Кукуруза – однолетнее растение, относится к семейству мятликовых. Стебель состоит из отдельных междоузлий, разделенных стеблевыми узлами. Число узлов и число листьев – устойчивый признак, мало изменяющийся от условий и агротехники. Растения раннеспелых гибридов имеют 10–12, среднеранних – 12–14, среднеспелых – 14–16, среднепоздних – 16–18, позднеспелых – 18–20 листьев.
Корневая система мочковатая, сильно разветвленная. Основная масса корней сосредоточена на глубине 30–60 см. Кроме подземных корней, кукуруза образует воздушные поверхностные корни, которые развиваются из ближайших к поверхности почвы стеблевых узлов. Эти корни выполняют в основном опорные функции, но при благоприятных условиях способны укореняться и давать дополнительную мочковатую систему, что наблюдается при влажной почве и окучивании.
Кукуруза – однодомное, раздельнополое растение, то есть на одном растении находятся мужское соцветие – метелка и женское – початок. На початке, как правило, четное количество продольных рядов цветков, а следовательно, и зерен. При благоприятных условиях метелка зацветает через 5–7 дней после выхода ее из раструба верхнего листа. Это на 2–3 дня раньше початка. В засушливых условиях разрыв между цветением метелки и початка увеличивается до 6–7 дней и более, нарушается оплодотворение, появляется череззерница, что приводит к снижению урожайности. Зерновка представляет собой односемянный плод.
В сухой надземной массе растения кукурузы доля зерна составляет 40–45%, стебля, листьев, метелок, стержня и обертки початка – 55–60%. В общей массе початка без обертки на долю стержня приходится 15–18%.
Для разработки адаптивной технологии возделывания кукурузы и сортовой агротехники очень важно знать особенности формирования репродуктивных (метелка, початок) и вегетативных (листья, стебель, корень) органов растений.
1. Прорастание:
- температура прорастания +8o–10oС;
- наличие капиллярной воды;
- время прорастания + всходы: при оптимальных условиях около одной недели, при неоптимальных условиях до 3 недель. Требуется предварительно протравить семена от болезней и вредителей;
- формирование первичного зародышевого корешка и последующих 3–4 зародышевых корешков;
- появление первых придаточных корней.
2. Ювенильное развитие (2–5 листа):
- появление стеблевых узлов и листьев;
- образование побегов кущения (из–за светового избытка, избыточного количества питательных веществ, повреждения основного побега, например мухой шведской);
- закладка боковых побегов и будущих початков;
- конус нарастания находится под или над поверхностью почвы;
- особая восприимчивость к низким температурам, возможны нарушения закладок початков;
- низкая способность усвоения питательных веществ.
3. Вытягивание стебля (массовый рост), трубкование:
- растягивание междоузлий (начиная с нижней части);
- рост воздушных корней;
- фаза наибольшего употребления питательных веществ и воды;
- рост общей массы за счет накопления ассимилянтов в стебле;
- дифференцирование генеративных органов;
- достигается максимальный индекс листовой поверхности (около 20% стебель, около 3% обертки початка, около 77% листья);
- завершение фазы вытягивания стебля с появлением мужского и женского соцветия.
4. Цветение:
- появление мужского соцветия на несколько дней раньше женского соцветия;
- рост нитей рыльца около 10 дней;
- максимальное количество фертильных соцветий / початков;
- под действием высоких температур возможны стерилизация пыльцы и уничтожение женских половых клеток, либо нитей рыльца, с последующим формированием початков, обнаруживающих череззерницу.
5. Налив зерна:
- редукционная фаза: прекращение развития зерен из–за экологических воздействий, начиная с верхушки початка (адаптация генетического потенциала к местным условиям);
- наполнение зерен за счет:
- переноса углеводов из стебля около 50% в зерно,
- новой ассимиляции около 50%;
- прибавление сухой массы (СМ) зерна около 100–150 кг/га/день;
- молочная спелость начинается в середине початка, цвет початка бело–желтоватый (около 25% сухой массы в зерне);
- восковая спелость (около 45% сухого вещества) характеризуется желтовато–белым цветом.
6. Созревание:
- физиологическая спелость (около 50% сухого вещества): черный слой у основания зерен, завершение ассимиляции усвоения, продолжение отдачи влаги;
- уборочная спелость: зерна с внешней стороны и на стержнях початка твердые (60% сухого вещества).