MAIS

MAIS
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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%
1%
18%
4%
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
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DIFFUSIONE MONDIALE
5
PRINCIPALI AREE DI COLTIVAZIONE
• Corn Belt (USA)
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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
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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
NEL POLESINE*
1493 (ad opera di C. Colombo)
~1500
1554
I PORTOGHESI LO DIFFUSERO IN ASIA E AFRICA
* FORSE PROVENIENTE DAI BALCANI, DA CUI IL NOME GRANTURCO.
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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 (166768) 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.
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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
11
12
13
14
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
17
Nelle 15 province
che producono il
Grano Padano viene
coltivato il 63% del
mais da foraggio.
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IL MAIS IN ITALIA:
• Nel 2010 oltre 1.2 milioni di ha;
340 ha
234.953 ha
20 ha
106.310 ha
• Produzione di circa 10 milioni di
tonnellate.
309.306 ha
186.681 ha
104.025 ha
15.112 ha
343 ha
7.417 ha
2.950 ha
21.114 ha
17.047 ha
1.405 ha
24.600ha
18.550 ha
3.102 ha
2.259 ha
6.699 ha
425 ha
Fonte: elaborazione dati ISTAT
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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.
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UTILIZZAZIONE IN ITALIA
starch
industry
12%
food
4%
others
2%
feed
82%
Source: Aires
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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%
60%
16%
Source: Aires.
Amiderie
Molini industriali
Molini artigianale
Trasporto
Manut.ne e Comm.le
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ANALISI SWOT DEL MAIS IN ITALIA
???
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MAIS
BOTANICA
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FAMIGLIA
TRIBÙ
SOTTOFAMIGLIA
GENERE
AUNDINOIDEAE
BAMBUSOIDEAE
CHLORIDOIDEAE
ORYZOIDEAE (C3)
GRAMINACEE
(C4)
CHLORIDEAE
ELEUSINE
(C4) ERAGROSTEAE
ORYZEAE
PANICEAE
(C3 E C4)
PANICOIDEAE
ANDROPOGONEAE
(C4)
ORYZA
BRACHICARIA
DIGITARIA
ECHINOCHLOA
PANICUM
PASPALUM
PENNISETUM
SETARIA
COIX
SORGHUM
ZEA
AVENEAE
AVENA
TRITICEAE
HORDEUM
SECALE
TRITICUM
Triticosecale
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POIDEAE ( C3 )
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
27
ZEA MAYS
n = 10
NOTEVOLE POLIMORFISMO
PER LE CARIOSSIDI, 7 GRUPPI
(everta, indurata, amylacea,
indentata, saccharata, tunicata
e ceratina)
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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 INDENTATA = DENT
(Dentato)*
ZEA MAIS EVERTA = POP CORN
* Tipo più coltivato
** Tipo a destinazione alimentare
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PRINCIPALI TIPI DI CARIOSSIDE
(everta
indurata
indentata
amylacea
saccharata)
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VESTITO (tunicata)
Uso ornamentale
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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).
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(«soft corn»)
(prevalenza di amilosio rispetto
all'amilopectina).
33
34
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
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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.
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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
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Stocco
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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
DAI NODI SOTTO
IL COLLETTO
PRINCIPALE: AZIONE ASSORBENTE
numero influenzato dal genotipo e dal terreno
DAI PRIMI 2-3
RADICI AVVENTIZIE EPIGEE NODI SOPRA LA
SUPERFICIE
DEL TERRENO
EMESSE DOPO CHE LA PIANTA HA ESPANSO 9-10 FOGLIE
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HANNO FUNZIONI DI ANCORAGGIO E ANCHE DI
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
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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
raramente si hanno
culmi di accestimento (succhioni)
questi si possono formare
per effetto:
O 3-4 cm
- genotipo
- quantità di N
- andamento climatico
8-21 nodi, media 14
- investimento
o
o
epidermide
O 5-6 cm
strato di fasci
fibrovascolari
midollo
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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
cm2; pubescente nella pagina superiore,
inferiore glabra con maggiore numero di
stomi, con nervature longitudinali parallele,
quella mediana più grossa;
totale sup. per pianta m2 0,5-1,0;
5.000-10.000 stomi per cm2
= 3-4 milioni per foglia
= 50-100 milioni per pianta
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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
PANICOLO
GEMME ASCELLARI
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.
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INFIORESCENZE
PANICOLO
SPIGA
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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.
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Infiorescenza maschile
spighetta in fiore
asse principale
ramificazioni laterali
peduncolo
ultima foglia
polline
sacco pollinico
filetto
glumette
glume
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.
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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
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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
EMISSIONE TUBO POLLINICO
2 NUCLEI
GERMINAZIONE
(fino a 25 cm)
1 FECONDA L'UOVO
OVULO
EMBRIONE
1 SI UNISCE AI NUCLEI POLARI
ENDOSPERMA
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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.
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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 45 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.
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CARIOSSIDE
ALEURONE
8-10%
ENDOSPERMA
EMBRIONE
(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
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GRANELLA
SCUTELLO
PIUMETTA
(embrione e aleurone)
CONTIENE LE RISERVE DI RAPIDA UTILIZZAZIONE
PER L'EMBRIONE (35-40% OLIO; SOST. DI CRESCITA)
4-5 FOGLIE EMBRIONALI (protette dal COLEOPTILE)
RADICHETTA
RADICI SEMINALI (protette dal COLEORIZA)
ALEURONE
STRATO RICCO DI PROTEINE, DISPOSTO SOTTO
IL PERICARPO
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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.
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Composizione cariosside
COMPOSIZIONE MEDIA (in %) DELLE CARIOSSIDI MATURE
(11.15% di umidità) DI ALCUNE VARIETA' DI MAIS.
Zea mais indentata (dent corn)
Zea mais indurata (flint corn)
Zea mais everta (pop corn)
Zea mais saccharata (sweet corn)
s.s.
prot. grassi fibra estr. ceneri
85,0
88,5
90,0
90,7
gr.
8,7
9,8
11,5
11,5
3,9
4,3
5,0
7,9
2,0
1,9
1,9
2,4
inaz.
69,2
71,0
70,1
67,1
1,2
1,5
1,5
1,8
58
fenotipo normale
fenotipo opaco 2
59