Le maïs (Zea mays), aussi appelé blé d’Inde au Canada, est une plante herbacée tropicale annuelle de la famille des Poacées (graminées), largement cultivée comme céréale pour ses grains riches en amidon, mais aussi comme plante fourragère. Le terme désigne aussi le grain de maïs lui-même, de la taille d’un petit pois.
Cette espèce, originaire du Mexique, constituait l'aliment de base des Amérindiens avant l'arrivée en Amérique de Christophe Colomb. La plante fut divinisée dans les anciennes civilisations d’Amérique centrale et méridionale et était connue chez les tribus d’Amérique du Nord comme l’une des trois sœurs. Introduite en Europe au XVIe siècle, elle est aujourd’hui cultivée mondialement et est devenue la première céréale mondiale devant le riz et le blé. Avec l’avènement des semences hybrides dans la première moitié du XXe siècle, puis des semences transgéniques tout récemment, le maïs est devenu le symbole de l’agriculture intensive en Europe de l'Ouest, aux USA et en Chine mais il est aussi cultivé de façon très extensive dans l'Ouest de l'Afrique du Sud ou semi-extensive en Argentine et en Europe de l'Est.
Son nom vernaculaire le plus commun est maïs. Ce terme vient de l’espagnol maíz, emprunté lui-même à la langue des Taínos de Haïti qui le cultivaient. De nombreux autres noms vernaculaires ont été appliqués à cette céréale, notamment blé indien, blé de Turquie et blé de Barbarie. Désuets pour la plupart, ces noms témoignent de la confusion qui a longtemps régné en Europe sur l’origine de la plante.
- Synonymes : maïs sucré : maïs doux, blé de Barbarie, blé de Guinée, blé de Turquie, froment des Indes ; maïs éclaté : maïs fulminant, maïs perlé, pop-corn…
- Maïs sucré : anglais : sugar corn, sugar maiza, sweet corn, allemand : Zuckermais, Süßmais, Welsch Korn, espagnol : maiz dulce, italien : grano turco, mais dolce, néerlandais : maïs, turksche tarwe
- Maïs éclaté : anglais : pop corn, allemand : Puffmais, Perlmais, espagnol : maiz reventón, maiz palomero, italien : mais ibrido, néerlandais : pofmais
Le maïs est une plante herbacée annuelle monoïque dicline de taille variable (de 40 cm jusqu’à 15 m, généralement entre un et trois mètres pour les variétés couramment cultivées).
La tige unique et de gros diamètre est pleine, lignifiée et formée de plusieurs entrenœuds d’une vingtaine de centimètres séparés par autant de nœuds. Au niveau de chaque nœud est insérée une feuille alternativement d’un côté et de l’autre de la tige. On compte entre 14 et 22 feuilles selon les variétés (à mesure que la plante grandit, les feuilles du bas dépérissent et finissent par tomber. Ainsi, un plant de 10 feuilles peut avoir perdu une à trois feuilles, sans qu'il y paraisse à première vue).
Les feuilles, typiques des graminées, mais de grande taille (jusqu’à 10 cm de large et un mètre de long), ont une gaine enserrant la tige et un limbe allongé en forme de ruban à nervures parallèles. À la base du limbe se trouve la ligule qui a quelques millimètres de haut.
Le système racinaire comprend un très grand nombre de racines adventives qui naissent sur les nœuds situés à la base de la tige, formant des couronnes successives, tant sur les nœuds enterrés que sur les premiers nœuds aériens, dans une zone où les entrenœuds sont très courts. Ces racines forment un système fasciculé qui peut atteindre une profondeur supérieure à un mètre[1]. Le plant de maïs développe souvent à sa base des racines d’ancrage qui permettent d'éviter la verse.
60 à 95 jours après le semis, la
panicule (inflorescence mâle) apparaît au sommet du plant de maïs.
Les soies (inflorescences femelles) apparaissent et sont prêtes pour la
fécondation 5 à 8 jours après l'apparition des fleurs mâles (panicules).
Deux à trois mois après leur apparition, les soies sont toujours présentes sur l'épi de maïs désormais bien formé.
Les fleurs, autre caractéristique qui distingue le maïs des autres graminées, sont unisexuées et regroupées en inflorescences mâles et femelles composées d’épillets de deux fleurs. La floraison mâle a lieu en moyenne 70 jours après le semis et précède de 5 à 8 jours la floraison femelle : on dit qu’il y a protandrie (ce qui limite l'autofécondation). L’initiation florale met un terme à la production de noeuds foliaires. La montaison, qui est l’élongation des entre-noeuds, portera la panicule à plus de deux mètres au-dessus du sol (pour les variétés les plus courantes, certaines pouvant monter jusqu'à 10 m).
Les fleurs mâles sont groupées dans une panicule terminale qui apparaît après la dernière feuille. Cette panicule, aussi appelée « Tassel », est constituée d’épillets regroupant chacun deux fleurs à trois étamines. La pollinisation allogame s'effectue par le vent mais l'auto-pollinisation est possible. La production journalière de pollen est diurne avec un maximum se produisant en milieu de matinée[2]. Le pollen du maïs contient 60 % d'eau et se dessèche de façon importante en environ 4 heures. L'essentiel de la pollinisation a donc lieu entre 10 heures et 12 heures pendant la période de 5 à 8 jours que dure l’anthèse (floraison mâle) pour une même panicule[3],[4],[5]. À l’échelle d’un champ, la durée de pollinisation est de 6 à 18 jours, en fonction de la variété mais également de l’hétérogénéité du champ. Bien que la plante soit autofertile, la fécondation croisée est d’au moins 95 %. Les grains de pollen transportés par le vent et distribués jusqu’à 5OO m de leur point de départ tombent sur les soies des plantes voisines (95 % des cas) ou du pied-mère (5 % mais dans ce cas, descendance moins vigoureuse et moins productive) et y germent.
Les fleurs femelles sont groupées en épis insérés à l’aisselle des feuilles médianes (les plus grandes). Les sélectionneurs cherchent à créer des variétés où ces inflorescences n’apparaissent pas trop en hauteur de manière à ne pas déséquilibrer le plant qui est sujet à la verse, c’est-à-dire à la chute causée par le vent et les intempéries. L’axe de l’épi, appelé rafle, porte 10 à 20 rangées de fleurs femelles. Une seule fleur par épillet est fertile. Il est entouré de feuilles modifiées, les spathes, desséchées à maturité. À l’extrémité supérieure, les spathes laissent dépasser les stigmates filiformes très légèrement dentées aussi appelées soies. Ces soies, une par futur grain, sont plus ou moins longues selon la position du grain dans l'épi (les premières soies qui apparaissent à l’extérieur du “cornet” de spathes sont les soies qui prennent naissance à la base de l’épi) sont les styles récepteurs du pollen sur toute leur longueur car recouverts de poils collants. Tout grain de pollen peut y germer pendant les 6 à 20 jours qui suivent leur apparition. Ces styles peuvent être colorés diversement en fonction des variétés (le plus souvent, blond virant au brun). L’épi enveloppé dans ses spathes est appelé “spadice”. Entre l’apparition des soies et la maturation des grains, s’écoulent en moyenne deux à trois mois en fonction des variétés.
Un épi peut contenir environ 500 grains à maturité, parfois mille. Un pied donne naissance à plusieurs épis (environ 3 à 6), dont le nombre dépend de la variété et du climat.
[modifier] Structure et composition du grain
Coupe transversale d’un épi
Le grain de maïs est en fait un caryopse, formé de trois parties d’origines différentes :
- l’embryon, couramment appelé « germe », situé à la base du grain qui comprend l’embryon proprement dit ou « gemmule » et le scutellum, c’est-à-dire le cotylédon, organe de réserve dans lequel la plantule puise son énergie initiale ; l’embryon est issu de l’œuf formé à la suite de la fusion du noyau d’un spermatozoïde et de l’oosphère ;
- l’albumen, tissu de réserve, essentiellement composé de grains d’amidon, sauf la couche périphérique située sous le péricarpe qui contient des grains d’aleurone riches en protéines ; ce tissu est issu de la fusion du noyau d’un spermatozoïde et des deux noyaux de la cellule centrale (c’est donc un tissu à 3n chromosomes) ;
- l’enveloppe extérieure, fine membrane translucide et fibreuse, issue du péricarpe de l’ovaire (donc en réalité une partie du fruit et non pas de la graine).
