堪察加擬石蟹
[拼音]：yumi
[英文]：Zea mays
禾本科 (Gramineae)玉米屬一年生草本。又名玉蜀黍，俗稱苞谷、棒子、珍珠米等。重要的糧食和飼料作物。
在世界穀類作物中，玉米的種植面積和總產量僅次於小麥、水稻而居第 3位，平均單產則居首位。從北緯58°到南緯42°，從低於海平面的中國新疆吐魯番盆地到3600米以上的高海拔地區，都能栽種。以北美洲最多，其次為亞洲、拉丁美洲、歐洲等。中國的玉米栽培面積和總產量均居世界第 2位(見表)。集中分佈在從東北經華北走向西南這一斜長形地帶內，其種植面積約佔全國玉米麵積的85％(圖1)。
起源和歷史
玉米原產於墨西哥或中美洲，栽培歷史估計已有4500～5000年，但其起源和進化過程仍無定論。1954年在現今墨西哥城下60～70米處的巖芯中（判斷為25000～80000年前的地層）發現了花粉化石，有人認為可能是玉米花粉，由此推斷現代玉米的祖先是野生玉米。但此說未被廣泛承認。1964年R.S.麥克尼什在墨西哥南部特瓦坎山谷史前人類居住過的洞穴中，發現了一些儲存完好的野生玉米穗軸，據判斷為公元前5000年有稃爆粒種玉米的殘存物，現代的栽培種系由此進化而成。但也有人認為玉米是從野生墨西哥類蜀黍 (Euchl-aena mexicana)進化而來，或是由類玉米與其他禾本科植物雜交而形成的。
1492年哥倫布在古巴發現了玉米，以後知道整個南北美洲都有栽培。1494年他把玉米帶回西班牙後，逐漸傳至世界各地。中國玉米栽培已有400多年曆史，估計傳入的時間當在1511年前。傳入的途徑，一說由陸路從歐洲經非洲、印度，傳入西藏、四川；或從麥加經中亞細亞傳入中國西北部，再傳至內地各省。一說由海路傳入，先在沿海種植，然後再傳到內地各省。
形態特徵
玉米的根屬鬚根系，除胚根外，還從莖節上長出節根：從地下莖節長出的稱地下節根，一般4～7 層；從地上莖節長出的節根又稱支援根、氣生根，一般2～3層。地下節根是根系的主體，入土深度一般30～50釐米，也有深達2米以上的。地上節根入土角度陡，伸入土中後能支援植株，也具有吸收水分、養分和合成氨基酸等作用。株高1～4.5米，稈呈圓筒形，髓部充實而疏鬆，富含水分和營養物質。玉米除上部4～6節外，其餘葉腋中都能形成腋芽。地上部的腋芽通常只有最上部的1～2個能發育成果穗。地下部的腋芽發育成分櫱，一般不結穗，栽培上要求及早除去。一般全株有葉15～22片。葉身寬而長，葉緣常呈波浪形。葉鞘厚而堅硬，緊包莖稈，與葉身連線處有葉舌。也有不具葉舌的變種。
花為單性，雌雄同株。雄穗著生於植株的頂端，為圓錐花序；雌穗著生於植株中部的葉腋內，為肉穗花序。雄穗開花一般比雌穗吐絲早3～5天。雄穗的主軸和分枝上成對排列的每個雄小穗有穎片包住兩朵雄小花。每朵雄小花有內稃、外稃和3個雄蕊，花葯多為黃色，也有的為紫、粉紅或綠色，每個花葯內約有2000個花粉粒。雌穗外為多數葉狀總苞片所包裹，穗軸粗大，著生許多縱行排列的雌小穗。每個雌小蕊有2朵小花，1朵結實。結實雌花有內稃、外稃、2片鱗被和1個雌蕊。花柱和柱頭細長，合稱“花絲”，黃色、淺紅或紫紅色，其上密生茸毛，能接受花粉。雌穗上的雌小穗成對排列，每1雌小穗只結1個子粒，所以果穗（俗稱“棒子”）上的子粒行數都成雙。子粒為穎果，色黃、白、紫、紅或呈花斑等。生產上栽培的以黃、白色者居多。胚約佔子粒重的10～15％，胚乳佔80～85％，果皮佔6～8％（圖2）。
型別
根據子粒形狀、胚乳澱粉的性質結構以及稃殼大小，玉米可分為以下幾種型別：
