Il Mais (Zea mays L.)

Il mais è considerato uno dei principali cereali del mondo sia in termini di superficie coltivata sia in termini di produzioni.
La coltura offre oggi diversi prodotti che possono avere destinazioni diversificate, sia nelle filiere alimentari (umana o zootecnica) sia nella filiera produttiva delle bioplastiche o in quella dei biocarburanti.

Classificazione botanica
Il mais appartiene al raggruppamento delle monocotiledoni, alla famiglia delle Poaceae, sottofamiglia Maydeae. E' una graminacea polimorfa diclina (con fiori unisessuati), monoica (sulla stessa pianta ci sono infiorescenze sia maschili e femminili), caratterizzata da un corredo di 20 cromosomi.

Descrizione morfologica
Apparato radicale
L'apparato embrionale svolge la sua funzione di ancoraggio e di prima assunzione degli elementi nutritivi nelle prime settimane del ciclo produttivo.
Le radici avventizie compongono un vasto sistema di tipo fascicolato concentrato in gran parte nei primi 30 cm di terreno.
A queste radici possono aggiungersi le cosiddette radici aeree emesse dai nodi basali quando la pianta raggiunge lo stadio di 9-10 foglie.

Culmo
Il culmo o stocco formato dai nodi e internodi in numero variabile a seconda della precocità dell'ibrido e della varietà.
Può avere un'altezza variabile da 90 cm a diversi metri.

Foglia
Le foglie sono collocate in posizione alterna sui lati del culmo, partono ognuna da ogni nodo. Il loro numero varia da 8-9 delle varietà precoci a 23-24 di quelle tardive.
La guaina che avvolge completamente il fusto, fino al nodo superiore è provvista di ligula.

Infiorescenza
Sulla stessa pianta convivono le due infiorescenze maschile e femminile.
L'infiorescenza maschile, è un panicolo posto in posizione apicale del fusto, composto da spighe ognuna formata da file di coppie di spighette di cui una è sessile e l'altra peduncolata.
L'infiorescenza femminile è uno spadice con asse centrale ingrossato e spugnoso (tutolo) sul quale sono inserite file di coppie di spighette sessili.
La fecondazione è anemofila e allogata, vale a dire che il polline di una pianta feconda gli ovari di un'altra pianta , diffondendosi alcuni giorni prima che quest'ultima sia giunta a fioritura, meccanismo riproduttivo che prende il nome proterandria.

Cariosside
Il frutto è una cariosside. Peso dei 1000 semi tra 200 e 400 g.
L'embrione, costituisce il 10% del peso della cariosside, composto da 4-6 foglioline embrionali racchiuse dal coleoptile.
L'endosperma circa l'85% è costituito da proteine, amido e zuccheri.

Fisiologia e fenologia del ciclo produttivo
Germinazione
La germinazione inizia con la sottopose dell'imbibizione e prosegue con l'accrescimento delle strutture preformate nell'embrione. Circa due settimane dopo l'emergenza, la pianta può raggiungere lo stadio di 5-6 foglie completamente accresciute, mentre l'apparato radicale secondario risulta in via si rapida crescita.

Levata
Il primo internodo basale, comincia il suo allungamento; il processo interessa progressivamente tutti gli internodi in modo tale che in poche settimane la pianta raggiunge lo stadio di botticella e appena dopo, quello di emissione dell'infiorescenza maschile.

Maturazione
Dopo circa 20 giorni dalla fecondazione la cariosside raggiunge lo stadio di maturazione lattea. Dopo circa 25-30 giorni dalla maturazione lattea viene raggiunta la maturazione cerosa, con la quale iniziano i primi sintomi di senescenza.
Dopo ulteriori 20 giorni la pianta raggiunge la maturazione fisiologico; l'embrione è maturo, in questo stadio, ha circa il 30-35% di contenuto idrico. Da questo stadio in poi la cariosside non riceve più sostanze nutritive e inizia una rapida perdita di acqua che la porta a valori intorni al 26-28% di umidità idonei per la raccolta.

Esigenze ambientali
Il mais è una pianta macroterma con metabolismo C4 caratterizzata da una temperatura cardinale minima di 8-10°C e cardinale massima di 32-34°C.
In qualità di coltura da rinnovo il mais raggiunge le massime produzione in conduzioni di terreno profondo, franco, ben fornito di sostanza organica, drenante, con elevati valori di capacità di campo, pH neutro, valori di CSC medio elevati.

