Maíz

Especies de gramíneas cultivadas como cultivo alimentario

Maíz
Ilustración botánica que muestra flores masculinas y femeninas.
Incluye flores masculinas y femeninas.
Clasificación científica Editar esta clasificación
Reino:Plantas
Clado :Traqueofitas
Clado :Angiospermas
Clado :Monocotiledóneas
Clado :Commelínidos
Orden:Poales
Familia:Poáceas
Subfamilia:Panicoideas
Género:Zea
Especies:
Z. mays
Nombre binomial
Zea mays

El maíz / m eɪ z / ( Zea mays ), también conocido como maíz en inglés norteamericano , es una hierba alta y robusta que produce granos de cereal . Fue domesticado por los pueblos indígenas del sur de México hace unos 9.000 años a partir del teosinte silvestre . Los nativos americanos lo plantaron junto con frijoles y calabazas en el policultivo de las Tres Hermanas . El tallo frondoso de la planta da lugar a inflorescencias masculinas o borlas que producen polen , e inflorescencias femeninas llamadas mazorcas . Las mazorcas producen granos, conocidos como granos o semillas. En las variedades comerciales modernas, estos suelen ser amarillos o blancos; otras variedades pueden ser de muchos colores.

El maíz depende de los seres humanos para su propagación. Desde el intercambio colombino , se ha convertido en un alimento básico en muchas partes del mundo, con una producción total de maíz que supera a la de trigo y arroz . Gran parte del maíz se utiliza para la alimentación animal , ya sea como grano o como planta entera, que puede empacarse o convertirse en ensilado , que es más sabroso . Las variedades ricas en azúcar llamadas maíz dulce se cultivan para el consumo humano, mientras que las variedades de maíz de campo se utilizan para la alimentación animal, para usos como harina de maíz o masa , almidón de maíz , jarabe de maíz , prensado en aceite de maíz , bebidas alcohólicas como el whisky bourbon y como materias primas químicas, incluido el etanol y otros biocombustibles .

El maíz se cultiva en todo el mundo; cada año se produce más maíz que cualquier otro cereal. En 2020, la producción mundial fue de 1.100 millones de toneladas. Está afectado por muchas plagas y enfermedades ; dos plagas de insectos importantes, el barrenador europeo del maíz y los gusanos de la raíz del maíz , han causado pérdidas anuales de mil millones de dólares cada una en los EE. UU. El mejoramiento vegetal moderno ha aumentado enormemente la producción y las cualidades como la nutrición, la tolerancia a la sequía y la tolerancia a plagas y enfermedades. Gran parte del maíz está ahora modificado genéticamente .

Como alimento, el maíz se utiliza para preparar una amplia variedad de platos, entre los que se incluyen las tortillas y los tamales mexicanos , la polenta italiana y la sémola de maíz americana . La proteína del maíz es baja en algunos aminoácidos esenciales y la niacina que contiene solo se vuelve disponible si se libera mediante un tratamiento alcalino . En Mesoamérica, el maíz es deificado como un dios del maíz y representado en esculturas.

Historia

Desarrollo precolombino

Escultura en relieve de maíz de la antigua Mesoamérica, Museo Nacional de Antropología de México

El maíz requiere la intervención humana para su propagación. Los granos de su ancestro de propagación natural, el teosinte, se caen de la mazorca por sí solos, mientras que los del maíz domesticado no. [2] Todo el maíz surgió de una única domesticación en el sur de México hace unos 9000 años. Los tipos de maíz supervivientes más antiguos son los de las tierras altas mexicanas. El maíz se extendió desde esta región a las tierras bajas y a las Américas a lo largo de dos rutas principales. [3] El centro de domesticación fue muy probablemente el valle del río Balsas en el centro-sur de México. [4] El maíz llegó a las tierras altas de Ecuador hace al menos 8000 años. [5] Llegó a la parte baja de América Central hace 7600 años, y a los valles de los Andes colombianos hace entre 7000 y 6000 años. [4]

Las primeras plantas de maíz producían una sola mazorca pequeña por planta. [6] Los olmecas y los mayas cultivaban maíz en numerosas variedades en toda Mesoamérica ; lo cocinaban, lo molían y lo procesaban mediante nixtamalización . [7] Hace 3000 años, el maíz era central para la cultura olmeca, incluido su calendario, idioma y mitos. [8]

El pueblo mapuche del centro-sur de Chile cultivaba maíz junto con quinua y papas en tiempos prehispánicos . [9] Antes de la expansión del Imperio Inca , el maíz se comercializaba y transportaba hasta los 40° S en Melinquina, Departamento de Lácar , Argentina, probablemente traído a través de los Andes desde Chile. [10]

Intercambio colombiano

Cultivo de maíz, en una ilustración del Códice Florentino del siglo XVI

Después de la llegada de los europeos en 1492, los colonos españoles consumían maíz, y los exploradores y comerciantes lo llevaron de vuelta a Europa . Los colonos españoles preferían el pan de trigo al maíz. La harina de maíz no podía sustituir al trigo para el pan de comunión, ya que en la creencia cristiana de esa época solo el trigo podía experimentar la transubstanciación y transformarse en el cuerpo de Cristo. [11]

