Zea mays (PROTA)

Ressources végétales de l'Afrique tropicale Introduction

Liste des espèces

Importance générale
Répartition en Afrique
Répartition mondiale
Céréale / légume sec
Légume
Stimulant
Glucides / amidon
Médicinal
Bois de feu
Ornemental
Fourrage
Fibre
Sécurité alimentaire
Changement climatique

répartition en Afrique (cultivé)

1, partie basale de la plante ; 2, partie centrale de la plante avec inflorescences femelles ; 3, partie apicale de la plante avec inflorescence mâle ; 4, infrutescence. Source: PROSEA

champ

plantes en fleurs

inflorescence mâle

détail d’une inflorescence mâle

plante avec inflorescences femelles

séchage d’épis de maïs

épis stockés

épis de diverses couleurs

Zea mays L.

Protologue: Sp. pl. 2 : 971 (1753).

Famille: Poaceae (Gramineae)

Nombre de chromosomes: 2n = 20

Noms vernaculaires

• Maïs (Fr).
• Maize, corn, Indian corn (En).
• Milho (Po).
• Mhindi, muhindi (Sw).

Origine et répartition géographique

Le maïs a été domestiqué dans le sud du Mexique vers 4000 avant J.-C. Les premières civilisations des Amériques dépendaient de sa culture. A l’arrivée des Européens dans les Amériques, le maïs s’était diffusé depuis le Chili jusqu’au Canada. La première attestation du maïs en Afrique de l’Ouest remonte à 1498, six années après la découverte des Antilles par Christophe Colomb. Les Portugais ont rapporté à São Tomé des types à grain farineux d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud, et ils se sont diffusés de São Tomé vers la côte de l’Afrique de l’Ouest. Vers le milieu du XVI^e siècle, ce sont des types caraïbes de maïs corné que des marchands portugais et arabes ont introduit en Afrique de l’Est, d’où ils se sont diffusés vers l’Afrique australe. Enfin, à travers les routes commerciales transsahariens, les Arabes ont introduit en Afrique subsaharienne les types cornés qui avaient été apportés dans le nord de l’Afrique. Ce sont toujours les types cornés qui prédominent dans les parties nord de l’Afrique de l’Ouest, les types farineux se trouvant surtout dans les régions sud, avec toutefois quelques exceptions à la règle. Le maïs est devenu un aliment de base en Afrique orientale et australe dans les années 1930.

La répartition du maïs est extrêmement étendue. Sa culture s’étend de la latitude 58°N au Canada et en Russie, couvre toutes les régions tropicales, et descend jusqu’à la latitude 42°S en Nouvelle-Zélande et en Amérique du Sud ; et il pousse aussi bien dans les régions situées en dessous du niveau de la mer de la plaine Caspienne que dans les régions de Bolivie et du Pérou où l’altitude atteint 3800 m. Il est produit dans tous les pays d’Afrique, depuis la côte jusque dans les régions semi-arides d’Afrique de l’Ouest en passant par les zones de savane, et du niveau de la mer aux régions de moyenne et haute montagne d’Afrique centrale et d’Afrique de l’Est.

Usages

Le grain de maïs est destiné essentiellement à trois usages : l’alimentation humaine, les aliments du bétail et des volailles, et comme matière première pour de nombreuses applications industrielles. Mais en Afrique tropicale, la quasi totalité du maïs est réservée au premier de ces usages. On le prépare et on le consomme de nombreuses façons. Il peut se manger frais directement sur l’épi et simplement grillé, mais le grain est généralement broyé en farine que l’on cuit à l’eau pour donner des bouillies, ou que l’on fait fermenter pour obtenir de la bière. En Afrique tropicale, on consomme surtout le maïs sous forme de bouillie épaisse (l’ “ugali” en Afrique de l’Est, le “sadza” au Zimbabwe). Il est fréquemment consommé avec des légumes cuits et de la viande lorsqu’il y en a. On en consomme aussi couramment une bouillie claire (l’ “uji” en Afrique de l’Est, l’ “ogi” au Nigeria, le “koko” au Ghana), surtout comme aliment de sevrage. En Ethiopie, la bière locale (“tella”) et une eau de vie (“arakie”) sont fabriquées avec du grain malté. Le maïs éclaté (pop-corn) est un amuse-gueule apprécié.

Les principaux produits industriels que l’on obtient à partir du maïs sont des aliments pour le petit déjeuner comme les pétales de maïs (“cornflakes”), ainsi que de l’amidon, du sucre et de l’huile. Le plus important est l’amidon, qui est destiné à la consommation humaine ou sert à faire des sirops et de l’alcool ; mais il s’emploie aussi entre autres en blanchisserie, et c’est un matériau de base pour de nombreux produits chimiques. La plupart des produits industriels s’obtiennent d’ordinaire par la mouture humide : le grain est tout d’abord mis à macérer dans l’eau, puis le germe et le son sont séparés de l’albumen. La mouture sèche produit du gruau constitué d’albumen grossièrement moulu, duquel on a retiré la plus grande partie du son et du germe. Les divers produits sont ensuite obtenus par des procédés physiques ou chimiques, et les sucres de maïs par ex. représentent maintenant la moitié des sucres utilisés en alimentation humaine. Le germe donne une huile qui peut être raffinée pour la consommation humaine et qui est très utilisée comme huile de cuisson et d’assaisonnement et dans la production de margarines. Elle occupe le deuxième rang des huiles végétales les plus consommées aux Etats-Unis, et on la transforme aussi en savon ou en glycérine. Les résidus de la production d’amidon et d’huile, ainsi que le son, s’emploient en alimentation animale (gluten de maïs fin (“corn gluten meal”) et gros (“corn gluten feed”)).

