Углеводы (65-70%): крахмал, сахара, гемицеллюлоза и клетчатка. Крахмал состоит из амилопектина и амилозы; крахмал восковидной кукурузы – исключительно из амилопектина. Зерно кукурузы различных подвидов существенно различается по соотношению крахмала и сахаров и их химическому составу.

Витамины. Наибольшее содержание витаминов наблюдается в периоды молочной и восковой спелости зерна: каротиноиды, витамины группы B (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, пиридоксин), никотиновая кислота и ее амид.

БИОЛОГИЯ ЦВЕТЕНИЯ

Цветение мужских и женских цветков начинается после полного их созревания.

Зрелость цветков мужского соцветия проявляется в увеличении размера пыльников и пыльцевых зерен и образовании длинных и упругих тычиночных нитей. Лодикулы в течение очень небольшого времени набухают, отгибают в сторону наружную цветковую чешую, облегчая вынос пыльника из цветка. Цветение метелки начинается с центральной оси, а позднее всех раскрываются цветки на нижних ответвлениях метелки, расположенных в пазухах боковых веточек. Интенсивность цветения зависит от температуры и освещения.

Зрелость цветков женского соцветия проявляется в росте и выступлении столбиков пестиков из листьев обертки початка. У растений с большим числом початков прежде всего зацветают верхние початки.

Пыльца с помощью ветра переносится на расстояние до 3000 метров. В основном происходит перекрестное опыление, но нельзя исключить и некоторую долю самоопыления. Это связано с тем, что периоды конца цветения метелки и начала цветения початков на одном растении всегда перекрываются, и может произойти опыление собственной пыльцой.

Пыльцевые зерна, попавшие на рыльца или волоски рыльцев, прилипают к их поверхности. Пыльцевая трубка прорастает через пору пыльцевого зерна и постепенно достигает основания столбика. Наилучшее оплодотворение наблюдается в случаях, когда пыльца наносится на среднюю и нижнюю части столбиков, так как путь пыльцевых трубок сокращается. На рыльце обычно прорастает большое количество пыльцевых зерен, но их трубки в большинстве расплываются в тканях столбика раньше, чем проникают к зародышевому мешку.

Когда пыльцевая трубка достигает основания столбика, она продвигается далее вдоль внутреннего эпидермиса стенки завязи и достигает микропиле. Через микропиле трубка проникает к зародышевому мешку, прорастает через его стенку внутрь, где сначала увеличивается, заполняя до одной трети зародышевого мешка. Затем стенки трубки разрушаются, и содержимое выливается между клетками яйцевого аппарата или в одну из них. Как правило, излияние происходит в синергиду. Оболочка другой синергиды в это время разрушается, и ее содержимое изливается в полость зародышевого мешка. Первый спермий сливается с ядром яйцеклетки. После оплодотворения яйцеклетки или параллельно с ним происходит слияние второго спермия с одним из полярных ядер, и через короткий промежуток времени слияние оплодотворенного ядра с другим полярным ядром – образуется первичное ядро эндосперма.

Оплодотворенная яйцеклетка – зигота – имеет двойное число хромосом 2n=20. Из оплодотворенного ядра зиготы развивается зародыш. Первичное ядро эндосперма триплоидное (3n=30). Сразу после своего образования оно начинает делиться.

Оплодотворение у кукурузы происходит через 17-28 часов после опыления. Это зависит от погодных условий, длины столбика, возраста пыльцы и пестика.

ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Температура.

Семена кукурузы начинают прорастать при температуре почвы на глубине заделки семян +8-10ºС, всходы появляются при +10 - 12ºС. Понижение температуры в этот период (<+10ºС) приводит к значительному снижению полевой всхожести. Температура воздуха в наибольшей степени влияет на растение в период от всходов до выбрасывания метелки; благоприятной является температура +20-23ºС. Интенсивность роста резко снижается при +14-15ºС, а при +10ºС рост прекращается.

До появления генеративных органов повышение температуры до +25ºС не вредит росту и развития кукурузы. Но со времени цветения метелок и появления нитей на початках температура +25ºС и более неблагоприятна, а свыше +30ºС нарушается цветение и оплодотворение: сокращается период жизнеспособности пыльцы, подсыхают нити початков. Оптимальная температура в период от цветения до созревания +22-23ºС.

Для кукурузы крайне неблагоприятны большие колебания температур: поздневесенние и ранние осенние заморозки. Весенние заморозки: при -4ºС погибают всходы, при -3ºС – потеря всхожести. Осенние заморозки: при -2-3ºС происходит отмирание листьев, при -4-5ºС – отмирание початков.

Сумма активных температур, необходимая для созревания скороспелых сортов кукурузы, составляет 2100-2400ºС, среднеспелых и позднеспелых сортов – 2600-3000ºС.

Почва.

Высокие урожаи кукуруза дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах с глубоким гумусовым слоем, обеспеченных питательными веществами и влагой, с pH=5,5-7,0. Это черноземные, темно-каштановые, темно-серые суглинистые и супесчаные, а также пойменные почвы. Высокие урожаи кукурузы на силос на хорошем агрофоне можно получить и на дерново-подзолистых, осушенных торфяно-болотных почвах Нечерноземной зоны. Почвы, склонные к заболачиванию, сильно засоленные, а также с повышенной кислотностью (pH ниже 5,0) непригодны для возделывания кукурузы.

Свет.

Кукуруза светолюбивое растение короткого дня, быстрее всего зацветает при 8-9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12-14 часов период вегетации удлиняется. Растения требуют интенсивного солнечного освещения, особенно в первый период вегетации. Кроме того, на рост и развитие сильно влияет качество света, то есть утреннее или вечернее освещение. Затенение растений в утренние часы влечет за собой резкое отставание в развитии колосков и цветков по сравнению с затемнением в дневные и вечерние часы.

Водный и воздушный режим.

Кукуруза сравнительно устойчива к засухе. В ранний период роста происходит интенсивное развитие корневой системы, которая проникает в почву на глубину до 3,5 метров. Но, не смотря на то, что кукуруза имеет возможность получать влагу из глубоких почвенных слоев, влажность почвы при посеве должна составлять 70-75% от полной влагоемкости. Потребность в воде сильно увеличивается в период активного роста надземной массы (фаза 15-го листа – середина молочной спелости). Критическим периодом потребности в воде являются фазы цветения - молочной спелости. Причем, в этот период растение требовательно к наличию влаги не только в почве, но и в воздухе, то есть нуждается в более высокой относительной влажности воздуха. Недостаток влаги в почве в период цветения приводит к увеличению разрыва в цветении мужских и женских соцветий, что наряду со снижением пыльцеобразования и уменьшением времени цветения метелок, ухудшает условия опыления и оплодотворения. Недостаток влаги в фазе формирования и налива зерна приводит к резкому падению урожайности за счет укорочения початков в связи с усыханием их верхней части и снижения массы 1000 зерен. В период созревания (до полной спелости) потребность кукурузы в воде резко сокращается.