Mais: morfologia, destinazione d'uso e sottospecie, Università San Raffaele

Università San Raffaele

Roma www.unisanraffaele.gov.it

Professore Lorena Valdicelli

Mais

Università San Raffaele Roma

Lorena Valdicelli

MAIS

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Classificazione del Mais

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CLASSIFICAZIONE Famiglia: Graminaceae ( o Poaceae); Genere: Zea Specie: Zea mays

Classificazione delle sottospecie

Classificazione delle sottospecie fatta in base alla morfologia delle cariossidi

• ssp. indentata Sturt. m. dentato dent corn
• ssp. indurata Sturt. m. vitreo (plata) flint corn
• ssp. everta Sturt. m. da scoppio pop corn
• ssp. saccharata Sturt. m. zuccherino sweet corn
• spp. ceritina Kulesh. m. amilopectinico waxy corn
• ssp. tunicata Sturt. m. vestito pod corn

Tipi di cariossidi

Tabella I I principali tipi di cariossidi

Tipo di Endosperma	POPCORN	VITREO	DENTATO	FARINOSO	DOLCE
Fotografia (grandezza naturale)
Pericarpo	molto spesso	spesso	medio	sottile allungato	mediamente spesso
Endosperma	duro	duro per la maggior parte	duro e morbido	morbido vetroso	duro vitreo soffice (granulare)	zuccherino (vetroso) germe
Aspetto della corona (a maturità)	appuntito o arrotondato	arrotondato	dentato	leggermente dentato	rugoso
Distribuzione	USA (Indiana)	sporadico in tutte le regioni	Argentina, Europa meridionale e aree marginali dove è difficile l'immagazinaggio e la germinazione	In tutto il mondo America Latina	America Sud-Occ. Nord America
Importanza (Nuovo Mondo)	<1%	14%	73%	12%	~1%
Uso	dolce	generale	principale: alimentazione umana diretta, macinato a mano secondario: diretta allo stadio latteo secondario: arrostito e come bevanda	diretta allo stadio latteo, arrostito e come bevanda	Spp. everta indurata indentata amylacea saccharata
			alimentazione bestiame, lavorazione industriale farina macinata a mulino	Uso ornamentale

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Destinazione d'uso del Mais

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DESTINAZIONE D'USO

• Ssp indentata: cariosside con depressione alla sommità formatasi per rapido essiccamento dell'amido (poco compatto) presente all'apice; l'amido ai lati è più compatto e corneo. Cariossidi gialle o bianche, talvolta colorate. Uso zootecnico. Grande conservabilità.
• Ssp saccharata: gene recessivo previene la conversione degli zuccheri solubili in amido. Raccolto a maturazione latteo-cerosa. Uso ortaggio anche in scatola
• Ssp ceritina; amido costituito da amilopectina, ottimo per produzione di amido
• Ssp indurata: Moltissimi antichi mais europei appartengono a questo tipo: è preferito nell'alimentazione umana e in avicoltura. Ha > conservabilità e germinabilità di altri. Indicato per la produzione delle tortillas
• Ssp tunicata: cariossidi ricoperte, uso ornamentale
• Ssp amylacea: maggiore amilosio.
• Ssp everta: 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

