Ботанические и биологические особенности кукурузы. Основные факторы получения высоких урожаев кукурузы Женское соцветие кукурузы формируется в фазу
Кукуруза имеет несколько фаз развития, в том числе: всходы семян, этап 2-4 настоящих листьев (появляется кисть), цветение метелками и смыкания рядов (что приостанавливают появление новых сорняков), формирование зерна и его созревания (фазы молочной, восковой и полной спелости).
1 фаза
Прорастая, колеоптил кукурузы развивается за счет дополнительного эндосперма. Сам зародыш имеет эпидермис в форме цилиндра. По вегетации, которую проходят ткани щитка, зародыш переходит в продолговатую форму и проходит в эндосперм, а дальше у него поступают питательные вещества, которые за счет ферментации растворяются и становятся легкодоступными для формирования вегетативной массы.
Для того чтобы началось нормальное развитие кукурузы ее высевают в разрыхленную почву с достаточным количеством влаги во время благоприятных погодных условий. Вегетация начинается с того, что семена набухают, впитывая влагу, и прорывают корешок.
Кукуруза прорастает одним корнем, позже прорастает и сама почка. Она имеет точку роста, лиственную поверхность, колеоптил. Он и проходит на поверхность для того чтобы выпустить первые побеги листьев, которые называют шильца.
2 фаза
В стадию всходов растение кукурузы набирает вегетативную массу, а корень углубляется, пуская основной и боковые корни. В фазе 2-4 настоящих листьев, проходит эффективная фаза для внесения гербицидов, способствует уничтожению нежелательной сорной растительности. Применяют гербициды с такими действующими веществами как: тифенсульфурон-метил, никосульфурон, 2,4Д. В этой фазе также целесообразно проводить внекорневые подкормки, в основном, цинком, азотом, калием и молибденом. Для этого подходит использование комплексных удобрений, гуминовых веществ и хелатов.
3 фаза
Следующая фаза 3-4 пары листьев, в которой проходит дифференциация узлов и междоузлий стебля, сегментация зачатка кочана, формирование цветения. Эта фаза также благоприятна для второго внесения удобрений по листку. На 5 парах листьев проходит цветения метелки, есть высыпания пыльцы с пыльников и оплодотворения.
4 фаза
На последних фазах развития формируется зародыш, наступает молочная спелость, затем идет восковая спелость, когда образуется абсцизний прослойка. И наконец наступает полная спелость, характеризующееся образованием белковой и углеводной массы. Зерно твердеет и формирует тонкую почти прозрачную пленку.
При полном высушивании до 18-20%, можно проводить жатву. На сегодняшний день практикуют десикацию кукурузы как результат неправильного отбора ФАО. После уборки кукурузы зерно сдают на элеватор в сухом, очищенном состоянии.
Библиографическое описание: Болдырев Е. С., Куцева И. К. Наблюдение за вегетацией злакового растения на примере кукурузы // Юный ученый. 2017. №2. С. 127-128..06.2019).
Кукуруза сахарная, также маис (лат. Zea mays L.) - однолетнее травянистое культурное растение семейства Злаки. Существует предположение, что кукуруза - самое древнее хлебное растение в мире . Родиной кукурузы считают Центральную и Южную Америку. Индейцам Боливии, Перу и Мексики она заменяет хлеб и является для них основным источником питания. В конце XV века Христофор Колумб завез зерна кукурузы в Испанию, где местное население стало выращивать кукурузу как диковинное растение. Однако ее возделывание доставляло земледельцам немало хлопот, так как она оказалась очень требовательной к качеству почвы, и жителям деревень приходилось со временем искать более плодородные земли. Однако вскоре это растение получило широкое распространение сначала в Европе, а затем и в Азии. Кукуруза - самая урожайная культура, занимающая по площади посевов в мировом земледелии второе место после пшеницы .
Цель: наблюдение за вегетацией и плодоношением кукурузы в условиях Среднего Поволжья.
Практическая часть
1 июня - начало эксперимента. В Самарской области в первой декаде июня вероятны возвратные заморозки и понижение температуры. Это может погубить проростки кукурузы, являющейся теплолюбивым растением. Поэтому мы решили выращивать кукурузу рассадным способом, пока не минует угроза заморозков.