El maíz se extendió al resto del mundo debido a su capacidad para crecer en diversos climas. Se cultivó en España apenas unas décadas después de los viajes de Colón y luego se extendió a Italia, África occidental y otros lugares. [11] En el siglo XVII, era un alimento campesino común en el sur de Europa. En el siglo XVIII, era el alimento principal del campesinado del sur de Francia e Italia, especialmente como polenta en Italia. [12]

Cuando el maíz se introdujo en los sistemas agrícolas occidentales, fue bien recibido por su productividad. Sin embargo, pronto surgió un problema generalizado de desnutrición dondequiera que se había convertido en un alimento básico . [13] Los indígenas americanos habían aprendido a remojar el maíz en agua alcalina , hecha con cenizas y cal , desde al menos 1200-1500 a. C., creando el proceso de nixtamalización. Lo hicieron para liberar las cáscaras del maíz, pero coincidentemente también liberaron la vitamina B niacina , cuya falta causaba la pelagra . [14] Una vez que se entendieron y aplicaron el procesamiento alcalino y la variedad dietética, la pelagra desapareció en el mundo desarrollado. El desarrollo del maíz con alto contenido de lisina y la promoción de una dieta más equilibrada han contribuido a su desaparición. La pelagra todavía existe en áreas pobres en alimentos y campos de refugiados donde la gente sobrevive con maíz donado. [15]

Nombres

El nombre maíz deriva de la forma española maíz de los taínos mahis . [16] El botánico sueco Carl Linnaeus usó el nombre común maíz como epíteto de especie en Zea mays . [17] El nombre maíz es preferido en el uso formal, científico e internacional como nombre común porque se refiere específicamente a este grano, a diferencia de maíz , que tiene una variedad compleja de significados que varían según el contexto y la región geográfica. [18] La mayoría de los países usan principalmente el término maíz , y el nombre maíz se usa principalmente en los Estados Unidos y un puñado de otros países de habla inglesa. [19] [20] En los países que usan principalmente el término maíz , la palabra maíz puede denotar cualquier cultivo de cereal , variando geográficamente con el alimento básico local , [21] como el trigo en Inglaterra y la avena en Escocia o Irlanda. [18] El uso de maíz para maíz comenzó como una abreviatura de " maíz indio " en América del Norte del siglo XVIII. [22]

La historiadora de alimentos Betty Fussell escribe en un artículo sobre la historia de la palabra maíz en Norteamérica que "decir la palabra maíz es caer en las traducciones tragicómicas del lenguaje y la historia". [8] De manera similar al uso británico, los españoles se referían al maíz como panizo , un término genérico para los granos de cereales, al igual que los italianos con el término polenta . Los británicos más tarde se refirieron al maíz como trigo turco, maíz turco o maíz indio; Fussell comenta que "no se referían a un lugar sino a una condición, un grano salvaje en lugar de civilizado". [8]

Grupos internacionales como el Centro Internacional de Agricultura y Biociencias consideran que el nombre común preferido es maíz . [23] La palabra maíz es utilizada por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura , [24] y en los nombres del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo de México, el Instituto Indio de Investigación del Maíz, [25] la Asociación del Maíz de Australia, [26] la Asociación Nacional del Maíz de Nigeria, [27] la Asociación Nacional del Maíz de Ghana, [28] el Fondo de Maíz de Sudáfrica, [29] y la Asociación de Semillas de Maíz de Zimbabwe. [30]

Estructura y fisiología

Partes de una planta de maíz

El maíz es una hierba anual alta con un solo tallo, que varía en altura de 1,2 m (4 pies) a 4 m (13 pies). [31] Las hojas largas y estrechas surgen de los nudos o articulaciones, alternativamente en lados opuestos del tallo. [31] El maíz es monoico , con flores masculinas y femeninas separadas en la misma planta. [31] En la parte superior del tallo está la borla, una inflorescencia de flores masculinas; sus anteras liberan polen, que se dispersa por el viento . [31] Al igual que otros pólenes, es un alérgeno , pero la mayor parte cae a unos pocos metros de la borla y el riesgo se limita en gran medida a los trabajadores agrícolas. [32] La inflorescencia femenina, a cierta distancia del tallo desde la borla, se ve primero como una seda, un manojo de pelos tubulares suaves , uno para el carpelo en cada flor femenina, que se desarrolla en un grano (a menudo llamado semilla. Botánicamente, como en todas las gramíneas, es una fruta, fusionada con la cubierta de la semilla para formar una cariópside [33] ) cuando es polinizada. [31] Una inflorescencia femenina completa se desarrolla en una mazorca o mazorca de maíz , envuelta por múltiples capas de hojas o cáscaras. [31 ]La hoja de la mazorca es la hoja más estrechamente asociada con una mazorca en desarrollo en particular. Esta hoja y las que están por encima de ella aportan más de tres cuartas partes de los carbohidratos ( almidón ) que llenan el grano. [34]

