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Mais

Zea Mays L.

Dipartimento di Agraria, Università di Sassari

Mais (Zea Mays L.)

– Figura al 3° posto dopo frumento e riso

– L’utilizzazione diretta del mais

– nell’alimentazione umana è in diminuzione

– mentre è in aumento il suo impiego

nell’alimentazione animale ed industriale

– amido

– olii

– proteine e derivati


Classificazione botanica

– Zea mays è una specie dotata di notevole polimorfismo

– soprattutto per quanto riguarda la forma e composizione delle cariossidi

– in base a questo aspetto, il mais coltivato può essere suddiviso in 7 gruppi

indicati nel passato anche come sottospecie o varietà botaniche


Classificazione botanica

– Zea mais indentata (mais dentato, dent corn)

– il più coltivato al mondo

– Zea mais indurata (mais vitreo o plata)

– preferito nell’alimentazione umana e degli avicoli

– Zea mais everta (mais da scoppio, pop corn)

– Zea mais saccharata (mais dolce, sweet corn)

– industria alimentare

– Zea mais amilacea (mais tenero o da amido, soft corn)

– Zea mais ceratina (mais ceroso, waxy corn)

– industria chimica

– Zea mais tunicata (mais vestito, pod corn)


Descrizione botanica

– Annuale

– Monoica

– Stelo

– grosso e carnoso, raramente accestito

– Infiorescenza maschile:

– pannocchia

– Infiorescenza femminile:

– spiga, posta all’ascella delle foglie

– potenzialmente ad ogni foglia può corrispondere una spiga

– ma in condizioni normali una pianta produce una sola spiga

– raramente due



– Apparato radicale

– fascicolato e superficiale

– Radici primarie o seminali

– funzionali fino alla 5-6 ° foglia

– Radici secondarie

– hanno origine dalla corona

– 2-3 cm sotto la superficie del terreno

– iniziano il loro sviluppo 3-4 giorni dopo l’emergenza

– sono il vero apparato radicale

– accrescimento termina con la fioritura

– Radici aeree

– prendono origine dai primi due-tre nodi fuori terra

– hanno funzione soprattutto di ancoraggio



– Il culmo di mais prende il nome di stocco

– altezza variabile fra 50 cm e 5-6 m, con moda di 2-3 m

– costituito da una serie di nodi ed internodi

– in qualche caso dalle gemme dei primi nodi sopra terra hanno origine dei culmi di accestimento che prendono il nome di succhioni

– Le foglie

– disposte alternativamente sui due lati dello stocco, una per ogni nodo sopra terra

– come i nodi sono in numero variabile

– da 8-10 nelle varietà precoci a 22-24 in quelle più tardive

– ciascuna foglia si compone di guaina, lembo, ligula



– Infiorescenza maschile

– è un panicolo

– posto all’apice dello stelo

– L’impollinazione è anemofila

– Infiorescenza femminile

– è una spadice

– composta da un grosso asse centrale

– Tutolo

sul quale si inseriscono in numero variabile file di spighette sessili riunite in coppie



– Ogni spighetta contiene due fiori di cui uno solo è normalmente fertile.

– Si ha quindi un numero di file di cariossidi pari al numero delle file delle spighette e perciò mai in numero dispari.

– Una spiga ben sviluppata contiene in genere

– 14-20 file di spighette (ranghi) disposte attorno al tutolo

ciascuna con 50 fiori

quindi con una potenzialità di 700-1000 cariossidi

– Il peduncolo della spiga presenta un numero variabile (8-12) di nodi-internodi molto ravvicinati

– ognuno con una foglia costituita pressoché dalla sola guaina

l’insieme delle quali costituisce le così dette brattee o cartoccio, a protezione dell’intera spiga



– Il fiore femminile è costituito

– da un ovario con uno stigma filiforme che corre sotto le brattee ed esce all’esterno della spiga, gli ultimi quelli dei fiori apicali

– ad ogni fiore corrisponde uno stigma

– per cui alla fioritura si osserva sulla punta della spiga un ciuffo di sete di colore bianco-verdastro o violaceo.