L’amidon de l’albumen se présente sous deux formes : l’amylose, polymère linéaire du glucose, et l’amylopectine, polymère formant une molécule ramifiée. Selon le mode d’assemblage de ces molécules, il se forme de l’amidon farineux, à structure friable, situé plutôt au centre, ou de l’amidon corné, ou vitreux, à structure dense et compacte, situé en périphérie et qui contribue à maintenir la forme extérieure du grain. La proportion variable de ces deux formes d’amidon permet de distinguer diverses races. C’est l’amidon corné qui donne sa couleur au grain de maïs, généralement jaune, mais aussi blanc, rouge, bleu, violet alors que l’amidon farineux est toujours blanc.
Les rangs de grains des épis peuvent être droits ou plus ou moins torsadés. Ce caractère génétique, plus ou moins accentué, existe dans tous les groupes. "Southern dents" (maïs « denté du Sud », variété indentata du centre et Sud américains), les "Northern flints" (maïs « Silex du Nord », variété indurata ou corné, à grains durs d'où leur surnom de silex, originaire d'Amérique du Nord puis migré en Europe du Nord) ont les rangs plus droits en général. On distingue les lévogyres et les dextrogyres suivant le sens de la rotation en partant de la base de l'épi.
Comme d'autres graminées, le pied de maïs est capable de tallage, toutefois il a subi une sélection qui fait que l'apparition de tiges secondaires est plus rare dans la plupart des variétés cultivées. Ce caractère s'exprime plus fréquemment lorsque que le maïs se retrouve dans des conditions de culture très favorables, cela est généralement interprété comme un signe qu'une densité de culture plus importante est possible. Les cultivateurs tendent à considérer ces tiges secondaires comme nocives en les accusant de « pomper » inutilement les nutriments, et il est fréquent qu'ils les coupent. Des études scientifiques semblent montrer que le tallage n'est ni bénéfique ni nuisible au plein développement des épis de maïs. Le seul intérêt actuel de ce comportement en culture semble être pour le maïs fourrager même si là encore, la sélection européenne du maïs fourrage des 40 dernières années ne l'a jamais mis en évidence. De fait, les agriculteurs éleveurs refusent aussi les variétés avec des talles même si leur présence ou leur absence n'influent en rien sur la qualité de la production. Le seul exemple d'intérêt de telles variétés se situe dans la grande zone Ouest de l'Afrique du Sud où le maïs est cultivé de façon très extensive (20 000 plantes/Ha, lignes séparées de 2,20 m) avec des variétés très spécifiques, prolifiques et parfois présentant des talles avec épis qui permettent un grand gain de rendement en années pluvieuses, compensant ainsi la faible densité de semis.
[modifier] Physiologie et développement
La germination, déclenchée par l’imbibition du grain se traduit par une mobilisation des réserves du scutellum puis de l’albumen et par le développement de la radicule puis des racines séminales secondaires qui apparaissent au niveau du nœud scutellaire. À l’autre extrémité de l’embryon, la gemmule se développe sous forme du coléoptile qui pousse vers le haut et forme un plateau de tallage. À ce niveau se forment une première série de racines adventives, et parfois des tiges secondaires, puis le coléoptile perce le sol et s’ouvre en libérant les premières feuilles. À partir de ce stade, le jeune plant de maïs devient progressivement autotrophe.
[modifier] Phase végétative
Le système racinaire du maïs est caractérisé par des racines traçantes (dites racines de surface), qui prélèvent l’eau et les nutriments nécessaires à la plante dans les couches les plus superficielles du sol[6]. Ce déséquilibre dans l’exploitation des ressources du sol fait que la plante est très exigeante en eau, ce qui peut poser problème en cas de faible disponibilité de celle-ci.
Dans les zones tempérées de l’hémisphère nord, le maïs est semé en avril-mai et fleurit en juillet-août. Les grains atteignent la maturité en octobre - novembre. La récolte a lieu lorsque les épis ont perdu leur couleur verte. La plante entière peut également être récoltée et ensilée avant la maturité du grain (septembre).
[modifier] Résistance naturelle
Les jeunes plants de maïs accumulent une substance particulière, l’acide hydroxamique (2.4-dihydroxy-7-méthoxy-2H- 1.4-benzoxazine-2(4H)-un ou DIMBOA) qui crée une résistance naturelle[7] contre toute une série d’ennemis de la plante : insectes, champignons et bactéries pathogènes. On trouve cette substance, le DIMBOA, également chez les espèces apparentées, notamment le blé. Le DIMBOA confère aux jeunes plants de maïs une résistance relative à la pyrale (famille des Crambidae). Toutefois, cette résistance décline rapidement dès que la plante a dépassé le stade six feuilles.
Lorsque le maïs est attaqué par des larves phytophages comme la chenille de la pyrale du maïs, il émet des molécules volatiles qui attirent des insectes parasitoïdes prédateurs du ravageur, tels les trichogrammes.
[modifier] Photosynthèse et rendement potentiel
Le maïs, ainsi que d’autres graminées tropicales (comme la canne à sucre ou le sorgho par exemple), fait partie des plantes dites « en C4 »[8]. Ces plantes réalisent leur photosynthèse d’une façon plus efficace que ne le font les autres plantes (dites « en C3»). Selon diverses études, le rendement de la photosynthèse (c’est-à-dire de la transformation de l’énergie lumineuse en matière organique) chez le maïs est de l’ordre de 5 à 6 % dans les meilleures conditions expérimementales[9]. Le rendement pratique dépend des conditions climatiques, ensoleillement et température (en supposant que la nutrition de la plante - eau, azote, etc. - ne soit pas contrainte), et de l’indice foliaire. Cet indice qui correspond au rapport de la surface des feuilles à celle du sol traduit la capacité de la plante d’intercepter le rayonnement lumineux et peut atteindre couramment cinq ou six dans le Sud-Ouest de la France, voire dix à douze. En conséquence, le maïs est capable d’accumuler 600 kg de matière sèche par hectare et par an, ce qui correspond à un rendement en grains[10] de 200 quintaux[11]. Le record réellement connu a été établi dans une ferme de l’Illinois (États-Unis) avec 235 q/ha.
A titre de comparaison, pour 1 kg de matière sèche produite, le maïs nécessite 450 litres d'eau, le blé 590, le soja 900, le tournesol 1200 et le riz inondé 5000... Mais le maïs a particulièrement besoin d'eau et de nutriments en été (notamment à partir de l'apparition des fleurs et pendant au moins tout le mois suivant soit pendant la période allant de 60 à 90 jours après le semis[12]) et avec son système racinaire superficiel, il nécessite une importante irrigation en zones à été sec comme le Sud de l'Europe, l'Égypte, le Chili ou le Pérou alors que les grand producteurs de maïs dans le monde (USA, Chine, Brésil, Argentine, Europe de l'Est) se passent totalement d'irrigation (sauf pour leurs productions de semences). Dans les régions tropicales, au climat humide et ensoleillé, sans période sèche trop marquée, le maïs peut être cultivé toute l'année et donner jusqu'à 3 récoltes par an.
[modifier] Composition Nutritive
- Glucide : 72 à 73 % de sucre lent (amidon) +1 à 3 % de sucre rapide (glucose, saccharose et fructose)
- Protéines : 8 à 11 %
- Lipide : 3 à 18 % (dont 13 % d'acides gras saturés)
- Fibre alimentaire
- Minéraux :
- P 299,6± 57,8
- K 324,8 ± 33,9
- Ca 48,3 ± 12,3
- Mg 107,9 ± 9,4
- Na 59,2 ± 4,1
- Fe 4,8 ± 1,9
- Cu 1,3 ± 0,2
- Mn 1,0 ± 0,2
- Zn 4,6 ± 1,2
- Vitamines : A et E
- Valeur nutritionnelle : kCal ou KJ
[modifier] Origine et distribution
Évolution de l’épi de la
téosinte au maïs
Téosintes dans le jardin ethnobotanique d’
Oaxaca
L’origine botanique du maïs, plante qui n’existe pas à l’état sauvage sous sa forme actuelle, a longtemps été sujette à controverses.
