короткого дня, при продвижении в более северные районы воз­делывания наблюдается увеличение вегетационного периода.

Кукуруза светолюбива и реагирует не только на длину дня, но и на интенсивность освещения и его качество (спектральный со­став). Эта культура требовательна к теплу. В ранние фазы раз­вития может выдерживать кратковременные заморозки до 2— 3^СС, а по мере дальнейшего роста устойчивость к низким темпе­ратурам падает. При продолжительном воздействии температу­ры 15 "С и ниже рост и развитие приостанавливаются, листья желтеют. Кукуруза отрицательно реагирует как на низкие темпе­ратуры, так и на высокие. При повышении температуры воздуха до 45—50 °С рост ее' прекращается. Образцы кукурузы различа­ются по степени устойчивости к действию пониженных и высоких температур, или жаростойкости.

В разные периоды роста и развития кукуруза неодинаково реагирует на недостаточное увлажнение. Так, выявлен критиче­ский период по отношению к влаге, который начинается за 10— 15 дней до выметывания метелки и продолжается примерно до фазы молочной спелости зерна. В период созревания потребность в воде сокращается.

 

Биология цветения и оплодотворения. Кукуруза — однодомное раздельнополое перекрестноопыляющееся растение. Опыляется с помощью ветра. Мужское соцветие — метелка — зацветает на3-5-й день после выхода из трубки листьев. Продолжительность ее цветения составляет в среднем 7 дней с колебаниями от 5 до 15 дней, что зависит от генотипа и условий погоды в это время. В пределах метелки цветение начинается в колосках, располо­женных в средней трети центральной оси. В последующие дни оно распространяется вверх и вниз по оси метелки, одновременно зацветают колоски на боковых ветвях. В последнюю очередь на­чинается цветение на самых нижних ветвях метелки. В колоске сидячие цветки зацветают раньше цветков, расположенных на ножке. В течение суток интенсивность цветения метелок изменя­ется в зависимости от температуры. Наибольшее количество цве­тущих колосков в метелке наблюдается в утренние часы (8— 10 ч). Наибольшее число цветков метелки распускается на 3-4-й день после начала цветения.

 

 

 

Рис. 7. Женское соцветие кукурузы:

Л—заложение боковых почек на узлах стебля (а — боковые почки в пазухах листь­ев): Б — заложение зачатков колосков попарно (/) и зона образования первых стол­биков (2); В— схема початка; 1 — междоузлие стебля. 2 — лист, в пазухе которого заложен початок, .4 — кроющие листья початка, 4 — боковые почки на узлах ножки початка, 5 —початок, б — столбики; Г — поперечный разрез початка (видно попарное расположение зерен).

 

За время цветения одна метелка способна дать от 20 до 50 млн пыльцевых зерен, которые могут переноситься ветром на расстояние до 800 м и более. Жизнеспособность пыльцы сохраня­ется в течение 3—5 ч. Если в период цветения наблюдаются вы­сокие температуры и низкая относительная влажность воздуха, то большое количество пыльцы погибает до раскрытия пыльни­ков, а остальная часть сохраняет жизнеспособность не более од­ного часа. Несколько снижается отрицательное действие этих факторов при достаточных запасах влаги в почве и при поливе.

В прохладную погоду пыльца более продолжительное время (до 24 ч) сохраняет способность к прорастанию. На основании этого разработаны приемы для сохранения жизнеспособности пыльцы, например, в эксикаторе при температуре 2°С, в темноте при 6—8°С, относительной влажности воздуха 60—70% и досту­пе воздуха. Это дает возможность сохранить способность пыльцы к прорастанию от 120 ч до 2 нед.

Кукуруза — растение с хорошо выраженной протерандрией, т. е. метелка зацветает в среднем на 5—8 дней раньше женского соцветия. Это обеспечивает перекрестное опыление. В связи с тем что конец цветения метелки часто совпадает с началом цве­тения початков, в естественных условиях может происходить са­моопыление с образованием 1—5% общего количества зерен. У некоторых образцов кукурузы отмечается устойчивая протеро­гиния. Такой же тип цветения возможен в условиях прохладной погоды и короткого дня. Во время цветения початка столбики пестиков выходят из листьев обертки. Причем раньше появляют­ся столбики цветков, расположенных в нижней части початка. В самом конце цветения из обертки выходят наиболее короткие столбики верхних цветков?

У растений с двумя и более початками сначала зацветает верхний початок, а затем остальные — в направлении сверху

вниз. Рыльца сохраняют Жизнеспособность в течение 14— 20 дней.

Прорастание пыльцевых зерен, попавших на рыльце столби­ка, начинается уже через 5 мин. Оплодотворение происходит че­рез 17—28 ч после опыления.

Если отцовская форма в отличие от материнской несет доми­нантные признаки эндосперма (окраска, форма, размер, конси­стенция), то они могут проявиться уже в год опыления у эндо­сперма гибридных семян. Это явление называется ксенийностью. Например, образование желтых зерен на початке при опылении белозерного сорта (уу) желтозерным (YY) объясняется тем, что ядро эндосперма несет фактор окраски (Yyy). Зародыши с гено­типом Yy в следующем поколении будут вести себя как гетерози- готы по признаку окраски эндосперма.