Семена кукурузы (10 штук) посеяли в горшки для рассады, полили теплой водой и накрыли пленкой. Этот прием позволяет не замачивать семена перед посевом . Горшки с семенами поставили на балкон в солнечное место. 6 июня - из почвы появились первые проростки: растущий стебелек был покрыт прозрачными чехликами (колеоптиле), предохраняющими его от повреждений. После появления проростков пленку с горшков сняли, чтобы предотвратить появление плесени. 18 июня высота стебля кукурузы составила около 7 см, на каждом проростке сформировалось по два листа. Появление у проростков сразу настоящих листьев, а не семядольных говорит о том, что у семян кукурузы подземное прорастание . Лист кукурузы простой, жилкование дуговое, верхняя часть листа опущенная.
29 июня молодые растения были пересажены в открытый грунт. Высота надземной части - 23 см, количество листьев - 4–5. Началась стадия кущения: почка, лежащая у основания первого листа, увеличилась в размерах, отодвинула лист и сформировала первый боковой побег.
Рост кукурузы вставочный, то есть происходит за счет деления клеток в междоузлиях. Сначала растет первое междоузлие. Интенсивный рост мы наблюдали в течение 5–7 дней, через 10 дней он приостановился. Начался рост второго, а затем и третьего междоузлия. Рост и кущение продолжались до образования на растении цветков.
7 июля началось цветение кукурузы. Кукуруза - растение однодомное. На верхушке - метелка из мужских (тычиночных) цветков. А в пазухах листьев - соцветия (початки) из женских - пестичных цветков. Цветение продолжалось в течение трех недель. Кукуруза - ветроопыляемое растение. Во время цветения мы встряхивали мужские соцветия, чтобы пыльца попала на женские цветки.
7 августа сформировались женские плоды - початки с зерновками. Определили зрелость початков по цвету кукурузных рылец. Урожай можно собирать, когда они становятся коричневыми и начинают подсыхать. Кстати, отвар из кукурузных рылец можно использовать в лечебных целях.
Таким образом, мы проследили за основными фазами вегетации кукурузы:
- Всходы;
- Появление 3–5 пары листьев;
- Начало стеблевания;
- Кущение - образование боковых побегов;
- Выход в трубку - развитие стебля в длину до появления соцветий в бутоне;
- Колошение и выметывание - выход колоса из влагалища верхнего листа;
- Цветение метелки и выбрасывание нити початков;
- Созревание зерновок.
Выводы
- Период вегетации у кукурузы (от момента прорастания до образования и созревания плодов) в нашем эксперименте продолжался 96 дней. Таким образом, поздний посев семян (в начале июня, а не в мае) не помешал получению полноценного урожая этой теплолюбивой культуры в условиях Самарской области.
- На растении образовалось по 2–3 початка, созревание которых произошло через месяц после цветения.
- Кукуруза обладает хорошей всхожестью семян (80 %) при выращивании рассадным способом.
- В условиях выращивания на даче оказалась неприхотливым растением:.
- Предпочтительное место посадки - южная сторона (выбор солнечного места). На даче мы посадили рассаду кукурузы в тенистое место, поэтому плоды созревали дольше, чем описано в литературных источниках.
Литература:
- Букасов С. М. Возделываемые растения Мексики, Гватемалы и Колумбии. - Л.: Ин-т растениеводства ВАСХНИЛ, 1930.
- Куцева И. К. Методические рекомендации к выполнению учебно-исследовательских заданий по ботанике для учащихся 5–6 классов Университета Наяновой. - Ульяновск: Вектор - С, 2007.
- Основы селекции и семеноводства гибридной кукурузы / под ред. Б. П. Соколова. М.: Колос, 1968.
Проволочники (личинки щелкунов) особенно вредоносны в годы с холодной весной и на орошаемых землях. Ложнопроволочники (личинки чернотелок) вредоносны на хорошо прогреваемых участках с редким растительным покровом. В первую очередь необходимо выявить наличие вредителей и их численность. Наиболее простой крестьянский способ заключается в том, что на площади 25 м 2 (5х5 м) весной (скажем, в начале апреля) раскладывают на глубину посева 25 долек сырого картофеля, а через несколько дней их извлекают и определяют сколько из них заселены проволочниками. Если они найдены не менее чем в 5 дольках картофеля, то порог вредоносности достигнут и необходимо (на выбор):
а) обработать поле инсектицидом (например, внести препарат «Агротокс» вместе с почвенным гербицидом перед посевом);
б) одновременно с посевом внести в почву инсектицид в виде гранулята (например, «Фурадан»);
в) обработать дополнительно семена любым инсектицидом, разрешенным для протравливания семян («Космос», «Семафор», «Промет» и т. п.).