De nombreuses théories ont été avancées pour expliquer l’origine du maïs dans la Mésoamérique, mais deux écoles[13] continuent de s’affronter :
- celle du maïs sauvage, qui existait avant l’arrivée de l’homme, qui est soutenue par Mangelsdorf ;
- celle de la téosinte ancêtre du maïs, soutenue par Beadle.
Cependant, un très grand nombre de preuves issues de la biologie moléculaire accréditent aujourd’hui la théorie selon laquelle la téosinte est l’ancêtre du maïs cultivé.
Les très grandes différences morphologiques présentes entre le maïs et la téosinte sont dues à un nombre étonnamment faible de gènes. Des croisements entre des plants de maïs cultivés et des plants de téosinte ont montré que les principales différences morphologiques entre ces deux plantes sont codées par des gènes présents dans dix petites zones du génome. Pour deux de ces zones, un seul gène est présent.
La domestication du maïs par sélection de plants de téosinte mutés qui allait aboutir au maïs actuel aurait commencé il y a neuf millénaires dans le bassin du fleuve Balsas, au sud ouest du Mexique.
Il est originaire de régions clairement reconnues et séparées par l’équateur :
[modifier] Histoire du maïs
L'histoire du maïs commence par la culture de la Téosinte il y a 9000 ans au Mexique dans la haute vallée du Rio Balsas. À partir de -3000, on trouve du maïs dans toute les basses terres de l'Amérique centrale (Yucatan, Caraïbes, Andes). Vers 500 de notre ère, les Méso-Amérindiens (Olmèques, Mayas, Aztèques), peuples du centre de l’Amérique, en étaient très dépendants. Vers l'an 1000, les « Anasazis » sont le probable maillon dans l'adaptation du maïs aux zones tempérées et la création des « Northern flints ». En Arizona, pays des « Pueblos » (Hopis et Zunis), le maïs est alors considéré comme l'enfant des dieux, symbole de vie[14]. c’est des Nord-Amérindiens que nous vient le maïs soufflé.
Lorsque les Européens exploraient les Amériques, le maïs était donc déjà cultivé du nord au sud du continent depuis les rives du Saint-Laurent (Canada) à celles du Rio de la Plata (Argentine). Le maïs a été vu par les européens pour la première fois par Christophe Colomb en 1492 à Cuba[15]. Magellan le trouva à Rio de Janeiro en 1520 et Jacques Cartier rapporta en 1535 que Hochelaga, la future Montréal se trouvait au milieu de champs de maïs, qu’il comparait à du « millet du Brésil ».
La première introduction du maïs dans le Sud de l'Europe, et dans l’Ancien monde, est due à Christophe Colomb au retour de son premier (4 mars 1493) ou deuxième (11 juin 1496) voyage en Amérique selon son propre témoignage[16].
Du sud de l’Espagne, il s’est diffusé dans toutes les régions d’Europe méridionale au climat suffisamment chaud et humide, le Portugal (1515), le pays basque espagnol (1576), la Galice, le Sud-Ouest de la France et la Bresse (1612), la Franche-Comté alors possession espagnole, et où il est nommé « blé d'Espagne », le reste de la France restant longtemps réticente à sa culture au profit du blé, la Vénétie (1554), puis toute la plaine du Pô. D’Italie, il s’est répandu vers l’est : Serbie, Roumanie, Turquie.
La théorie de la diffusion du maïs de l'Espagne vers le Nord de l'Europe est maintenant complètement abandonnée. On sait maintenant que les populations du Nord et du centre de l'Europe dérivent directement des Northern flints du Canada et du Nord des USA, ramenées par le explorateurs de cette zone, notamment par Jacques Cartier en Normandie[17]. Les maïs de Christophe Colomb et ses successeurs d'origine Caraïbe ne se retrouvent plus qu'au Sud de l'Espagne et la plupart des variétés du Sud de l'Europe viennent d'Argentine (vitreux Italiens et balkaniques).
En Afrique, le maïs a été introduit d’une part en Égypte vers 1540, par la Turquie et la Syrie, d’autre part dans la région du golfe de Guinée par les Portugais vers 1550.
Le premier dessin du maïs en Europe est dû au botaniste allemand Fuchs en 1542. En Chine, le premier dessin du maïs est daté de 1637, mais sa culture y était déjà répandue.
La première description scientifique de la plante est due au médecin et botaniste espagnol Francisco Hernández de Toledo (années 70. de XVII siècle). Le premier ouvrage consacré au maïs en Europe, Le Maïs ou blé de Turquie apprécié sous tous ses rapports, est écrit par Parmentier en 1784.
Le succès du maïs tient d’abord à sa facilité de culture et à son rendement très nettement supérieur à celui du blé ou des céréales secondaires qu’il a remplacé, comme le millet (dont il a pris le nom en portugais, milho) et le sorgho, puis au XXe siècle au progrès génétique qui lui a permis de s’adapter à des conditions de culture de plus en plus septentrionales, tout en permettant une production de matière sèche intéressante, cela grâce à des variétés précoces. Les rendements ont quadruplé en 25 ans. [réf. nécessaire]
Centeolt, dieu du maïs chez les Aztèques
Dans les cultures mexicaines, le maïs est l’expression du soleil, du monde et de l’homme. Dans le Popol-Vuh, la création du monde n’est achevée qu’après la troisième tentative : le premier homme, détruit par une inondation, était fait d’argile ; le second est dispersé par une grande pluie, il était fait de bois ; seul le troisième est notre père, il est fait de maïs.
Il est le symbole de la prospérité, considérée dans son origine : la semence.
Le maïs a actuellement trois grands type d’utilisations : l’alimentation animale qui est de loin le premier débouché (environ les deux tiers globalement) et concerne surtout les pays industrialisés, l’alimentation humaine, particulièrement importante dans certains pays du Tiers monde, notamment l’Afrique subsaharienne et l’Amérique latine, et marginale dans les pays industrialisés, et enfin les industries agro-alimentaires, y compris pour la production d’alcool comme biocarburants.
[modifier] Alimentation humaine
Semoule de maïs[18]
grain entier
Valeur nutritionnelle moyenne pour 100 g
| Eau |
10,3 g |
| Valeur calorique |
362 kcal |
| Protides/Glucides/Lipides |
| Protides |
8,1 g |
| Glucides |
76,9 g |
| Lipides |
3,6 g |
| Vitamines |
| Vitamine A |
0,16 mg |
| Vitamine B1 |
0,385 mg |
| Vitamine B2 |
0,201 mg |
| Vitamine B3 ou PP |
3,632 mg |
| Vitamine B6 |
0,00304 mg |
| Sels minéraux |
| Calcium |
6 mg |
| Fer |
3,5 mg |
| Potassium |
287 mg |
| Magnésium |
127 mg |
| Sodium |
35 mg |
| Phosphore |
241 mg |
| Acides gras |
| Acides aminés essentiels |
| Divers |
| Fibres |
7,3 g |
Le maïs est cultivé pour ses grains, riches en amidon (environ 63 %), qui constituent la base de l’alimentation de nombreuses populations.
Historiquement, le maïs a été l’aliment de base de toutes les civilisations précolombiennes. Il s’est répandu dans d’autres contrées, en Europe et en Afrique, se substituant partiellement ou totalement à des céréales consommées plus largement autrefois comme le mil et le millet. Dans l’Europe méridionale, il était consommé largement autrefois sous forme de bouillies (dénommées « gaudes » dans la Bresse, cruchade en Gascogne, milhàs en Languedoc), constituant une alimentation bon marché pour les couches paysannes, souvent perçue négativement (en Italie, le terme de mangiapolenta est encore vivace pour désigner péjorativement les habitants de la plaine du Pô).
