Mais
Zea Mays L.
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
nell’alimentazione animale ed industriale
– amido
– olii
– proteine
e derivati
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impiego
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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
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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)
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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
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Descrizione botanica
– 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
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Descrizione botanica
– 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
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Descrizione botanica
– 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
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Descrizione botanica
–
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
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Descrizione botanica
– 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
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Descrizione botanica
– 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
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Descrizione botanica
– 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)
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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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Germinazione e attecchimento delle piantine
– 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.
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Accrescimento e Sviluppo
–
Germinazione e attecchimento delle piantine
–
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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Sviluppo vegetativo
–
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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Sviluppo vegetativo
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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Sviluppo vegetativo
–
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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Sviluppo vegetativo
–
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.
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Accrescimento e Sviluppo
–
Sviluppo vegetativo
–
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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Fioritura e maturazione della granella
– 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)
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Accrescimento e Sviluppo
–
Fioritura e maturazione della granella
– 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)
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Ritmo di accumulo della sostanza secca
Figura 7.5
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Ritmo di assorbimento elementi nutritivi
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Accrescimento e Sviluppo
–
Fioritura e maturazione della granella
– 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
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Accrescimento e Sviluppo
–
Fioritura e maturazione della granella
– 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
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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
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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
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Avvicendamento colturale
– Coltura da rinnovo
– Problemi derivanti da omosuccessione
– Problemi sui terreni argillosi
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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.
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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
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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
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Lavorazione del terreno
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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
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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)
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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
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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
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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
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Concimazione
– Quantità di fertilizzanti
–
Nella tabella 7.9 sono indicate le dosi indicative da
somministrare
– calcolate per
– queste
un terreno mediamente dotato
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
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Concimazione
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Concimazione
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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
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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 50100 kg ha-1 di P2O5
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Concimazione
– Epoca e modalità di distribuzione
–
I concimi azotati
– devono essere
parte
distribuiti in modo frazionato
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
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Concimazione
– Epoca e modalità di distribuzione
–
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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%
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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%.
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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
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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
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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
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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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