Los granos son generalmente amarillos o blancos en las variedades modernas; otras variedades tienen granos anaranjados, rojos, marrones, azules , morados o negros. Están dispuestos en 8 a 32 filas alrededor de la mazorca; puede haber hasta 1200 granos en una mazorca grande. [6] Los maíces amarillos obtienen su color de los carotenoides ; los maíces rojos están coloreados por antocianinas y flobafenos ; y las variedades anaranjadas y verdes pueden contener combinaciones de estos pigmentos. [35]

El maíz tiene fotoperiodismo de días cortos , lo que significa que necesita noches de cierta duración para florecer. Además, la floración requiere días suficientemente cálidos por encima de los 10 °C (50 °F). El control de la floración se establece genéticamente; el mecanismo fisiológico involucra al sistema fitocromo . Las variedades tropicales pueden ser problemáticas si se cultivan en latitudes más altas, ya que los días más largos pueden hacer que las plantas crezcan altas en lugar de producir semillas antes de que llegue el invierno. Por otro lado, crecer alto rápidamente podría ser conveniente para producir biocombustible. [31]

Los brotes inmaduros del maíz acumulan una potente sustancia antibiótica, 2,4-dihidroxi-7-metoxi-1,4-benzoxazin-3-ona ( DIMBOA ), que proporciona una medida de protección contra una amplia gama de plagas. [36] Debido a sus raíces poco profundas, el maíz es susceptible a las sequías, intolerante a los suelos deficientes en nutrientes y propenso a ser desarraigado por vientos fuertes. [37]

  • Muchas pequeñas flores masculinas forman la inflorescencia masculina, llamada borla.
    Muchas pequeñas flores masculinas forman la inflorescencia masculina, llamada borla.
  • Inflorescencia femenina, con seda joven.
    Inflorescencia femenina, con seda joven.
  • Tallos, espigas y seda
    Tallos, espigas y seda
  • Plantas de maíz adultas
    Plantas de maíz adultas
  • Mazorca de maíz madura en un tallo
    Mazorca de maíz madura en un tallo
  • Flores masculinas
    Flores masculinas
  • Seda madura
    Seda madura

Genómica y genética

Se recolectan variedades exóticas para agregar diversidad genética cuando se crían selectivamente nuevas cepas domésticas .

El maíz es diploide con 20 cromosomas . El 83% de la variación alélica dentro del genoma deriva de sus ancestros teosinte, principalmente debido a la libertad de las especies de Zea para cruzarse . [38] Barbara McClintock utilizó el maíz para validar su teoría de los transposones de "genes saltarines", por la que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1983. [39] El maíz sigue siendo un organismo modelo importante para la genética y la biología del desarrollo . [40] El motivo MADS-box está involucrado en el desarrollo de las flores del maíz. [41]

La base de datos de genética y genómica del maíz está financiada por el Departamento de Agricultura de los EE. UU. para apoyar la investigación del maíz. [42] El Centro Internacional de Mejoramiento del Maíz y el Trigo mantiene una gran colección de accesiones de maíz probadas y catalogadas para la resistencia a los insectos. [43] En 2005, la Fundación Nacional de Ciencias de los EE. UU. , el Departamento de Agricultura y el Departamento de Energía formaron un consorcio para secuenciar el genoma del maíz . Los datos de la secuencia de ADN resultantes se depositaron inmediatamente en GenBank , un repositorio público de datos de secuencias genómicas. [44] La secuenciación del genoma del maíz se completó en 2008. [45] En 2009, el consorcio publicó los resultados de su esfuerzo de secuenciación. [46] El genoma, del cual el 85% está compuesto de transposones , contiene 32.540 genes. Gran parte de él ha sido duplicado y reorganizado por helitrones , un grupo de elementos transponibles dentro del ADN del maíz. [47]

Cría

Cría convencional

El mejoramiento del maíz en la prehistoria dio como resultado plantas grandes que producían mazorcas grandes. El mejoramiento moderno comenzó con individuos que seleccionaban variedades altamente productivas en sus campos y luego vendían semillas a otros agricultores. James L. Reid fue uno de los primeros y más exitosos, desarrollando el Reid's Yellow Dent en la década de 1860. Estos primeros esfuerzos se basaron en la selección en masa (se cultiva una hilera de plantas a partir de semillas de un progenitor) y la elección de plantas después de la polinización (lo que significa que solo se conocen los progenitores femeninos). Los esfuerzos de mejoramiento posteriores incluyeron la selección de espiga a hilera (CG Hopkins c. 1896), híbridos hechos a partir de líneas endogámicas seleccionadas (GH Shull, 1909) y los exitosos híbridos dobles que usaban cuatro líneas endogámicas ( DF Jones c. 1918, 1922). Los programas de mejoramiento apoyados por la universidad fueron especialmente importantes en el desarrollo e introducción de los híbridos modernos. [48]

Desde la década de 1940, las mejores variedades de maíz han sido híbridos de primera generación creados a partir de variedades endogámicas que han sido optimizadas para rasgos específicos, como rendimiento, nutrición, tolerancia a la sequía, plagas y enfermedades. Tanto el cruzamiento convencional como la ingeniería genética han logrado aumentar la producción y reducir la necesidad de tierras de cultivo, pesticidas, agua y fertilizantes. Existe evidencia contradictoria que apoya la hipótesis de que el potencial de rendimiento del maíz ha aumentado en las últimas décadas. Esto sugiere que los cambios en el potencial de rendimiento están asociados con el ángulo de las hojas, la resistencia al encamado, la tolerancia a la alta densidad de plantas, la tolerancia a enfermedades y plagas y otros rasgos agronómicos, en lugar de un aumento del potencial de rendimiento por planta individual. [49]