Un régime alimentaire très riche en maïs peut provoquer la pellagre ("pelle agra" ; pelle : peau, agra : aigre), maladie cutanée liée à une carence en vitamine PP. En fait, cela est surtout dû à une méconnaissance du mode de consommation de la farine de maïs. Le trempage de la farine de maïs dans une solution basique tel que l’eau de chaux permet la libération de la niacine (vitamine PP) et de son précurseur, le tryptophane (nixtamalisation). Le maïs est pauvre en protéines et particulièrement en lysine qui est un acide aminé essentiel. Les populations qui consomment principalement du maïs risquent donc de souffrir d’une carence en lysine si leur régime alimentaire n’est pas complémenté par ailleurs. Toutefois il existe des variétés dites à haute qualité protéique (maïs QPM[19]) dont la teneur en lysine et tryptophane a été améliorée par sélection classique.
[modifier] Modes de consommation
Il est consommé soit sous forme de graines entières (séparées ou sur épi), soit réduit en farine et préparé sous forme de bouillies ou de galettes cuites.
En Amérique centrale, et particulièrement au Mexique, la farine de maïs sert à fabriquer des galettes traditionnelles appelées tortillas, qui sont très largement consommées. Elles peuvent envelopper d’autres aliments, par exemple de la viande dans les tacos. Les tamales, genre de papillotes d’origine amérindienne, sont également répandus en Amérique latine.
Dans les pays andins, les Amérindiens préparent à partir du maïs une boisson fermentée traditionnelle, la chicha.
En Afrique, le maïs est consommé grillé sur un feu de bois ou de charbon (Kanoun), et aussi sous forme de bouillies ou de couscous, par exemple en Casamance[20]
Le maïs doux est devenu en France le cinquième légume par ordre d’importance[21]. Il est conditionné de plusieurs manières appertisé (en conserve), surgelé ou frais, et entre dans la composition de salades. Les Français en consomment 1 kg par an, loin derrière les Américains (7 kg). Le maïs éclaté (pop-corn) se consomme sous forme de grignotage ou à l’apéritif. La semoule de maïs est la base de la polenta, d’origine italienne, ou de sa variante roumaine, la mamaliga, mais des produits dérivés du maïs entrent aussi dans la composition de certaines préparations industrielles (céréales pour le déjeuner). Aux États-Unis, on prépare également du pain de maïs (en). La farine de maïs n’étant pas panifiable, on y rajoute parfois de farine de blé et de la levure chimique.
Il est aussi utilisé sous forme de fécule, c’est-à-dire d’amidon de maïs, vendue notamment sous la marque Maizena, en particulier pour préparer des sauces. La fécule de maïs rend la sauce plus légère que la farine de blé.
Les flocons de maïs (corn flakes) sont préparés à partir de grains, ou de grits, déshydratés et réduits en lamelles fines ensuite tostées, ils sont généralement consommés avec du lait.
Les très jeunes épis se préparent aussi au vinaigre à la manière des cornichons.
On extrait également des germes de maïs, séparée de la farine dans les maïseries, une huile alimentaire appréciée, l’huile de germes de maïs, riche en acides gras polyinsaturés.
On peut tirer de la fermentation des grains de maïs de l’alcool qui sert notamment, en compléments d’autres sources, à la préparation de boissons alcoolisées (gin, whisky, bourbon…).
[modifier] Alimentation animale
La plante entière peut être consommée par le bétail comme fourrage frais ou sec ou comme ensilage. Le maïs est une plante d’élevage d’embouche, elle permet donc d’engraisser plus rapidement les bovins et augmente ainsi la production de lait des vaches. La teneur assez faible du maïs en protéines et sa relative pauvreté en lysine et méthionine obligent à avoir recours à des compléments plus riches en azote.
Au niveau mondial, les deux tiers du maïs produit sont utilisés pour l’alimentation animale, 27 % pour l’alimentation humaine.
Il existe néanmoins de fortes disparités entre les continents.
En Europe de l’Ouest, la totalité du maïs ensilage et environ 80 % du maïs grain sont utilisés pour l’alimentation animale (bovins, aviculture et élevage de porcs). L’essentiel des 20 % du maïs grain restant est utilisé en amidonnerie et semoulerie.
Le maïs est l’aliment de prédilection des oies et canards gavés pour la production de foie gras.
Les styles de l’inflorescence femelle, filaments très allongés portant les stigmates, appelés « cheveux de maïs » ou « barbes de maïs » ou « soies », sont inscrits dans la pharmacopée traditionnelle, notamment en France[22], pour leur propriétés cholagogues[23], diurétiques et antilithiasiques. On les emploie sous forme de décoction ou d’extrait liquide. Leur teneur en vitamine K leur donne aussi des vertus antihémorragiques[24]. Ils contiennent en outre de la mannite, des matières grasses et des sels minéraux. Les radicelles de graines germées sont utilisées en gemmothérapie
Le maïs a de multiples débouchés : industrie agro-alimentaire (biscuiterie, pâtisserie, brasserie, distillerie, etc.), fabrication de colle pour l’industrie textile, édulcorant, produits de l’industrie pharmaceutique, plastiques biodégradables et biocarburants.
Schéma des traitements du maïs
Les produits de l’amidonnerie sont utilisés :
- dans les produits alimentaires (fécule de maïs (Maizena), comme épaississant, liant, adhésif ou gélifiant) ;
- utilisations industrielles (papier, cartons, peintures, détergents, colles, matériaux de construction…) ;
- dans les produits pharmaceutiques et cosmétiques (antibiotiques, crèmes de beauté, dentifrice…) ;
- production d’éthanol (par fermentation de l’amidon), qui entre dans la composition des carburants notamment.
Les produits de la semoulerie sont utilisés dans les produits alimentaires (polenta, céréales à petit déjeuner, brasserie).
L’huile de maïs (extraite des germes) est utilisée en alimentation humaine, dans l’industrie pharmaceutique et dans l’industrie cosmétique.
La distillation de maïs permet la fabrication d’alcool de grains, gin, whisky, notamment le whisky de maïs (au moins 80 % de maïs) et le bourbon (de 51 à 79 %).
Les industries de la rafle (axe ligneux et renflé de l’épi) du maïs fournissent compost, combustible, abrasif, litière. Aux États-Unis on fabrique des pipes bon marché avec les rafles.
[modifier] Plante ornementale
Vue aérienne d’un labyrinthe de maïs
Certaines formes de maïs sont parfois semées comme plantes ornementales dans les jardins, surtout pour des variétés curieuses par leurs épis panachés de différentes couleurs, ou de forme particulière comme le maïs-fraise, ou par leur tailles, variétés géantes (jusqu’à 10 mètres de haut) ou à épis géants (jusqu’à 60 cm de long). Il existe également des variétés à feuilles panachées de blanc et/ou de rouge.
Une utilisation insolite du maïs est la création de labyrinthes comme attractions touristiques estivales. L’idée de ce type de labyrinthe découpé dans un champ de maïs aurait été introduite aux États-Unis par Adrian Fisher, qui a créé le premier labyrinthe de maïs en Pennsylvanie en 1993. Les labyrinthes traditionnels sont plutôt réalisés en haies d’ifs qui nécessitent plusieurs années de croissance. En revanche la croissance ultra-rapide d’un champ de maïs permet de mettre en place un labyrinthe utilisable dès le début de l’été. Ces labyrinthes sont de plus en plus populaires tant en Europe qu’en Amérique du Nord.
Champ de maïs au Liechtenstein
Moissonneuse-batteuse équipée d’un cueilleur à maïs
Récolte du maïs-ensilage à l’aide d’une ensileuse
La culture du maïs concerne près de 150 pays dans les cinq continents, du 50e degré de latitude nord au 50e degré de latitude sud et du niveau de la mer à plus de 3 000 mètres d’altitude. Cette culture revêt des aspects très contrastée : souvent culture vivrière et manuelle de variétés traditionnelles en Afrique subsaharienne, culture intensive mécanisée parmi les plus productives dans les pays tempérés industrialisés.
Le maïs est une culture d’été, particularité qui le distingue nettement des autres céréales qui se sèment pour la plupart à l’automne ou au printemps. Il nécessite pour une germination active une température minimum de 10 °C et au moins 18 °C pour sa floraison (liée également à une certaine quantité de degré jour dépendant de la variété).