Le sete impiegano circa una settimana ad uscire dalla spiga ed è alla lunghezza di questo periodo che sembra doversi attribuire la generale proterandria



– Il granulo pollinico che cade sulle sete germina ed emette un tubo pollinico che penetra all’interno dello stigma e lo percorre in tutta la sua lunghezza (anche oltre 25 cm per i fiori alla base della spiga) fino a raggiungere l’ovulo

– Subito dopo la fecondazione

– le sete si seccano

– perciò il persistere di sete fresche è indice di difficoltà di fecondazione



– La granella del mais

– è un frutto indeiscente

– cariosside

– Il seme è racchiuso entro il pericarpo

– è costituito da embrione, endosperma ed aleurone

– dalla qualità e quantità dell’amido e dalla sua disposizione nell’endosperma dipendono

– il tipo di frattura (farinosa, vitrea ecc.),

– la forma (dentata, arrotondata, raggrinzita ecc.)

– la stessa utilizzazione della granella (alimentazione, industria ecc)


Accrescimento e Sviluppo

– Il ciclo vitale del mais può essere diviso in tre fasi fra loro ben differenziate:

– Germinazione e attecchimento delle piantine

– Sviluppo vegetativo

– Fioritura e maturazione della granella




– E’ una fase passiva e dura circa tre settimane

– Alla fine di questo stadio

la pianta presenta 5-6 foglie in parte già srotolate

un apparato radicale primario.

– In questo stadio è molto sensibile alle condizioni ambientali sfavorevoli:

emergenza

a 10-13 °C: 18-20 giorni;

a 16-18 °C: 8-10 giorni;

a 25 °C: 4-5 giorni.




– La crescita dell’apparato radicale richiede almeno 10

°C

– Molto frequenti sono le carenze alimentari

quando la pianta ha ormai esaurito le riserve del

seme e la stagione decorre fredda e piovosa




– la pianta inizia la sua vita autonoma

– costruisce se stessa predisponendo anche gli organi riproduttivi per la conservazione della specie

– le nuove foglie sono prodotte dal “punto vegetativo” posto all’interno della pianta a livello del terreno o subito sotto

La loro differenziazione termina circa 1 mese dopo la semina quando la pianta presenta 8-10 foglie ed è alta 40-50 cm




nello stesso tempo, sempre dal punto vegetativo, inizia la formazione dell’infiorescenza maschile

dopo altri 8-10 giorni inizia la formazione della prima spiga all’ascella della 6° foglia sotto il pennacchio.

altre 5-6 spighe sono prodotte nei nodi sottostanti ma in condizioni normali di coltura queste non si sviluppano




– E’ in questo momento, 35-40 giorni dopo la semina, con piante alte 50-60 cm,

gli internodi più bassi incominciano ad allungarsi

le piante entrano nella fase di rapido accrescimento verticale (levata), che termina 4-6 settimane più tardi, con l’emissione del pennacchio.

Nello stesso tempo anche le radici permanenti si allungano e nuove radici vengono emessa dalla corona. Esiste un parallelismo tra sviluppo aereo e sviluppo radicale




– La durata complessiva della fase vegetativa dall’emergenza alla fioritura è direttamente correlata con la durata dell’intero ciclo produttivo e varia

da minimi di 45-50 giorni nelle varietà precocissime

a 75-80 giorni in quelle più tardive

Questi valori si riducono con le semine ritardate, in relazione a più elevati valori di temperatura media.




– Eventuali carenze idriche ed azotate

sono dannose prima della levata (differenziazione degli organi fiorali),

riducendo la lunghezza della spiga e il numero di semi per fila

I danni più gravi si verificano nelle ultime tre settimane prima della fioritura

con perdita del 6-7% della produzione di granella per ogni giorno di stress




– in questo stadio la produzione della pianta viene accumulata come sostanza di riserva nella granella

– subito dopo la fecondazione la cariosside ingrossa rapidamente

Già alla fine della 3° settimana raggiunge le dimensioni pressoché finali ed è piena di un liquido lattiginoso ricco di zuccheri (maturazione lattea)




– Successivamente gli zuccheri si condensano in amido, conferendo una consistenza dapprima pastosa, tipo cera (maturazione cerosa) e successivamente farinosa (maturazione fisiologica)