Se han criado ciertas variedades de maíz para que produzcan muchas mazorcas; éstas son la fuente del " maíz bebé " que se utiliza como verdura en la cocina asiática . [50] [51] Se desarrolló una variedad de floración rápida llamada mini-maíz para ayudar a la investigación científica, ya que se pueden obtener múltiples generaciones en un solo año. [52] Una cepa llamada olotón ha desarrollado una relación simbiótica con microbios fijadores de nitrógeno , que proporciona a la planta entre el 29% y el 82% de su nitrógeno. [53] El Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) opera un programa de mejoramiento convencional para proporcionar cepas optimizadas. El programa comenzó en la década de 1980. [54] Las semillas híbridas se distribuyen en África a través de su proyecto Maíz Tolerante a la Sequía para África. [55]

Las razas locales tropicales siguen siendo una fuente importante y subutilizada de alelos de resistencia, tanto a enfermedades como a herbívoros . Dichos alelos pueden luego introgresarse en variedades productivas. [56] Dao y Sood descubrieron alelos raros para este propósito, ambos en 2014. [56] En 2018, Zerka Rashid del CIMMYT utilizó su panel de mapeo de asociaciones , desarrollado para rasgos de tolerancia a la sequía tropical, para encontrar nuevas regiones genómicas que proporcionen resistencia al mildiú velloso del sorgo y para caracterizar aún más las regiones metiladas diferencialmente conocidas . [57]

Ingeniería genética

El maíz modificado genéticamente fue uno de los 26 cultivos alimentarios genéticamente modificados cultivados comercialmente en 2016. [58] [59] La gran mayoría de este es maíz Bt . El maíz modificado genéticamente se ha cultivado desde 1997 en los Estados Unidos y Canadá; [60] para 2016, el 92% de la cosecha de maíz de EE. UU. fue modificada genéticamente. [58] A partir de 2011, se cultivaron variedades de maíz tolerantes a herbicidas y maíz resistente a insectos en más de 20 países. [61] En septiembre de 2000, se retiraron del mercado productos alimenticios por un valor de hasta 50 millones de dólares debido a la presencia de maíz modificado genéticamente Starlink , que había sido aprobado solo para consumo animal. [62]

Origen

Filogenia externa

El género de maíz Zea está relativamente relacionado con el sorgo , ambos pertenecientes al clado PACMAD de las gramíneas del Viejo Mundo, y mucho más distantemente con el arroz y el trigo , que pertenecen al otro grupo principal de gramíneas, el clado BOP . Está estrechamente relacionado con Tripsacum , la gramilla. [63]

(Parte de  Poaceae )
Clado BOP

Varias gramíneas, por ejemplo , festuca , raigrás .

Hordeum (cebada)

Trigo (trigo)

Oryza (arroz)

Clado PACMAD

Pennisetum (hierba de fuente)

Sorgo (sorgo)

Tripsacum (hierba de la gama)

Zea

Zea mays (maíz)

Otras especies de Zea ( teocintas )

Maíz y teosinte

Teosinte (izquierda), híbrido maíz-teocinte (centro), maíz (derecha)

El maíz es la variante domesticada de las cuatro especies de teosintes , que son sus parientes silvestres de cultivo . [64] La teoría del origen del teosinte fue propuesta por el botánico ruso Nikolai Ivanovich Vavilov en 1931, y el ganador del Premio Nobel estadounidense George Beadle en 1932. [65] : 10  Las dos plantas tienen una apariencia diferente, el maíz tiene un solo tallo alto con múltiples hojas y el teosinte es una planta baja y tupida. La diferencia entre los dos está controlada en gran medida por diferencias en solo dos genes, llamados macollos herbáceos-1 ( gt1 , A0A317YEZ1 ) y teosinte ramificado-1 ( tb1 , Q93WI2 ). [64] A fines de la década de 1930, Paul Mangelsdorf sugirió que el maíz domesticado era el resultado de un evento de hibridación entre un maíz silvestre desconocido y una especie de Tripsacum , un género relacionado; Esto ha sido refutado por pruebas genéticas modernas . [65]

En 2004, John Doebley identificó al teosinte de Balsas, Zea mays subsp. parviglumis , nativo del valle del río Balsas en las tierras altas del suroeste de México, como el pariente silvestre del cultivo genéticamente más similar al maíz moderno. [66] [67] La ​​parte media del corto valle del río Balsas es la ubicación probable de la domesticación temprana. Se han encontrado herramientas de molienda de piedra con residuos de maíz en una capa de depósitos de 8.700 años de antigüedad en una cueva no lejos de Iguala, Guerrero . [68] Doebley y sus colegas demostraron en 2002 que el maíz había sido domesticado solo una vez, hace unos 9.000 años, y luego se extendió por todo el continente americano. [3]