On consomme les épis immatures comme légume, cuit à l’eau ou grillé. Les très jeunes inflorescences femelles (mini-maïs) sont un légume fantaisie dans les pays occidentaux et en Asie. Les plantes de maïs mûres servent à l’alimentation animale. Le maïs-ensilage est l’une des cultures dominantes des pays occidentaux industrialisés, où des cultivars et des technologies de production spéciaux ont été élaborés. Les tiges de maïs servent de combustible, de fourrage, de matériau de toiture et de compost ; on fait du papier avec la fibre des tiges et avec les spathes qui entourent l’épi. Ces spathes servent souvent à envelopper des aliments, et on peut aussi en faire des étoffes ou des nattes, ou les utiliser pour rembourrer les matelas. La cendre de tiges brûlées remplace parfois le sel. On taille des fourreaux de pipes dans la rafle. En Afrique australe, la rafle réduite en cendres est un ingrédient d’un produit à priser.

Le maïs a toutes sortes d’usages en médecine traditionnelle africaine. Les troubles uro-génitaux se traitent avec des remèdes provenant de toutes les parties de la plante, notamment une décoction de styles, qui sert aussi à soigner la jaunisse. Les feuilles macérées se prennent en décoction pour soigner la fièvre. Un charbon de bois obtenu avec les chaumes entre dans la composition de remèdes servant à traiter la blennorragie ; une infusion de rafle brûlée s’emploie pour laver les blessures.

Production et commerce international

D’après les statistiques de la FAO, la production mondiale moyenne de maïs-grain en 1999–2003 atteignait les 611 millions de t/an sur 139 millions d’ha. Les principaux pays producteurs sont les Etats-Unis (243 millions de t/an en 1999–2003, sur 28 millions d’ha), la Chine (117 millions de t/an sur 24 millions d’ha), le Brésil (38 millions de t/an sur 12 millions d’ha), le Mexique (19 millions de t/an sur 7 millions d’ha), la France (15 millions de t/an sur 2 millions d’ha), l’Argentine (15 millions de t/an sur 3 millions d’ha) et l’Inde (12 millions de t/an sur 7 millions d’ha). La production d’Afrique du Sud s’est élevée à 9,4 millions de t/an sur 3,6 millions d’ha. Celle d’Afrique tropicale pour la même période se chiffrait à 26,6 millions de t/an sur 21,2 millions d’ha. Pour l’Afrique tropicale, les principaux pays producteurs sont le Nigeria (4,7 millions de t/an sur 4,2 millions d’ha), l’Ethiopie (2,9 millions de t/an sur 1,6 million d’ha), la Tanzanie (2,6 millions de t/an sur 1,6 million d’ha), le Kenya (2,5 millions de t/an sur 1,6 million d’ha) et le Malawi (2,0 millions de t/an sur 1,5 million d’ha). Entre les périodes de 1961–1965 et de 1999–2003, la production annuelle de maïs en Afrique tropicale est passée de 9,1 à 26,6 millions de t/an, et la superficie récoltée de 10,2 à 21,2 millions d’ha.

La moyenne des exportations mondiales de maïs se montait à 80,1 millions de t/an en 1998–2002, les principaux exportateurs étant les Etats-Unis (47,5 millions de t/an), l’Argentine (10,3 millions de t/an), la France (7,9 millions de t/an) et la Chine (7,4 millions de t/an). Le maïs exporté par l’Afrique tropicale ne représentait que 307 000 t/an, les principaux exportateurs étant le Zimbabwe (143 000 t/an), la Tanzanie (42 000 t/an) et l’Ouganda (25 000 t/an). Les principaux importateurs étaient le Japon (16,3 millions de t/an) et la Corée du Sud (8,3 millions de t/an). Les importations de maïs en Afrique tropicale étaient de 1,8 million de t/an.