Son rendement est très dépendant de la satisfaction de ses besoins en eau, en particulier dans les deux semaines précédant et suivant la floraison, période la plus critique qui intervient dans les régions tempérées, telles le bassin parisien, en juillet (de fin Juin à la mi Août, le maïs évapore de l'ordre de 4 mm par jour. S'il ne pleut pas et dans un sol sableux qui a une faible rétention de l'ordre de 25 mm il faudra arroser tous les 6 jours en apportant les 25 mm).
C’est une culture qui préfère les sols profonds et riches mais qui peut s’accommoder de conditions plus difficiles, comme des sols sableux ou plus argileux, voire calcaires, sous réserve de lui assurer les apports d’eau et d’éléments nutritifs nécessaires.
C’est une culture améliorante grâce à son enracinement profond et aux apports de matière organique assurés par les résidus de culture. Contrairement aux autres céréales, la grande culture mécanisée de maïs est une culture sarclée, cette pratique étant utile pour lutter contre les mauvaises herbes et surtout limiter les pertes en eau.
Le maïs peut constituer une tête de rotation, après une culture de blé (éviter une culture de blé après une culture de maïs, cela génère des risques de mycotoxines), ou bien peut suivre une légumineuse, qui apportera un complément d’azote. Il est possible de cultiver maïs sur maïs (monoculture) mais avec des risques de déséquilibre du sol et de prolifération des parasites et adventices. Aux États-Unis, on pratique généralement une rotation sur deux ans avec une légumineuse : maïs-luzerne dans les régions les plus fraîches et maïs-soja plus au sud.
Les apports de fertilisants doivent assurer les besoins d’une végétation rapide et compenser les exportations réelles, qui varient selon le type de spéculation selon que les grains seuls sont exportés hors de l’exploitation agricole ou qu’ils servent à engraisser des animaux dont les déjections retournent au champ. Les doses d’azote à apporter varient de 60 à 160 kg à l’hectare, mais peuvent être réduites de moitié en cas de précédent légumineuse ou d’engrais vert intercalaire[25].
Le rendement dépend d’abord des ressources en eau, mais est aussi influencé par divers facteurs génétiques, climatiques et agronomiques. En particulier la densité de peuplement doit être suffisamment élevée car la plante, contrairement au blé ne talle pas. Le semis se fait à l’aide de semoirs de précision, permettant de contrôler tant la profondeur, l’écartement des lignes que la densité sur les lignes. Il doit se faire le plus tôt possible, dès que la terre est suffisamment réchauffée (2e quinzaine d’avril dans l’hémisphère nord) pour favoriser l’enracinement des plantes, permettant une meilleure résistance à la sécheresse d’été et une récolte précoce en automne.
La récolte du maïs-grains peut se faire en épis ou en grains. La récolte en épis peut se faire plus précocement, à un taux d’humidité allant de 35 à 45 %. Les épis sont séchés naturellement en silos-cage (cribs). On utilise à cet effet des cueilleurs-épanouilleurs, tractés ou automoteurs, qui récoltent les épis débarrassés de leurs spathes. La récolte en grains, la plus répandue actuellement, nécessite l’opération de battage (réalisée par des cueilleurs-égreneurs ou des moissonneuses batteuses adaptées, munies de bec cueilleurs), et suppose un taux d’humidité compris entre 20 et 35 %. Les grains doivent être séchés à l’air chaud pour ramener le taux d’humidité à 14-15 % permettant un stockage prolongé. Le maïs-fourrage se récolte à l’aide d’ensileuses qui hachent les plantes entières lorsque le taux de matière sèche atteint 30 % (grain rayable à l’ongle). Le maïs-fourrage est destiné aux ruminants et peut être ensilé ou utilisé comme fourrage frais.
[modifier] Lutte contre les ennemis du maïs
[modifier] Ravageurs et maladies du maïs
Larve de la
pyrale du maïs, principal ravageur de cette culture en France
De nombreux « ennemis des cultures »[26], ravageurs et maladies, affectent les champs de maïs à tous les stades de la culture depuis le semis jusqu’aux épis formés. Les ravageurs animaux, insectes surtout, sont les plus dangereux mais divers moyens de lutte sont disponibles. Pour les maladies, la méthode de lutte la plus efficace est souvent de sélectionner des variétés résistantes.
Au début de la végétation, aux stade semis et jeunes plantules, la fonte des semis, due à divers champignons, nécessite une désinfection des semences. Les semences en terre peuvent être attaquées par des vertébrés : corbeaux, pies, mulots, campagnols, etc., et les plantules par des insectes ou leurs larves : courtilières, taupins, vers gris (noctuelles)... Un nouveau ravageur, la chrysomèle[27], jusqu’alors cantonnée au continent américain où venant d’Amérique centrale, elle avait envahi la Corn Belt américaine dans les années 1970 et y est devenue le principal ravageur des culture de maïs. Elle est apparu en Serbie en 1992 puis à Venise en 1998 et s’est progressivement répandue dans toute l’Europe, souvent par les aéroports, malgré les mesures de prophylaxie prise dans les différents pays. Les dégâts sont surtout dus aux larves qui se nourrissent des racines.
En cours de végétation (des premières feuilles au début de la floraison), des phénomènes de flétrissement ou dépérissement des plantes peuvent être causés par des vers gris (noctuelles,) des chenilles de sésamie, des vers blancs (hannetons)… des feuilles perforées sont la marque de la pyrale, un des ravageurs les plus dangereux, la verse peut provenir d’attaques de Nématodes des tiges et des bulbes…
En fin de végétation, se manifestent diverses maladies des tiges et des feuilles dues à la rouille du maïs (Puccinia maydis), à l’anthracnose du maïs (Colletotrichum graminicola), à l’helminthosporiose (Helminthosporium turcicum), à la fusariose de la tige (Fusarium spp.)… Les chenilles de la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) attaquent les feuilles et les tiges, provoquant souvent la cassure de ces dernières. Des tumeurs apparaissant sur les épis sont la marque du charbon du maïs (Ustilago maydis). Des noctuelles peuvent aussi dévorer spathes et grains vers le sommet des épis.
Après la récolte, enfin, les grains stockés peuvent être attaqués par diverses espèces d’insectes : charançons des grains, alucites des céréales, teignes des grains, teigne bicolore, etc.
[modifier] Méthodes de lutte
La lutte peut se faire de deux manières complémentaires :
- soit directement par des traitements chimiques (herbicides ou fongicides) à titre curatif ou préventif ;
- soit indirectement par diverses méthodes :
- recours à des variétés résistantes,
- façons culturales favorisant la résistance des plantes en cours de végétation,
- limitation des risques d’infestation par une rotation bien étudiée.
Le traitement des semences de maïs à l’aide de produits contenant du fipronil a été interdit en France depuis 2004, cette substance étant accusée de nuire aux abeilles.
La sensibilité du maïs à la pyrale a poussé à la mise au point de méthodes de lutte biologique, fondées soit sur l’utilisation de micro-organismes pathogènes, comme des bactéries (Bacillus thuringiensis) ou des champignons (Beauveria bassiana), soit sur le recours à un parasite, le trichogramme, minuscule insecte parasitoïde de l’ordre des hyménoptères, dont la femelle pond dans les œufs de pyrale. Toutefois ces techniques n’ont pas connu une très grande diffusion car plus contraignantes et pas plus efficaces que les traitements insecticides disponibles.
Une autre technique s’est considérablement diffusée dans le monde, bien qu’elle soit très contestée, la mise au point par transgenèse de variétés résistantes à la pyrale. C’est le maïs Bt autorisé aux États-Unis depuis 1995.
Le maïs est sensible à la concurrence de plantes adventices très diverses (datura, xanthium, morelle, chénopode blanc, amarante réfléchie, liseron des haies) qui peuvent considérablement affecter le rendement. Les méthodes de lutte reposent d’une part sur les façons culturales, s’agissant contrairement aux autres céréales d’une culture sarclée, d’autre part sur le désherbage chimique. Le sarclage mécanisé se pratique dans la première phase de croissance végétative, mais est relativement coûteux. Le désherbage chimique fait appel à des désherbants sélectifs. Les produits contenant de l’atrazine ne sont plus homologués en France depuis septembre 2003[28], pour éviter la pollution des nappes phréatiques, cette substance active et ses sous produits de dégradation ayant une grande rémanence.
