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Maïs

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Maïs


Le maïs (Zea mays L.), 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.


Sommaire

Description

Plan de maïs [1]


  • Le maïs est une plante herbacée annuelle monoïque dicline de taille variable (de 40 cm jusqu’à 6m, généralement entre 1 et 3m pour les variétés couramment cultivées).
  • La tige unique, longue d’1,5 à 3,5 m et de gros diamètre variant de 5 à 6 cm est pleine, est 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 dix 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.
  • La fleur mâle, qui s’épanouit au niveau du bourgeon terminal, est appelée panicule. La fleur femelle, située sur les bourgeons secondaires, forme les épis qui portent les grains.
  • 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. Ces racines d’ancrage permettent d'éviter la verse.

Tallage

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 quand le maïs se trouve 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 quarante 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.

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.


Phase végétative

Racines adventives de deux plans de maïs

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[2]. 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. Des couches de racines adventives se développent sur deux, trois ou quatre nœuds au-dessus de la surface du sol. Appelées racines coronaires, elles ont une fonction d'ancrage. La liaison entre la verse et l'enracinement d'ancrage est cependant faible, l'influence du milieu restant prépondérante malgré une variabilité génétique importante en ce qui concerne la sensibilité à la verse[3].


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 entre fin septembre et novembre selon les variétés. La récolte a lieu lorsque la plante jaunit et se dessèche. La plante entière peut également être récoltée et ensilée avant la maturité du grain (septembre).


Les professionnels du maïs utilisent le nombre de feuilles présentes sur la plante pour décider des actions à mener pendant sa croissance[4]. Ainsi, lorsque la plante a développé une première feuille complète (collerette bien apparente), c'est le stade V1 où il faut désherber. Au stade V8 (8e feuille complète), on recommande un apport d'engrais pour une bonne fructification. Au stade V10, on démarre l'irrigation dans les zones où elle est nécessaire, etc.


Résistance naturelle

Les jeunes plants de maïs accumulent une substance particulière, un acide hydroxamique (2,4-dihydroxy-7-méthoxy-1,4-benzoxazin-3-one ou DIMBOA) qui crée une résistance naturelle[5] 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.


Reproduction

Panicule (inflorescence mâle)
Les soies (inflorescences femelles)

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 nœuds foliaires. La montaison, qui est l’élongation des entre-nœuds, 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).

La pollinisation : 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[6]. Le pollen du maïs contient 60 % d'eau et se dessèche de façon importante en environ quatre heures. L'essentiel de la pollinisation a donc lieu entre dix heures et douze heures pendant la période de cinq à huit jours que dure l’anthèse (floraison mâle) pour un même panicule[7]Modèle:,[8]Modèle:,[9]. À l’échelle d’un champ, la durée de pollinisation est de six à dix-huit 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 500 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. Si on souhaite obtenir des variétés pures, notamment pour la production de semences, le champ doit être isolé d'une autre culture de maïs d'au moins 300 m.

L'épi

Soies sur l'épi de maïs

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. Cependant on ne peut pas trop « descendre » l'épi par sélection car on perd du rendement en raison d'une pénétration de la lumière plus difficile vers les feuilles basses.

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.

L'épi contient toujours un nombre pair de rangées de grains mais ses dimensions sont très variables (longueur de 5 à 45 cm, diamètre de 3 à 8 cm). Il contient le plus souvent 400 à 500 grains à maturité mais ce nombre peut aller jusqu'à mille. Une tige donne généralement naissance à un ou deux épis, jusqu'à une demi-douzaine ou plus. Un pied de maïs peut avoir plusieurs tiges secondaires, appelées talles, généralement un ou deux, jusqu'à une demi-douzaine ou plus également. Le nombre d'épis par pied, en comptant les talles qui elles-mêmes peuvent porter autant d'épis que la tige principale, peut donc aller de quelques-uns à une trentaine. Le nombre d'épis par pied dépend des modalités culturales, voire de la variété, ces deux items s'inscrivant du moins dans un tout[10] [11].