En la costa caribeña se ha encontrado polen de maíz de hace 7.300 años procedente de San Andrés, Tabasco . [68] Hace 7.000 años se cultivaba un maíz primitivo en el sur de México, América Central y el norte de América del Sur. Los restos arqueológicos de mazorcas de maíz primitivas, halladas en la cueva de Guila Naquitz en el valle de Oaxaca , tienen aproximadamente 6.250 años; las mazorcas más antiguas de cuevas cercanas a Tehuacán , Puebla, tienen 5.450 años. [7]

Extendiéndose hacia el norte

Hace unos 4.500 años, el maíz comenzó a extenderse hacia el norte. En los Estados Unidos, el maíz se cultivó por primera vez en varios sitios de Nuevo México y Arizona hace unos 4.100 años. [7] Durante el primer milenio d. C., el cultivo de maíz se extendió más ampliamente en las áreas del norte. En particular, la adopción a gran escala de la agricultura y el consumo de maíz en el este de América del Norte tuvo lugar alrededor del año 900 d. C. Los nativos americanos talaron grandes áreas de bosques y pastizales para el nuevo cultivo. [69] El aumento del cultivo de maíz hace 500 a 1.000 años en lo que ahora es el sureste de los Estados Unidos correspondió con una disminución de los mejillones de agua dulce , que son muy sensibles a los cambios ambientales. [70]

Agronomía

Creciente

Debido a que es intolerante al frío, en las zonas templadas el maíz debe plantarse en la primavera. Su sistema de raíces es generalmente superficial, por lo que la planta depende de la humedad del suelo. Como planta que utiliza la fijación de carbono C4 , el maíz es un cultivo considerablemente más eficiente en el uso del agua que las plantas que utilizan la fijación de carbono C3 , como la alfalfa y la soja . El maíz es más sensible a la sequía en el momento de la aparición de los estigmas, cuando las flores están listas para la polinización. En los Estados Unidos, tradicionalmente se predecía una buena cosecha si el maíz estaba "a la altura de la rodilla para el 4 de julio ", aunque los híbridos modernos generalmente superan esta tasa de crecimiento. El maíz utilizado para ensilaje se cosecha mientras la planta está verde y el fruto inmaduro. El maíz dulce se cosecha en la "etapa lechosa", después de la polinización pero antes de que se haya formado el almidón, entre fines del verano y principios o mediados del otoño. El maíz se deja en el campo hasta muy tarde en otoño para que se seque completamente y, de hecho, a veces no se cosecha hasta el invierno o incluso a principios de la primavera. La importancia de una humedad suficiente del suelo se demuestra en muchas partes de África, donde la sequía periódica suele provocar la pérdida de las cosechas de maíz y la consiguiente hambruna . Aunque se cultiva principalmente en climas húmedos y cálidos, puede prosperar en condiciones frías, cálidas, secas o húmedas, lo que significa que es un cultivo extremadamente versátil. [71]

Los nativos americanos plantaban maíz en pequeñas colinas de tierra, en el sistema de policultivo llamado las Tres Hermanas . [72] El maíz proporcionaba soporte a los frijoles ; los frijoles proporcionaban nitrógeno derivado de las bacterias rizobias fijadoras de nitrógeno que viven en las raíces de los frijoles y otras legumbres ; y las calabazas proporcionaban cobertura del suelo para detener las malezas e inhibir la evaporación al proporcionar sombra sobre el suelo. [73]

  • Plántulas tres semanas después de la siembra.
    Plántulas tres semanas después de la siembra.
  • Tallos jóvenes
    Tallos jóvenes
  • Plantas maduras que muestran espigas
    Plantas maduras que muestran espigas

Cosecha

El maíz dulce, que se cosecha antes que el maíz para grano, madura en un período de 60 a 100 días según la variedad. Se puede lograr una cosecha más extensa de maíz dulce, recolectado en la etapa de maduración, ya sea plantando una selección de variedades que maduren antes y después, o plantando diferentes áreas a intervalos quincenales. [74] El maíz cosechado como cultivo para grano se puede mantener en el campo durante un tiempo relativamente largo, incluso meses, después de que el cultivo esté listo para la cosecha; se puede cosechar y almacenar en las hojas de la cáscara si se mantienen secas. [75]

