Ботаническое описание. Семя кукурузы прорастает одним зародышевым корешком, который достигает значительной длины и функционирует весь период жизни растения. Затем появляются боковые зародышевые корни, а позднее — первые придаточные узловые. Более крупные корни, образовавшиеся из нижних узлов, служат для опоры растения, обусловливая его устойчивость к полеганию. Корни образуют мочковатую корневую систему, проникающую на глубину от 1,5 до 4 м и более.

Стебель у кукурузы прямой, гладкий, высота его колеблется в очень широком интервале: от 0,6 до 5 м и более. Узлы делят стебель на междоузлия, длина которых возрастает от нижних к верхним. Число надземных междоузлий сильно варьирует у разных сортов и форм и может достигать 30.

Лист кукурузы, как и у других злаковых растений, имеет линейно-ланцетную форму. Расположение листьев по стеблю очередное, хотя описаны редкие случаи получения гибридов с супротивным расположением.

Установлена определенная положительная корреляция между числом листьев на растении и вегетационным периодом.

Кукуруза отличается от других злаков тем, что является однодомным раздельнополым растением. Мужское соцветие кукурузы называется метелкой. Она образуется на вершине стебля. Метелка состоит из центральной оси и боковых веточек, на которых располагаются колоски. На центральной оси они размещаются в несколько рядов, а на боковых веточках чаще всего в два ряда. Отдельный колосок состоит из двух колосковых чешуй травянистого типа, заостренных кверху, и 1—3 (чаще двух) цветков. Колосковые чешуи опушены. Колоски располагаются попарно, причем один из них сидячий (нижний), а второй на короткой ножке (верхний). Цветок состоит из двух тонких цветковых чешуй, трех тычинок, двух лодикул и рудиментарного пестика.

Женское соцветие — початок, образуется в пазухах стеблевых листьев. На стержне початка попарно продольными рядами располагаются колоски. В каждом колоске имеется два цветка, из которых развивается и плодоносит только верхний. Колосковые чешуи короткие, кожистые, а цветковые тоже короткие, но тонкие, пленчатые. Кроме цветковых чешуй, цветок имеет три рудиментарные тычинки, две нефункционирующие лодикулы и пестик, состоящий из круглой завязи, длинного столбика и двухлопастного рыльца. Быстрый рост столбика определяется меристематическим слоем клеток, расположенным у его основания. Початок плотно закрыт листьями обертки, у которых сильно развито влагалище, а пластинка листа в той или иной степени редуцирована. Число початков на растении разнообразно и колеблется от 1 до 10. У большинства современных гибридов на стебле образуется 1—2 початка.

Плод — зерновка различной формы, величины и окраски.

Биологические особенности. Кукуруза — теплолюбивое растение, погибает при понижении температуры до —2, —4°С. Оптимальная температура для роста и развития 15—24°С. Это ограничивает распространение кукурузы в районах с суммами температур за вегетационный период менее 2500°.

Кукуруза, хотя и не засухоустойчивая культура, очень эффективно использует воду: на образование 1 кг сухого вещества расходуется 256 кг воды (у овса — 468 кг). Кукуруза очень требовательна к плодородию почвы и агрофону, хотя в ряде случаев может давать хорошие урожаи на торфяниках и при слабом засолении солями хлора (до 0,04%).

Кукуруза — растение короткого дня, что сказывается при продвижении ее в северные районы. Цветение мужского соцветия начинается через 6—12 дней после того, как веточки метелки покажутся из влагалища листа. С середины центральной оси оно распространяется вверх и вниз и постепенно переходит на боковые веточки. Цветение различных цветков в колоске и в каждой паре их происходит неодновременно. Одновременно зацветают верхний цветок нижнего (сидячего) колоска и нижний цветок верхнего колоска. Сам процесс раскрывания цветка и выход пыльников, сопровождающийся высыпанием пыльцы, происходит быстро.

Основы общеи психологии.

Начало цветения, как правило, приходится на 7—9 ч утра и продолжается оно до полудня. Но при дожде и последующей за ним солнечной погоде цветение метелок наблюдается и во второй половине дня. Продолжительность цветения отдельной метелки зависит от погодных условий, размеров самой метелки и сортовых особенностей и колеблется от 3 до 15 дней. Каждое растение кукурузы продуцирует огромное количество пыльцы: в каждом пыльнике, а их на метелке около 7000, в среднем содержится около 2000 пыльцевых зерен.

Жизнеспособность, пыльцы кукурузы невелика и в нормальных условиях практически редко превышает 24 часа. Цветение женского соцветия начинается с появления пестичных нитей из обертки початка. Первыми из нее выходят рыльца нижних цветков, а затем верхних. Разница во времени их появления может достигать 7 дней, хотя обычно колеблется от 2 до 3 дней. За 1—2 дня до выхода рылец из обертки они уже готовы к восприятию пыльцы, а яйцеклетка — к оплодотворению. Нить столбика по всей длине покрыта мелкими волосками, что благоприятствует задерживанию пыльцы и ее прорастанию, при этом пыльцевая трубка врастает в ткани столбика-нити, даже если пыльцевое зерно не попало на двухлопастное рыльце. Нити и завязи сохраняют жизнеспособность 10—12 дней. Вплоть до оплодотворения нити продолжают свой рост и могут достигать длины 20—35 см. После оплодотворения в течение 2—3 дней они буреют и засыхают.

Цветение женского соцветия у большинства форм кукурузы начинается через 2—4 дня после зацветания метелки. Но встречаются формы, у которых этот период растягивается до 20 дней или же женские соцветия зацветают на 1—2 дня раньше мужских (некоторые образцы из Средней Азии).

Кукуруза — перекрестноопыляющееся растение, по, как показали наблюдения, в естественных условиях происходит и самоопыление, хотя количество таких цветков невелико — не превышает 5%.

Ксенийность. Пыльцевые зерна кукурузы прорастают через 2— 4 часа после попадания на рыльце пестика. Рост самой пыльцевой трубки в тканях пестика проходит довольно интенсивно, т. е. через 20—24 часа пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка и изливает в него свое содержимое. Происходит двойное оплодотворение, которое и обусловливает появление ксений. Ксенийность заключается в непосредственном проявлении признаков отцовского организма в гибридном семени. Выявление ксений у кукурузы облегчается благодаря ряду признаков структуры и окраске эндосперма и алейронового слоя.

Ксенийность у кукурузы может проявляться только в следующих случаях: когда материнские растения отличаются от отцовских тем, что являются рецессивными по определенным признакам эндосперма и алейронового слоя, и в случае появления признаков эндосперма и алейронового слоя, обусловленных комплементарным действием доминантных генов, находящихся до оплодотворения у каждой родительской формы отдельно.