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. On distingue les lévogyres et les dextrogyres suivant le sens de la rotation en partant de la base de l'épi.

Structure et composition du grain

Grain de maïs [1]

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, il est diploïde.
  • l’amande ou albumen, tissu de réserve (blanc ou jaune), essentiellement composé de grains d’amidon, sauf la couche périphérique située sous le péricarpe qui contient des grains d’aleurone (incolore, rouge ou violet) 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 triploïde (à 3n chromosomes).
  • l’enveloppe extérieure, fine membrane (incolore, rouge ou violette) 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.

La grosseur et le poids du grain dépendent de la variété. En moyenne, le poids de 1000 grains oscille entre 200 et 350 grammes, et peut être de 13 à 700 g selon la variété considérée.

Typologie

Classement par type de grains

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 amylacea : maïs farineux, peu cultivé
  • Zea mays ceratina : maïs cireux ou waxy (forte teneur en amylopectine, utilisés par certaines industries agroalimentaires ou papeteries comme épaississant)
  • Zea mays everta : Pop-corn, maïs à éclater, maïs perlé
  • Zea mays indentata : maïs denté, caractéristique en particulier du Corn Belt américain (maïs tardif)
  • Zea mays indurata : maïs corné, maïs précoce cultivé en particulier en Argentine et aux États-Unis, utilisé par l’industrie semoulière (« Corn flakes »)
  • Zea mays saccharata : maïs doux, aussi appelé « maïs grain », destiné à l'alimentation humaine
  • Zea mays tunicata : maïs vêtu


On compte également différentes variétés cultivées

  • 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. 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 (qui reste ainsi clair), alimentation des volailles à peau blanche (Bresse) ou fabrication d’amidons très blancs recherchés notamment en pharmacie.

Plus récemment sont apparues d’autres variétés

  • Des maïs riches en huile (l’huile de maïs est appréciée dans l’alimentation humaine par la présence d’antioxydants qui la rendent plus stable)
  • Des amylomaïs (forte teneur en amylose, utilisée par l’industrie pour la production de films pour l’emballage des aliments)
  • Des maïs riches en lysine
  • Des variétés mâle-stériles


Culture

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 de respecter certains indices agroclimatiques et nécessite un lien plus fort avec les sociétés semencières, puisque la semence hybride doit être achetée chaque année pour permettre une meilleure productivité.

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 soit environ 10 % des surfaces cultivables. En particulier, le maïs y est devenu le premier fourrage vert annuel pour l’alimentation des bovins.


Période et climat

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 degrés jours de croissance dépendant de la variété).


Mais Cycle.jpg


Semé au printemps (1), les premières feuilles apparaissent en juin, c’est ce qui s’appelle "le stade 4 feuilles" (2).

Le maïs fleurit en juillet-août (3) transformant le bourgeon terminal en panicule (fleur mâle contenant le pollen).

Les bourgeons secondaires (fleurs femelles) formeront les épis portant les grains.

Après la floraison et la fécondation des grains par le pollen, les épis se remplissent de grains et murissent tout l’été (4) avant d’être récoltés au début de l’automne (5).


Types de sol

C’est une culture qui préfère les sols profonds et riches mais qui peut s’accommoder de conditions plus difficiles, comme des sols sableux, argileux ou 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 ses importants apports de matière organique (huit à dix tonnes par hectare) 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.


Fertilisation

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/ha, mais peuvent être réduites de moitié en cas de précédent légumineuse ou d’engrais vert intercalaire.


