CHAP I : GENERALITE SUR LE MAIS

I.1. Le maïs

Le maïs est une céréale d’assez grande taille, très largement cultivée pour son grain, utilisée dans l’alimentation humaine et animale ; comme fourrage en plante entière (tiges-feuilles-épis) consommée par les animaux, on l’utilise aussi dans production industrielle et dans l’ornementation.

I.1.1. Origine

Le maïs est la seule plante cultivée d’importance dont l’ancêtre sauvage ne soit pas connu avec certitude. Cultivé depuis des millénaires en Amérique centrale, il aurait été domestiqué dans la région centrale du Mexique à partir de téosinte local ; c'est-à-dire que le maïs  serait originaire d’Amérique centrale et du Sud, et il constituait l’aliment de base des peuples de ces régions pendant de nombreux siècles avant l’arrivée des Européens.

I.1.2. Description

Originaire de l’Amérique  centrale et du sud (Amérique méridionale), le maïs (Zeamays) est l’une des principales cultures vivrières cultivées au Sud-Kivu.  Zeamays est une plante monocotylédone diploïde annuelle (2n=20) appartenant à la  famille des Poaceae et à la tribu des maydeae (Ristanovic, 2001).  C’est une plante herbacée, à tallage généralement faible ou même nul. Il présente une large diversité morphologique selon les variétés (Anonyme, 2006).

La plante possède des racines séminales, fonctionnelles jusqu’au stade cinq ou six feuilles et des racines définitives ou coronaires (Anonyme 2006). Le système racinaire est fibreux et s’étend dans toutes les directions. Les racines séminales se développent à partir du grain au moment de la germination. Une fois les plantules biens prises, les racines permanentes ou coronales prennent naissance au nœud inferieur juste en-dessous de la surface du sol. Plus tard, des racines adventives se développent à partir des nœuds situés au-dessus du sol (Ristanovic, 2001).

La tige est constituée d’écorce et de moelle, mesurant entre 0,6 et 6 mètres (Anonyme, 2006). La tige se subdivise en entre-nœuds dont le nombre varie de 6 à 20 (Ristanovic, 2001).  Au niveau de chaque nœud, est insérée une feuille alternativement d’un côté et de l’autre de la tige (leur nombre varie de huit à quarante-huit) et un bourgeon axillaire. Les feuilles sont typiques des graminées, mais sont de grande taille (jusqu’à 10 cm de large et 1m de long) ont une gaine enserrant la tige et un limbe allongé en forme de ruban à nervures parallèles. A la base du limbe se trouve la ligule qui a quelques millimètres de haut (Anonyme, 2012).

Le maïs est monoïque et a des inflorescences généralement unisexuées (séparée). La fleur mâle est une panicule terminale, les fleurs femelles sont regroupées à l’aisselle des feuilles de la partie médiane de la plante. Les fleurs mâles fleurissent avant les fleurs femelles (protandrie) et le maïs est généralement allogame (Vandenput et Van Den Abeele, 1951).

L’épi est une tige en miniature, avec des spathes et une inflorescence terminale (l’épi proprement dit) formée d’un axe central, la rafle, qui porte les grains. (Anonyme 2006)

Le grain est un caryopse comprenant le péricarpe, l’embryon et l’albumen riche en amidon (Anonyme, 2006). La couleur du grain dépend de la nature du tégument ainsi que de la couche d’aleurone  (Ristanovic, 2001).

I.1.3. Composition du grain de maïs (tableau 1)

CONSTITUANTS	COMPOSITIONS
Hydrate de carbone	80%
Protéines	10%
Lipides	4,8%
Fibres	3,5%
Minéraux	2,0%

Source : ROUANET 1971

Ce tableau indique que le maïs est intéressant comme aliment énergétique mais qu’il être complété dans l’alimentation humaine ou animale par des aliments riche en protéine et en sels minéraux.

I.1.4. Importance du maïs

Les utilisations du maïs varient beaucoup selon le niveau économique des pays. Il  est utilisé pour :

→ L’alimentation humaine : le maïs est consommé soit sec, frais ou sous forme de farine ou de semoule, soit sous forme d’épis immature, soit en bouillie, soit encore sous forme de biscuits en mélange avec le soja (Anonyme, 1998). Les germes de maïs donnent de l’huile qui sert pour l’alimentation humaine et pour la fabrication de margarines.

→ L’alimentation animale : le maïs est consommé sous forme de farine, de brisures, en grains ou comme fourrage vert  en plante entière (tiges-feuilles-épis) consommée par les animaux (Anonyme, 1998).