Propriétés

La composition de grains mûrs de maïs blanc, par 100 g de partie comestible, est : eau 10,4 g, énergie 1527 kJ (365 kcal), protéines 9,4 g, lipides 4,7 g, glucides 74,3 g, fibres alimentaires 7,3 g, Ca 7 mg, Mg 127 mg, P 210 mg, Fe 2,7 mg, Zn 2,2 mg, thiamine 0,39 mg, riboflavine 0,20 mg, niacine 3,6 mg, vitamine B₆ 0,62 mg, folates 19 μg et acide ascorbique 0 mg. La composition en acides aminés essentiels, par 100 g de partie comestible, est : tryptophane 67 mg, lysine 265 mg, méthionine 197 mg, phénylalanine 463 mg, thréonine 354 mg, valine 477 mg, leucine 1155 mg et isoleucine 337 mg. Les principaux acides gras, par 100 g de partie comestible, sont : acide linoléique 2097 mg, acide oléique 1247 mg et acide palmitique 569 mg (USDA, 2004). Le maïs présente une carence en tryptophane et en lysine, mais des cultivars plus riches en acides aminés de ce type ont été obtenus au moyen du gène récessif Opaque-2 avec des modificateurs. Ces cultivars sont désignés comme maïs à haute qualité protéique (QPM). En général, 100 kg de maïs entier à 16% d’humidité produisent environ 64 kg d’amidon et 3 kg d’huile. L’albumen, qui représente 80% du poids du grain, est pauvre en phosphore et en calcium et contient la quasi totalité de l’amidon et deux tiers des protéines. Plus de 80% des lipides et la plus grande partie des minéraux se trouvent dans l’embryon, ou germe, qui constitue environ 12% du grain. Normalement, l’amidon de l’albumen est constitué de près de 75% d’amylopectine et de 25% d’amylose, mais le maïs cireux (ou “waxy”) ne contient que de l’amylopectine. Le jaune et le blanc sont les couleurs du grain les plus courantes. Le maïs jaune prédomine aux Etats-Unis, en Chine et au Brésil, tandis que le maïs blanc l’emporte en Afrique tropicale, en Amérique centrale et dans le nord de l’Amérique du Sud. Le maïs blanc a un grain plus dur et donne des produits plus sucrés et plus savoureux ; on le réserve surtout à l’alimentation humaine, tandis que le maïs jaune est cultivé principalement pour l’alimentation animale. Le maïs jaune contient de la cryptoxanthine, une provitamine A. La plupart des vitamines se trouvent dans les couches externes de l’albumen et dans la couche d’aleurone. Le maïs présente une carence en gluten, ce qui le rend impropre à la fabrication de pain levé ; mais il est toléré par les personnes atteintes de la maladie cœliaque. L’huile de maïs est réputée excellente pour la consommation humaine, en raison de son goût, de sa couleur et de sa stabilité, ainsi que de la présence d’acide linoléique et de vitamine E.

Le maïs-grain en Afrique tropicale contient souvent des mycotoxines telles que des aflatoxines et des fumosinines, qui sont nuisibles pour les humains comme pour le bétail. Les aflatoxines sont produites par Aspergillus spp., en particulier Aspergillus flavus ; ce sont des cancérigènes puissants, qui affectent surtout le foie, et qui ont des propriétés immunosuppressives. Les fumosinines sont produites par Fusarium spp., en particulier Fusarium verticillioides ; elles sont responsables de diverses maladies animales. Il est possible que les fumosinines entraînent des risques pour la santé humaine, mais il n’en existe à ce jour aucune preuve tangible, quoique des études de corrélation aient suggéré un lien entre la consommation de maïs contenant des fumosinines et une fréquence élevée de cancers de l’œsophage chez l’homme.

Description

• Graminée annuelle robuste atteignant 4(–6) m de haut ; système racinaire constitué de racines adventives qui se développent à partir des nœuds inférieurs de la tige à proximité de la surface du sol, et se limitent généralement aux premiers 75 cm du sol, mais dont certaines racines pénètrent parfois jusqu’à plus de 2 m de profondeur ; tige (chaume) généralement unique et simple, compacte.
• Feuilles alternes, simples ; gaine se chevauchant, munie d’auricules à l’extrémité ; ligule d’environ 5 mm de long, incolore ; limbe linéaire-lancéolé, de 30–150 cm × 5–15 cm, acuminé, bords lisses, nervure médiane prononcée.
• Inflorescences mâles et femelles séparées sur la même plante ; inflorescence mâle : panicule terminale atteignant 40 cm de long, à rameaux latéraux pourvus d’épillets de 8–13 mm de long, disposés en paires, l’un sessile et l’autre courtement pédicellé, chacun des épillets avec 2 glumes et 2 fleurs dont chacune comporte une lemme ovale, une mince paléole, 2 lodicules charnues et 3 étamines ; inflorescence femelle : épi modifié, généralement 1–3 par plante, situé à l’aisselle des feuilles et disposé à mi-hauteur de la tige, se composant d’un axe épais et spongieux (la “rafle”) garni d’épillets sessiles disposés en paires sur 8–20 rangs longitudinaux et enfermé par 8–13 feuilles modifiées (spathes), épillet à 2 glumes et 2 fleurs, fleur inférieure stérile, constituée uniquement d’une lemme et d’une paléole courtes, fleur supérieure munie d’une lemme et d’une paléole courtes et larges, d’un ovaire supère unique surmonté d’un style et d’un stigmate longs et filiformes (“soie”) atteignant 45 cm de long et dépassant de l’extrémité de l’inflorescence, l’ensemble étant réceptif sur presque toute sa longueur.
• Fruit : caryopse (grain), habituellement obovale et en forme de coin, de couleur variée, allant du blanc au presque noir, en passant par le jaune, le rouge et le violet ; grains réunis en nombre allant jusqu’à 1000 sur une infrutescence (l’épi), celle-ci étant enfermée dans des feuilles modifiées de 45 cm × 8 cm.

Autres données botaniques

Le genre Zea comprend 5 espèces, dont l’espèce cultivée Zea mays et 4 parents sauvages, tous originaires d’Amérique tropicale et appelés téosintes.