Semis

Champ de maïs à peine levé

Le semis se fait à l’aide de semoirs de précision, permettant de contrôler tant la profondeur (3 à 5 cm), l’écartement des lignes que la densité sur les lignes. L'implantation optimale pour les cultivars de maïs cornés modernes (grains et fourrage) est composée de rangs espacés de 75 cm (pour un bon ensoleillement) avec un plant tous les 13 cm (pour une bonne irrigation et un bon développement racinaire) soit 102 500 plants/hectare. On obtient ainsi de beaux épis, peu de verse et une bonne tolérance à la sécheresse. Plus on augmente la densité du semis, plus les plants sont grands mais avec une tige plus fine et de plus petits épis plus ou moins développés. Les semis les plus denses sont donc réservés aux maïs cornés précoces (à plus faible développement). Les maïs dentés tardifs sont plutôt plantés à une densité de 90 000 plants/hectare (1 plant tous les 15 cm au lieu de 13)[12].

Dans un sol suffisamment alimenté en eau, l’aire d’absorption des racines du maïs vaut 1,2 fois la surface de projection couverte par l’appareil aérien. Cette aire peut couvrir 2,2 fois la surface de projection du feuillage sur le sol dans une zone plus sèche. De plus, le maïs garde l’efficacité de son feuillage pratiquement jusqu’à la maturation du grain et a donc besoin de lumière de la tête au pied[13].

Il faut noter que l'implantation en rangs jumeaux (twin row corn) est de plus en plus recommandé par les experts car elle permet d'augmenter la productivité.

Le semis doit se faire le plus tôt possible, dès que la température de la terre dépasse 10 °C (entre la fin-mars et la mi-mai dans l’hémisphère nord) pour :

  • favoriser l’enracinement précoce des plantes, permettant une meilleure résistance à la sécheresse d’été et car les journées du mois de mai sont plus efficaces en moyenne, sur la croissance du maïs, que les journées du mois de septembre[14]
  • faire coïncider au maximum la période de floraison avec la période de plus forte luminosité (20 juin)
  • obtenir une récolte précoce en automne.

Il est possible de semer dès fin mars car, avant le stade 6 feuilles, le gel n’est pas irréversible, le plant de maïs a la capacité de repartir en végétation même si des gels tardifs surviennent début mai. Ainsi la floraison peut se faire dès la fin juin, ce qui favorise le bon développement de la plante grâce aux longues journées du solstice d'été.

Irrigation

Avec son système racinaire superficiel, le maïs nécessite une importante irrigation en zones à étés secs comme le Sud de l'Europe. Selon le type de climat et de sol, les besoins varient de 800 à 1 500 m3 d'eau/ha par mois de la floraison jusqu'à la maturation des grains[15] (la solution la plus économique en eau est le goutte à goutte enterré[16]). Dans les zones plus humides, les grands producteurs de maïs dans le monde (États-Unis, 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 sans irrigation artificielle toute l'année et donner jusqu'à trois récoltes par an.


À titre de comparaison, pour 1 kg de matière sèche produite :

Le maïs est donc la plante qui utilise de façon la plus efficiente l'eau qu'elle reçoit. Mais le maïs a particulièrement besoin d'eau et de nutriments en été notamment à partir du stade 10 feuilles pour les variétés précoces (12 feuilles pour les tardives) et pendant au moins tout le mois suivant soit au début de la période de formation des grains allant de 60 à 90 jours après le semis[17]. Pendant cette période de fructification (de fin juin à la mi-août dans l'hémisphère Nord), le maïs consomme de l'ordre de 4 mm d'eau par jour voire plus en cas de très fortes chaleurs. S'il ne pleut pas et dans un sol sableux qui a une faible réserve utile d'eau (de l'ordre de 25 mm), il faut irriguer tous les 6 jours en apportant les 24 mm d'eau/m2 consommés soit 1 250 m3 d'eau/mois par ha.


Démonstration d'un système d'irrigation goutte à goutte enterré sur maïs :


Récolte

La récolte du maïs peut se faire en épis, en grains ou plante entière.

À la main

La récolte manuelle des épis demande entre 120 et 200 heures de travail par hectare. Elle est généralement effectuée sans outil bien qu'il existe des crochets à fixer sur une main pour faciliter l'épanouillage (Fait de sortir l'épi de maïs de sa panouille, de son enveloppe de feuilles). La récolte plante entière pour l'affouragement en vert est effectuée à l'aide d'une faucille.

