壹、概說
一、起源與分布
玉米為禾本科(Gramineae,同Poaceae, Grass Family),黍亞科(Panicoideae),玉蜀黍屬 (Zea),一年生草本植物,染色體數目為2n=20。玉米的學名為Zea mays L.,英名為corn, maize, Indian corn, earcorn (美);中文別名甚多,如玉蜀黍、番麥、包粟、珍珠米、包穀、玉高粱及紅鬚麥等。玉米原產於中南美洲,哥倫布於1492年將玉米帶到西班牙後,在16世紀即經由海上及陸上途徑,傳播到全世界。16世紀初期傳入中國,18世紀傳入臺灣。二百多年前《臺灣府誌》即有記載「番麥狀如黍,實如石榴子,一葉一穗,穗各數百粒」,可知玉米在臺灣栽培年代久遠。
在大航海時代,從美洲大陸傳播到世界各地的作物中,最重要的為玉米,早期支撐西班牙之高度美洲文明之基盤也是玉米。如果沒有玉米,很可能就沒有強大的印加帝國或壯麗的馬雅文明。特別是在中美洲,至今攝取食物熱量的來源中,約有75%仰賴玉米。全世界玉米的單位產量不斷提高,總生產量逐年增加,美國為最主要的生產國,全球生產玉米的國家及地區約有150個,而美國的總生產量占全球三分之一。玉米是主要的糧食與飼料來源之一,同時也是國際間農產品貿易極具競爭性的產品,它帶動的不僅是文明,同時包含了經濟與政治。
二、產銷概況
玉米依其胚乳的特性,可分成馬齒種、硬粒種、爆裂種、甜質種、軟質種、蠟質種及有稃種等多種玉米。但市場上對玉米的分類,多依用途而區分為飼料玉米(field corn)、青割玉米(forage corn)及食用玉米(green corn)等3種。自2012年起行政院農業委員會為提高國產馬齒種和硬粒種玉米其用途的多元化,並增加農民收益,將國內農民種植的馬齒種和硬粒種黃色玉米統稱為硬質玉米。國產硬質玉米除了當飼料用外,也可加工供作玉米粉、玉米糖 漿及食品原料等用途。根據FAO統計,2014年以生產乾籽實為目的之玉米,全球總生產量約10.22億公噸,產量為糧食作物之首。主要生產國為美國、中國及巴西,平均總生產量依序為3.25億公噸、2.08億公噸及0.71億公噸,前 三大生產國之總生產量占全球近60%。
1955年以前,臺灣年產玉米約10,000公噸左右,當時尚可自給自足。其後,經濟結構發生變化,農業發展方向遂也跟著改變,自1958年以後臺灣的玉米產量逐年提高,因畜牧業興起,飼料需求量激增,加以國人原以稻米為主的飲食習慣,改變以魚、肉及蛋為主的消費型態,使得國內稻米生產過剩,致政府倉容及財政壓力負荷極重。為紓解稻米生產過剩壓力,政府於1984年推行稻田轉作政策,鼓勵農民轉作玉米、高粱或大豆等作物。因此玉米的栽培面積急速增加,1989年曾達種植高峰67,345公 頃,總產量達27萬6千餘公噸。後因政府為因應加入世界貿易組織,需降低國內農業補貼等相關規範,政府實施水旱田利用調整計畫。1998年起嚴格限制玉米轉作補貼,玉米的栽培面積逐年遞減,至2012年僅餘6,612公頃,總產量不足3萬公噸。
因為玉米需求快速成長,國內自行生產量遠不及消費量,目前多由國外大量進口,每年平均約進口420萬公噸玉米。當出口國玉米貨源不足,例如氣候環境不佳(乾旱、豪 雨及嚴寒等)可能造成減產;或其他進口國需求激增 (本身減產供不應求及擴大畜牧業發展等);或生產成本提高(油價、人工及機械等)都將造成國際玉米行情看漲。而高度依賴進口的我國,玉米自給率僅1%,則恐需以高價購買甚至面臨無貨可買的狀況。故自2012年起,農委會重視糧食安全議題並為活化休耕農地,訂定「獎勵契作硬質玉米作業規範」,以1994年至2003年為基期年,在此期間任一年當期作種稻或種植保價收購雜糧或契作甘蔗有案之農田,皆可申報轉(契)作飼料玉米,並於每期作每公頃核發契作獎勵金4萬5千元,繳售乾籽實由中華民國農會以9元收購,鼓勵農友踴躍加入國產飼料玉米之生產,以提高國內玉米自給率。因此,2013起硬質玉米栽培面積回升,至2014年提高到13,544公頃。目前硬質玉米在臺灣的主要產區為嘉義及臺南,兩地區占90%以上,為最主要的生產地區;其餘彰化、雲林、花蓮、臺東、高雄及屏東地區,亦有零星栽培。
貳、植物性狀
一、根