馬齒型
植株高大，果穗圓筒形。子粒扁平，兩邊為角質澱粉，中間和頂部為粉質澱粉。成熟乾燥時頂部凹陷呈馬齒狀。較耐肥、水，豐產效能高，但食味品質不如硬粒型。代表品種有金皇后、白馬牙，以及雜交種中單2號等。
硬粒型
又名燧石種。子粒頂部和四周為角質澱粉，中間為粉質澱粉，表面有光澤，品質較好，成熟早，但產量較低。以往中國的多數農家品種屬這一型別，如小粒紅、野雞紅等。
糯質型
又名蠟質種。果穗較小。子粒不透明，無光澤，胚乳粘性，全為支鏈澱粉，碘液檢驗呈褐紅色（圖3）。可做糯性食品，工業上用作布匹的漿劑。如江西半仙糯、吉林黃粘苞米等。
甜質型
又稱甜玉米。乳熟期子粒很甜，主要用作蔬菜和制罐頭食品。普通甜玉米乳熟期的糖分含量為15～18％;而“超甜玉米”的含糖量還超過普通甜玉米2倍。成熟時子粒皺縮，呈半透明狀，糖分含量逐漸減少。
爆粒型
果穗和子粒均較小。子粒幾乎全為角質澱粉，質地堅硬。有米粒型和珍珠型兩種，前者如山東的麥玉米，後者如浙江的紫多穗玉米。在子粒含水量適當時加熱，能“爆裂”成大於其原體積十幾倍的米花。
粉質型
又名軟粒型。果穗和子粒形狀與硬粒型相似，胚乳全由粉質澱粉組成，質地較軟，外表無光澤。
有稃型
每個子粒由長大的稃片包住，是一種原始的型別。（見彩圖）
品種改良和雜交種的利用
玉米的品種改良曾先後採用穗行選種、混合選種、品種間雜交和自交系間雜交等方法。由選擇產生的優良品種適應性強、產量穩定、種子繁殖簡便，其產量潛力雖不如雜交種，但在自然條件複雜和玉米種植面積較小而分散的地區，仍有栽培價值。利用兩個品種雜交產生的雜交種為品種間雜交種。一般硬粒型品種與馬齒型品種雜交所得雜交種常有明顯的雜種優勢，可比親本品種增產10％左右，且選育和制種比較簡單。但增產潛力有限。
利用自交系進行雜交所產生的雜交種為自交系間雜交種。其雜種優勢強，增產潛力大。配製自交系間雜交種，首先要培育自交系。方法是從品種或雜交種群體中分離選擇優良單株，在花絲未抽出前用紙袋套住雌穗，花絲抽出後再用紙袋套住同一株上的雄穗。第 2天收集袋內的花粉授於套袋的雌穗上，進行自交。自交第一代的植株生長勢和抗病力顯著減退，會出現白苗、黃苗和畸形株等。從中選擇較好的植株繼續自交，如此進行四五代，每代選優去劣，最後每一自交穗後代即成為性狀相對穩定一致的自交系。
優良的自交系不但要有良好的生長勢和抗病性，而且要有較高的配合力，即一個自交系與其他自交系雜交時，能產生高產的雜交種。自交系間雜交種有：
（1）單交種。即兩個自交系雜交（自交系甲×自交系乙）產生的雜交種。植株整齊一致，生長勢強，雜種優勢高，增產潛力大，制種時所需隔離區少，目前生產上廣泛採用。但因單交種的種子是從母本自交系上產生的，制種產量低，種子成本高。
（2）三交種。一般先用兩個自交系配成單交種，再與另一個自交系雜交配而成〔（甲×乙）×丙〕。其制種產量高，整齊度和產量潛力介於單交種和雙交種之間。
（3）雙交種。由四個自交系先配成兩個單交種，再將兩個單交種雜交產生，即(甲×乙)×（丙×丁）。雙交種的遺傳基礎廣泛，適應性較強，制種產量高，但其植株整齊度和產量潛力不如單交種和三交種。20世紀60年代前，世界各國玉米生產都以雙交種為主，以後逐漸為單交種所代替。
（4）綜合品種。用若干個（一般不少於8個）生育期和株高相對一致的優良自交系或單交種，以等量種子混合，播於隔離區內，任其自由授粉，產生綜合品種。綜合品種由於包含有很多自交系，在遺傳上是一個複雜群體，不需年年制種，可在生產上連續利用幾年。其產量顯著高於農家品種，但不及單交種和雙交種。綜合品種可在非重點的玉米產區推廣。