[modifier] Classification
Le nom scientifique de l’espèce est Zea mays subsp. mays. Le nom binomial lui a été attribué par Linné en 1753 qui créa un nouveau genre pour cette plante très différente des autres graminées connues à l’époque. Le nom générique, Zea, vient d’un nom grec, zeia, qui désignait dans l’Antiquité une sorte de blé, probablement l’amidonnier[29].
Elle appartient à la famille des Poaceae et à la sous-famille des Panicoideae (comme le sorgho et la canne à sucre et à la différence des autres grandes céréales, blé, riz, orge, seigle, etc., qui relèvent de la sous-famille des Pooideae).
La classification actuelle de l’espèce et des espèces voisines résulte des travaux de Doebley et Iltis publiés en 1980. Elles sont regroupées dans la tribu des Maydeae (parfois incluse dans la tribu des Andropogoneae) qui se distingue par la monoécie, c’est-à-dire que bien que les plantes soient bisexuées, les sexes sont séparés dans des fleurs et souvent dans des inflorescences distinctes. On y trouve sept genres :
- cinq originaires de l’Ancien monde : Coix, Chionachne, Polytoca, Sclerachne et Trilobachne ;
- deux d’origine américaine :
- Zea qui se distingue par ses inflorescences mâles et femelles séparées ; il est subdivisé en deux sections :
- la section Zea qui ne comprend qu’une espèce : Zea mays, elle-même subdivisée en quatre sous-espèces[30], le maïs et trois téosintes annuelles :
- la section Luxuriantes qui comprend quatre espèces de téosintes :
- Tripsacum, genre très proche qui comprend dix-sept espèces, dont certaines sont capables de produire des hybrides avec le maïs, réparties en deux sections, Fasciculata avec cinq espèces et Tripsacum avec douze espèces[31], toutes vivaces.
La subdivision de l’espèce Zea mays en sous-espèces est sujette à débat, certains auteurs classant les téosintes annuelles en six races : Nobogame, Central Plateau, Durango, Chalco, Balsas et Huehuetenango, au lieu de trois sous-espèces.
Toutes les espèces et sous-espèces du genre Zea ont le même nombre de chromosomes (2n=20) sauf Zea perennis qui est tétraploïde (2n=40).
Le maïs a des aspects très variable.
D’innombrables formes du maïs sont cultivées. Au XIXe siècle un botaniste américain, Sturtevant, établit une classification en groupes, fondée principalement sur les caractéristiques du grain :
- Zea mays saccharata, maïs doux, aussi appelé "maïs grain", destiné à l'alimentation humaine,
- Zea mays ceratina, maïs cireux, (forte teneur en amylopectine, utilisés par certaines industries agroalimentaires ou papeteries comme épaississant),
- Zea mays amylacea, maïs farineux, peu cultivé,
- Zea mays indentata, maïs denté, caractéristique en particulier du Corn Belt américain,
- Zea mays indurata, maïs corné, cultivé en particulier en Argentine et aux États-Unis, utilisé par l’industrie semoulière (« Corn flakes »),
- Zea mays everta, maïs perlé, maïs à éclater (pop-corn),
- Zea mays tunicata, maïs vêtu.
On compte également différentes variétés comme :
- le maïs vitreux (semoules) ;
- le maïs blanc dont le grain n’est pas pigmenté (basse teneur en carotène et en xanthophylles). Ce maïs ne représente que 12 à 13 % de la production mondiale[32]. Il est cultivé surtout dans les pays africains et latino-américains pour l’alimentation humaine. Dans les pays développés, sa place est très réduite et réservée à des applications spéciales : gavage d’oies et canards pour la production de foie gras, alimentation des volailles à peau blanche (Bresse) ou fabrication d’amidons très blancs recherchés notamment en pharmacie.
Plus récemment sont apparues d’autres variétés :
La classification en groupes, considérée comme artificielle, a été remplacée au cours des soixante dernières années par des classifications multicritères faisant appel à beaucoup d’autres données. Les données agronomiques ont été complétées par des caractéristiques botaniques pour constituer une robuste classification initiale, puis des données génétiques, cytologiques, et d’autres liées aux protéines et à l’ADN, ont été ajoutées. On a désormais diverses catégories : formes (peu employées), races, complexes raciaux et plus récemment branches.
Robert Bird et Major Goodman, en 1977, reconnaissent 14 complexes raciaux, combinant caractères morphologiques et données statistiques, identifiés à partir de 20 000 populations de maïs américain[33] :
- Maïs coniques
- Maïs dentés des Caraïbes,
- Pop-corn du Sud,
- Maïs sucrés du Nord de l’Amérique du Sud,
- Maïs farineux des Terres basses,
- Groupe Chapalote,
- Groupe du Nord-Ouest de l’Amérique du Sud,
- Groupe du Sud de l’Amérique du Sud,
- Maïs cornés du Sud des Andes,
- Complexe des Andes centrale,
- Maïs dentés blancs modernes du Sud,
- Groupe Cuzco,
- Groupe Hamahuaco,
- Groupe Cravos.
Les "Northern flints" et les "Southern dents" sont les deux grand groupes de maïs tempérés de l'Amérique du Nord. Les premiers se trouvaient dans le Nord des USA actuels et au Canada et semblent avoir migré par la côte Ouest à partir des maïs de type Hopi. Ils ont des épis longs et cylindriques, une rafle blanche et huit rangs de grains plus ou moins cornés. Les seconds avaient été développés dans le sud Est des USA, leurs épis étaient cylindro-coniques avec beaucoup de rangs (jusqu'à 20) des grains profonds et dentés, des rafles parfois rouges. Les pionniers américains du XIXe siècle ont parfois mélangé les deux groupes mais par la suite les sélectionneurs modernes ont tiré profit de leur distance génétique pour créer des groupes génétiques opposés permettant la création d'hybrides F1 à forte hétérosis. Tous les hybrides actuels du Nord de l'Europe par exemple ont un parent corné d'origine majoritairement "Northern flint" et un parent denté d'origine majoritairement "Southern dent".
Le maïs possède dix paires de chromosomes (n = 20)[34]. La longueur combinée des chromosomes est de 1 500 centiMorgan. Certains chromosomes du maïs présentent des « renflements hétérochromatiniens » : domaines hétérochromatiques hautement répétitifs qui se teintent en sombre. Ces renflements sont polymorphiques aussi bien dans les souches de maïs que de téosinte. Barbara McClintock utilisa ces renflements comme marqueurs pour démontrer sa théorie des transposons qui lui valut le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1983. Le maïs reste encore aujourd’hui un important organisme modèle pour la génétique et la biologie du développement.
Il existe aux États-Unis un conservatoire de maïs mutants, le Maize Genetics Cooperation - Stock Center, créé par le service de recherches agricoles du ministère américain de l’agriculture et situé dans le département des sciences agronomiques de l’université de l'Illinois à Urbana-Champaign. La collection comprend au total près de 80 000 échantillons. L’essentiel de la collection consiste en plusieurs centaines de gènes identifiés, plus des combinaisons de gênes supplémentaires et d’autres variations héréditaires. Il y a environ 1 000 aberrations chromosomiques (par exemple translocations et inversions) et des cas de nombres anormaux de chromosomes (par exemple tétraploïdes). Les données génétiques décrivant la collection de maïs mutants ainsi que de nombreuses autres données sur la génétique du maïs peuvent être consultées (en anglais) à l’adresse MaizeGDB, la base de données de la génétique et de la génomique du maïs.
En 2005, aux États-Unis, la Fondation nationale des sciences (NSF), le ministère de l’Agriculture et le ministère de l’Énergie ont créé un consortium pour séquencer le génome du maïs. Le séquençage qui résultera de ces recherches sera immédiatement déposé dans la GenBank (banque de gènes), institution publique chargé de conserver les données de séquençage du génome. Le séquençage du génome du maïs a été considéré comme difficile à cause de sa grande taille et des arrangements génétiques complexes. Le génome compte 50 000 à 60 000 gènes répartis parmi les 2,5 milliards de bases (molécules qui forment l’ADN) constituant ses dix chromosomes (à titre de comparaison, le génome humain contient environ 2,9 milliards de bases pour 20 000 à 25 000 gènes[35]).
