1. Unità didattica 3 Il mais 1.1. Importanza Nelle graduatorie cerealicole mondiali il mais figura al 3 posto dopo grano e riso per la diffusione, al 2 posto dopo il grano per la produzione totale, ed al primo posto per la produzione unitaria e per il tasso di incremento della stessa, più che raddoppiata negli ultimi 50 anni. Figura inoltre al 2 posto dopo il grano come volume di import-export e rappresenta il cereale più utilizzato nell alimentazione del bestiame. Originario delle zone a clima tropicale e subtropicale del continente americano, il mais è stato importato in Europa ai tempi di Cristoforo Colombo. Alcuni reperti archeologici e paleobotanici hanno permesso di stabilire con una certa sicurezza che il mais era già conosciuto in Messico fin dall epoca preistorica (tra i 2500 e i 5200 anni a.c.). Introdotto in Spagna nel 1493, il mais si diffuse abbastanza rapidamente negli altri Paesi europei come curiosità floristica. L utilizzazione agricola iniziò all incirca un secolo dopo (1554) nel basso veronese e nel Veneto; nel 1620 la granella veniva regolarmente quotata sulla piazza di Udine. Dall Europa, soprattutto per opera dei Portoghesi, il mais si diffuse in Africa e in Asia. In America settentrionale fu portato dagli Inglesi che nel 1608 ne iniziarono la coltivazione in Virginia. Attualmente la coltivazione del mais si estende in una fascia di latitudine compresa tra l equatore e il 40 parallelo, su una superficie mondiale complessiva di circa 115 milioni di ettari con una produzione di circa 400 milioni di tonnellate. Circa il 50% della produzione totale è localizzata negli USA ed il 15% in Europa. A livello comunitario il maggior produttore è la Francia seguita dall Italia. In Italia la superficie investita a mais è di circa 1 milione di ettari con una produzione di circa 100 milioni di quintali di granella (1997) che rendono il nostro Paese quasi autosufficiente. La coltura è particolarmente estesa in pianura padana (Veneto, Lombardia, Piemonte, Emilia), nelle zone del centro e, al sud, nelle zone dotate di una discreta disponibilità di acqua irrigua. In Piemonte la superficie investita a mais si aggira intorno ai 130.000 ettari. Negli ultimi 30-40 anni si è assistito ad un aumento costante delle rese medie con aumenti di circa 1 q/ha*anno, quasi il doppio di quelle riscontrate per il frumento. Ciò è da imputare al miglioramento genetico e al miglioramento delle tecniche di coltivazione. Viene utilizzato per l alimentazione del bestiame come granella o foraggio, dall industria per la preparazione di farmaci, materie plastiche, alcol, olio e per l alimentazione umana diretta. 1.2. Caratteristiche botaniche ed esigenze ambientali Il nome scientifico, Zea mays L., deriva dalla parola greca Zao che significa vivere e dalla parola Mayze che significa pane ; in definitiva la traduzione del nome botanico del mais potrebbe essere pane di vita. Il mais appartiene alla famiglia delle graminacee, tribù delle Maydeae; la specie può essere distinta in 7 varietà botaniche: Zea mais indentata (dent corn, mais dentato) è la più importante (90% della superficie a mais in Europa e USA); alla maturazione cerosa le cariossidi si arcuano assumendo la forma di un dente molare; accumula amido sotto forma di amilosio e amilopectina. Zea mais indurata (flint corn, mais vitreo o plata), accumula amido sotto forma di amilosio e amilopectina; ha consistenza vitrea e colore intenso; viene usato per l alimentazione umana e in avicoltura. Zea mais ceratina (waxy corn, mais ceroso), accumula amido sotto forma di amilopectina; ha un forte interesse industriale. Zea mais saccharata (sweet corn, mais dolce), accumula parte delle riserve come zucchero; viene usato come mais da insalata, alla maturazione lattea, per l alimentazione umana. 1