Classificazione FAO degli ibridi di Mais in funzione della precocità
Classe	Giorni del ciclo	Precocità
100	76-85	Ultraprecoci
200	86-95	Precocissimi
300	96-105	Precoci
400	106-115	Medio-precoci
500	116-120	Medi
600	121-130	medio-tardivi
700	131-140	Tardivi
800	141-150	Medio-tardivi
900	151-160	Ultra-tardivi

La classificazione più diffusa è quella FAO che utilizza i giorni necessari per raggiungere la maturazione fisiologica. Indicativamente gli ibridi tardivi riescono a produrre di più; la classe di precocità considerata in Italia di ciclo produttivo pieno è di 600, che riesce a sfruttare efficacemente la semine precoci e l'intere lasso di tempo di tempo disponibile prima dell'arrivo della stagione più fredda, che costringe a eseguire la raccolta.

Tecnica colturale

Avvicendamento

Il mais, è considerato coltura da rinnovo e può aprire la rotazione.

Il mais può seguire un prato avvicendato, leguminose da granella; un cereale vernino.

La monocoltura in omosuccessione prolungata può portare alla diffusione di flora avventizia resistente e parassiti animali e vegetali che risultano difficilmente controllabili e particolarmente dannosi.

Sistemazione e preparazione del terreno

Il mais è una coltura che si avvantaggia degli apporti idrici, in particolare in alcune fasi del ciclo. La sistemazione del terreno deve quindi essere effettuata in modo tale da rendere massima l'efficienza d'uso dell'acqua irrigua, da un lato e da evitare i ristagni idrici, dall'altro.

L'aratura è l'operazione più importante che permette di ottenere una buona preparazione del terreno.

In numerose sperimentazioni è stato dimostrato che anche il mais può avvantaggiarsi delle minime lavorazione e della semina su sodo.

Nel caso di lavorazione minima si possono fare lavorazioni come erpicatura, discatura e fresatura.

seminatrice di precisione

Semina

E' sufficiente una temperatura di 15 °C per ottenere un emergenza in poco più di una settimana, con minori fallanze e un buon livello di competitività della coltura nei confronti delle avventizie. Nell'italia settentrionale, le condizioni termiche sopra indicate vengono raggiunte indicativamente intorno alla prima decade di aprile, ancor prima nelle regioni Centro sud.

La densità di semina è di circa 7-8 piante nelle varietà 200-300 e circa 5-6 nelle varietà 600-700.

La profondità deve essere tale da collocare il seme in quelle zone di terreno in condizioni di migliore equilibrio termico e idrico.

Con le moderne seminatrici pneumatiche non solo è possibile la cosiddetta semina di precisione, vale a dire collocare precisamente il seme distanziato da quello successivo come prestabilito, ma anche distribuire il concime localizzato sulla fila.

Concimazione
La coltura del mais, che assorbe azoto in forma nitrica, accresce il proprio fabbisogno fino alla pre-fioritura, stadio in corrispondenza del quale vengono mal tollerati gli stati di carenza.
Fosforo, è molto importante in fase di germinazione perché aiuta la radicazione e l'emergenza, carenze di fosforo si manifestano con pigmentazioni rossastre.
Con la restituzione degli stocchi e delle foglie si riportano nel terreno praticamente 2/3 dell'asportato totale di potassio, l'assorbimento di questo elemento cresce fino alla pre-fioritura/fioritura, dopodiché si riduce moltissimo.
Per l'azoto le metodiche di concimazione devono invece tenere conto della sua estrema mobilità. Con la dinamica di assorbimento degli ibridi oggi coltivati è opportuno, soprattutto nei terreni sciolti, frazionare gli apporti azotati, cercando di interrarli nell'interfila.
Con la modern maiscoltura si può fare conto sulla restituzione dei residui colturali che vengono interrati in pre-semina, insieme a fertilizzanti organici come letami e liquami al fine di mantenere una sufficiente percentuale di sostanza organica nel terreno.
Sempre in pre-aratura si possono apportare le eventuali quote dei concimi fosfo-potassici.

