Importanza e Diffusione

MAIS 1

Importanza e Diffusione Riso: è in assoluto il cereale maggiormente impiegato per l alimentazione umana Frumento: è il cereale che occupa la superficie relativamente maggiore Mais: è il cereale con la maggiore produzione totale, negli ultimi anni attestatasi vicino ai 700 milioni di tonnellate, contro circa 600 milioni per il frumento e altrettanto per il riso. Rappresenta il 22% delle superfici mondiali a cereali ed il 32% della produzione mondiale di cereali. Rese più elevate. Maggior numero di utilizzi. La granella di mais è trattata come una commodity, cioè una materia prima avente caratteristiche ben definite secondo criteri standard e che viene scambiata tra diversi Paesi. 2

64% 18% 4% 1% 11% * 2% 3 *(dolcificanti, biopolimeri, energia)

144 milioni di ha, 695 milioni di t Dagli anni 70 si è assistito a un contemporaneo aumento delle rese (dal 90 +40%) e delle superfici coltivate (+12%). La differenza tra i due diversi aumenti è principalmente dovuta al progresso scientifico e tecnologico di cui il mais ha beneficiato, molto di più rispetto ad altre colture 4

DIFFUSIONE MONDIALE 5

PRINCIPALI AREE DI COLTIVAZIONE Corn Belt (USA) 6

PRINCIPALI AREE DI COLTIVAZIONE Corn Belt (USA) Pianura della Cina del Nord Brasile Sud Orientale Bacino del Danubio Argentina Nord Orientale Pianura Padana Messico, America Centrale, N-O del Sud America 7

STORIA PAESE DI ORIGINE MESSICO? (2500-5200 a.c.) Dal Messico razze molto primitive si diffusero dapprima in Centro e Sud America, in seguito in Nord America. Il mais (granturco, granone, frumentone, etc.) fu conosciuto dagli europei un mese dopo la scoperta dell'america all'interno di Cuba dove era chiamato mahíz. IN SPAGNA IN ITALIA ~1500 NEL POLESINE* 1554 1493 (ad opera di C. Colombo) I PORTOGHESI LO DIFFUSERO IN ASIA E AFRICA * FORSE PROVENIENTE DAI BALCANI, DA CUI IL NOME GRANTURCO. 8

Il mais in Italia Dal Veneto, ove il mais era giunto nel grande emporio di Venezia prima del 1500 ed era stato coltivato a scopo di studio da botanici e curiosi, poi per fini economici nei campi, penetrò nel Polesine (1554), Friuli (1580) e nel Bergamasco (1632). È soprattutto sotto lo stimolo delle carestie (1667-68) che il mais si diffuse in tutta la Pianura Padana. Se ragioni geografiche e storiche favorirono l introduzione di molteplici forme, le innumerevoli situazioni pedoclimatiche e le distinte modalità di coltura, hanno dato luogo ad un complesso imponente di varietà locali. La rapida diffusione degli ibridi di mais, ha portato alla quasi completa scomparsa delle varietà locali. 9

Prima della comparsa dei mais ibridi, le popolazioni di mais italiane venivano classificate in cinque categorie di precocità crescente: maggenghi, agostani, agostanelli, cinquantini quarantini. 10

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n.a UE Svil Mond Asia c/sa in svil 15

16 Se si considera anche la superficie a mais da foraggio si arriva 10,7 mil ha

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Nelle 15 province che producono il Grano Padano viene coltivato il 63% del mais da foraggio. 18

IL MAIS IN ITALIA: 20 ha 234.953 ha 340 ha 106.310 ha Nel 2010 oltre 1.2 milioni di ha; Produzione di circa 10 milioni di tonnellate. 186.681 ha 343 ha 309.306 ha 104.025 ha 15.112 ha 7.417 ha 21.114 ha 17.047 ha 2.950 ha 1.405 ha 24.600ha 3.102 ha 425 ha 18.550 ha 2.259 ha 6.699 ha Fonte: elaborazione dati ISTAT 19

91% del mais è prodotto in Piemonte, Lombardia, Veneto, Friuli V. G., Emilia Romagna La coltura del mais, in queste area, contribuisce alla produzione del 70% della carne prodotta in Italia, del 70% di latte e del 60% di uova. 20

UTILIZZAZIONE IN ITALIA starch industry 12% food 4% others 2% feed 82% Source: Aires 21

IMPORTANZA ECONOMICA DEL MAIS AD USO ALIMENTARE In Italy products for human uses made from maize generate a business of 592 million 5% 8% 11% 16% 60% Source: Aires. Amiderie Molini industriali Molini artigianale Trasporto Manut.ne e Comm.le 22