– La maturazione cerosa si verifica 25-30 giorni dopo la maturazione lattea, cioè 45-50 giorni dopo la fioritura

– La maturazione cerosa è accompagnata dal parziale essiccamento delle foglie sotto la spiga, dal primo ingiallimento delle brattee e dalla comparsa negli indentata della dentatura (concavità della corona della cariosside)


Ritmo di accumulo della sostanza secca

Figura 7.5


Ritmo di assorbimento elementi nutritivi




– Tre settimane più tardi, cioè 60-70 giorni dopo la fioritura

termina ogni ulteriore accumulo di amido, allorchè la granella raggiunge il 30-35% di umidità e può ritenersi fisiologicamente matura

questo stadio può essere facilmente identificato con la comparsa del “punto nero” alla base della cariosside, nel punto di attacco al tutolo.

– Il successivo processo, che porta la granella fino a valori di umidità compatibili con la mietitrebbiatura (25-28%) è soltanto legato alla perdita di acqua




– La durata del periodo fra fioritura e maturazione fisiologica è pressoché indipendente dalla classe di maturità

Dipende solo dalle condizioni climatiche

– Ibridi fast dry down

sensibile riduzione della durata dello stadio finale di essiccamento della granella nei confronti degli ibridi normali


Esigenze ed Adattamento Ambientale

– La sua coltivazione si estende da 30° a 55° di latitudine

– quindi su una fascia di 2.500 km

– Zero di vegetazione

– 10 °C

– Saturazione illuminazione 60000 lux

– con intensità di 90-100000 lux

– Ibridi ligule-less


Esigenze ed Adattamento Ambientale

– Pianta C4

– primo prodotto della fotosintesi è a 4 atomi di C (acido malico e ossalacetico)

– queste piante non presentano fotorespirazione

– Può essere considerata come una pianta brevidiurna

– le nuove cultivar sono indifferenti

– considerate come piante a giorno neutro

– Consumo idrico medio

– 4.000-6.000 m3

– Teme il ristagno idrico

– Predilige pH 6-7

– Sensibile alla salinità


Avvicendamento colturale

– Coltura da rinnovo

– Problemi derivanti da omosuccessione

– Problemi sui terreni argillosi


Cultivar e Miglioramento Genetico

– Il MG ha consentito elevatissimi incrementi produttivi

– Ibridi di mais

– Formula aperta o a formula chiusa

– A due, tre, quattro vie, semplici modificati

– Obiettivi

– Produzione

– Contenuto proteico

– Mais OGM: bt.


Scelta del seme – Precocità

– durata in giorni 85-90 – 150-160

– classi FAO 100-900

– gradi utili di calore

– Portamento delle foglie

– orientamento verticale (angolo 80°)

– Rapidità di maturazione (essiccamento, fast dry down) e mantenimento dell’apparato vegetativo verde (stay green)

– Adattamento alla coltura fitta

– Resistenza

– all’allettamento, allo sbandamento, allo sradicamento, alla rottura

– alle malattie ed alle avversità


Lavorazione del terreno

– Preparazione del letto di semina

– Voce importante dei costi di produzione.

– Aratura

– 30-35 cm terreni leggeri

– 40-50 cm terreni argillosi

– Lavorazione a due strati

– Lavorazioni secondarie

– Minimum tillage, zero tillage


Lavorazione del terreno


Semina

– Epoca

– Temperatura minima 10 °C terreno

– Orientamento: anticipo

– alta probabilità di rispettare il giusto calendario

– taglia minore, stocco più robusto e resistente all’allettamento

– anticipo fioritura con minore rischio per periodo critico per l’acqua

– anticipo raccolta, minori perdite granella meno umida

– sfuggire attacchi parassitari fase finale ciclo

– I vantaggi dell’anticipo del ciclo sembrano più evidenti con gli ibridi classe 600-700


Semina

– Dovendo seminare nella stessa azienda ibridi di diversa precocità secondo un calendario di lavori, è preferibile anticipare la semina degli ibridi più precoci