種子發芽後的初生根,稱為胚根。而主要的根系是由莖部最底下幾個節間所產生的不定根組成。這些不定根的根原基最初通常是在胚中出現,且在發芽後很快的長出。在所有地下的節間基部,新根原基繼續形成,而在地下部莖的2∼3節也會出現。地下部的不定根稱為冠根,地上部的稱為支氣根。
二、莖
發芽後約四個星期,為植株莖上所有的節及節間下端分生組織之生長期,而後在莖頂生長點分化形成雄花穗。玉米莖稈直立,一般玉米栽培品種約有16∼20 節,株高約130∼220 公分。莖能快速增長,尤其以節間基部生長最多,最底下的6∼8個節間並不生長,但其能從近土面處產生根系及分蘗。接近莖基部的地下節間明顯逐漸變小,形成一個易於區分的根冠。地面上的莖直徑約3∼4公分粗,越向上越近雄花穗越細,主要進行水分及養分的傳輸。
三、葉
葉片著生於莖稈的節上,呈互生排列,全葉可分成葉鞘、葉身、葉舌及葉耳四部分。玉米葉片為平行脈,薄且柔軟呈波浪狀,藉由葉部中央硬而半透明的主脈支撐。另外尚有兩種營養葉,一為苞葉,生長於果穗穗柄上,由葉鞘變形相互重疊所成,包裹著雌果穗;二為先出葉,位於果穗與莖之間穗柄的基部,與苞葉外觀上的差異在於具有兩個中肋且頂端分裂。當植株達生理成熟時,苞葉不再為綠色,且葉片由下位葉開始轉為枯黃。
四、花
玉米為雌雄同株異花作物,雄花穗生於莖之頂端,為複總狀花序,有主穗與側穗之分,主穗通常有4∼11列成對之雄小穗,側穗則僅有2列;成對之小穗一個有柄,另一個無柄。雌果穗生於主稈近中央側枝頂端,雌小穗著生於穗軸上,屬於穗狀花序,成對縱行排列,故每對小穗產生兩行籽粒,一般果穗上的籽粒行數範圍於4∼30行之間。因為雄花穗較早抽出,其花粉散布通常較同株之胚囊先成熟釋放,花粉大多藉風力傳播,天然雜交率很高,雌小穗受精結實後即為果穗。
五、籽粒
花粉粒落於花絲上後,五分鐘內隨即形成花粉管穿透柱頭,向下生長到達子房,即受精後子房逐漸發育成果實。果實之最外層由果皮構成,次為種皮,再次為糊粉層,最內部由粉質胚乳或角質胚乳構成,約占籽粒之85%。胚位於果實基部中央,占整個籽粒之11∼12%,富含油分。種子的顏色係出於糊粉層色素之有無,有黃、白、紫、紅或花斑等色,一般以黃色與白色較為常見。
參、品種
光復初期玉米原為臺灣山坡地及旱地間作的小作物,農民所種植之玉米品種均以本地種為主,因變異大,產量與品質較低劣。經過本場等試驗單位進行玉米品種改良及種苗業者引進國外品種於國內試種,品種日漸增多,目前國內重要的硬質玉米栽培品種如下:
一、臺農1號
由農業試驗所於1987年育成,為單雜交品種,生育日數約106∼130天,於9月種植可於隔年1∼2月中旬收穫,適合水稻(一期作)—綠肥田菁(7月∼8月)—硬質玉米(9月∼翌年1 月)的輪作體系。該品種為橘黃色半馬齒型, 每公頃乾籽實產量可達6,000公斤以上。耐玉米矮化嵌紋病毒B型系統,但不抗露菌病且易感染南方型銹病,當苞葉開始轉為枯黃時,籽實水分含量約28∼ 30%,10∼14天後收穫水分含量降為24∼26%,苞葉易剝且籽粒不易破碎,適合機械採收。
二、臺南24號
由台南區農業改良場於2009年育成之三系雜交品種,具有植株高大強健及抗倒伏性強等特性。生育日數在春作為116∼120天,秋作為130∼140天,較臺農1號約晚10∼15天,需於9月種植,方可於隔年2月收穫。籽粒為橘黃色半硬粒種,每公頃乾籽實產量約為7,000公斤;本品種每公頃植株鮮重達55,000∼60,000公斤,亦可兼作飼養乳牛之青割玉米。抗露菌病、銹病和莖腐病,植株成熟乾枯時,一般不會發生倒折現象,適合機械採收。
三、明豐3號
國內私人種苗公司由國外引進的玉米品種。植株高大強健,抗倒伏性強,且抗銹病及葉斑病。莖稈、雄花穗及苞葉富含花青素為紫紅色,易於辨認。成熟期在秋作為140∼160天,屬於晚熟品種,較臺農1號約晚20∼30天,需於9月上旬前種植,方可於隔年2月收穫。籽粒為橘色硬粒種,每公頃乾籽實產量為7,500∼9,000公斤。苞葉枯黃時籽實水分含量約35%,待10∼14天後植株乾枯時收穫,籽粒較不易破碎。生育後期葉片仍維持翠綠具優良特性沒有倒折現象,適合機械採收。
(參考資料:臺灣硬質玉米栽培管理技術。2016。臺南區農業改良場技術專刊,第2-10頁。臺南區農業改良場。行政院農業委員會。)