Zea mais amilacea (soft corn, mais tenero o da amido), accumula l amido soprattutto come amilosio utile all industria. Zea mais everta (pop corn, mais da scoppio), presenta cariossidi vestite che accumulano amido che riscaldato scoppia. Zea mais tunicata (pod corn, mais vestito), di scarso interesse. Il mais è una pianta dotata di fotosintesi con sistema C4. È caratterizzata da un alta capacità produttiva (produzione utile effettiva di granella variabile tra le 8 e le 15 t/ha). È una pianta monoica caratterizzata da una notevole taglia (2-4 m); l infiorescenza maschile è un panicolo che è detto pennacchio ed è portato all apice del fusto grosso e carnoso, detto stocco. L infiorescenza femminile è una spadice detta impropriamente pannocchia che è inserita all ascella della 6 a -7 a foglia sotto il pennacchio. Normalmente una pianta porta 1 sola o due pannocchie (la seconda è spesso improduttiva). La pannocchia è costituita da un grosso asse centrale, il tutolo sul quale si inseriscono un numero variabile di file di spighette riunite in coppie(14-20) e che hanno un solo fiore fertile. La pannocchia è avvolta da foglie modificate dette brattee in numero di 8-12. All esterno di queste escono gli stili detti barbe. La fecondazione è allogama e anemofila. Il frutto è una cariosside la cui composizione è leggermente differente a seconda della varietà botanica considerata (Z. mais indurata ha più proteine rispetto a Z. mais indentata); presenta endosperma vitreo o farinoso e pericarpo esterno di colore variabile. L embrione è posto alla base verso il tutolo. La pianta ha un unico asse con una modesta capacità di accestimento che non è voluta. Le foglie sono disposte alternativamente sui due lati dello stocco, una per nodo; il loro numero varia da 8-10 (varietà precoci) a 22-24 (varietà tardive); hanno portamento eretto con lamina di forma lanceolata e nervatura mediana grossa. Il mais presenta radici seminali la cui funzione si esaurisce nei primi stadi (5-6 foglie aperte), radici avventizie del tipo fascicolato che hanno origine dalla corona e radici aeree che prendono origine dai primi 2-3 nodi fuori terra e hanno funzione di ancoraggio. Il mais è una pianta a ciclo estivo e viene seminata in primavera per utilizzare maggiormente la stagione utile; è sensibile al freddo specialmente durante i primi stadi di sviluppo, come si può notare dalla seguente tabella: Temperatura Temperatura Temperatura Vincoli ambientali e minima ottima massima nutritivi più frequenti Germinazione 10 30 Bassa temperatura Umidità del terreno Radicamento e sviluppo 6 26 Basse temperature fogliare Eccessi idrici 2 6 26 32 Carenza idrica Levata emissione pennacchio Fioritura 12 24 30 Carenza idrica Grandine Prima parte maturazione 6 24 Carenza idrica (latteo-cerosa) Seonda parte maturazione 4 Umidità dell aria Le esigenze termiche complessive sono di : -120 giorni senza gelo per la produzione della granella -100 giorni senza gelo per la produzione di foraggio. I consumi idrici unitari sono di 400 kg di acqua per kg di sostanza secca (frumento 600kg/kg ss). I consumi idrici sono di 400-500 mm pari a 4-5000m 3 /ha.