Рисунок 17. Поврежденное проволочником растение
Южный серый долгоносик. Жуки зимуют в почве. Рано весной при средней температуре воздуха около 10° C выходят на её поверхность. Повреждают кукурузу в фазе образования шилец, часто вызывая при этом полную гибель растений. В последующем объедают листья на развивающихся всходах. Личинки развивается на корнях кукурузы, подсолнечника, озимой пшеницы, овса, ячменя и пырея на глубине 20-60 см. Окукливание происходит с середины июля до середины сентября. Отродившиеся жуки остаются зимовать в почве. Вредитель везде дает одно поколение. Кукуруза обеспечивает наиболее благоприятные условия для его развития. Обладающие толстой кутикулой жуки весьма устойчивы к химическим препаратам. Для сдерживания развития вредителя не следует выращивать кукурузу на одном участке в течении нескольких лет подряд, чередуя ее в севообороте с колосовыми культурами .
Гусеницы озимой совки питаются всходами растений, повреждают корневые шейки и молодые стебли (вгрызаются внутрь стебля, в результате чего растение гибнет либо начинает куститься). Очень многоядны. Одна гусеница может уничтожить большое количество растений в период прорастания до момента достижения ими высоты 60-80 см. Защитные мероприятия включают уничтожение сорняков, удаление с поля послеуборочных остатков, глубокую зяблевую вспашку, междурядные обработки в период кладки яиц, оптимально ранние сроки посева, включение в севооборот вико-овсяных занятых паров, обработку инсектицидами семян и всходов растений. Для борьбы с гусеницами проводятся химические обработки посевов препаратами «Сумицид», «Децис», «Шерпа», причем эффективность их использования зависит от времени обработки самым эффективным зарекомендовало себя опрыскивание утром, пока гусеницы очень активны.
Шведские мухи. Кукурузе могут вредить оба вида шведских мух: ячменная и овсяная. В Краснодарском крае больше распространена ячменная шведская муха. Основными повреждаемыми растениями шведских мух являются пшеница, рожь, ячмень, овес, пырей, мятлик, ежа и др. злаковые травы. Хотя кукуруза также сильно повреждается, личинки, как правило, не способны завершить на ней развитие обычно гибнут. Личинки повреждают нежные части листьев, на которых остаются многочисленные разрывы и симметрично расположенные отверстия; листья часто не разворачиваются; растения, поврежденные шведской мухой, более подвержены поражению пузырчатой головней, кустятся, их рост замедлен.
Вылетевшие весной мухи откладывают яйца за проростковую пленку, на всходы кукурузы или на землю возле них. Отродившиеся личинки пытаются проникнуть в зону конуса нарастания и к точке роста. При повреждении конуса нарастания растение начинает куститься, а точка роста погибает. На появившихся из трубки листьях наблюдаются отверстия, разрывы, царапины и другие повреждения с этиолированным измочаленным окаймлением.
Наибольшая вредоносность личинок отмечается в годы с недостаточным обеспечением тепла во время появления всходов, при возврате холодов, имеющих место в условиях Кубани. В этих случаях развитие личинок и их продвижение к конусу нарастания опережает рост растений. Если кукуруза развивается на хорошо удобренном фоне, при оптимальном увлажнении и достаточном количестве тепла, личинки шведской мухи, не достигая конуса нарастания, выбрасываются растениями благодаря интенсивному росту. Это явление наблюдается, когда кукуруза достигает 4-5 листьев.
Мерами борьбы являются: лущение стерни, глубокая (20-25 см) зяблевая вспашка почвы плугами с предплужниками, предпосевное уплотнение почвы катками, оптимально ранний и посев с оптимальной густотой, боронование всходов кукурузы, уничтожение злаковых сорняков, обработка посевов инсектицидами (при заселении 15-20% растений).
Рисунок 21. Поврежденное шведской мухой растение
Рисунок 23. Посев кукурузы, в очень сильной степени поврежденный шведской мухой (2009 г.)
Важную роль в сдерживании развития ряда болезней (например, пыльной головни) играет протравливание семян; в отношении других болезней, например, пузырчатой головни, протравители бессильны: эта болезнь с семенами не передается.