– Epoca

– ottimale (in Italia) inizio-metà di aprile

– Profondità

– 5-6 cm

– 8-10 cm (max) se mal strutturato

– - Densità

– attualmente investimenti 7-8 piante per ibridi precoci

– 5,5-6,5 per classi 600-700

– mediamente si stima circa 20-25 kg seme, anche se la semente è venduto a numero (sacchi da 25000 semi)


Semina

– Distanza fra le file

– dipende dalle macchine

– 65-75 cm

– Modalità ed attrezzature

– seminatrici di precisione

– in generale incrementare 10-15% in relazione

– alla preparazione del terreno

– presenza di insetti terricoli

– in semina anticipata


Concimazione

– Il mais è una coltura ad elevata capacità produttiva e quindi ad elevato fabbisogno di elementi nutritivi.

– Azoto

– viene assorbito quasi esclusivamente sotto forma nitrica e, solo in carenza di questo e nei primi stadi di sviluppo, la pianta può utilizzare anche l’azoto ammoniacale

– le esigenze della pianta sono crescenti fino alla prefioritura

che rappresenta lo stadio più critico nei confronti di questo elemento

in parallelo aumenta anche l’intensità della nitrificazione e quindi la disponibilità di N nel terreno


Concimazione

– Fosforo

– Il ritmo di assorbimento si svolge in parallelo con la crescita della pianta

– Gli stadi iniziali dello sviluppo del mais rappresentano il periodo più critico per questo elemento

– Con la granella si asporta dal terreno oltre il 60% della quantità totale assorbita dalla pianta

– Potassio

– L’assorbimento del potassio termina con la fioritura della pianta o poco dopo

– Con l’interramento degli stocchi ritornano al terreno oltre i 2/3 delle asportazioni della coltura


Concimazione

– Quantità di fertilizzanti

– Nella tabella 7.9 sono indicate le dosi indicative da

somministrare

– calcolate per un terreno mediamente dotato

– queste si basano sul presupposto di mantenere in

attivo il bilancio della fertilità chimica del terreno

con restituzioni del 25-30% superiori alle

asportazioni della coltura


Concimazione


Concimazione

– Concimazione organica

– Laddove si ha grande disponibilità di fertilizzanti organici (maiscoltura associata all’attività zootecnica) si dovranno individuare le tecniche più idonee per il loro ottimo utilizzo agronomico con il minimo impatto ambientale

– Nella moderna maiscoltura, la fonte più importante di rifornimento di sostanza organica è rappresentata dai residui colturali che annualmente vengono interrati


Concimazione

– Epoca e modalità di distribuzione

– I concimi minerali fosfatici e potassici

– vengono distribuiti in pre-semina o in pre-aratura

– Il fosforo

– soprattutto negli ambienti settentrionali, caratterizzati da stagione più fresca e piovosa durante i primi stadi vegetativi della pianta, può essere distribuito in maniera localizzata, con 50-100 kg ha-1 di P2O5


Concimazione


– I concimi azotati

– devono essere distribuiti in modo frazionato

parte alla semina e parte in copertura

limitando la quota alla semina ed aumentando

il numero degli interventi in copertura quanto

più il terreno è sciolto


Concimazione


– In generale:

– Nei terreni argillosi:

una sola distribuzione prima della semina

oppure distribuzione frazionata

metà prima della semina e metà in copertura

– Nei terreni sciolti:

sempre distribuzione frazionata

in genere 1/3 prima della semina e 2/3 in copertura in una o due volte


Irrigazione

– Coefficiente di evapotraspirazione relativamente basso

– circa 250 kg di acqua per kg di s.s. prodotta

– Poiché la coltura ha elevata potenzialità produttiva, che viene espressa in un periodo molto breve e normalmente poco piovoso, la disponibilità idrica risulta uno dei fattori limitanti la produzione

– Mediamente per una coltura che produce 10 t ha-1 di granella si stima un consumo idrico medio giornaliero di circa 40 m3 ha-1

– pari a 0,6-0,7 litri per pianta

– valori del 60-70% più alti nel mese di luglio


Irrigazione

– L’effetto negativo dello stress idrico sulla resa della coltura è più accentuato durante la fioritura e l’ingrossamento della granella