配製雜交種時，母本必須去雄。為簡化去雄手術，可利用雄性不育系作母本，不去雄而與恢復系雜交，產生雜交種子。生產上利用雄性不育性時，必須有雄性不育系、保持系和恢復系三系配套。細胞質遺傳的雄性不育有T型、C型和S型等。在生產上利用雄性不育性時，要防止胞質來源單一化，以免雜交種嚴重感病。
配製雜交種要在肥、水條件較好的制種隔離區內進行，一般與其他玉米地相距300～500米，以防止串粉。播種期須根據父、母本的開花期調節，使母本的吐絲期與父本的散粉期相遇。一般母本和父本的種植行數比例為3:1。苗期和抽雄前拔除雜株和劣株，並在母本抽雄時及時徹底除去母本株的雄穗。成熟時，從母本植株上收穫的即為雜交種子，要與父本行的種子分收、分晒、分藏，防止混雜。
生理特性
玉米喜溫，種子發芽的最適溫度為25～30℃。拔節期要求日平均溫度18℃以上，溫度愈高生長愈快。從抽雄到開花期要求日平均溫度為26～27℃。子粒灌漿和成熟階段要求保持在20～24℃，以利於營養物質的積累。溫度低於16℃和高於25℃時，澱粉酶的活動受到影響，導致子粒灌漿不良。玉米品種可分為早熟、中熟和晚熟3類，其積溫要求分別為2000～2300℃、2300～2500℃和2500～2800℃。
玉米為短日照作物，在12小時以內的日照條件下，植株生長矮小，抽雄和成熟期提早。如給以長日照條件，則植株生長高大，莖葉繁茂，但發育緩慢，開花延遲，甚至不能形成果穗。一般早熟品種對光照長短的反應較遲鈍，晚熟品種則較靈敏。光合作用為四碳途徑，屬四碳作物。能有效利用強光，在弱光和低CO2濃度下也能進行光合作用。
玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生長。適宜的土壤pH為5～8，以6.5～7.0最適。耐鹽鹼能力差，特別是氯離子對玉米的為害較大。
栽培和管理
中國各個玉米產區因氣候和土壤條件的差異而形成不同的種植制度。東北、華北北部及西北部分地區氣溫低、無霜期短，為一年一熟的春玉米區。華北平原地區以一年二熟的夏玉米為主。西南和南方丘陵山區地形複雜，在高寒山區以一年一熟的春玉米、在丘陵山區以一年二熟的夏玉米、在平原或淺山區以一年三熟的秋玉米為主。廣西東部和海南島冬季還可種植冬玉米。栽種方式有單作、與豆類或薯類間作和麥壟套種等，以玉米與大豆間作較為普遍。
適時早播可延長生長時期，充分利用光熱資源，避免秋霜冷害，對玉米增產十分重要。在春玉米地區，土壤表層5～10釐米的地溫穩定在10～12℃時即可播種，過早則易導致種子黴爛。在華北平原地區，夏玉米儘早播種除可提高產量外，還可避免因晚播遇雨季而發生芽澇。一般土壤肥沃、水分充足、採用株形緊湊的雜交種時，種植密度可稍大；土壤瘠薄、水肥條件較差，採用株形疏散的雜交種時，則宜適當稀植。春播時，高稈雜交種的適宜密度為每畝2500～3000株，中稈雜交種為3000～3500株。夏播玉米和矮稈雜交種因株形較小，播種密度可稍高。當幼苗長出3～4片葉時進行間苗，5～6片葉時定苗。夏玉米幼苗生長快，3～4片葉時即可一次定苗。