La durata del ciclo colturale risulta : Fase sottofase stadio Durata (giorni) Germinazione Semina-emergenza 5-10 Radicamento e sviluppo fogliare Emergenza-8-10 foglie (diff. inf.) 22-30 Levata 8-10 foglie emissione pennacchio 22-34 Fioritura Emissione pennacchio - fioritura 4-8 Maturazione Fioritura maturazione lattea Mat. lattea - mat. cerosa Mat. cerosa mat. fisiologica 18-22 18-24 18-34 Durata ciclo colturale: -teorica -pratica 107-162 115-162 Il limite di giorni utili varia a seconda dell epoca di semina: 15/IV 30 X 188 15/V 30 X 158 15/VI 30 X 127 Per la germinazione più i tempi sono lunghi più c è il rischio di predazione e di attacchi fungini. Nella fase di levata la pianta si allunga molto velocemente (anche 10 cm al giorno). Il mais è pianta proterandra: i fiori femminili maturano dopo quelli maschili; in condizioni normali non si hanno problemi mentre in condizioni di stress non si ha la fecondazione degli ultimi fiori femminili per cui la pannocchia che ne deriva si presenta non granita perfettamente. Alla fioritura segue la maturazione che avviene in tempi più lunghi rispetto al frumento: ci si inoltra nella stagione autunnale, solitamente più piovosa, la pannocchia è rivestita dalle brattee che ostacolano la perdita d acqua ed è portata a metà pianta e non all apice. Per questi motivi la granella viene raccolta con un umidità variabile dal 25% al 34% e necessita, per la conservazione, di una essiccazione artificiale. Per quanto riguarda le esigenze pedologiche, ottimi sono i terreni profondi con ph ottimale tra 6 e 6.5. 1.3. Avvicendamento Il mais si può coltivare in normale avvicendamento o in monocoltura poiché non si verificano sensibili riduzioni di produzione a patto che il controllo delle malerbe risulti efficace. È normalmente indicata come coltura miglioratrice da rinnovo e come tale apre di solito la rotazione ed è seguito da una pianta sfruttatrice. Il mais si avvantaggia a sua volta degli effetti positivi di un avvicendamento con il prato o con altra pianta da rinnovo o sarchiata (es. soia, barbabietola). 1.4. Scelta varietale Si parla di ibridi e non di varietà. Sono ibridi a 2, 3 o 4 vie ottenuti dall incrocio di linee pure per cui la popolazione F1 commercializzata presenta un alta omogeneità. Il quadro degli ibridi è ampio e cambia rapidamente: l età di un ibrido è normalmente di 4-5 anni e anche gli agricoltori sono più sensibili ai cambiamenti. Il morfotipo del mais negli ultimi 20 anni si è evoluto cercando dapprima la foglia eretta che consente una maggior densità colturale per il miglior sfruttamento dell energia luminosa e poi la pannocchia più aderente allo stelo e inserita bassa (per avere maggior stabilità). Poi si è cercato il carattere stay green che rallenta il disseccamento delle parti verdi della pianta anche nelle fasi finali di maturazione della granella: la pianta alla maturazione cerosa smette la traslocazione delle sostanze alla granella ma, rimanendo verde, continua a traspirare e per far ciò richiama acqua dalla 3
granella che così risulta essere più secca di 1-2 punti percentuali. Altra cosa importante che si è introdotto è la resistenza al virus del mosaico o nanismo (MRDV). Queste cose valgono per il mais indentata che interessa oltre il 90% del mercato. I mais speciali sono spesso mais indentata con inserito il carattere waxy (100%dell amido sotto forma di amilopectina). Gli ibridi sono prodotti e commercializzati da numerose ditte sementiere e vengono riuniti a seconda dell ampiezza del ciclo vegetativo, in diverse classi convenzionali di maturazione (classi FAO): Classi FAO Durata ciclo (giorni) Somme termiche (gradi giorno) 200 86-95 1300 300 96-105 1340 400 105-115 1365 500 106-120 1400 600 121-130 1450 700 131-140 1520 Anche per il mais vengono fatte delle prove varietali a livello nazionale, regionale e provinciale. I risultati di tale sperimentazione sono pubblicati sulle riviste di settore. Nella scelta varietale si considera il campo della località con caratteristiche più simili alle nostre. Dopodiché si considera la classe di precocità e nell ambito di questa si vaglia la produttività, l umidità alla raccolta, il numero di piante spezzate. Per ibridi da insilato si considera anche la qualità della fibra. Gli ibridi più validi nelle nostre zone appartengono alle classi da 200 a 700. È da ricordare che la resa in granella e l umidità di questa aumenta con la longevità del ciclo: la differenza di produzione tra classe 600 e 700 è modesta (+0.1 t/ha, +2.5%di umidità) mentre è maggiore tra 500 e 600 (+0.3t/ha; +0.4% umidità) e tra 400 e 500 (+0.5t/ha; +1.6% umidità). Per questi motivi e dato il costo dell essiccazione, è consigliabile ricorrere, nei nostri ambienti, a ibridi della classe 600 piuttosto che 700, rinunciando a una piccola parte di produzione pur di avere una granella più secca. 