ANALISI SWOT DEL MAIS IN ITALIA??? 23

MAIS BOTANICA 24

FAMIGLIA SOTTOFAMIGLIA TRIBÙ GENERE AUNDINOIDEAE BAMBUSOIDEAE CHLORIDOIDEAE ( C4 ) CHLORIDEAE ELEUSINE (C4) ERAGROSTEAE GRAMINACEE ORYZOIDEAE (C3) ORYZEAE ORYZA PANICOIDEAE POIDEAE ( C3 ) PANICEAE (C3 E C4) ANDROPOGONEAE (C4) AVENEAE TRITICEAE BRACHICARIA DIGITARIA ECHINOCHLOA PANICUM PASPALUM PENNISETUM SETARIA COIX SORGHUM ZEA AVENA HORDEUM SECALE TRITICUM Triticosecale 25

TEOSINTE (Euchlaena mexicana) (PROGENITORE DEL MAIS) Il teosinte cresce sui versanti Occidentali del Messico e dell America Centrale, dove si incrocia liberamente con il mais e dove rappresenta un infestante dello stesso mais 26

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ZEA MAYS n = 10 NOTEVOLE POLIMORFISMO PER LE CARIOSSIDI, 7 GRUPPI (everta, indurata, amylacea, indentata, saccharata, tunicata e ceratina) 28

CLASSIFICAZIONE DI STURTEVANT (1899) ZEA MAIS TUNICATA = POD (Vestito) ZEA MAIS SACCHARATA = SWEET (Dolce)** ZEA MAIS AMYLACEA = SOFT (Farinoso) ZEA MAIS CERATINA = WAXY (Ceroso) ZEA MAIS INDURATA = FLINT (Vitreo) ZEA MAIS ZEA MAIS INDENTATA = DENT EVERTA = POP CORN * Tipo più coltivato ** Tipo a destinazione alimentare (Dentato)* 29

PRINCIPALI TIPI DI CARIOSSIDE (everta indurata indentata amylacea saccharata) 30

VESTITO (tunicata) Uso ornamentale 31

DOLCE (saccharata) Differisce dal dentato solo per un gene recessivo, sugary 1, che previene la conversione degli zuccheri solubili in amido*. Spighe raccolte a maturazione latteo-cerosa. Uso ortaggio anche in scatola *Ritardata conversione dello zucchero in amido (seme rugoso). 32

(«soft corn») (prevalenza di amilosio rispetto all'amilopectina). 33

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VITREO (indurata) (flint corn) Presenta amido compatto all esterno e più soffice o farinoso solo in un piccolo nucleo interno. Cariosside tondeggiante, più piccola di indentata Moltissimi mais europei di antica introduzione appartengono a questo tipo. Questo mais è 35 preferito nell'alimentazione umana e in avicoltura (Plata). Rispetto agli altri tipi manifesta una maggiore conservabilità e germinabilità. Indicato per la produzione delle tortillas

DENTATO (indentata) La cariosside presenta una depressione alla sommità che si forma per il rapido essiccamento dell amido poco compatto presente all apice della stessa, mentre l amido presente ai lati è più compatto e corneo. Cariossidi gialle o bianche ma talvolta colorate. Uso zootecnico Questa forma di mais è ormai la più diffusa perché la più produttiva per la grande capacità di «magazzino» delle spighe. 36

DENTATO E VITREO 37

DENTATO E VITREO 38

POP CORN (everta) Tipi più primitivi con piante prolifiche e accestite, portanti spighe piccole e numerose; ha semi piccoli, rostrati con elevato contenuto di amido compatto all esterno, con un piccolo nucleo interno friabile. Se riscaldate il vapore generato all interno del seme aumenta di volume, esplode e forma una massa bianca 39

Stocco 40

APPARATO RADICALE FASCICOLATO MOLTO ROBUSTO SI SVILUPPA MOLTO NEI PRIMI 30-40 cm IN PROFONDITÀ PUÒ ARRIVARE FINO A 2 m RADICI SEMINALI GIÀ NELL'EMBRIONE NON HANNO PIÙ FUNZIONI DOPO LA 5-6 FOGLIA normalmente in numero di 4 RADICI AVVENTIZIE IPOGEE PRINCIPALE: AZIONE ASSORBENTE numero influenzato dal genotipo e dal terreno DAI NODI SOTTO IL COLLETTO DAI PRIMI 2-3 RADICI AVVENTIZIE EPIGEE NODI SOPRA LA SUPERFICIE DEL TERRENO EMESSE DOPO CHE LA PIANTA HA ESPANSO 9-10 FOGLIE HANNO FUNZIONI DI ANCORAGGIO E ANCHE DI 41 NUTRIZIONE