Zea mays est une espèce hétérogène dont les cultivars peuvent se répartir selon 8 types (ou groupes de cultivars) en fonction de la structure et de la morphologie du grain :

• le maïs denté : les bords du grain ont un albumen corné, mais l’intérieur a un amidon blanc et tendre qui s’étend jusqu’à l’apex et se rétracte au séchage pour produire la dépression caractéristique qui évoque une dent ; les grains en forme de coin sont habituellement jaunes ou blancs ; c’est le principal maïs des Etats-Unis et du nord du Mexique ;

• le maïs corné : le grain, de diverses couleurs, est surtout constitué d’un albumen dur et d’un peu d’amidon tendre au centre, il a un apex arrondi, il est généralement plus petit que le grain de maïs denté, il mûrit plus tôt, il est plus dur, et lorsqu’il est sec il résiste mieux aux attaques d’insectes ; ce type est surtout cultivé en Europe, en Asie, en Amérique centrale et en Amérique du Sud et dans certaines régions d’Afrique tropicale ;

• le maïs corné-denté : ce groupe résulte de l’hybridation entre maïs corné et maïs denté, et a des caractéristiques intermédiaires ; il est d’abord apparu aux Etats-Unis à la fin du XVIII^e siècle, et s’est répandu en Europe au XX^e siècle, où il est très cultivé ;

• le maïs tuniqué : c’est le plus primitif des types de maïs, dont les grains sont enfermés dans des bractées ; il n’est pas cultivé à l’échelle commerciale ;

• le maïs à éclater ou pop-corn : il a des grains petits avec une proportion élevée d’albumen corné très dur et un peu d’amidon tendre au centre ; lorsqu’on chauffe ce grain, la vapeur générée à l’intérieur provoque son éclatement et le fait exploser, et l’albumen se retrousse autour de l’embryon et de l’enveloppe pour produire cette masse blanche et savoureuse qu’on appelle le pop-corn : chez les cultivars de type “rice pop-corn”, les grains sont pointus et chez les “pearl pop-corn”, ils sont arrondis ; très important aux Etats-Unis et au Mexique, le pop-corn est aussi devenu un amuse-gueule répandu en Afrique tropicale ;

• le maïs farineux ou maïs tendre : le grain peut avoir toutes sortes de couleurs, il est généralement dépourvu de dépression en forme de dent, et l’albumen est constitué d’amidon tendre ; grillé, il se mâche plus facilement que le maïs corné et il est également plus facile à moudre, mais il est sensible aux moisissures et se brise facilement quand on le manipule ; ce type de maïs, qui est l’un des plus anciens, était largement cultivé dans les régions sèches des Etats Unis, dans l’ouest de l’Amérique du Sud et en Afrique du Sud ; il est encore largement cultivé dans les Andes et de petites quantités sont produites aux Etats-Unis ; dans le sud de l’Afrique de l’Ouest, les gens adorent le maïs farineux ;

• le maïs doux (maïs sucré) : le grain contient un albumen brillant et peu d’amidon, ce qui lui donne un aspect ridé une fois sec ; il est généralement consommé à l’état immature, comme légume frais ; surtout produit aux Etats-Unis, il est aujourd’hui en vogue auprès des élites dans les pays africains ;

• le maïs cireux (“waxy”) : son amidon, composé entièrement d’amylopectine, est utilisé dans la fabrication d’adhésifs ; on le cultive surtout dans l’est de l’Asie pour l’alimentation humaine, mais aussi en Occident pour des usages industriels.

De nombreux cultivars appartenant à ces divers groupes sont cultivés dans différentes parties du monde.

Croissance et développement

La première feuille de maïs sort généralement du sol 4–6 jours après le semis. La température minimale de germination est de 10°C ; la température optimale autour de 20°C. La plante a parfois quelques talles, qui sont intéressants dans les peuplements de faible densité. Plus tard au cours de sa croissance, des verticilles de racines aériennes peuvent se développer à partir des nœuds inférieurs situés au-dessus du sol, et peuvent aider la plante à s’ancrer tout en contribuant à son absorption d’eau et de nutriments. L’initiation florale survient généralement 20–30 jours après la germination. Le maïs est protandre : chez les cultivars qui mûrissent en 4 mois, l’inflorescence mâle apparaît 50–60 jours après le semis et les styles de l’inflorescence femelle apparaissent environ une semaine plus tard. Le maïs est mûr 7–8 semaines après la floraison. La période qui va du semis à la récolte varie considérablement. Elle peut ne pas dépasser 70 jours chez certains cultivars exceptionnellement précoces tandis qu’elle se prolonge jusqu’à 200 jours chez certains cultivars très tardifs. Les conditions climatiques, la latitude et l’altitude influent sur la durée de la végétation. Dans les hautes terres tropicales, elle peut prendre 9–10 mois jusqu’à la maturité. Le maïs est avant tout une plante à fécondation croisée (90–95%), mais il est autofertile. Le maïs a une photosynthèse en C₄.

Ecologie

Le maïs s’adapte à toutes sortes d’environnements, mais c’est surtout une culture de régions chaudes disposant d’une humidité suffisante. Le plus gros de la production a lieu dans les régions tropicales et subtropicales. En Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale, c’est la savane guinéenne qui offre au maïs les meilleures conditions écologiques. Mais les régions de moyenne altitude d’Afrique de l’Est et d’Afrique australe lui conviennent également. En Ethiopie, par exemple, le maïs est cultivé principalement entre 1000–2400 m d’altitude. Il est généralement moins bien adapté à des climats semi-arides ou équatoriaux, quoique l’on trouve aujourd’hui des cultivars tolérants à la sécheresse et adaptés aux conditions semi-arides. Pour sa croissance et son développement, la plante a besoin d’une température quotidienne moyenne d’au moins 20°C ; la température optimale étant de 25–30°C ; au-dessus de 35°C, les rendements baissent. Le gel n’est pas toléré. Pour des rendements optimaux, le maïs a besoin d’un ensoleillement abondant. Le moment de la floraison subit l’influence de la photopériode et de la température ; le maïs est considéré comme une plante de jours courts à réaction quantitative. Il est moins résistant à la sécheresse que le sorgho, le mil et l’éleusine. Sous les tropiques, il pousse mieux là où il tombe 600–900 mm de précipitations bien réparties pendant la saison de croissance. Il est particulièrement sensible à la sécheresse et à des températures élevées au moment de la floraison.