En épis

Corn cribs2.JPG

La récolte en épis est plus précoce, à un taux d’humidité allant de 30 à 45 %. Les épis sont séchés naturellement en silos-cage (cribs). On utilise à cet effet des cueilleurs-épanouilleurs (ou corn-pickers) tractés ou automoteurs, qui récoltent les épis débarrassés de leurs spathes. Un corn-picker un rang permettait de récolter environ 4 hectares par jour. Le séchage en cribs a été très utilisé dans les zones les plus septentrionales et lorsque les carburants nécessaires au séchage artificiel étaient chers. Lorsque les épis sont secs, c'est-à-dire à la fin du printemps suivant, ils sont récupérés pour être battus à poste fixe. La récolte en épis est toujours privilégiée pour les maïs destinés à la consommation humaine en grains (pop-corn) et pour la production de semences. Elle est appréciée pour le gavage des palmipèdes gras destinés à la production de foie gras. Ce type de stockage transitoire lorsqu'il est réalisé en plein air prédispose cependant à la contamination des grains par des moisissures.

Après battage, il reste la rafle de maïs récupérable.

La récolte en épis est obligatoire pour la consommation en épis (maïs doux,...)

Ce type de récolte pourrait être remis à l'honneur pour des raisons écologiques d'autant plus que l'automatisation des cribs est possible.

Plante entière

Récolte du maïs ensilage à l’aide d’une ensileuse

Le maïs ensilage 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 utilisé comme fourrage frais mais il est généralement ensilé. Cette méthode est aussi utilisée pour la production de biogaz.

Stockage

Après séchage et éventuellement dépoussiérage, le maïs en grains est le plus souvent conservé en cellules ventilées si besoin comme les autres céréales.

Les semenciers conservent leurs semences pour l'année suivante sous des hangars bien secs sans plus car les conditions de stockage influent peu sur le pouvoir germinatif des grains lors des douze premiers mois. Pour une conservation sur deux ans et plus, ils utilisent des chambres froides à 10 °C et 50 % d'humidité. Les particuliers peuvent conserver leurs semences au réfrigérateur. La règle de base pour la conservation des semences est d'éviter les changements fréquents de température et de taux d'humidité.


Rotations

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.

Le broyage des résidus de maïs réduit les risques de contamination en Don (déoxynivalénol). Pour en apprendre plus sur le sujet : Le broyage des résidus de maïs réduit les risques de contamination en Don - Arvalis infos


Ravageurs et maladies

Larve de la pyrale du maïs, principal ravageur de cette culture en France
Chrysomèle des racines du maïs, un ravageur récemment apparu en Europe
Dégâts du charbon du maïs (Ustilago maydis) sur épi

De nombreux « ennemis des cultures », ravageurs et maladies, affectent les champs de maïs à tous les stades de la culture depuis le semis jusqu’aux épis formés. Ainsi, un hectare de maïs en végétation renferme en moyenne entre 300 000 et 400 000 insectes. 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

  • Au 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.
  • Les plantules peuvent être attaquées par des insectes ou leurs larves : courtilières, taupins, vers gris (noctuelles), etc.
  • Les racines sont attaquées par les larves d'un nouveau ravageur : la chrysomèle, 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 cultures de maïs.

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), etc.
  • 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

  • Diverses maladies des tiges et des feuilles se manifestent, elles sont 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.), etc.
  • 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

  • Les grains stockés peuvent être attaqués par diverses espèces d’insectes : charançons des grains, alucites des céréales, teignes des grains, teigne bicolore, etc.

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.


Une autre technique naturelle et logique est la méthode push-pull (chasser-attirer): consistant à chasser les insectes ravageurs d'une culture principale et à les attirer vers la lisière du champ.