ТЕМПЕРАТУРА . Кукурузу начинают высевать, когда температура грунта на глубине 5 -10 см достигает 10-12°С. Холодостойкие гибриды можно высевать раньше, при температуре грунта на глубине заделки семян 6 - 8°С. Весенние заморозки не вредят кукурузе, если не повреждается точка роста. Задержка со сроками сева относительно оптимальных на 10 дней влияет на снижение урожая зерна на 6 - 8 ц/га, значительно повышает содержание влаги в зерне. Прирост вегетативной массы кукурузы начинается при температуре от 12°С В фазах всхода - выбрасывания метелки оптимальная температура для роста и развития 20 -23°С. До появления генеративных органов повышение температуры до 25 - 30°С кукурузе не вредит. В фазе цветения повышение температуры более 25°С отрицательно влияет на оплодотворение растений. Максимальная температура, при которой прекращается рост кукурузы, составляет 45 - 47°С. К осени процесс накопления пластических веществ заканчивается при температуре ниже 12°С. Сумма активных температур, при которых созревают раннеспелые гибриды (ФАО 150-200), составляет 2100 -2200°, среднеранние и среднеспелые (ФАО 200 - 400) -2400 - 2600° и среднепоздние (ФАО 400 - 500) - 2800 - 3200°.
ВЛАГА . Кукуруза менее требовательна к влаге в первой половине вегетации (ориентированная месячная норма осадков 30 мм). К формированию 7 - 8-го листа случаи недостатка влаги для роста кукурузы почти не наблюдаются. Наибольшее количество влаги для растений нужно за 10 дней до выбрасывания метелки, когда идет интенсивный рост стебля (суточный прирост может достигать 10-14 см) и накапливаются сухие вещества. На этот критический период приходится 50 - 70% общего водопотребления. Благоприятные условия для кукурузы в этот период происходят при выпадении 80 - 120 мм осадков. Через 20 дней после выбрасывания метелки потребность во влаге уменьшается. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы, резко уменьшая урожайность. Из-за недостатка кислорода в переувлажненной почве замедляется поступление фосфора в корни, ухудшает белковый обмен. За вегетационный - период кукуруза требует 450 - 600 мм осадков.
Распределение гибридов по группам спелости
|
Требования к температурному режиму |
Группа спелости |
||||
|
раннеспелые |
среднеранние |
среднеспелые |
среднепоздние |
позднеспелые |
|
|
Сумма активных температур, °С | |||||
|
Сумма эфективных температур, °С | |||||
|
в т. ч. всходов до выбрасывания метёлки от | |||||
|
от выбрасывания метелки до восковой спелости | |||||
|
Вегетационный период, дн. | |||||
|
Количество листьев, шт. | |||||
СВЕТ . Кукуруза - растение короткого дня, она быстрее переходит в генеративную фазу развития при продолжительности светового дня 8-9 часов. При продолжительности светового дня в 14 часов вегетативная стадия и весь период вегетации увеличивается.
СЕВООБОРОТ . Кукуруза не слишком требовательна к размещению в севообороте. Важно только высеивать её в оптимальные для конкретной местности сроки, Кукурузу можно выращивать как монокультуру, однако монокультурное выращивание вызывает ухудшение фитосанитарной ситуации, а именно: распространение вредителей, болезней, специфических видов сорняков. Это требует интенсификации защиты кукурузы от вредных организмов, в первую очередь, проведение фунгицидной защиты по вегетации и химических или биологических (трихограмма) обработок против стеблевого кукурузного мотылька.
СОРНЯКИ . На начальных этапах роста (до фазы 9 - 10 листьев) кукуруза характеризуется очень низкой конкурентной способностью к сорнякам. В фазу 2-3 листьев кукурузы сорняки практически не вызывают заметного негативного воздействия на ее развитие. Присутствие сорняков в период от фазы 3 до 8 - 9 листьев кукурузы является причиной резкого снижения урожайности. По отношению кукурузы к сорнякам этот период является критическим. В этот критический период (20 - 30 дней) посевы кукурузы должны быть без сорняков. Для применения послевсходовых гербицидов наиболее оптимальной фазой развития растений кукурузы является фаза 3-5 листьев. Если регламентом обусловлено более раннее (до 3-х листьев) или позднее (6-8 листьев) внесение, особое внимание необходимо обратить на существующие ограничения применения гербицидов относительно погодных условий.