Le maïs peut se cultiver sur toutes sortes de sols, mais ce sont les sols profonds, bien drainés et bien aérés, contenant suffisamment de matière organique et bien approvisionnés en nutriments qui lui réussissent le mieux. Le rendement élevé du maïs représente un prélèvement important des nutriments du sol, raison pour laquelle on le cultive en tête de rotation. On peut le cultiver sur des sols dont le pH est de 5–8, mais l’idéal est 5,5–7. Il ne tolère pas l’asphyxie racinaire et il est sensible à la salinité. Etant donné qu’une grande partie du sol reste à nu lorsque la plante est jeune, il peut y avoir une érosion du sol et des pertes en eau importantes ; il faut donc veiller à prendre les mesures de conservation du sol et de l’eau qui s’imposent.

Multiplication et plantation

Le maïs se multiplie par graines et le semis direct est fréquent. Le poids de 1000 graines est de 150–300 g. De préférence, le semis doit se faire tôt en saison, dès que l’état du sol et la température sont favorables et que les précipitations sont bien établies. Les petits paysans sèment le maïs à la main, tandis que le semis mécanique se pratique sur les grandes exploitations agricoles. Un semis manuel demande 5–10 jours de main d’œuvre par ha. On fait tomber la semence dans le sillon tracé par la charrue, ou dans des trous pratiqués avec un bâton ou une houe. On sème soit en poquets soit en lignes, sur terrain plat ou sur billons. La culture sur billons ou sur monticules se pratique d’habitude sur sols lourds, afin d’améliorer le drainage. La densité de semis atteint 25 kg/ha pour une culture pure, et 10–15 kg/ha en culture intercalée. Lorsque le maïs est semé en lignes, on ménage habituellement un espacement de 75–90 cm entre les lignes et de 25–50 cm sur la ligne, en mettant 1–3 graines par poquet, ce qui donne une densité de plantation de 40 000–80 000 pieds/ha. Un écartement trop large aboutit à une multiplication des mauvaises herbes et augmente l’érosion. Pour obtenir un rendement élevé, il est très important que la culture ait une implantation uniforme, car la capacité de tallage du maïs est limitée. La profondeur de semis est généralement de 3–8 cm, en fonction de l’état du sol et de la température. Sur sols légers et secs, un semis profond est recommandé. Dans les petites exploitations, la terre est travaillée d’ordinaire à la main ou à l’aide d’animaux de trait. Pratiqué à une profondeur de 8–10 cm en général, le labour s’effectue juste avant ou au moment du semis. On épand parfois du fumier ou des engrais au moment du semis.

Le maïs se cultive seul ou en association avec d’autres cultures vivrières telles que le haricot commun, le niébé, le pois cajan, l’arachide, l’igname, le manioc, la patate douce, la courge, le melon ou la pastèque. Dans certains endroits d’Afrique tropicale, on cultive le maïs deux fois par an. Dans les régions où la saison des pluies est trop courte, on ne pratique qu’une seule culture, mais il est possible de procéder à une seconde culture sous irrigation, ou bien sur la base de l’humidité résiduelle dans les sols lourds, ou encore sur des sols hydromorphes.

Gestion

Le maïs est très sensible à la concurrence des adventices au cours des 4–6 semaines après la levée, et il est très important de désherber. Il faut semer dès que possible après la préparation du lit de semis. Le travail au cultivateur entre les lignes, pour lutter contre les adventices et émietter la croûte du sol, reste praticable jusqu’à ce que les plantes atteignent 1 m de haut. Le désherbage, qui se fait surtout à la main, nécessite au moins 25 jours de main d’œuvre par ha. La lutte chimique prend de l’importance en Afrique tropicale, parce que le désherbage manuel prend du temps et coûte cher en raison de la raréfaction de la main-d’œuvre. Le billonnage et le buttage sont parfois pratiqués. La plus grande partie de la production de maïs en Afrique tropicale est pluviale. Il arrive que dans des programmes d’irrigation, il soit cultivé sur les diguettes. En général, le maïs réagit bien à la fertilisation. Une culture produisant 2 t de grain et 5 t de restes végétatifs absorbe environ 60 kg de N, 10 kg de P et 70 kg de K par ha. La fixation d’azote, lente pendant le premier mois qui suit le semis, atteint son maximum pendant la formation des inflorescences. Le maïs est très gourmand en azote, qui est souvent le nutriment limitant. L’azote doit être appliqué en grandes quantités et en 2 fois ; une au moment du semis ou 2–3 semaines après la levée et la seconde environ 2 semaines avant la floraison. Les phosphates ne sont pas absorbés facilement par le maïs et, qui plus est, de nombreux sols tropicaux ont une carence en phosphate disponible. Il est recommandé d’employer des fumures organiques avant le labour pour améliorer la structure du sol et lui apporter des nutriments. Mais en Afrique tropicale, les petits paysans n’utilisent presque pas d’engrais sur le maïs. Et s’ils le font, ce n’est généralement qu’une seule fois, environ 4 semaines après la plantation, quand les plantes arrivent à hauteur de genou.

Le maïs se cultive en rotation avec l’arachide, le haricot commun, le niébé, le coton et le tabac. La rotation avec le soja est de plus en plus adoptée au nord du Nigeria ; elle augmente les rendements en procurant au maïs de l’azote et en réduisant les parasites. Aux Etats-Unis, le maïs est souvent cultivé en rotation avec le soja.