– “periodo critico” nei confronti della siccità inizia 10-15 giorni prima della fioritura e si protrae fino a fecondazione avvenuta, ma la pianta è assai sensibile alla carenza idrica, con intensità decrescente, fin quasi alla maturazione cerosa delle cariossidi

– Gli interventi irrigui più efficaci

– sono quelli eseguiti nell’immediata pre-fioritura

– identificabile con la posizione eretta assunta dall’ultima foglia pochi giorni prima della emissione del pennacchio

– in questo stadio l’umidità di intervento sale all’80% dell’a.d.m


Irrigazione

– I sintomi significativi dello stress idrico sono rappresentati da:

– In pre-fioritura:

– comparsa dei primi avvizzimenti fogliari sulle testate dei campi nelle ore più calde della giornata

– In post-fioritura:

– rapido essiccamento delle foglie basali

– I volumi di adacquamento consigliati sono tendenzialmente alti

– soprattutto per gli interventi nei mesi più caldi, quando i consumi della coltura sono più elevati


Tecnica colturale

– Sarchiatura

– Utilizzata come mezzo complementare del diserbo chimico

– Utilizzata in terreni particolarmente freddi o siccitosi

– per il maggiore riscaldamento dello strato superficiale e la minore evaporazione

– Viene eseguita meccanicamente.

– Da evitare gli interventi troppo energici e troppo precoci prima che la pianta abbia raggiunto i 10-15 cm di altezza


Raccolta e conservazione

– Nella produzione di granella secca

– lo stadio ottimale di raccolta si identifica con la cosiddetta maturazione commerciale

– si verifica 10-15 giorni dopo la maturazione fisiologica

umidità della granella pari al 25% circa

– Raccolta anticipata

– maggiori costi di trebbiatura ed essiccamento associati ad una perdita qualitativa del prodotto dovuta a maggiori rotture di granella

– Raccolta posticipata

– maggiori perdite quantitative dovute ad allettamento, a caduta di spighe a causa della piralide o della gibberella o a condizioni climatiche avverse


Raccolta e conservazione

– La raccolta viene eseguita in genere con le normali mietitrebbiatrici

– con testa spannocchiatrice a 3-6 file o più

– La granella umida non si conserva

– a meno che non venga sottoposta ad insilamento per produrre i “pastoni”

– perciò viene essiccata artificialmente

– In Italia il limite di riferimento ammesso per l’umidità della granella secca è il 15%


Coltura in secondo raccolto

– Dopo il grano

– Il mais può essere introdotto negli avvicendamenti

– come coltura intercalare da erbaio

– per raccolta ed insilamento

la raccolta, in questo caso, viene effettuata quando la granella presenta un’umidità del 35%.


Utilizzazione della granella

– Si stima che nei Paesi industrializzati la granella di mais

venga utilizzata:

– per l’85% in alimentazione animale

– per il 10% in alimentazione umana

– per il 5% per impieghi industriali


Utilizzazione della granella

– Dalla lavorazione del mais si ricavano:

– Prodotti alimentari:

– olio, farine per pane, polenta, biscotti ecc., bevande alcoliche come birra e liquori

– Prodotti farmaceutici

– Acetone, aldeide acetica, acido citrico, lattico, fumarico ecc.;

– Prodotti dell’industria cartaria, tessile, ceramica e di quella delle vernici e degli esplosivi

– Attualmente si sta studiando la possibilità di utilizzare la granella di mais per la produzione di alcool etilico per autotrazione


Produzione del seme

– L’impiego delle sementi ibride

– impone la necessità del rinnovo annuale delle

sementi

– La produzione delle sementi ibride F1

– viene affidata su contratto dalle ditte costitutrici ai

coltivatori sotto la diretta vigilanza di un Ente

certificatore che garantisce la genuinità della

semente


Produzione del seme

– Caratteristiche della coltura da seme e condizioni indispensabili per la certificazione sono:

– Isolamento:

– distanza minima di 200 m da altre colture di mais

– Epurazione:

– eliminazione, prima della fioritura, delle piante che non presentano i caratteri standard indicati nel Registro Nazionale delle Varietà

– Demasculazione

– eliminazione, prima dell’antesi, delle infiorescenze maschili dalle piante portaseme (qualora queste non presentino il carattere di maschiosterilità)

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