1.5. Preparazione del terreno Il mais è coltura con esigenze idriche elevate, ha taglia grande ed un apparato radicale che raggiunge 1.5-2 m di profondità. La lavorazione tradizionale era basata su arature profonde, intorno ai 40 cm. Oggi per ridurre i costi si limita l aratura a 25 cm per terreni sciolti e a 30-35 cm in terreni pesanti. Spesso si ricorre all aratura e alla ripuntatura (< tempo e < potenza richiesta). In occasione dell aratura si esegue l interramento di eventuali concimi organici (letame). Dopo l aratura occorre affinare il terreno con erpici tendenzialmente a moto libero, sempre per ridurre i costi, oppure mossi dalla presa di potenza della trattrice, sempre in dipendenza del tipo di terreno e del tempo. La tendenza è di arare in autunno in modo che il terreno in primavera sia già in parte preparato. La minima lavorazione non prevede l aratura ma solo un passaggio con un erpice a dischi (a 15 cm) per interrare i residui che è però necessario trinciare per evitare intralci alla semina. La semina su sodo richiede macchine apposite e va bene per la coltura in secondo raccolto, dopo cereali vernini perché consente una minor perdita di acqua dal terreno ma per contro si hanno poi maggiori problemi di infestanti. Il ridge-till (lavorazione a porche permanenti) va bene se si fa monocoltura perché richiede un paio d anni affinché i microrganismi del terreno si assestino. In generale, se il terreno è sciolto conviene ridurre le lavorazioni mentre su terreni pesanti, mal strutturati l aratura dà i migliori risultati. 4
1.6. Semina L epoca ottimale di semina si ha quando la temperatura media del suolo raggiunge almeno i 9-10 C, il che avviene normalmente nel mese di aprile. Riguardo all epoca di semina si danno le seguenti indicazioni: Epoca Periodo Classe consigliata per produzione di granella Investimento consigliato (n piante /m 2 ) Classe consigliata per produzione di insilato Investimento consigliato (n piante /m 2 ) Precoce 15/IV 5/V 600-700 6-7 700 5-8 Dopo erbaio 15/V 25/V 400-500 7-8 500-600 7-8.5 Dopo orzo 10/IV 30/VI (200) 8-9 300-400 8-9 Il mais non accestendo non è in grado di autoregolarsi come il frumento per cui se la coltura è fitta si ha un po di autoombreggiamento che si ha pure quando, anticipando la semina, le piante filano. Generalmente per ogni ibrido viene consigliato l investimento ottimale: generalmente l investimento è maggiore per gli ibridi precoci rispetto agli ibridi più tardivi e per la produzione di insilato rispetto alla produzione di granella. La semente non viene commercializzata a peso bensì a dosi: 1 dose corrisponde a 25000 o 50000 semi. Solitamente questi semi sono già trattati, conciati, con fungicidi. Generalmente conviene aumentare il quantitativo di seme del 5-10% per compensare eventuali fallanze anche perché queste si notano di più rispetto ad una maggiore densità. Il quantitativo di seme da impiegare per ettaro è pari a (8pt/m 2 *10000 m 2 /ha = 80000 semi) 3,2 dosi da 25000 semi, mentre per giornata piemontese tale quantitativo è pari a (8pt/m 2 *3810 m 2 /g 30000 semi) 1,2 dosi. La semina del mais viene fatta a file distanti di solito 75 cm; una minor distanza tra le file comporterebbe una miglior riuscita della coltura (più produzione e minor umidità) ma anche maggiori problemi inerenti la meccanizzazione. Per la semina oggi vengono utilizzate macchine seminatrici di precisione a distribuzione pneumatica che consentono di localizzare anche i concimi, il geodisinfestante ed il diserbo. La profondità di semina oscilla tra i 2 ed i 4 cm a seconda dell umidità del terreno (+ umido superficie; + secco profondità). Per avere un investimento di 8 piante/m 2, se la distanza tra le file è di 0,75 m, sulla fila il seme dovrà essere posto ad una distanza pari a [1/8(m 2 /pt) = 0,125 m 2 /pt spazio occupato da 1 pianta /0,75(m di distanza fra le file) = 0,16m/pt sulla fila] 16 cm. 1.7. Fertilizzazione Si riporta di seguito quanto indicato dal piano di sviluppo rurale della regione Piemonte. Quantità totale di fosforo e potassio In funzione degli asporti e della disponibilità nel terreno secondo quanto riportato nella parte generale. Non sono comunque ammesse quantità di fosforo superiori a 100 kg/ha di P 2 O 5, ad eccezione delle situazioni in cui sia necessario l arricchimento e fatto salvo quanto stabilito nella parte generale riguardo alla fertilizzazione organica. Quantità totale di N In funzione del bilancio della coltura secondo quanto riportato nella parte generale. Non sono comunque ammesse quantità di azoto superiori a 200 kg/ha per il mais granella e 240 kg/ha per il mais trinciato integrale. Epoca di distribuzione di fosforo e potassio Fosforo: possono essere localizzati alla semina fino a 50 kg/ha, distribuendo l eventuale quota restante con la concimazione di fondo. 5
Potassio: è possibile frazionarne la distribuzione tra concimazione di fondo e di copertura; quest ultima non deve eccedere il 50 % del totale. E' consentito distribuire liquame in copertura se localizzato tra le file e interrato, conteggiando comunque tra gli apporti totali le quantità di fosforo e potassio così somministrate. Epoca di distribuzione dell'azoto Sono consentiti solo i seguenti casi: Tutto alla semina Parte alla semina e parte in copertura Tutto in copertura E' possibile solo se: 1) l'intera quota di azoto è costituita da fertilizzanti organici 2) l'intera quota di azoto è costituita da concimi minerali a lenta cessione in cui non sia presente azoto nitrico E' sempre ammesso. La distribuzione di concime minerale a pronto effetto alla semina non deve essere più del 30% del totale ammesso e comunque non superiore a 60 kg/ha per il mais granella e a 70 kg/ha per il mais trinciato E' ammesso Ogni somministrazione di concime minerale non deve superare 120 kg/ha di N sempre Modalità di distribuzione dell'azoto L'azoto distribuito deve essere prontamente interrato. Per l azoto il periodo critico è tra levata ed emissione del pennacchio (metà giugno-inizio luglio), periodo in cui viene assorbito il 60-70% del fabbisogno, mentre per il fosforo sono le prime settimane dall emergenza anche se poi gli assorbimenti maggiori avvengono, come anche per il potassio, nelle fasi di levata. 6 1.8. Irrigazione È il fattore che più influenza le rese. Le esigenze complessive sono di circa (400 kg H 2 O/kg ss * 100 q/ha *100kg/q = 4000000 kg H 2 O/ha) 4000m 3 /ha cioè di 400-500 mm d acqua (in Piemonte nello stesso periodo ne cadono 250-300mm). L acqua viene consumata quando la pianta cresce rapidamente cioè dalla levata alla maturazione lattea. Il periodo critico va da fine levata a completa allegagione (intorno al periodo di emissione del pennacchio): in questa fase, che va dalla terza decade di giugno alla prima di luglio, la carenza si manifesta poi con delle pannocchie non perfettamente granite. Il contenuto idrico del terreno non dovrebbe scendere sotto il primo terzo dell acqua disponibile per cui occorre bagnare frequentemente. Le tecniche irrigue più usate sono: a) aspersione (rotoloni); b) infiltrazione laterale da solchi (se rincalzato); c) per scorrimento su spianata (se si hanno arginelli ogni 4-8 file). I volumi apportati per ogni intervento vanno da un minimo di 50mm con l aspersione (>efficienza) a 200mm con lo scorrimento. Il numero di interventi dipende dalla disponibilità e dai turni irrigui; in genere possono essere1-4 (normalmente 2-3). 1.9. Gestione delle malerbe Il basso investimento e la stagione in cui viene coltivato rendono il mais vulnerabile nei confronti delle malerbe. Il mais è una pianta aggressiva ma dopo l emergenza, per circa 1 mese, presenta una periodo critico e dal 30 al 48 giorno dall emergenza esso deve essere liberato dalle infestanti. Più precoci sono le semine tanto maggiore è l aggressività delle infestanti, mentre se si semina a fine giugno il diserbo può essere addirittura trascurato. È possibile fare: a) lotta meccanica con una sarchiatura a circa 10 giorni dall emergenza seguita da una rincalzatura a 30 giorni;