Principali avversità e controllo

Fusarium spiga

Uno dei maggiori rischi per la granella di mais è la contaminazione da micotossine. I funghi che maggiormente hanno richiamato l'attenzione a causa della produzione di sostanze tossiche per l'uomo sono:

• Fusarium graminearum, che produce deossinivalenolo (DON) e zearalenone (ZEA)
• Fusarium verticilloides, che produce fumonisine
• Aspergillus flavus, che produce aflatossine.  

Diabrotica

Per quanto riguarda gli insetti, la rotazione rimane lo strumento di difesa più efficace, con particolare riferimento alla diabrotica.

Piralide

La sfibratura dei residui colturali e il successivo interramento permettono di contenere il diffondersi degli insetti che attaccano il culmo, come la piralide.

Sono disponibili anche insetticidi di natura chimica e microbiologica che possono essere utilizzati nella concia del seme contro gli attacchi dei fitofagi.

Aspergillus flavus

Danni da diabrotica

Controllo infestanti
Con l'anticipo delle semine si è assistito ad una maggiore presenza di avventizie tipiche di altre colture. Le strategie di controllo della flora avventizia si basano sull'applicazione dei principi agronomici. Le rotazioni permettono di mantenere uno spettro di infestazione sufficientemente largo molto diversificato e a minore pressione di competizione delle singole specie.
Lo studio delle caratteristiche della flora avventizia può aiutare nella diagnosi delle cause che stanno alla base dell'infestazione, se necessario si può ricorrere alla falsa semina che prevede preparazioni del terreno, attesa dell'emergenza delle infestanti successivi interventi meccanici con erpice per combatterle e semina tempestive. Questo sistema permette il contenimento delle infestanti più aggressive.
Gli interventi meccanici di contenimento possono essere considerati con strigliatori, sarchiatrici, riscaldatrici anche con colture in atto.
Le aziende convenzionali ricorrono a strategie basate sull'uso di composti chimici distribuiti in pre-emergenza, in post-emergenza o in entrambe le epoche.

Resa e raccolta
La raccolta del mais deve avvenire dopo che la coltura raggiunge lo stadio di maturazione fisiologica (35% di acqua nella cariosside).
Con una raccolta precise i costi di essiccazione sono ancora relativamente elevati ma si evitano rischi di attacco e diffusione di parassiti, allettamento, stroncamento, piogge tardive, perdite di prodotto.
Si possono, inoltre, anticipare i lavori di preparazione per la coltura che segue. La raccolta in Italia viene effettuata normalmente utilizzando mietitrebbiatrici con testata spannocchiatrice a 4-6 file.
Dopo la raccolta si deve procedere subito all'essiccazione della granella per raggiungere un'umidità intorno al 13% ottimale per la sua conservazione.
La resa in granella secca viene calcolata applicando la formula:

Ps = Pu (100-Ui/100/Uf)

dove:
Ps = peso granella secca;
Pu = peso granella umida;
Ui = umidità iniziale;
Uf = umidità finale.

Sono state calcolate produzioni potenziali massime di circa 80 t/ha di biomassa, comprendendo l'apparato radicale di circa 20-30 t/ha di granella.

Utilizzazioni del prodotto
La principale utilizzazione è in campo zootecnico. Su scala globale l'alimentazione animale assorbe oggi circa 2/3 della produzione complessiva. Nell'ambito dell'alimentazione umana che può coinvolgere il comparto industriale come nel caso della trasformazione per usi alimentari di amido e dolcificanti, altri e numerosi impieghi includono processi di trasformazioni industriali non alimentari inclusi quelli relativi alle biomasse energetiche.
Nel settore dell'alimentazione animale due sono i principali prodotti forniti dalla coltura di mais: la granella e il trinciato integrale.

• I pastoni di mais sono prodotti a partire dalle spighe intere, successivamente macinate e insilate in silos a trincea, a torre in cumuli e in sacconi.
• La semola, sottoprodotto ottenuto dalla macinazione a umido del mais effettuata per ottenere amido, risulta constituita da crusca, residuo di macerazione, frazioni di embrione, proteine e minerali.
• Il panello di germe è un sottoprodotto ottenuto da processi di estrazione dell'olio dell'embrione o da quelli di corn flakes .
• L'amido, viene ottenuto dopo la macinazione a umido della granella;
• I distillers sono sottoprodotti derivati dalla fermentazione dell'amido di mais per la produzione di liquore o di etanolo.