СРОКИ И ГУСТОТА ПОСЕВА. Посев необходимо производить как можно раньше. Гибриды лучше образовывают початки при раннем посеве, который необходимо начинать при среднесуточной температуре грунта на глубине 5 см при 6 - 8°С (холодостойкие гибриды). Если в конкретных условиях есть опасность заморозков после прогревания грунта до 8 - 10°С, то с целью предотвращения повреждения всходов необходимо высевать кукурузу в более поздние сроки. Каждые сутки опоздания с посевом после оптимального срока снижают урожайность на 1%.
Посев необходимо проводить в короткие сроки. При выборе густоты посева необходимо учитывать грунтово-климатические условия, высоту растений, тип листьев (раскидистый или компактный) и группу спелости гибрида кукурузы. Чем раннее проведен посев и чем более плодородная почва, тем больше может быть густота посева. Но также необходимо учитывать обеспечение растений кукурузы водой во время вегетации и особенно количество осадков в июле - августе. Для кукурузы необходимо не меньше 150-200 мм/га.
РАЗВИТИЕ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ . Полностью развитая по площади корневая система формируется только в фазе 6-8 листьев, максимальной глубины корни достигают только в фазе появления волокон. Неглубокое размещение-усвоения азота корней в грунте может привести к их повреждению при обработке междурядья.
Корневая система у молодых растений развивается медленно, потому что кукуруза поздно использует полный объём грунта как в глубину, так и в междурядье. Этим объясняется трудное усвоение полезных веществ, особенно фосфора, молодыми растениями, что необходимо учитывать при удобрении кукурузы.
МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ . На формирование 1 т зерна с соответствующим количеством стеблей и листьев используется 24 - 32 кг азота, 10 - 14 кг фосфора, 25 - 35 кг калия, по 6-10 кг магния и кальция, 3-4 кг серы, 11 г бора, 14 г меди, 110 г марганца, 0,9 г молибдена, 85 г цинка, 200 г железа.
В начальный период, до образования первого надземного стеблевого узла, кукуруза растет очень медленно, кроме того, сказывается стрессовое воздействие гербицидов на молодое растение. Потребление питательных веществ слаборазвитой корневой системой невысоко. Внесенные под основную обработку почвы основные удобрения еще не доступны, а получать в полном объеме необходимые питательные вещества из удобрений, внесенных перед посевом или одновременно с посевом, молодое растение кукурузы также не в состоянии. Однако, нехватка элементов питания в этот период (от всходов до 7 - 9 листа) впоследствии невосполнима, так как именно в этот период формируются стебель, корневая система и генеративные органы, которые и определяют урожайность. Поэтому проведение эффективных прикорневых и листовых подкормок в этот период - жизненно важный для кукурузы агроприём.
На начальных фазах роста усвоение азота незначительно (3 - 5%). Интенсивнее азот поступает в растение начиняя с фазы 6 - 8 листьев. Так, если к фазе 8 листьев усваивается только 2-3% азота, то от фазы 8 листьев к фазе высыхания цветочных столбиков на початках усваивается примерно ~85% общего количества азота. Еще 10-13% азота в растение поступает в фазу созревания. Критический период усвоения азота – фаза цветения.
Острую потребность в фосфоре кукуруза имеет в начальной фазе роста. Важно учитывать, что недостаток фосфора в ранних фазах роста невозможно компенсировать внесением его в более поздние сроки. Кукуруза на начальных фазах роста, в условиях низких температур (менее 10-12° С), слабо усваивает фосфор. Поэтому высокую эффективность обеспечивают удобрения, содержащие легко доступные формы фосфора.
Калий интенсивно усваивается от фазы 5-6 листьев до цветения. Он повышает устойчивость к полеганию, к стеблевым гнилям и другим болезням, важен для формирования початков.
Растения кукурузы требуют для своего питания микроэлементы. В процессе вегетации они поглощают до 800 г/га марганца, 350 – 400 г/га цинка, 70 г/га бора, 50-60 г/га меди. Очень чувствительны к недостатку цинка и железа, средне чувствительны к недостатку бора и меди, а на щелочных почвах – к марганцу. Эффективным способом обеспечения растений микроэлементами является внекорневая листовая подкормка. В стрессовых ситуациях (засуха, низкие температуры) листовая подкормка является практически единственным способом обеспечения некоторыми элементами питания, особенно микроэлементами.