Ssp everta Ssp indentata Ssp ceritina Ssp indurata Ssp amylacea

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Morfologia del Mais

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MORFOLOGIA

• Apparato radicale: fascicolato, molto robusto, si sviluppa molto nei primi 30-40 cm, può approfondirsi fino a 2 m
• Fusto chiamato anche stocco; altezza media 2-3 m (variabile da 50 cm a 6-7m); midollo spugnoso circondato da uno strato di fasci fibrovascolari
• Foglie: alterne, poste sui due lati del culmo, una per ogni nodo; guaina abbraccia completamente il culmo. Lamina a nervature parallele. Varietà precoci hanno pochi nodi e poche foglie, viceversa per le varietà tardive. LAI=5, alto! Foglie erette selezionate per ottimizzare la potenzialità fotosintetica (pianta C4)
• Spiga: pianta monoica dicline, cioè con fiori maschili e femminili sulla stessa pianta portati da infiorescenze separate. Spiga: femminile al 6-7º nodo sotto il pennacchio o pannocchia (o panicolo) apicale con fiori maschili.
• Cariosside: L'embrione analogo con quello del frumento (ma più ricco di lipidi). Endosperma: strato aleuronico esterno + parenchima amilaceo formato da una parte cornea, ricca di sostanze azotate, e da una parte farinosa, quasi esclusivamente formata di amido e povera di sostanze proteiche.

Morfologia della pianta

Morfologia della pianta di mais

Pennacchio Lamina fogliare Guaina fogliare Sete Spiga Stocco Nodo Radici avventizie

Apparato radicale

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Morfologia della Cariosside

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MORFOLOGIA

Rivestimento Coleottide Strato aleuronico- Endosperma Plumula Embriolo Scutello Primordio radicale

Aleurone 8-10% Endosperma 75-80% Embrione 12-14%

Composizione: prevalentemente amido, 7-9% proteine e pochi grassi. Dalla quantità e qualità dell'amido e dalla sua disposizione dipendono il tipo di frattura, la forma e l'utilizzo. Il deposito di amido comincia 2 settimane dopo la fecondazione .

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Composizione della Cariosside

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COMPOSIZIONE DELLA CARIOSSIDE

Ceneri 1,5% Cellulosa 3,5%

Composizione media generale

Zuccheri 2,8% Proteina grezza 9,3% Sostanze grasse 5,8% Amido totale 77,1%

Composizione media delle cariossidi mature

COMPOSIZIONE MEDIA (in %) DELLE CARIOSSIDI MATURE (11.15% di umidità) DI ALCUNE VARIETA' DI MAIS.

	S.S.	prot.	grassi	fibra	estr. gr.	ceneri 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

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Origine e Diffusione del Mais

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ORIGINE 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.

Origine del Mais

ORIGINE Dal Messico razze molto primitive (teosinte)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.

Confronto fra piante di mais (a sinistra) e di teosinte (a destra), delle loro spighe e delle cariossidi

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Diffusione Mondiale del Mais

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DIFFUSIONE MONDIALE

Produzione complessiva 721 milioni t

Altri 24%

USA 38%

India 2%

Italia 2%

Argentina 2%

Francia 3%

Messico 3%

Brasile 6%

Cina 20%

Resa media 4,91 t/ha

Areale (in rosso zona d'origine)

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Diffusione del Mais in Italia

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DIFFUSIONE IN ITALIA

Trentino Alto Adige 340 ha

Lombardia 234.953 ha

Valle d'Aosta 20 ha

Friuli Venezia Giulia 106.310 ha

Veneto 309.306 ha

Emilia Romagna 104.025 ha

Piemonte 186.681 ha

Marche 15.112 ha

Liguria 343 ha

Abruzzo 7.417 ha

Molise 2.950 ha

Toscana 21.114 ha

Puglia 1.405 ha

Umbria 17.047 ha

Lazio 24.600ha

Sardegna 3.102 ha

Campania 18.550 ha

Basilicata 2.259 ha

Calabria 6.699 ha

Sicilia 425 ha

Fonte: elaborazione dati ISTAT

Giunto a Venezia prima del 1500 attraverso scambi commerciali, coltivato nel Veneto a scopo di studio e curiosità botanica, penetrò nel Polesine (forse dai Balcani, da cui il nome «granturco», 1554), nel Friuli (1580) e nel Bergamasco (1632) da dove, sotto lo stimolo delle carestie (1667-68) si diffuse in tutta la Pianura Padana. Un tempo presenti numerose varietà locali, soppiantate ora da ibridi.

starch industry 12%

food 4%

others 2%

Suddivisione della produzione italiana (circa 10 milioni di tonnellate

feed 91% del mais è prodotto in Piemonte, Lombardia, 82% Veneto, Friuli V. G., Emilia Romagna e, in quest'area, contribuisce alla produzione del 70% della carne prodotta in Italia, del 70% di latte e del 60% di uova.