Des recherches en cours au Centre international d'amélioration du maïs et du blé (Cimmyt), en collaboration avec l’IRD[36], visent à créer un maïs apomictique par hybridation avec une graminée sauvage apparentée, Tripsacum dactyloides. Ce maïs modifié permettrait de produire des graines sans fécondation, facilitant ainsi la production de semences performantes.
[modifier] Sélection variétale
Le maïs a été sélectionné empiriquement au cours des siècles par les agriculteurs eux-mêmes qui pratiquaient une sélection massale (épis de grosse taille). Jusqu'en 1935, les agriculteurs cultivaient des variétés traditionnelles (qui étaient en fait des populations légèrement hétérogènes permettant une fécondation correcte du fait de l’allogamie de la plante puisque même si l’autofécondation existe chez le maïs sur environ 5 % des plants, celle-ci a un effet néfaste sur la production de la descendance).
Après la découverte de l'effet d'hétérosis aux USA au début du XXe siècle, des semences de maïs hybrides ont été développées afin d'améliorer la productivité. La production de semences est depuis basée sur ce principe et cherche à produire des parents dont la descendance hybride sera vigoureuse tout en répondant aux autres exigences des producteurs (couleur et composition du grain par exemple)[37].
L’origine des variétés hybrides est très étroitement liée à la culture du maïs aux Etats-Unis. Leur invention, puis leur développement y fait suite à une intense activité de sélection (massale) de variétés populations, conduite par des agriculteurs, appuyés ensuite par les stations de recherches publiques du Corn Belt, mises en place à la suite du Homestead act de 1862[38]. À partir de variétés-populations indigènes, l’ensemble de ces efforts ont conduit dès la fin du 19ème siècle à la création d’un matériel original, les variétés populations du corn belt à grains dentés, qui combinaient des caractéristiques d’adaptation climatique et de productivité. Certaines de ces variétés populations ont eu une diffusion importante, telle Reid Yellow Dent, créée en 1847. Malgré l’intensification de ces efforts d’amélioration des variétés populations et la mise en place de concours agricoles destinés à récompenser les plus beaux épis, les corn-show[39], on constate une stagnation de la productivité par unité de surface dans les décennies qui suivent la mise en place des premières statistiques agricoles (1865). Cette stagnation est sans doute liée pour partie à l’augmentation des problèmes de maladies, masquant le progrès génétique[40]. D’autres éléments vont toutefois dans le sens d’un progrès génétique très faible. Cette stagnation peut s’expliquer par la très faible efficacité de la sélection massale pour améliorer des caractères à faible héritabilité comme la productivité d’une plante individuelle[41].
Le maïs connut une modification de ses conditions de développement lorsqu'il fut intégré à une monoculture intensive avec de haute densité de population et un accès restreint aux nutriments car ce changement eu lieu avant le recours massif aux engrais chimiques. Cela conduisit les cultivateurs à effectuer notamment une sélection apicale des épis, où seul l’épi supérieur accédait pleinement aux ressources nécessaires aux dépens des autres épis qui étaient en plus souvent retirés. Un grand nombre de variétés de climat tempérés sont donc génétiquement enclines à n'amener qu'un ou deux épis à pleine maturité. La culture du maïs en milieu tempéré a également induit une sélection qui a entrainé des différences notables entre les variétés tempérées et tropicales. Ainsi, une variété tropicale actuelle plantée en milieu tempéré y atteint rarement la période de fructification (en raison d'une photopériode inadaptée, durée du jour trop importante) et peut continuer à pousser jusqu'à plus de 8 mètres, ce qui peut en faire un atout intéressant pour la culture de biocarburant (en culture expérimentale, on peut contourner ce problème en couvrant ces plants vers 18h pour simuler la tombée de la nuit).
Les plus gros progrès en matière de rendement reposent sur le développement des hybrides dits « F1 », hybrides de première génération issus du croisement de lignées pures[42]. Les hybrides F1 se caractérisent par une très grande vigueur, due à l’effet d’hétérosis et par une grande homogénéité morphologique, ce qui favorise la mécanisation de la culture.
La sélection des lignées vise à obtenir des hybrides disposant de différents caractères, différents d’une région ou d’un continent à l’autre, en fonction des objectifs de la culture. Les principaux facteurs recherchés en culture intensive sont :
- la productivité, régularité du rendement, prolificité (aptitude à produire plusieurs épis),
- la précocité,
- résistance à la verse en végétation et à la verse parasitaire,
- résistance à la sécheresse,
- résistance au maladies (helminthosporiose, charbons...) ou aux insectes (pyrale du maïs, Ostrinia nubilali),
- résistance aux herbicides
- tolérance aux faibles niveaux d'intrant,
- teneur en protéines (lysine, tryptophane, ...), lipides ou amidon
- valeur fourragère,
- vitesse de dessiccation du grain,
- augmentation des densités de peuplement,
L’arrivée des hybrides a constitué une véritable révolution dans le monde agricole. L’agriculteur est devenu dépendant du fournisseurs de semences, les grains récoltés ne pouvant plus être semés (à cause de la disjonction des caractères à la deuxième génération).
Le maïs est une plante exigeante en soins et en travail, sa culture nécessite du matériel et donc des investissements importants, la mise en place de système d’irrigation (en zone non tropicale), le remplacement des cultures traditionnelles… Elle implique également un lien plus fort avec les sociétés semencières, puisque la semence doit être achetée chaque année. Malgré ces contraintes, largement compensées par les avantages des nouvelles semences, les surfaces cultivées en maïs représentent près de trois millions d’hectares en France. En particulier, le maïs y est devenu le premier fourrage vert annuel pour l’alimentation des bovins.
Aujourd’hui, les progrès techniques permettent de développer des variétés transgéniques en y incorporant en laboratoire les caractéristiques recherchées, en particulier la résistance à des insectes (pyrale, sésamie) ou à des herbicides (glufosinate). Le développement des cultures de maïs OGM a pris une certaine extension en Amérique du Nord (États-Unis, Canada) ou du sud (Brésil, Argentine), mais s’est heurté à une opposition marquée en Europe, en particulier en France où le maïs est devenu le symbole des OGM, spécialement chez les opposants aux OGM.
[modifier] Variétés de maïs OGM
Compte tenu des enjeux économiques très importants qu’il représente au niveau mondial et particulièrement aux États-Unis, le maïs est un champ d’application privilégié pour les OGM (80 % du maïs aux États-Unis contient des traits génétiques sous licence de Monsanto[43]). Des variétés modifiées génétiquement pour résister à des herbicides ou à certains ravageurs (pyrales, sésameis, chrysomèles) ont été produites par les grands semenciers internationaux, notamment Monsanto, mais leur importation est interdite par certains États.
Il existe des zones protégées où la culture de maïs de consommation est soumise à dérogation et qui privilégient donc la production de semences de maïs, facilitant ainsi l'isolement des parcelles et une éventuelle contamination par le pollen. Leurs limites sont définies par arrêtés ministériels[44]
[modifier] Aspects économiques
[modifier] Production et débouchés
Le maïs est la céréale la plus cultivée au monde, la production de grains devançant légèrement celles du riz et du blé. D’importantes surfaces sont également consacrées à la production de maïs-fourrage destiné à l’alimentation du bétail soit en vert, soit sous forme d’ensilage. À titre d’exemple, en France, le maïs-fourrage occupe 44 % de la sole plantée en maïs, soit environ 3,2 millions d’hectares[45].
| 2008 |
Production
millions de tonnes |
Surface cultivée[46]
millions d’hectares |
Rendement
quintaux/hectare |
 États-Unis |
307,4 |
31,8 |
96,6 |
 Chine |
166,0 |
29,9 |
55,6 |
 Brésil |
59,0 |
14,4 |
40,9 |
 Mexique |
24,3 |
7,4 |
33,1 |
 Argentine |
22,0 |
3,4 |
64,5 |
 Inde |
19,3 |
8,3 |
23,2 |
 Indonésie |
16,3 |
4,0 |
40,8 |
 France |
15,8 |
1,7 |
92,9 |
 Afrique du Sud |
11,6 |
2,8 |
41,4 |
 Canada |
10,6 |
1,2 |
90,6 |
 Italie |
9,5 |
1,1 |
90,1 |
 Roumanie |
7,8 |
2,4 |
32.3 |
| Monde |
822,7 |
161,0 |
51,1 |
| Source : Faostat[47] |
Les deux premiers producteurs, États-Unis et Chine, représentent près de 60 % du total mondial, 40 % pour les premiers et 20 % pour la seconde. En Europe, la France, l’Italie et la Roumanie sont les principaux producteurs. Le record de production est de 820 millions de tonnes en 2008.