→ La production industrielle : le maïs est utilisé en biscuiterie, en pâtisserie, en brasserie, en distillerie…pour l’industrie agro-alimentaire ; l’industrie de la semoule et celle de l’amidon, fabrication de la colle pour l’industrie textile, édulcorant, produits de l’industrie pharmaceutique, des plastiques biodégradables, de savons, de vernis, de papetiers, de textiles artificiels et est aussi utilisé dans l’industrie chimique pour la production de biocarburants et de plastiques.

→ L’ornementation : comme plante ornementale pour certaines formes de maïs surtout des variétés curieuses par leur épi panaché de différentes couleurs, ou  de forme particulière comme le maïs-fraise, ou par leur taille, variétés géantes (Anonyme, 2012).

I.2. LA NUTRITION MINERALE DU MAIS

I.2.1. Besoin du maïs

Les besoins du maïs pour boucler son cycle sont approximativement les suivants : 240 Kg/ha pour l’azote, 90 Kg/ha pour le P2O5, 70 Kg/ha pour le K2O, 60 Kg/ha pour le CaO Kg/ha, 40 Kg/ha pour MgO, 65 Kg/ha pour SO3, 75 g/ha pour le B, 90 g/ha pour le Cu, 600 g/ha pour le Zn, et 1800 g/ha pour le Mn.

Chacun de ces éléments aura son rôle pour la culture et un apport optimum de ceux-ci contribuera à atteindre le meilleur rendement (Oost, 2012).

1. Eléments indispensables à la croissance du maïs

Il est établi que plusieurs éléments sont nécessaires pour le fonctionnement normal de la machine biochimique de la plante. Les éléments nutritifs doivent être présents sous une forme assimilable pour que les végétaux puissent les absorber (Ali Chafai 2001)

La culture du maïs pour sa croissance et son développement a grand besoin de l’azote, le phosphore, le potassium, le carbone, le magnésium et le soufre. En plus de ces 6 éléments, il faut ajouter des quantités plus faibles de l’ordre de quelques centaines de g/ha de manganèse, zinc, bore, cuivre.

 → Azote

Les variations de l’azote à l’échelle du champ dans le sol dépendent des flux extrants et/ou intrants. Les flux d’intrants sont  les fertilisants, la fixation d’azote, la déposition atmosphérique et la minéralisation.

Les flux sortants comprennent la dénitrification (correspond à la réduction de l’azote nitrique en azote gazeux (N2 et oxydes d’azote). La dénitrification  dépend essentiellement de la disponibilité en carbone organique et en nitrate ainsi que des conditions d’anaérobiose: le lessivage, l’organisation et la volatilisation  (Le Gall, 2012).

→ Phosphore

Les variations du phosphore à l’échelle du champ dans le sol dépendent également des flux extrants et/ou intrants.

Les flux d’entrées de phosphore sont constitués par :

         l’apport d’intrants. Les intrants peuvent être de nature différente : les engrais minéraux (superphosphates, phosphates d’ammoniaque, phosphates naturels…), les produits organiques issus d’effluents d’élevage plus ou moins transformés (lisier, fumier, fientes…), de déchets verts…

         La restitution des résidus de culture

         Les dépôts d’origine atmosphérique par les pluies et poussières

         L’apport par les eaux d’irrigation.

Les flux sortants de phosphore sont :

         La quantité de P exporté dans la biomasse récoltée. Ce poste comprend le phosphore contenu dans les récoltes et éventuellement le P contenu dans les résidus des parties aériennes, s’ils ne sont pas restitués au sol.

         Les pertes par érosion et ruissellement et érosion éolienne

         Le P emporté par des écoulements souterrains,

         La migration du P vers la profondeur du profil du sol que ce soit par lixiviation, drainage, écoulement préférentiel… (Morel et al., 2007).

1. Les oligoéléments

Comme oligoéléments le maïs a besoin du Cu, Fer, Mo, Mn, Zn et B. On notera cependant que pour Zn, les quantités prélevées par les grains sont relativement élevées par rapport aux autres oligoéléments et représentent environ la moitié de prélèvements des parties aériennes. En revanche, pour le Mn, les exportations par les grains sont faibles, ne représentant que 5 à 10 % de prélèvements. Le Cu dans les grains représente 20 à 30 % du Cu total des parties aériennes alors que le B dans les grains représente 62% du B total des parties aériennes.