玉米生長需氮、鉀較多，需磷較少；但土壤中有效磷含量低於 10ppm時，施磷有顯著增產效果。缺鋅時生長受到抑制，施鋅後即可恢復。重施農家有機肥，配合磷肥和少量氮素化肥作底肥有利於增產。追肥根據土壤肥力和玉米不同發育時期的需肥特點進行。一般玉米抽雄期吸收氮、磷、鉀三要素累計約為50～60％，灌漿期約為62～65％，蠟熟期為99～ 100％。春玉米在孕穗期吸收的氮、磷量分別約為總吸收量的34％和46％，抽雄開花期約為53％和65％；夏玉米則在孕穗期即已分別達86％和73％。一般葉齡指數（用主莖展開葉數佔主莖平均總葉片數的比數乘100表示）為30～35時開始拔節，60～65時雌穗小花分化。春玉米生長時間長，一般宜輕施拔節肥，重施穗肥。夏玉米生長髮育較快，宜適當重施拔節肥，輕施穗肥。玉米苗期需水較少；拔節孕穗期則營養生長和雌、雄穗分化均需較多水分。抽穗前乾旱，會使雌、雄穗抽出的時間相隔過長，影響授粉結實。此時田間持水量以70～80％為宜，約佔總需水量的23～30％。抽雄開花期需水最多，如遇乾旱高溫則不育花粉增加，花粉和花絲壽命縮短，造成缺粒禿頂。此時田間持水量以80％為宜，約佔總需水量的14～28％。灌漿成熟期是產量形成的主要階段，需較多水分，田間持水量以75％為宜。整個生長期間每畝需水250～270立方米。但玉米並不耐澇，田間持水量超過80％時，應及時排水。苗期中耕2～3次；拔節孕穗期進行中耕除草和淺培土。抽雄時，隔行拔去雄穗，有利於雌穗發育。當果穗苞葉變黃、子粒變硬、基部黑色層形成時，即可收穫。
病蟲害
玉米病害有30種以上，危害性較大的有大斑病、小斑病、絲黑穗病、青枯病、病毒病和莖腐病等。大斑病和小斑病主要發生在葉片上。前者病斑大而少，長梭形，黃褐色，病斑背面有黑黴層，多見於冷涼山區和春玉米區；後者病斑小而多，梭形或橢圓形，棕色或灰白色，邊緣顏色較深，多見於溫暖而雨露較多的地區以及夏、秋玉米。絲黑穗病侵害雄穗後小花基部膨大，內包黑粉，穎片增多;雌穗受害則除苞片外全穗變成一團黑粉。矮花葉病和粗縮病是主要的病毒病。在套種早、雜草多、苗期受澇而後期又遇伏旱的情況下，粗縮病為害較重。這些病害目前尚無特效農藥防治，主要靠抗病育種、加強田間管理等措施預防。主要害蟲有玉米螟、地老虎、螻蛄、紅蜘蛛、高粱條螟和粘蟲等，一般用殺蟲劑防治。
用途和加工
玉米子粒含澱粉73％，蛋白質 8.5％，脂肪4.3％，維生素（硫胺素、核黃素等）含量很高。黃玉米還含有胡蘿蔔素，在人體內可轉化為維生素A。每百克玉米熱量為1527千焦，熱量和脂肪的含量均比大米和麵粉高。一般玉米子粒蛋白質中賴氨酸和色氨酸的含量不足，但通過育種可提高賴氨酸含量。玉米胚含油36～41％，亞油酸的含量較高，為優質食用油並可制入造奶油。玉米子粒主供食用和飼用，可燒煮、磨粉或制膨化食品。飼用時的營養價值和消化率均高於大麥、燕麥和高粱。蠟熟期收割的莖葉和果穗，柔嫩多汁，營養豐富，粗纖維少，是奶牛的良好青貯飼料。玉米在工業上可制酒精、啤酒、乙醛、醋酸、丙酮、丁醇等。用玉米澱粉製成的糖漿無色、透明、果糖含量高，味似蜂蜜，甜度勝過蔗糖，可制高階糖果、糕點、麵包、果醬及各種飲料。此外，穗軸可提取糠醛，稈可造紙及做隔音板等。果穗苞葉還可用以編結日用工藝品。
玉米子粒的加工方法有溼磨和幹磨兩種：
（1）溼磨法。可將玉米子粒的各種成分分離，主要產品是澱粉和油，副產品是優良的家畜飼料。採用此法時先把玉米放在稀亞硫酸溶液中浸泡，使子粒柔軟，澱粉漂白。再將浸泡後的玉米研碎成數瓣，通過胚分離器，使胚與皮和胚乳澱粉分開。然後將胚乾燥，榨油；將胚乳磨碎、過篩，再通過離心機使澱粉和蛋白質分開即可乾燥、粉碎和包裝。
（2）幹磨法。先使玉米子粒吸水1～3小時，待含水量達20～22％，種子的果皮和胚變韌時用脫皮機去皮，再放入取胚器磨碎，使胚和胚乳分離，取胚；最後通過各種篩子分出粗細不同的玉米渣和玉米粉等。