Adventices

En zone tempérée, le maïs est sensible à la concurrence de plantes adventices très diverses (datura stramoine, lampourde commune, morelle noire, chénopode blanc, amarante réfléchie, liseron des haies, etc.) 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 des triazines comme l’atrazine ne sont plus homologués en France depuis septembre 2003, pour éviter la pollution des nappes phréatiques, cette substance active et ses sous produits de dégradation ayant une grande rémanence.

Méthode de lutte

Adapter la stratégie de désherbage à la flore présente

Le type de flore dominante dans la parcelle guide le choix de la stratégie de désherbage. Si la parcelle est infestée principalement par des graminées estivales, il est conseillé d’intervenir en pré-levée avec un herbicide racinaire. A l’inverse, si la flore se compose majoritairement de dicotylédones, les produits foliaires en post-levée offrent les plus larges spectres d’efficacité.

Le désherbage du maïs est un point crucial de l’itinéraire technique pour la réussite de la culture, et ce d’autant plus que les semis sont précoces. En effet, le temps d’installation de la culture est plus long, et les gabarits de maïs sont plus compacts, laissant entrer la lumière plus durablement entre les rangs. Par conséquent, en l’absence d’un désherbage efficace en début de cycle, la compétition des adventices sur le maïs se fait plus durement ressentir.


Il existe quatre grands types de stratégies de désherbage

  • Tout en pré-levée avec des herbicides racinaires
  • Tout en post-levée avec des herbicides foliaires
  • Un programme pré + post-levée
  • Une stratégie mixte combinant interventions chimiques et mécaniques

C’est le type de flore dominante dans la parcelle qui guide le choix de la stratégie.

Privilégier les traitements racinaires en pré-levée pour les graminées

Dans les parcelles où les graminées estivales sont prépondérantes, un traitement en pré-levée avec des produits racinaires est conseillé afin de viser l’efficacité maximale et de lever précocement la concurrence. En effet, les graminées ayant souvent des levées échelonnées, leur contrôle en post-levée du maïs est nettement plus délicat. De plus, en post-levée, seuls des herbicides de la famille des sulfonylurées sont disponibles et le recours à des herbicides racinaires en pré-levée permet d’introduire un mode d’action différent pour le contrôle des graminées dans la rotation. En l’absence de dicotylédones difficiles et avec une faible pression des dicotylédones classiques, un traitement en pré-levée peut suffire, mais c’est de plus en plus rare. Un rattrapage de post-levée se justifie le plus souvent pour la gestion des dicotylédones annuelles et vivaces.

Désherber en post-levée les dicotylédones

A l’inverse, si la flore dominante de la parcelle se compose essentiellement de dicotylédones, un traitement en post-levée est plus approprié. Une vigilance toute particulière doit être accordée aux dicotylédones difficiles. Ces dernières sont mal contrôlées par les herbicides racinaires, et sont difficiles à détruire à des stades avancés (supérieurs à 3 feuilles). Il ne faut donc pas hésiter à intervenir en post-levée précoce sur des adventices jeunes (stades 2-3 feuilles), à condition que le maïs ait dépassé le stade pointant pour éviter tout problème de phytotoxicité. Dans le cas d’une parcelle fortement infestée en graminées et dicotylédones difficiles, un programme pré + post-levée est indispensable afin de garder sous contrôle les adventices.

Intégrer le désherbage mécanique dans l’itinéraire cultural

Une autre possibilité consiste à combiner interventions chimiques et mécaniques. Trois stratégies se dégagent :

  • un traitement en pré-levée suivi d’un passage de bineuse en post-levée entre 3 et 7 feuilles du maïs selon le stade des adventices
  • un traitement en post-levée précoce suivi d’un passage de bineuse
  • un passage de herse étrille ou houe rotative avant la levée du maïs suivi d’un rattrapage chimique en post-levée

Les résultats des différents essais conduits sur cette thématique montre que l'option "binage", après une pré-levée ou une post-levée chimique, semble plus fiable que l'intervention mécanique précoce avec herse ou houe rotative.