Les exportations mondiales représentent environ 100 millions de tonnes, soit 14 % de la production. Les cinq principaux pays exportateurs, plus de 80 % du total mondial, sont, en 2005, les États-Unis d’Amérique (49,2 Mt), l’Argentine (14,8 Mt), la Chine (9,1 Mt), la France (7,8 Mt) et l’Ukraine (3,1 Mt). La France exporte principalement vers ses partenaires de l’Union européenne qui est globalement déficitaire.
Les pays importateurs sont beaucoup plus diversifiés ; les cinq premiers, représentant un peu plus de 50 % du total sont, en 2005, le Japon (16,7 Mt), la Corée du Sud (8,7 Mt), le Mexique (6,0 Mt) l’Égypte (5,9 Mt) et la Chine (5,3 Mt).
Les cultures de maïs transgénique ont porté, en 2006, sur 25,2 millions d’hectares répartis dans 13 pays, soit 25 % du total des cultures transgéniques au niveau mondial et 17 % environ des surfaces cultivées en maïs[48].
Consommation mondiale (1999) : 593 millions de tonnes, dont
- États-Unis : 187 Mt
- Chine : 120 Mt
- Union européenne : 37 Mt
- Brésil : 34 Mt
- Mexique : 23 Mt
Les dix principaux producteurs de maïs
Consommation moyenne d’aliments issus du maïs par habitant :
- plus de 100 kg/an
- de 50 à 99 kg/an
- de 19 à 49 kg/an
- entre 6 et 18 kg/an
- moins de 5 kg/an
[modifier] Problèmes environnementaux en Europe
Le maïs est une plante originaire de zones tropicales, ses racines peuvent plonger à jusqu'à 1,5 m de profondeur[49] mais dans les fait les semelles de labour (ou plateau de travail du sol), l'arrosage trop précoce et les sols superficiels ne lui permettent pas d'explorer cette profondeur de sols. Culture de printemps, sa période de croissance maximum et de formation des grains en fin de printemps et en été, période de plus faibles pluviométries en zones tempérées, notamment méditerranéenne. Ces caractéristiques sont adaptés à la croissance dans les régions tropicales où les pluies tombent en jours longs. Dans des régions tempérées, comme la France, le recours à l’irrigation peut s’avérer nécessaire pour environ 25 % des surfaces cultivées[50]. Par son origine tropicale, le maïs dispose d’une physiologie plus efficace que d’autres cultures issues d’Europe (physiologie dite en C4). Par mm d'eau le maïs produit plus de grain que le blé et il est particulièrement efficace pour produire du fourrage[51], mais le maïs concentre ses besoins en été. Dans les régions où le maïs est cultivé intensivement en culture irriguée de nombreux cours d'eau se sont asséchés [réf. nécessaire], entraînant des mesures de restriction des usages et demandant la construction de nouvelles retenues pour le stockage de l’eau issue des précipitations d’automne ou d’hiver.
En Europe, les maïsiculteurs reçoivent des aides directes à l’hectare dans le cadre de la politique agricole commune. Ces aides, applicables également aux autres céréales, sont dans certains cas modulées selon le type de culture, sèche ou irriguée, et plus élevées dans ce dernier cas, les rendements de référence étant nettement élevés. Ces aides directes sont destinées à disparaître dans le cadre de la réforme en cours.
[modifier] Exemple du Marais Poitevin
Dans le Marais Poitevin, zone humide autrefois plus étendue, une partie des terres ont été drainées pour les rendre cultivables. Le marais est aujourd’hui divisé en deux parties, l’une encore humide et l’autre sèche, des écluses permettent de retenir de l’eau jusqu’en juin et fournissent ensuite un approvisionnement minimum dans cette région pendant la saison chaude.
Certains agriculteurs cultivent différentes cultures dont le maïs dans la zone asséchée, et pompent, quand cela est nécessaire, de l’eau dans la nappe phréatique pour irriguer ces cultures, provoquant la remontée d’eau salée des profondeurs. Cela a pour effet d’étendre la zone de salinité, et de rendre des terres totalement inaptes à certaines cultures. Les bovins paissant cette herbe salée sont toutefois une particularité de la région.
[modifier] Normes de commercialisation internationales
[modifier] Notes et références
- ↑ Maïs, mythe et réalité, JP Gay, éd. Atlantica, 1999, page 21
- ↑ Ogden et al., 1969
- ↑ Etude de la dispersion atmosphérique du pollen de maïs - N. Jarosz - 2004
- ↑ Girardin, 1998
- ↑ Coe et al., 1988
- ↑ Phases de la germination du maïs.
- ↑ Mécanismes de résistance du maïs contre Ostrinia nubilalis, INAPG.
- ↑ Voir Les chloroplastes d’une plante en C4, le maïs sur le site de l’université Pierre-et-Marie-Curie.
- ↑ JP Gay Maïs, mythes et réalités, op. cité, page 49.
- ↑ Le rendement en grain dépend aussi de l’indice de récolte, c’est-à-dire le rapport du poids des grains par rapport à la matière sèche totale. Il est d’environ 50 % pour les maïs « hybrides ».
- ↑ JP Gay Maïs, mythes et réalités, op. cité.
- ↑ Corn Growth Stages
- ↑ Maïs, mythes et réalités, JP Gay, page 116.
- ↑ Video : L'Histoire du maïs.
- ↑ (en) Edible plants of the world[PDF], Sturtevant
- ↑ Lettre au roi d’Espagne par Christophe Colomb au retour de son troisième voyage aux Indes occidentales, citée par JP Gay in Maïs, mythes et réalité.
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- ↑ http://www.arvalisinstitutduvegetal.fr/fr/ideeMaisDetail.asp?7
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- Le maïs ou blé de Turquie apprécié sous tous ses rapports, mémoire couronné le 25 août 1784 par l’Académie royale des sciences, belles-lettres et arts de Bordeaux, Antoine-Augustin Parmentier, nouvelle édition, revue et corrigée. Paris, Impr. impériale, 1812.
- Histoire naturelle, agricole et économique du maïs, Matthieu Bonafous, Paris, Mme Huzard, 1836.
- Les plantes cultivées et l’homme, J.R. Harlan (traduction de J. Béliard et B. Fraleigh), éd. ACCT/CILF/PUF, 1987.
- L’homme et les plantes cultivées, A.G. Haudricourt, L. Hédin (préface de Michel Chauvet), éd. A.M. Métailié, 1988.
- Fabuleux maïs, histoire et avenir d’une plante, J.P. Gay, éd. AGPM, 1984.
- Maïs, mythe et réalité, J.P. Gay, éd. Atlantica, 1999, (ISBN 2-84394-128-8).
- Histoires de maïs, d’une divinité amérindienne à ses avatars transgéniques, Maryse Carraretto, CTHS, 2005, (ISBN 2-7355-0577-4).
- Le maïs dans la nutrition humaine, FAO, 1993.
- Le maïs, coll. Le technicien d’agriculture tropicale, Guy Rouanet, éd. Maisonneuve et Larose / ACCT, 1984.
- Le maïs et la biodiversité - Les effets du maïs transgénique au Mexique, rapport de la Commission de coopération environnementale, 2004.
- Écophysiologie du maïs, Philippe Girardin, éd. AGPM, Montardon, 1999, (ISBN 2-900 189-41-1).
- Le maïs et ses industries, éd. Association générale des producteurs de maïs, Montardon, 1994.
[modifier] Articles connexes
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