Culture du maïs

Comment procéder à la culture du maïsmaïs ? Pour cela, il faut prendre en compte les particularités de la plante. En effet, le maïs fait partie des plantes dites « en C4 », c'est-à-dire qu'il réalise sa photosynthèsephotosynthèse d'une façon plus efficace que les plantes dites « en C3 ». 

La germination, déclenchée par l'imbibitionimbibition du grain de maïs, se traduit par une mobilisation des réserves et par le développement de la radicule puis des racines secondaires qui apparaissent. À l'autre extrémité de l'embryonembryon, la gemmule se développe, pousse vers le haut et forme un plateau de tallage. 

Comment cultiver du maïs ? Ici, une coupe transversale d'un épi de maïs. © Spedona, CC by-sa 3.0

À ce niveau, se forme une première série de racines adventives. 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 autotropheautotrophe.

Cependant, le système racinaire du maïs est caractérisé par des racines traçantes (de surface), qui prélèvent l'eau et les nutrimentsnutriments dans les couches les plus superficielles du sol. Ce déséquilibre fait que la plante est très exigeante en fumure azotée et en eau, ce qui pose de graves problèmes environnementaux dans les régions où l'agricultureagriculture consomme 80 % de l'eau disponible en été (en particulier dans l'ouest de la France).

Chez nous, le maïs est semé en avril-mai et fleurit en juillet-août. Les grains atteignent la maturité en octobre-novembre. La récolte a lieu lorsque les épis ont perdu leur couleur verte. La plante entière peut également être récoltée et ensilée avant la maturité du grain (septembre).

Le rendement dépend des conditions climatiques et de l'indice foliaire. Cet indice correspond au rapport de la surface des feuilles à celle du sol et traduit la capacité de la plante d'intercepter le rayonnement lumineux : il peut atteindre 5 ou 6 dans le sud-ouest de la France, voire 10 à 12. En conséquence, le maïs est capable d'accumuler 600 kgkg de matière sèche par hectare et par jour, ce qui correspond à un rendement en grains de 200 quintaux.

Récolte du maïs. © Roman Gridin/Claas, CC by-sa 3.0

Le maïs, ainsi que d'autres graminéesgraminées tropicales, fait partie des plantes dites « en C4 ». Ces plantes réalisent leur photosynthèse d'une façon plus efficace que les plantes dites « en C3 ».

Chez certaines plantes (maïs, canne à sucresucre, sorgho...), il existe en effet une autre voie d'assimilation du carbone. Dans cette voie, le CO₂ forme un acide à 4 carbones (et non à 3 carbones) et deux types de cellules sont impliqués.

Mécanisme des plantes en C4. © Spedona, CC by-sa 3.0

Cette voie consiste en :

Les plantes qui ont ce mécanisme possèdent une autre enzymeenzyme capable de fixer le CO₂ : la phosphoénolpyruvate carboxylase ou PEPcase, uniquement présente dans les cellules du mésophylle. Le CO₂ atmosphérique est hydraté : HCO_3-. Le phosphoénolpyruvate (PEP) et HCO₃- se combinent par une réaction de carboxylation catalysée par la PEPcase et forment l'oxaloacétate (acide en C4).

Selon l'espèceespèce de plante en C4, l'oxaloacétate est réduit en malatemalate ou transaminé en aspartateaspartate. Les acides en C4 passent dans les cellules de la gaine périvasculaire voisines par des « tunnels » intercellulaires appelés « plasmodesmesplasmodesmes ».

La paroi des cellules de la gaine périvasculaire est imperméable aux gazgaz. En conséquence, la décarboxylation des acides en C4 accroît la concentration en CO₂ et cet enrichissement en CO₂ rend la photorespirationphotorespiration très faible chez les plantes en C4. 

Suivant les plantes, il existe trois types de métabolismemétabolisme de type C4 :