Maladies et ravageurs

Les plus importantes maladies fongiques du maïs en Afrique tropicale sont des pourritures qui affectent l’inflorescence femelle (Fusarium spp. et autres champignons), un complexe de pourritures de la tige (Diplodia maydis, Fusarium moniliforme, Macrophomina phaseoli et Pythium aphanidermatum) et des brûlures des feuilles (Exserohilum turcicum et Bipolaris maydis). Plus localisés, sévissent également le mildiou (Peronosclerospora sorghi), le charbon (Ustilago maydis) et des rouilles (Puccinia sorghi et Puccinia polysora). La cercosporose (Cercospora zeae-maydis) a un gros impact en Afrique de l’Est et en Afrique australe, mais en Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale elle ne se présente que dans les régions de moyenne altitude. La résistance de la plante hôte est la mesure de lutte la plus efficace. Il existe des cultivars résistants à la brûlure des feuilles (Exserohilum turcicum) et au mildiou. On trouve aujourd’hui en Afrique tropicale des cultivars de maïs résistants à de multiples maladies. La contamination de l’épi par les mycotoxines peut être limitée par des mesures telles que précocité de la récolte, rapidité du séchage, tri des grains endommagés et infectés, moyens sanitaires (élimination des résidus de culture, nettoyage des locaux de stockage, élimination des épis très atteints), amélioration du stockage et recours aux fongicides. La maladie virale du maïs qui fait le plus de dégâts est le virus de la striure du maïs (MSV), qui reste cantonné à l’Afrique et peut entraîner des pertes de rendements de 100%. Il est transmis par des cicadelles (Cicadulina spp.) et il a un impact considérable sur les cultures semées tardivement. Mais il existe des cultivars résistants à ce virus. De moindre importance en Afrique tropicale, citons aussi le virus de la mosaïque nanisante du maïs (MDMV), le virus de la mosaïque de la canne à sucre (SCMV) et le virus de la marbrure chlorotique du maïs (MCMV). Le maïs est relativement tolérant aux nématodes présents dans les sols tropicaux.

Les insectes ravageurs du maïs qui font le plus de dégâts en Afrique tropicale sont les vers gris (Agrotis spp.), les foreurs de tiges (surtout Busseola fusca, Eldana saccharina, Sesamia calamistis et Chilo partellus), le foreur de l’épi (Mussidia nigrivenella), les noctuelles (Helicoverpa armigera, Spodoptera exempta), les cicadelles (Cicadulina spp.) et plus rarement, le criquet puant (Zonocerus variegatus). Il arrive que les termites et les criquets infestent aussi les champs de maïs. Il peut être nécessaire de recourir à des insecticides pour lutter contre ces ravageurs. Les méthodes culturales de lutte font appel au semis précoce et à l’enfouissement ou au brûlage des résidus de culture. Bien que la lutte biologique contre les foreurs de tiges à l’aide d’ennemis naturels n’ait pas vraiment porté ses fruits, elle reste une option potentiellement viable. Le maïs n’est pas la proie des oiseaux.

Les ravageurs courants du maïs stocké sont l’alucite des céréales (Sitotroga cerealella), la pyrale (Ephestia cautella), les charançons du grain (Sitophilus spp.) et le grand capucin (Prostephanus truncatus). On peut traiter les grains avec de petites quantités d’insecticide (par ex. du malathion) pour lutter contre ces ravageurs. Les rongeurs sont aussi d’importants ravageurs du grain stocké en Afrique tropicale.

Le striga parasite (Striga spp.) représente une contrainte sérieuse dans la production de maïs dans de nombreuses régions d’Afrique tropicale, en particulier Striga hermonthica (Delile) Benth. en Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale, et Striga asiatica (L.) Kuntze en Afrique australe. Aucune mesure de lutte simple n’est efficace contre cette adventice, et par conséquent l’approche intégrée est indiquée ; elle fait appel à des semences de maïs exemptes de graines de Striga, à la mise en place de cultivars résistants, à une bonne utilisation des engrais (notamment N), à la rotation des cultures (par ex. avec du coton, du soja ou du niébé) et à l’élimination des pieds de Striga avant leur floraison.

Récolte

Le maïs se récolte d’habitude à la main. Mais sur les grandes exploitations, on pratique la récolte mécanisée. Les indicateurs de maturité sont des feuilles jaunies, des spathes sèches et papyracées autour des épis, ainsi que des grains durs, brillants en surface. Pendant la saison sèche, on laisse souvent le maïs sécher au champ jusqu’à ce que la teneur en humidité du grain soit tombée à 15–20%. Si la récolte se fait à la main, il faut détacher les épis en les cassant avec le moins possible de pédoncule. On peut récolter en conservant les spathes qui enveloppent les épis. Retroussées, elles pourront servir à lier ensemble plusieurs épis qui seront suspendus pour sécher. Une autre méthode consiste à débarrasser entièrement les épis des spathes, et à les mettre à sécher dans des cribs.