b) lotta chimica servendosi di principi attivi di sintesi; c) lotta integrata servendosi dei mezzi di lotta precedenti. Le infestanti sono soprattutto graminacee ma anche dicotiledoni; tutte si propagano per seme tranne la sorghetta (Sorghum halepense) che in casi di alte infestazioni richiede di sospendere la coltura del mais per alcuni anni oppure di fare una falsa semina e trattare in presemina con un disseccante non selettivo, ma in tal modo si ritarda la semina di circa 3 settimane. Riguardo ai principi attivi impiegabili si rimanda alla tabella tratta dal PSR della regione Piemonte. 1.10. Avversità e parassiti Molto spesso l esito della coltura può essere compromesso da andamenti stagionali avversi o da attacchi di parassiti. Tra le avversità meteoriche oltre a temperature e umidità troppo basse o troppo elevate si devono aggiungere il vento e la grandine: il vento forte soprattutto con terreno bagnato può provocare degli intensi allettamenti per sradicamento oppure rottura degli stocchi già indeboliti da attacchi parassitari; la mancanza di vento può per contro comportare maggiori difficoltà di allegagione. La grandine è sempre dannosa anche se spesso i danni sono sopravvalutati: la foglia colpita infatti, anche se rotta e frastagliata, non si secca totalmente e continua a svolgere la sua funzione. I danni maggiori si hanno se la grandinata si verifica al momento della fioritura. I possibili parassiti del mais sono numerosi ma i più pericolosi sono in numero abbastanza limitato. Tra gli insetti il più pericoloso è la piralide (Ostrinia nubilalis) al quale si sta per affiancare la più dannosa diabrotica (Diabrotica virgifera virgifera). Per la difesa si rimanda a quanto disposto dal PSR della regione Piemonte. 1.11. Aspetti produttivi L utilizzazione zootecnica rappresenta il settore di massimo assorbimento della granella di mais e, tra gli altri settori, la trasformazione industriale ha maggior peso rispetto al consumo diretto nell alimentazione umana. L industria utilizza la granella di mais per l estrazione dell amido e del glutine, presenti entrambe nell endosperma che viene separato dall embrione, usato invece per l estrazione dell olio ( anche farine di estrazione e panelli per uso zootecnico). Mentre il glutine viene utilizzato nell alimentazione, l amido viene utilizzato in fermentazioni varie per la produzione di alcool, aldeide e acido acetico, moltissimi altri acidi, prodotti farmaceutici e tanti altri derivati che interessano l industria cartaria e tessile, delle vernici e degli esplosivi. È possibile raccogliere: a) granella secca o umida ( pastone di granella) con mietitrebbiatrici; b) pannocchia secca ( gabbioni ungheresi) o umida ( pastone di spiga) con spannocchiatrici; c) pianta intera alla levata ( granturchino, a 1.5 mesi dalla semina) o alla maturazione cerosa ( silomais). La granella è raccolta con un umidità variabile dal 23 al 32%; per conservarla è necessario che abbia un umidità del 12-13% per cui è necessario essiccarla. È importante la temperatura di essiccazione perché le alte temperature compromettono la vitalità del seme. Più la granella è umida, più l essiccazione costa ( meglio un ibrido di classe 600 piuttosto che uno di classe 700). Per l insilato l umidità ottimale è del 65-70% che si ha alla maturazione cerosa piena (30-35% ss). Per individuare questo stadio si può ricorrere alla linea lattea, linea di demarcazione tra parte solida della cariosside, di colore più scuro, e parte liquida, di colore più chiaro. Si prende una pannocchia, la si rompe a 1/3 dalla base e si osserva la parte apicale quando la linea lattea e appena accennata siamo alla maturazione lattea mentre quando questa linea è estesa per i 2/3 della cariosside siamo nel momento ottimale per la raccolta dell insilato, momento nel quale le UFL/ha sono più alte. Per quanto riguarda le produzioni, in pianura irrigua sono di 100-150 q/ha, in asciutto si attestano sotto i 100 q/ha, mentre in collina si aggirano sui 70 q/ha. 7