Cependant, le désherbage mécanique est plus délicat à mener car le nombre de jours disponibles est plus faible que pour un désherbage chimique. De plus, le débit de chantier d’une bineuse est plus faible que celui d’un pulvérisateur.


Proscrire le désherbage mécanique sur les vivaces Le désherbage mécanique est à proscrire en cas de présence de vivaces car il accélère leur multiplication végétative. En effet, le passage des outils de désherbage mécanique sectionne les rhizomes. Or chaque portion de rhizome peut donner naissance à une nouvelle plante.


Pour en apprendre plus sur le désherbage du maïs :

Utilisation

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 agroalimentaires, y compris pour la production d’alcool comme biocarburants, biogaz ou bioplastiques.

L'alimentation animale

Une part importante du maïs produit en France est destinée à l’alimentation animale et plus particulièrement à nourrir les animaux d’élevage. Le maïs grain (riche en amidon et en huile pour les bovins, les volailles et les porcins) et le maïs fourrage (pour les ovins et les bovins) constituent un débouché majeur de la production totale de maïs.

Maïs fourrage & maïs ensilage

Le maïs fourrage désigne le maïs quand il est utilisé en plante entière pour l’alimentation des animaux. Il est récolté précocement (avant d’être sec) à l’aide d’une ensileuse : tiges, feuilles, rafles et grains sont broyés et tassés dans des silos puis recouverts d’une bâche hermétique, et conservé sous forme d’ensilage (méthode de conservation de fourrage humide grâce à la fermentation). L'utilisation du maïs ensilage en tant que plante fourragère s'est développée dans les années 1960.

Il est avant tout une source d’énergie pour les bovins. Il est toujours associé à d'autres aliments car il ne contient pas assez de protéines, minéraux et vitamines.

En cas de déficit fourrager, notamment en période de sécheresse, les résidus de culture du maïs-grain (tiges et feuilles, rafles) peuvent aussi être donnés aux ruminants d'élevage.

Les farines de maïs et la farine de gluten de maïs sont très utilisées dans la fabrication des aliments concentrés pour ruminants et des aliments pour porcs et volailles. Pour les ruminants, l'aplatissage des grains est cependant suffisant.

Les germes de maïs non déshuilés peuvent être utilisés dans l'alimentation des volailles ou des porcs. Après déshuilage, il reste un tourteau utilisable dans l'alimentation des ruminants.


Alimentation humaine

Le maïs est cultivé pour ses grains, riches en amidon (environ 63 %), qui constituent la base de l’alimentation de nombreuses populations. 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. Dans de nombreux pays de l’hémisphère sud, comme en Amérique Centrale et du Sud, le maïs est principalement destiné à l'alimentation humaine et consommé sous forme de bouillie, de pâtes, de galettes cuites... Le maïs présente de nombreux avantages diététiques grâce à sa richesse en vitamines B et sa faible teneur en lipide. Il est également intéressant pour les personnes intolérantes au gluten car il n’en contient pas.

Grain sec

Le maïs grain sec peut être utilisé dans l'alimentation humaine sous différente formes:

  • semoule pour une utilisation dans les couscous ou pour faire de la polenta ou des céréales pour le petit déjeuner
  • maltés puis torréfiés et fermentés pour fabriquer de la bière, du gin, du whisky, du bourbon,...
  • farine pour fabriquer des galettes telles les tortillas ou des pains de maïs
  • éclaté, il est alors plus communément appelé pop-corn
  • fécule, c’est-à-dire l’amidon de maïs constitue un épaississant et un liant utilisés en cuisine : potages, sauces, pâtisserie.
  • flocons de maïs (corn flakes), ils sont préparés à partir de semoule déshydratée et réduite en lamelles fines qui sont ensuite toastées

Amidon, gluten et huile

En maïserie (amidonnerie) on extrait l'amidon et le gluten (farine de gluten, 65% de protéines brutes) des grains. Les germes séparés de la farine permettent d'obtenir une huile alimentaire appréciée, l’huile de germes de maïs, riche en acides gras polyinsaturés.