Сравнение кремнистых и зубовидных форм кукурузы:
|
Свойства, признаки |
Кремнистые формы |
Зубовидные формы |
|
Цветение | ||
|
Отношение к фотопериоду |
более длинного дня |
более короткого дня |
|
Ювенильное развитие |
медленнее |
|
|
Холодоустойчивость | ||
|
Размер зерна |
от малого до большего | |
|
Форма зерна |
кругловатая |
угловатая до сплющенной |
|
Окраска зерна |
желтая, красноватая |
светлая, белая |
|
Текстура зерна |
твердая, стекловидный крахмал |
мягкая, мучнистый крахмал |
|
Отдача влаги |
раньше, медленнее |
позже, быстрее |
Кукуруза (Zea mays L.) является однодомным раздельнополым растением с соцветиями двух типов: мужские (метелки) расположены на верхушке стебля, а женские (початки) - в пазухах средних листьев.
Хотя число початков иногда может составлять 3, но наиболее развит верхний. У этой культуры выделяются следующие фазы роста и развития: всходы, формирование листьев, выход в трубку, выметывание метелки, цветение, молочное состояние, восковая и полная спелость. При возделывании кукурузы по высоким и интенсивным агротехнологиям требуется более детальный контроль за ростом и развитием растений. В связи с этим во второй половине XX в. в нашей стране под руководством Куперман Ф. М. были разработаны 12 этапов органогенеза. Кафедра растениеводства Ростовского агроуниверситета (Алабушев В. А. и др., 2001) приводит следующую взаимосвязь фаз роста и развития, этапов органогенеза и элементов продуктивности. В Западной Европе для этой цели разработан Международный код ВВСН, в состав которого входит 9 макрофаз и 99 микрофаз. Это дает возможность использовать для контроля за ростом и развитием растений современные компьютеры и информационные технологии (Шпаар Д. и др., 1993).
Фазы роста, этапы органогенеза н формирование элементов продуктивности кукурузы
| Фазы | Метелка | Початок | Формируемые элементы продуктивности | ||
| этап | ведущий процесс | этап | ведущий процесс | ||
| Всходы | I | Конус недифференцирован, у основания зачатков 5-7 зародышевых листьев | - | Число растений | |
| 3-й лист | II | Дифференциация междоузлий и узлов зачаточного стебля, закладка стеблевых листьев | - | Габитус растений | |
| III | Сегментация конуса, формирование метелки | - | Размер метелки | ||
| IV | Формирование колосковых лопастей и зачатков цветков | - | |||
| Выход в трубку | V | Формирование генеративных элементов цветка в колосках | I-II | Недифференцированный конус, его вытягивание, закладка зачатков влагалища | |
| VI | Образование клеток пыльцы | III | Вытягивание конуса, сегментация основания | Число рядков | |
| VII | Рост покровных органов цветка, члеников соцветия тычиночных нитей, завершение формирования половых клеток | IV | Образование колосковых бугорков Формирование цветков |
Число зерен в рядке | |
| Выметывание метелки | VIII | Рост тычиночных нитей | VI | Формирование органов цветка | |
| Выбрасывание нитей, цветение метелки | IX | Рост тычиночных нитей, созревание пыльцы | VII | Рост нитей рылец, формирование половых клеток | |
| VIII | Появление нитей (рылец) | ||||
| IX | Цветение, опыление, оплодотворение | ||||
| X | Формирование зародыша и зерновки | Размер зерновки | |||
| XI | Молочная спелость | Масса зерновки | |||
| XII | Восковая спелость | ||||
По современной классификации вид Zea mays L. известен только в культурном состоянии, по ряду признаков он делится на 7 или 8 подвидов (или групп). Лопающаяся форма имеет мелкое зерно с заостренной верхушкой или округлое, в котором содержится много белка (10,0-14,5%) и крахмала (62-72%). Оно используется для приготовления крупы и хлопьев. Крахмалистая форма отличается гладким и округлым зерном с содержанием белка 6,9-12,1% и крахмала 71,5-82,6%. Зубовидная форма характеризуется крупным и сплющенным зерном, в котором содержание белка 8-13,5% и крахмала 68-75,7%. Кремнистая форма имеет округлое зерно с содержанием белка 7,7-14,8% и крахмала 65-83%. Сахарная форма отличается морщинистым зерном, в котором содержится 18-20% белка, до 30% крахмала, столько же сахара и полисахаридов, 8,1% жира.