Antes de la Segunda Guerra Mundial , la mayor parte del maíz en América del Norte se cosechaba a mano. Esto implicaba una gran cantidad de trabajadores y eventos sociales asociados ( abejas descascaradoras ). A partir de la década de 1890, se dispuso de alguna maquinaria para mecanizar parcialmente los procesos, como las cosechadoras mecánicas de una y dos hileras (que recogen la mazorca, dejando el rastrojo ) y las segadoras-atadoras de maíz, que son segadoras-atadoras diseñadas específicamente para el maíz. Estas últimas producen gavillas que se pueden sacudir . Con una cosechadora manual o mecánica, se cosecha toda la mazorca, lo que requiere una operación separada de una desgranadora de maíz para quitar los granos de la mazorca. Las mazorcas enteras de maíz a menudo se almacenaban en graneros de maíz , suficientes para algunos usos de alimentación del ganado. Hoy en día, los graneros de maíz con mazorcas enteras y las segadoras de maíz son menos comunes porque la mayoría de las granjas modernas cosechan el grano del campo con una cosechadora y lo almacenan en tolvas . La cosechadora con un cabezal de maíz (con puntas y rodillos de presión en lugar de un carrete) no corta el tallo; El sistema simplemente tira del tallo hacia abajo, que continúa hacia abajo y se arruga hasta formar una pila destrozada en el suelo, donde generalmente se lo deja para que se convierta en materia orgánica para el suelo . La mazorca de maíz es demasiado grande para pasar entre las ranuras de una placa, ya que los rodillos de resorte tiran del tallo y dejan que solo la mazorca y la cáscara entren en la maquinaria. La cosechadora separa la cáscara y la mazorca, y se queda solo con los granos. [76]

  • Cosecha de maíz, Iowa
    Cosecha de maíz, Iowa
  • Cosecha de maíz, Finlandia
    Cosecha de maíz, Finlandia
  • Recolección manual de maíz, Myanmar
    Recolección manual de maíz, Myanmar
  • Descascarillado de maíz a mano, Malawi
    Descascarillado de maíz a mano, Malawi

Almacenamiento de granos

El secado es vital para prevenir o al menos reducir los daños causados ​​por hongos mohosos , que contaminan el grano con micotoxinas . Aspergillus y Fusarium spp. son las fuentes de micotoxinas más comunes y, por lo tanto, importantes en la agricultura. [60] Si el contenido de humedad del grano cosechado es demasiado alto, se utilizan secadores de grano para reducir el contenido de humedad soplando aire caliente a través del grano. Esto puede requerir grandes cantidades de energía en forma de gases combustibles ( propano o gas natural ) y electricidad para alimentar los sopladores. [77]

Producción

El maíz se cultiva ampliamente en todo el mundo y cada año se produce un mayor peso de maíz que cualquier otro cereal. [78] En 2020, la producción mundial total fue de 1.160 millones de toneladas , liderada por Estados Unidos con el 31,0% del total (tabla). China produjo el 22,4% del total mundial. [79]

Principales productores de maíz
En 2020
Cifras en millones de toneladas
1. Estados Unidos 360,3  ( 31%)
2. China 260,7  ( 22,43%)
3. Brasil 104  ( 8,95%)
4. Argentina 58,4  ( 5,02%)
5. Ucrania 30,3  ( 2,61%)
6. India 30,2  ( 2,6%)
7. México 27,4  ( 2,36%)
8. Indonesia 22,5  ( 1,94%)
9. Sudáfrica 15,3  ( 1,32%)
10. Rusia 13,9  ( 1,2%)
Total mundial1162.4
Fuente: FAOSTAT [80] [79]
  • Producción de maíz (2019)[81]
    Producción de maíz (2019) [81]
  • El maíz (franja rosada) es el segundo cultivo primario más producido, después de la caña de azúcar, y el primero entre los cultivos de cereales.[82]
    El maíz (franja rosada) es el segundo cultivo primario más producido, después de la caña de azúcar , y el primero entre los cultivos de cereales. [82]

Plagas

Ciclo de la enfermedad del tizón foliar del maíz del norte

Muchas plagas pueden afectar el crecimiento y desarrollo del maíz, incluidos invertebrados, malezas y patógenos. [83] [84]

El maíz es susceptible a una gran cantidad de enfermedades fúngicas, bacterianas y virales de las plantas . Entre las de importancia económica se encuentran las enfermedades de las hojas, los tizones como el carbón del maíz , las pudriciones de la mazorca y las pudriciones del tallo. [85] El tizón foliar del maíz del norte daña al maíz en toda su área de distribución, mientras que el tizón bandeado de la hoja y de la vaina es un problema en Asia. [86] [87] Algunas enfermedades fúngicas del maíz producen micotoxinas potencialmente peligrosas como la aflatoxina . [60] En los Estados Unidos, las principales enfermedades incluyen la mancha alquitranada , la raya bacteriana de la hoja , la mancha gris de la hoja , el tizón foliar del maíz del norte y el marchitamiento de Goss ; en 2022, la enfermedad más dañina fue la mancha alquitranada, que provocó pérdidas de 116,8 millones de bushels . [88]

El maíz sufre pérdidas por valor de mil millones de dólares al año en los EE. UU. debido a cada una de las dos principales plagas de insectos , a saber, el barrenador europeo del maíz o ECB ( Ostrinia nubilalis ) y los gusanos de la raíz del maíz ( Diabrotica spp ) , el gusano de la raíz del maíz occidental , el gusano de la raíz del maíz del norte y el gusano de la raíz del maíz del sur . [89] [90] [91] Otra plaga grave es el gusano cogollero del maíz ( Spodoptera frugiperda ) . [92] El gorgojo del maíz ( Sitophilus zeamais ) es una plaga grave del grano almacenado. [93] El gusano cogollero del norte, el gusano cogollero oriental o la oruga cortadora de mazorcas de arroz ( Mythimna separata ) es una plaga importante del maíz en Asia. [94]