Rendement

Le potentiel de rendement du maïs est le plus élevé de toutes les céréales. Le rendement mondial moyen actuel du maïs est de 4,4 t/ha, mais des rendements en grain de plus de 20 t/ha sont possibles. En Afrique tropicale, les moyennes de rendement de maïs sont d’environ 1,25 t/ha, mais il y a des variations importantes : de moins de 1 t/ha pour les petits paysans à près de 6 t/ha pour les exploitations commerciales. Des rendements supérieurs à 10 t/ha ont été enregistrés, mais ils restent exceptionnels. En 2001, les rendements moyens en maïs dans les différentes sous-régions d’Afrique tropicale étaient les suivants : Afrique de l’Ouest 1,3 t/ha, Afrique centrale 1,0 t/ha, Afrique de l’Est 1,6 t/ha et Afrique australe 1,4 t/ha.

Traitement après récolte

Dans la plupart des régions de production, les principaux problèmes qui se posent au maïs après la récolte sont la réduction du taux d’humidité du grain à 12–15%, la protection contre les insectes et les rongeurs, et la qualité du stockage. Un taux d’humidité élevé associé à des températures ambiantes élevées peut entraîner des avaries considérables et rendre la production impropre à la consommation, tant par les humains que le bétail. C’est pourquoi le maïs-grain destiné à l’auto-consommation est séché au soleil pendant plusieurs jours en suspendant les épis attachés par les spathes, ou en les mettant dans un endroit bien aéré ou dans un crib. L’égrenage se fait en général à la main, mais il existe des égreneuses mécaniques. Le pourcentage d’égrenage est d’environ 75%. Après un séchage de quelques jours, le grain est ensuite conservé dans des sacs, des bidons ou des paniers. Bien que le taux optimal d’humidité pour le stockage soit de 12–13%, il n’est souvent guère inférieur à 18%. Les semences destinées à la culture suivante sont prélevées par les petits paysans sur la récolte précédente. Les épis sélectionnés sont conservés à la maison dans leurs spathes au-dessus du foyer pour empêcher les dégâts dus aux insectes.

Ressources génétiques

Les plus vastes collections de ressources génétiques de maïs sont détenues en Inde (Indian Agricultural Research Institute de New Delhi, 25 000 entrées), au Mexique (Centre international pour l’amélioration du maïs et du blé (CIMMYT) de Mexico, 22 140 entrées), aux Etats-Unis (USDA-ARS North Central Regional Plant Introduction Station, Iowa State University, Ames, Iowa, 17 910 entrées) et en Chine (Institute of Crop Germplasm Resources (CAAS) de Pékin, 15 840 entrées). En Afrique tropicale, des collections importantes sont détenues au Kenya (Kenya Agricultural Research Institute (KARI), National Agricultural Research Centre de Kitale, 1780 entrées), au Malawi (Malawi Plant Genetic Resources Centre, Chitedze Agricultural Research Station, Lilongwe, 970 entrées), au Rwanda (Institut des sciences agronomiques du Rwanda (ISAR), Butare, 580 entrées).

Sélection

L’amélioration génétique du maïs en Afrique tropicale a commencé par l’introduction de matériel amélioré provenant d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud. Certains cultivars furent multipliés et distribués directement aux paysans, tandis qu’on en soumettait d’autres à l’amélioration génétique. Le principal objectif était d’obtenir des maïs résistants à diverses maladies comme la rouille, la brûlure des feuilles, le charbon et la cercosporose. De nombreux cultivars résistants aux maladies qui sévissaient furent mis sur le marché. Les premières étapes de l’amélioration du maïs dans la région consistèrent à mettre au point pour les paysans des composites (mélanges de génotypes de diverses provenances qui se maintiennent par pollinisation naturelle) et des cultivars synthétiques (produits en croisant plusieurs génotypes selon toutes les combinaisons possibles en les maintenant ensuite par pollinisation libre). Des hybrides F₁ (descendance de première génération issue de croisements entre des parents génétiquement distincts) offrant un rendement en grain nettement supérieur furent produits aux Etats-Unis et dans certains pays d’Afrique tropicale au début du XX^e siècle. C’est à cette époque que le Zimbabwe, par exemple, adopta les hybrides ; la plupart des autres pays d’Afrique tropicale n’étaient pas en mesure de cultiver des hybrides parce qu’il n’existait pas de société semencière capable de produire des semences hybrides et de les distribuer en quantités commerciales. Deux instituts de recherche internationaux, l’IITA (Institut international d’agriculture tropicale) et le CIMMYT, lancèrent des programmes de sélection dans la région et donnèrent ainsi un important coup d’accélérateur à la création de cultivars améliorés. Avec le temps, de nombreux pays africains instaurèrent aussi leurs propres programmes d’amélioration et mirent au point des cultivars de maïs destinés à leurs besoins spécifiques. Les ressources génétiques du CIMMYT et de l’IITA ont été beaucoup utilisées dans ces programmes. La demande en maïs continua à croître, ce qui nécessitait que l’on essaye d’améliorer les rendements des cultivars que faisaient pousser les paysans. Les semences hybrides sont couramment utilisées en agriculture intensive, avec un recours massif aux engrais et des équipements adaptés à une bonne production de semences. En Afrique tropicale, des méthodes telles que la sélection récurrente, la création de lignées consanguines et l’hybridation ont servi pour l’amélioration génétique du maïs. Des sociétés semencières se créent maintenant dans nombre de pays, ce qui rend possible la production de semences hybrides en quantités commerciales. Mais en agriculture extensive, les cultivars composites ou synthétiques sont sans doute préférables, car ils permettent aux paysans de réutiliser des semences d’une récolte sur l’autre, et leur base génétique élargie leur permet de mieux s’adapter à des conditions de croissance variables. En amélioration du maïs, on met surtout l’accent sur l’incorporation d’une résistance aux stress biotiques et abiotiques. Les paysans d’Afrique tropicale disposent aujourd’hui de plusieurs variétés-populations ainsi que d’hybrides F₁ résistants à un ou plusieurs facteurs de stress, dont Striga, des maladies, des insectes ravageurs, la sécheresse et un faible taux d’azote dans le sol. ‘Obatanpa’, un maïs à haute qualité protéique (QPM) offrant une teneur plus élevée en tryptophane et lysine et créé par des sélectionneurs de maïs au Ghana, est largement cultivé en Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale, ainsi que dans certains pays de l’Afrique de l’Est et d’Afrique australe. Par comparaison avec d’autres espèces, le taux d’adoption de cultivars améliorés est relativement élevé pour le maïs en Afrique tropicale. On estime à 35–50% la superficie du maïs cultivé en Afrique tropicale avec des cultivars améliorés, tant variétés-populations qu’hybrides F₁, mais il existe de grosses différences d’un pays à l’autre.