Современные гибриды различаются по числу листьев, длине вегетационного периода, массе 1000 зерен и потенциальной урожайности. Некоторые из них удалось перевести на высоколизиновую основу. В зерне таких гибридов содержится больше незаменимой аминокислоты - лизина. При возделывании кукурузы на зерно в каждом хозяйстве должно быть два-три районированных гибрида с различной продолжительностью вегетационного периода, который может изменяться от 80 до 180 дней.
Кукуруза считается теплолюбивым растением, так как семена ее начинают прорастать при температуре +7-8°С, при этом для их набухания требуется около 44% воды от массы зерна. Если температура влажной почвы составляет +20-25°С, то всходы появляются через 5-6 дней. У кукурузы установлена очень четкая закономерность - с появлением каждой пары новых листьев образуется дополнительный ярус узловых корней. На черноземных почвах они достигают глубины 3-4 м, а в горизонтальном направлении распространяются до 1,2-1,5 м. В отличие от других зерновых культур в корнях кукурузы имеются воздухоносные полости. При хорошем увлажнении из нижних надземных узлов могут формироваться воздушные корни, которые играют роль опоры и способствуют дополнительному питанию.
В средней полосе Европейской части России период от всходов до цветения распространенных здесь гибридов составляет примерно 50-55 дней, а от оплодотворения до созревания зерна - 35-60.
Первый месяц вегетации (25-30 дней после всходов) эта культура растет очень медленно, и в это время сорные растения сильно угнетают ее. При формировании 7-8 листьев и метелок суточные приросты растений в высоту составляют 12-15 см. После их зацветания темпы роста сильно замедляются или совсем прекращаются. Кукуруза относится к ветроопыляемым растениям. Женские генеративные органы (початки) зацветают на 4-5 дней позже мужских (метелки). В засуху этот период увеличивается, в результате из-за неполного опыления отмечается череззерница початков, при очень экстремальных погодных условия зерна совсем не образуются.
Для нормального развития кукурузы до выметывания требуется температура не ниже +20-23°С. Если же она меньше +12°С, то рост растений останавливается, затем они желтеют и сильно поражаются болезнями. Однако температура выше +30°С тоже считается неблагоприятной во время цветения. Небольшие весенние заморозки (-2 - -3°С) всходы кукурузы переносят удовлетворительно, тогда как при осенних (-1,5 - -2,0°С) подмораживаются листья, и качество зеленой массы резко ухудшается (уменьшается содержание каротина и других веществ). Однако в фазе восковой спелости зерна початки от таких заморозков не повреждаются. Эта культура относится к светолюбивым растениям короткого дня. Поэтому затенение за счет сорняков или загущения посевов оказывает отрицательное влияние на развитие растений (медленно формируются органы плодоношения, увеличивается разрыв в цветении мужских и женских органов, возрастает число бесплодных растений). Кукуруза обладает глубокой корневой системой и считается засухоустойчивым растением, но уступает по этому показателю другим культурам второй группы (просо и сорго). Так как самые интенсивные приросты растений бывают в течение 30 дней (от начала выметывания метелок до завядания рылец), то в этот период отмечается и самая большая потребность в обеспечении влагой, хотя она расходует ее довольно экономно - транспирационный коэффициент равен 160-360. Именно недостаток влаги в это время из-за нарушения агротехнологии является основной причиной неустойчивых урожаев зерна кукурузы в засушливой степи.
Кукуруза является не очень требовательной к плодородию почвы, хотя положительно реагирует на его повышение, в том числе за счет внесения удобрений. Лучшими почвами для нее считаются рыхлые, хорошо проницаемые черноземы и каштановые, а также наносные в поймах рек. Она очень плохо растет на уплотненных, тяжелых, солонцеватых или кислых почвах (рН ниже 5). В лесной зоне вполне для нее подходят произвесткованные и хорошо удобренные подзолистые, легкие супесчаные почвы, а также осушенные торфяники, если грунтовые воды залегают не очень близко от поверхности.
Здесь для этой культуры обычно выбираются участки, защищенные от холодных ветров, прогреваемые легкосуглинистые и супесчаные почвы, расположенные на южных склонах.