Los nematodos también son plagas del maíz. Es probable que cada planta de maíz albergue algunos parásitos nematodos , y las poblaciones de nematodos lesionadores Pratylenchus en las raíces pueden ser "enormes". Los efectos sobre las plantas incluyen el retraso del crecimiento, a veces de campos enteros, a veces en parches, especialmente cuando también hay estrés hídrico y un control deficiente de las malezas. [95]

Muchas plantas, tanto monocotiledóneas (gramíneas) como Echinochloa crus-galli (pasto de corral) como dicotiledóneas (hierbas herbáceas) como Chenopodium y Amaranthus pueden competir con el maíz y reducir el rendimiento de los cultivos. El control puede implicar la eliminación mecánica de malezas, el desmalezado con llama o el uso de herbicidas. [96]

Usos

Culinario

El libro de recetas de Wikilibros tiene una receta/módulo sobre
  • Maíz

El maíz y la harina de maíz (maíz molido y seco) constituyen un alimento básico en muchas regiones del mundo. [6] El maíz se utiliza para producir el ingrediente alimentario almidón de maíz . [97] El almidón de maíz se puede hidrolizar y tratar enzimáticamente para producir jarabe de maíz con alto contenido de fructosa , un edulcorante. [98] El maíz se puede fermentar y destilar para producir whisky bourbon . [99] El aceite de maíz se extrae del germen del grano. [100]

En tiempos prehistóricos, las mujeres mesoamericanas usaban un molinillo de metate para moler maíz y convertirlo en harina. Después de que se inventaron las vasijas de cerámica, los olmecas comenzaron a cocinar el maíz junto con los frijoles, mejorando el valor nutricional de la comida básica. Aunque el maíz contiene naturalmente niacina , un nutriente importante, no es biodisponible sin el proceso de nixtamalización . Los mayas usaban harina de nixtamal para hacer papillas y tamales. [101] El maíz es un alimento básico de la cocina mexicana . La masa ( nixtamal ) es el ingrediente principal de las tortillas , el atole y muchos otros platos de la comida centroamericana. Es el ingrediente principal de la tortilla de maíz , los tamales , el atole y los platos a base de estos. [102] El hongo del carbón del maíz, conocido como huitlacoche , que crece en el maíz, es un manjar mexicano. [103]

La harina de maíz gruesa se utiliza para preparar una papilla espesa en muchas culturas: desde la polenta de Italia, el angu de Brasil, la mămăligă de Rumania, hasta la papilla de harina de maíz en los EE. UU. (o sémola de maíz en el sur de los EE. UU.) o el alimento llamado mieliepap en Sudáfrica y sadza, nshima, ugali y otros nombres en otras partes de África. Introducido en África por los portugueses en el siglo XVI, el maíz se ha convertido en el cultivo alimentario básico más importante de África. [104]

El maíz dulce , una variedad genética rica en azúcares y baja en almidón, se come verde como mazorca de maíz . [105]

  • Póster de alimentos a base de maíz, Administración de Alimentos de Estados Unidos, 1918
    Póster de alimentos a base de maíz,
    Administración de Alimentos de Estados Unidos, 1918
  • Mazorca de maíz semipelada
    Mazorca de maíz semipelada
  • Tamales mexicanos
    Tamales mexicanos
  • Una forma de servir la polenta italiana
    Una forma de servir la polenta italiana

Valor nutricional

Maíz dulce, amarillo, crudo
(solo semillas)
Nota: suponiendo que se libere niacina
Valor nutricional por 100 g (3,5 oz)
Energía360 kJ (86 kcal)
18,7 gramos
Almidón5,7 gramos
Azúcares6,26 gramos
Fibra dietética2 gramos
1,35 gramos
3,27 gramos
Triptófano0,023 gramos
Treonina0,129 gramos
Isoleucina0,129 gramos
Leucina0,348 gramos
Lisina0,137 gramos
Metionina0,067 gramos
Cistina0,026 gramos
Fenilalanina0,150 gramos
Tirosina0,123 gramos
Valina0,185 gramos
Arginina0,131 gramos
Histidina0,089 gramos
Alanina0,295 gramos
Ácido aspártico0,244 gramos
Ácido glutámico0,636 gramos
Glicina0,127 gramos
Prolina0,292 gramos
Serina0,153 gramos
Vitaminas y minerales
VitaminasCantidad
%VD †
Vitamina A equivalente.
1%
9 μg
644 μg
Tiamina (B 1 )
13%
0,155 mg
Riboflavina ( B2 )
4%
0,055 mg
Niacina ( B3 )
11%
1,77 mg
Ácido pantoténico (B 5 )
14%
0,717 mg
Vitamina B6
5%
0,093 mg
Folato (B 9 )
11%
42 μg
Vitamina C
8%
6,8 mg
MineralesCantidad
%VD †
Hierro
3%
0,52 mg
Magnesio
9%
37 mg
Manganeso
7%
0,163 mg
Fósforo
7%
89 mg
Potasio
9%
270 mg
Zinc
4%
0,46 mg
Otros componentesCantidad
Agua75,96 gramos
Enlace a la entrada de la base de datos del USDA
Una mazorca de maíz de tamaño mediano (de 6-3/4" a 7-1/2" de largo)
tiene 90 gramos de semillas.
† Porcentajes estimados utilizando las recomendaciones de EE. UU. para adultos, [106] excepto para el potasio, que se estima según la recomendación de expertos de las Academias Nacionales . [107]