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Struttura della radice Dal punto di vista anatomico si osserva: - all estremità la cuffia, struttura in grado di penetrare nel terreno senza ledersi, seguita da - una zona con accentuata divisione cellulare - una zona di allungamento cellulare - una zona ricoperta da peli radicali con funzione di assorbimento dell acqua e dei nutrienti - una zona suberizzata non più in grado di assorbire 43

CULMO Chiamato anche stocco; altezza media 2-3 m (variabile da 50 cm a 6-7m); formato da nodi ed internodi che si allungano da zone di crescita (meristemi posti al di sopra dei nodi), a telescopio (max 7-8 cm/dì); all interno vi è un midollo spugnoso circondato da uno strato di fasci fibrovascolari o o O 3-4 cm 8-21 nodi, media 14 raramente si hanno culmi di accestimento (succhioni) questi si possono formare per effetto: - genotipo - quantità di N - andamento climatico - investimento o o O 5-6 cm epidermide strato di fasci fibrovascolari midollo 44

FOGLIE VARIETÀ PRECOCI = POCHI NODI, POCHE FOGLIE (8-10) VARIETÀ TARDIVE = MOLTI NODI, MOLTE FOGLIE (22-24) Alterne, poste sui due lati del culmo, una per ogni nodo; guaina abbraccia completamente il culmo (ben visibile dalla 6a fg, quando inizia l allungamento del culmo); ligula fascia strettamente lo stocco, regola la posizione della lamina; lamina lanceolata, larga 3-10 cm, lunga 70-80 cm; con un area di circa 400-500 cm 2 ; pubescente nella pagina superiore, inferiore glabra con maggiore numero di stomi, con nervature longitudinali parallele, quella mediana più grossa; totale sup. per pianta m 2 0,5-1,0; 5.000-10.000 stomi per cm 2 = 3-4 milioni per foglia = 50-100 milioni per pianta 45

APPARATO RIPRODUTTIVO Il mais è pianta monoica dicline: cioè i fiori maschili e femminili sono sulla stessa pianta portati da infiorescenze separate. Le forme usualmente coltivate sono monospiga in ordinarie condizioni di fittezza, anche se esistono genotipi che in condizioni di moderata competizione manifestano una certa prolificità, portando avanti qualche altra spiga sotto quella principale che comunque mantiene la sua dominanza. MERISTEMA TERMINALE GEMME ASCELLARI PANICOLO SPIGHE L'infiorescenza maschile (detta comunemente pennacchio) è un panicolo terminale, costituito da numerose ramificazioni sulle quali si trovano le spighette. L'infiorescenza femminile (comunemente detta pannocchia) è una spiga ascellare posta circa a metà altezza della pianta, in genere al 6-7 nodo sotto il pennacchio. 46

INFIORESCENZE PANICOLO SPIGA 47

Infiorescenza maschile. Panicolo Il mais è, tra i cereali, l unica specie che possiede una infiorescenza terminale con sole spighette maschili. spighette: in coppia a ciascun nodo, una sessile, l altra peduncolata; fiori: ogni spighetta porta un fiore fertile (con 3 stami) e un altro spesso abortito; la deiscenza del polline si verifica 2-3 giorni prima dell emissione degli stimmi: fenomeno detto proterandria. Produzione di 25 milioni di granuli pollinici/pianta, la cui emissione può durare per circa 13 gg. glume: lineari o lanceolate, acute, mutiche; ogni spighetta ha 2 glume membranacee, ciliate. glumette: palea e lemma lineare o lanceolata, mutica. 48

Infiorescenza maschile polline sacco pollinico filetto glumette glume spighetta in fiore asse principale ramificazioni laterali peduncolo ultima foglia Le antere deiscono per lo più al mattino ed il polline, abbondantissimo, preso dai movimenti anche lievi dell'aria, va a finire su spighe di altri individui. La stessa disposizione delle foglie nella pianta non favorisce l'autofecondazione. 49

Infiorescenza femminile La spiga è portata da un peduncolo fatto di internodi brevi e nodi ravvicinati; ciascun nodo porta una foglia metamorfosata in brattea o spata; il complesso delle brattee, che avvolgono la spiga, forma il cartoccio, con funzione protettiva. La spiga è costituita da un asse ingrossato detto tutolo sul quale sono inserite le spighette. Il tutolo può essere di colore bianco o rosso, più o meno ingrossato, di forma cilindrica o conica più o meno tozza. Sul tutolo le spighette sono disposte in file (ranghi) rettilinee regolari, talora spiralate e poco regolari. Il n di ranghi presenti sulla spiga varia moltissimo: nelle forme locali di mais da 8 a 24, nei moderni ibridi da 14 a 20. La lunghezza della spiga può variare da meno di 10 a oltre 20 cm e il numero di fiori e di potenziali semi per rango può andare da poche decine a 50. 50