Diverses techniques sont disponibles pour la régénération in vitro du maïs, à l’aide de culture de tissus, de suspensions de cellules, de parties de plantes excisées et d’embryons immatures. La transformation génétique du maïs est possible par des méthodes utilisant Agrobacterium et des méthodes biolistiques, mais l’efficacité de cette dernière solution est relativement faible. La transformation génétique du maïs est désormais une pratique commerciale de routine, bien qu’on ne dispose pas encore de techniques qui soient indépendantes du génotype. En 2001, la superficie mondiale occupée par le maïs transgénique était estimée à 9,8 millions d’ha, et le maïs venait seulement à la deuxième place derrière le soja pour les superficies cultivées en plantes transgéniques. Les principaux types de maïs transgénique cultivés sont le maïs Bt (un maïs doté de gènes de Bacillus thuringiensis qui confèrent une résistance à la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis), le maïs tolérant aux herbicides ou des types possédant les deux caractères. Le maïs Bt a été commercialisé en Afrique du Sud. Le CIMMYT travaille sur un maïs Bt destiné à l’Afrique tropicale, notamment pour lutter contre les foreurs de tiges. Des laboratoires industriels et universitaires testent les transgènes capables d’améliorer la qualité du grain, par ex. en augmentant leur teneur en lysine. Le maïs fut l’une des premières plantes cultivées à faire l’objet de cartographie moléculaire ; la première carte moléculaire remonte à 1986. Depuis lors, de nombreuses cartes de liaisons génétiques ont été établies, principalement à l’aide de marqueurs RFLP, SSR et SNP ; elles ont été intégrées dans une carte de liaisons à haute densité. Des locus de caractères quantitatifs (QTL) ont été localisés pour toutes sortes de caractères, y compris le rendement en grain, la résistance aux maladies et ravageurs, la tolérance à la sécheresse, ainsi que la teneur en huile et en protéines du grain. Le séquençage du génome du maïs est difficile en raison de sa grande taille (2500 Mpb), de sa complexité et de son caractère extrêmement répétitif.

Perspectives

Le maïs va conserver le rôle considérable qu’il joue dans la production alimentaire africaine. Dans de vastes régions d’Afrique de l’Est et d’Afrique australe, c’est le principal aliment de base. Même s’il a moins d’importance en l’Afrique de l’Ouest et en Afrique centrale, pour ces parties du continent le maïs reste une source d’énergie essentielle, notamment dans certaines régions de la Côte d’Ivoire, du Ghana, du Bénin et du Nigeria. De toutes les céréales, c’est le maïs qui a le rendement le plus élevé par heure de main d’œuvre investie ; c’est généralement la première plante que l’on récolte pour se nourrir au cours de la période de soudure de l’année ; il est facile à cultiver, seul ou en association avec d’autres espèces ; il est facile à récolter, il ne s’égrène pas et n’est pas sujet aux attaques des oiseaux. De nombreuses technologies liées au maïs ont été mises au point dans les stations de recherches nationales et internationales d’Afrique, mais il reste aux paysans à adopter la plupart d’entre elles. Cela a contribué à créer une grande différence de rendement entre les champs cultivés par les chercheurs et ceux cultivés par les paysans. Les semences de bonne qualité viennent vite à manquer, car la plupart des pays, notamment ceux d’Afrique de l’Ouest et d’Afrique centrale, ne possèdent pas de secteur semencier bien organisé. Les paysans ont également besoin d’avoir plus facilement accès aux engrais, aux produits phytosanitaires et autres intrants. Des cultivars et des techniques agricoles bien adaptés aux systèmes agraires en usage sont aujourd’hui mis au point en collaboration avec les paysans, dans ce qu’on appelle la sélection participative.

Références principales

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Sources de l'illustration

• Koopmans, A., ten Have, H. & Subandi, 1996. Zea mays L. In: Grubben, G.J.H. & Partohardjono, S. (Editors). Plant Resources of South-East Asia No 10. Cereals. Backhuys Publishers, Leiden, Netherlands. pp. 143–149.

Auteur(s)

• B. Badu-Apraku, IITA Ibadan, c/o Lambourn Limited, Carolyn House, 26 Dingwall Road, Croydon, CR9 3EE, United Kingdom

• M.A.B. Fakorede, Department of Plant Science, Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, Nigeria

Citation correcte de cet article

Badu-Apraku, B. & Fakorede, M.A.B., 2006. Zea mays L. In: Brink, M. & Belay, G. (Editors). PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale), Wageningen, Netherlands. Consulté le 19 décembre 2024.

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