Los granos de maíz crudo, amarillo y dulce están compuestos por 76% de agua, 19% de carbohidratos , 3% de proteínas y 1% de grasa (tabla). En una porción de 100 gramos , los granos de maíz proporcionan 86 calorías y son una buena fuente (10–19% del valor diario ) de vitaminas B , tiamina , niacina (si se libera ), ácido pantoténico (B5) y folato . [108] El maíz tiene cantidades subóptimas de los aminoácidos esenciales triptófano y lisina , lo que explica su menor estatus como fuente de proteínas. [109] Las proteínas de los frijoles y las legumbres complementan las del maíz. [109]

Alimento para animales

El maíz es una fuente importante de alimento para animales . Como cultivo de grano, los granos secos se utilizan como alimento. A menudo se mantienen en la mazorca para almacenarlos en un granero de maíz , o se pueden descascarar para almacenarlos en un tonel de granos . Cuando el grano se utiliza para alimento, el resto de la planta (el rastrojo de maíz ) se puede utilizar más tarde como forraje , cama (cama) o acondicionador del suelo . Cuando toda la planta de maíz (grano más tallos y hojas) se utiliza para forraje, generalmente se pica y se convierte en ensilaje , ya que es más digerible y más palatable para los rumiantes que la forma seca. [110] Tradicionalmente, el maíz se recogía en tambos después de la cosecha, donde se secaba más. Luego se podía almacenar durante meses hasta que se alimentaba al ganado. El ensilaje se puede hacer en silos o en envoltorios de ensilaje. En los trópicos, el maíz se cosecha durante todo el año y se alimenta como forraje verde a los animales. [111] Los tallos de maíz en fardos ofrecen una alternativa al heno para la alimentación animal , junto con el pastoreo directo del maíz cultivado para este propósito. [112]

  • El ganado espera junto a una valla mientras un camión distribuye un alimento de grano compuesto de subproductos de maíz en comederos.
    El ganado espera junto a una valla mientras un camión distribuye un alimento de grano compuesto de subproductos de maíz en comederos.
  • Tallos de maíz en fardos
    Tallos de maíz en fardos

Productos químicos

El almidón del maíz se puede utilizar para fabricar plásticos , tejidos , adhesivos y muchos otros productos químicos. [113] El licor de maceración del maíz , un abundante subproducto acuoso del proceso de molienda húmeda del maíz , se utiliza en la industria bioquímica y en la investigación como medio de cultivo para el crecimiento de microorganismos . [114]

Biocombustible

El maíz forrajero se utiliza para calefacción; las estufas de maíz especializadas (similares a las estufas de leña ) utilizan maíz forrajero o pellets de madera para generar calor. Las mazorcas de maíz se pueden utilizar como fuente de combustible de biomasa . Los hornos de calefacción domésticos que utilizan granos de maíz como combustible tienen una tolva grande que alimenta el fuego con los granos. [115] El maíz se utiliza como materia prima para la producción de combustible de etanol . [116] El precio de los alimentos se ve afectado indirectamente por el uso de maíz para la producción de biocombustibles: el uso de maíz para la producción de biocombustibles aumenta la demanda y, por lo tanto, el precio del maíz. [117] Una planta de energía de gasificación de biomasa pionera en Strem, Burgenland , Austria, comenzó a funcionar en 2005. Sería posible crear diésel a partir del biogás mediante el método Fischer Tropsch . [118]

  • Ensilador de maíz en una granja cerca de Neumünster, Alemania, 2007, que utiliza plantas de maíz enteras, no solo el grano. La cubierta superior de lona verde se sostiene gracias al biogás almacenado en el digestor.
    Ensilador de maíz en una granja cerca de Neumünster , Alemania, 2007, que utiliza plantas de maíz enteras, no solo el grano. La cubierta superior de lona verde se sostiene gracias al biogás almacenado en el digestor.

En la cultura humana

En Mesoamérica, el maíz es visto como una fuerza vital, deificado como un dios del maíz , generalmente femenino. [119] En los Estados Unidos, las mazorcas de maíz están talladas en capiteles de columnas en el edificio del Capitolio de los Estados Unidos . [120] El Corn Palace en Mitchell, Dakota del Sur, usa mazorcas y espigas de maíz de colores para implementar un diseño mural que se recicla anualmente. [121] La escultura de concreto Field of Corn en Dublin, Ohio, representa cientos de mazorcas de maíz en un campo de hierba. [122] Un tallo de maíz con dos mazorcas maduras está representado en el reverso de la moneda croata de 1 lipa , acuñada desde 1993. [123]

Véase también

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Lectura adicional

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  • Bonavia, Duccio (13 de mayo de 2013). Maíz: origen, domesticación y su papel en el desarrollo de la cultura. Cambridge University Press . ISBN 978-1-107-02303-1.
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