L'amidon et le gluten sont employés comme adjuvants (épaississants) dans la majorité des préparations alimentaires industrielles. Le gluten de maïs est diffèrent du gluten de blé et ne permet pas d'obtenir des farines panifiables.

Grain humide ou maïs doux

Cinquième légume consommé en France, le maïs doux est riche en protéines, fibres et vitamines du groupe B. Conditionné dans les heures qui suivent sa récolte, il peut être consommé sous forme d'épis (frais) ou en grain (conserves/surgelés).

Le maïs doux, ou maïs sucré, est une variété de maïs, cultivée spécifiquement pour sa teneur élevée en glucides. Contrairement aux variétés de maïs grain, qui sont récoltées lorsque les grains sont secs et mûrs (stade vitreux), le maïs doux est cueilli avant maturité complète (au stade laiteux) et préparé et consommé comme un légume. En France, plus de 20 000 hectares sont cultivés chaque année, principalement dans le Sud-Ouest.

Pain, pop-corn, alcool, huile…, le maïs se retrouve dans de nombreuses préparations alimentaires.


Industrie

De nombreuses applications industrielles sont aujourd’hui possibles grâce à l’extraction de l’amidon contenu dans le grain de maïs.

Les bioplastiques issus des céréales permettent la fabrication de nombreux produits, biodégradables en quelques semaines, comme les sacs, les emballages, les assiettes, les gobelets, les couverts jetables et de nombreux autres objets issus de l’industrie pétrochimique : peintures, détergents, colles, matériaux de construction, etc.

Tout comme le blé, le maïs permet également de produire du bioéthanol (aujourd’hui utilisé à différents pourcentages dans toutes les essences).

Annexes

Cette culture est évoquée dans les exemples de mise en œuvre suivants :


Voir les cultures suivantes :

Guides et outils renseignant ce sujet


Pratiques s'appliquant à ce type de culture


Sources

  1. 1,0 et 1,1 https://www.passioncereales.fr/dossier-thematique/le-ma%C3%AFs Passion céréales dossier sur le maïs
  2. Phases de la germination du maïs, sur afd.be
  3. Rythme d'apparition des racines primaires du maïs (Zea mays L.). Claude Varlet-Grancher, Maurice Derieux, Marie-Odile Jordan, Philippe Girardin, Didier Picard.1987. Volume=7. Numéro=9. Pages=695-702
  4. Dénombrement des feuilles de maïs, sur omafra.gov.on.ca
  5. Mécanismes de résistance du maïs contre Ostrinia nubilalis, INAPG.
  6. Ogden Modèle:Et al., 1969
  7. N. Jarosz, Étude de la dispersion atmosphérique du pollen de maïs, 2004
  8. Girardin, 1998
  9. Coe Modèle:Et al., 1988
  10. Guide pratique pour la technologie des semences de maïs, Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1983, 216 p.
  11. USDA, ARS, National Genetic Resources Program, Germplasm Resources Information Network (GRIN), [base de données en ligne], National Germplasm Resources Laboratory, Beltsville, Maryland
  12. Bulletin intérieur d’information des sociétaires du Comptoir agricole, 2012
  13. Procédés culturaux du maïs, sur afd.be
  14. Aide au choix de variétés de maïs 2011, sur haute-loire.chambagri.fr
  15. JM. Deumier, B. Lacroix, A. Bouthier, J.-L. Verdier, M. Mangin, Stratégies de conduite de l'irrigation du maïs et du sorgho dans les situations de ressource en eau restrictive, sur irrinov.arvalisinstitutduvegetal.fr
  16. Mise en place d'un essai expérimental d'installation de goutte-à-goutte enterré en culture de maïs dans le cadre des PGCE, juin 2012, sur lot-et-garonne.chambagri.fr
  17. Corn Growth Stages, sur odells.typepad.com