Infiorescenza femminile spighetta: con 2 fiori, uno abortito fiori: racchiusi da glume e glumette; ovari monospermi con lunghissimi stili, morbidi, filiformi e ramificati (sete o barbe). impollinazione: anemofila; fecondazione quasi totalmente incrociata; 1% circa di autofecondazione. Una spiga può contenere da 200 a 1000 semi 51

FIORE FEMMINILE E FECONDAZIONE SETE: FUORIUSCITA DAL BASSO VERSO L'ALTO 1 SETTIMANA DOPO LA FECONDAZIONE SI STACCANO Il persistere delle sete dopo la fecondazione è sintomo di difficoltà nella fecondazione. POLLINE SULLE SETE GERMINAZIONE EMISSIONE TUBO POLLINICO (fino a 25 cm) OVULO 1 FECONDA L'UOVO EMBRIONE 2 NUCLEI 1 SI UNISCE AI NUCLEI POLARI ENDOSPERMA 52

FORMAZIONE DEL SEME La formazione del seme di mais è un processo che porta alla costituzione di due organi distinti, ma complementari. Il primo, l embrione, è un organo altamente differenziato e complesso che contiene tutti i tessuti che daranno origine alla pianta. Il secondo, l endosperma, è un organo molto più semplice con la funzione di accumulare sostanze di riserva che verranno utilizzate dall embrione nella fase della germinazione. 53

CARIOSSIDE L'embrione presenta notevoli analogie con quello, già descritto, del frumento. È costituito: - dalla piumetta, che è protetta dal coleoptile e sulla quale sono già differenziati gli abbozzi delle prime 4-5 foglie; - dalla radichetta, protetta dalla coleoriza; - dallo scutello, ricco di grassi. L'endosperma è costituito da uno strato aleuronico esterno e da un parenchima amilaceo che è a sua volta formato da una parte cornea, ricca di sostanze azotate, e da una parte farinosa, quasi esclusivamente formata di amido e povera di sostanze proteiche. Gli involucri comprendono pericarpo e perisperma. 54

CARIOSSIDE ALEURONE ENDOSPERMA EMBRIONE 8-10% (75-80%) (12-14%) PREVALENTEMENTE AMIDO, 7% PROTEINA, POCHI GRASSI Dalla quantità e qualità dell amido e dalla sua disposizione dipendono il tipo di frattura, la forma e l utilizzo. DEPOSITO DI AMIDO CON INIZIO 2 SETTIMANE DOPO LA FECONDAZIONE 55

GRANELLA (embrione e aleurone) SCUTELLO CONTIENE LE RISERVE DI RAPIDA UTILIZZAZIONE PER L'EMBRIONE (35-40% OLIO; SOST. DI CRESCITA) PIUMETTA 4-5 FOGLIE EMBRIONALI (protette dal COLEOPTILE) RADICHETTA RADICI SEMINALI (protette dal COLEORIZA) ALEURONE STRATO RICCO DI PROTEINE, DISPOSTO SOTTO IL PERICARPO 56

CARIOSSIDE Nella cariosside di mais si distinguono: la corona, cioè la parte che nella spiga è all'esterno ed opposta all'inserzione nel tutolo; due facce, di cui la superiore è volta verso l'apice della spiga e l'inferiore è volta verso la base; lo scutello, con l'embrione, alla base del granello, sulla faccia superiore. Il polimorfismo del granello di mais (colore, forma, peso) è assai accentuato. Il colore può essere bruno, violetto, rosso, giallo, bianco; la forma rotondeggiante, schiacciata, appuntita, etc.; il peso di 1.000 cariossidi varia da meno di 100 grammi a oltre 1200 grammi; nei tipi più comunemente coltivati 1.000 cariossidi pesano 250-350 g. 57

Composizione cariosside COMPOSIZIONE MEDIA (in %) DELLE CARIOSSIDI MATURE (11.15% di umidità) DI ALCUNE VARIETA' DI MAIS. s.s. prot. grassi fibra estr. ceneri gr. inaz. Zea mais indentata (dent corn) 85,0 8,7 3,9 2,0 69,2 1,2 Zea mais indurata (flint corn) 88,5 9,8 4,3 1,9 71,0 1,5 Zea mais everta (pop corn) 90,0 11,5 5,0 1,9 70,1 1,5 Zea mais saccharata (sweet corn) 90,7 11,5 7,9 2,4 67,1 1,8 58

fenotipo normale fenotipo opaco 2 59