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Ciclo Produttivo del Mais

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CICLO PRODUTTIVO

Sostanza secca t/ha

Maturazione cariossidi 18

Fioritura Fecondazione Emissione stili

§ Maturazione - lattea cerosa fisiologica

I Levata 1ª crescita 6

Radici secondarie

Stocco

Emergenza 2

Germina- zione

Apr Mag Giu Lug Ago Sett Ott Nov

Scala USA

VE V1 V2 V3 V(n) VT R1 R2 R3

(n. di foglie emesse)

R4 R5 R6

Fasi: Vegetativa Fioritura Maturazione

• Da 50 (var. precoci) a 80 (var. tardive) gg tra emergenza e fioritura = produzione del 40% di ss.tot. È periodo da grandi fabbisogni di acqua, calore e sostanze nutritive: carenze di questi fattori influiscono negativamente su: infiorescenza femminile (< nº semi/spiga), < LAI, < resa

10-12 giorni dalla fecondazione: embrione formato Poi granigione e accumulo amido. Dapprima cariossidi lattiginose (maturazione lattea); dopo circa 50 gg dalla fecondazione sono consistenti, amidacee, pastose sotto le dita; nei tipi dentati comincia a formarsi la fossetta all'apice, hanno una % di U. del 40-45%,e brattee più esterne e foglie più basse cominciano ad ingiallire (maturazione cerosa, momento ottimale per la raccolta del mais destinato all'insilamento). Procedendo con la maturazione, la pianta completa l'ingiallimento, la granella diventa sempre più consistente e secca; a 30-35% di U% corrisponde alla maturazione fisiologica, stadio al quale ha raggiunto il massimo peso secco.

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Granella

Emissione pannocchia maschile

§ 10

Esigenze Pedoclimatiche del Mais

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ESIGENZE PEDOCLIMATICHE

Macroterma, coltura termofila, cresce in una vasta gamma di condizioni climatiche. Elevati livelli di radiazione solare, T° medie ottimali tra 22 e 25°C in levata, fioritura e granigione con T° medie notturne > a 15°C, GDD > 1100℃ dove Growing Degree Day = sommatorie dei gradi-giorno necessari per portare a maturazione un ibrido; periodo esente da gelo di 130-150 gg. Zero di vegetazione=10 ℃; in pratica si semina con T° del terreno a 12 ºC. Tº vicina a 0℃ (4-5 ℃) può stressare o uccidere le piante. In granigione cessa di crescere sotto i 17 °C=soglia termica che segna il termine della stagione vegetativa (II e III decade di settembre, in Italia) .. Eccessi termici particolarmente dannosi in fioritura: T°C>32-33 ℃ con bassa U% dell'aria e quindi stress idrico per sbilancio evapotraspiratorio, provocano cattiva allegagione e gravi fallanze di cariossidi sulla spiga. Le conseguenze sono frequentemente visibili come incompleta granigione delle spighe, specialmente nella parte apicale, che è l'ultima a fiorire.

Pianta C4: potenzialmente molto produttiva, assimila molta CO2 che accumula per il 50% in granella, ma per farlo consuma molta acqua e deve avere molta radiazione disponibile. In origine il mais era specie brevidiurna, ora è fotoindifferente.

50

Accumulazione di sost. secca g/m2/giorno

80°

40

40°

30

Angolo di inserzione

0°

20

10

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

LAI

Relazione tra indice di area fogliare (Leaf Area Index o LAI) e produzione di sostanza secca a diversi angoli di inserzione sull'orizzontale della foglia di mais

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