Maíz

El maíz (Zea mays subsp. mays, del español: maíz después del taino: mahiz) es un grano de cereal domesticado por primera vez por los pueblos indígenas en el sur de México aproximadamente hace 10.000 años El tallo frondoso de la planta produce inflorescencias de polen (o "borlas") e inflorescencias ovulíferas separadas llamadas mazorcas que cuando se fertilizan producen granos o semillas, que son frutos.

El maíz se ha convertido en un alimento básico en muchas partes del mundo, y la producción total de maíz supera a la del trigo o el arroz. Además de ser consumido directamente por los humanos (a menudo en forma de masa), el maíz también se usa para producir etanol de maíz, alimento para animales y otros productos derivados del maíz, como el almidón de maíz y el jarabe de maíz. Los seis tipos principales de maíz son maíz dentado, maíz flint, maíz en vaina, palomitas de maíz, maíz en harina y maíz dulce.Las variedades ricas en azúcar llamadas maíz dulce generalmente se cultivan para el consumo humano en forma de granos, mientras que las variedades de maíz de campo se usan para alimentación animal, diversos usos alimentarios humanos a base de maíz (incluida la molienda en harina de maíz o masa, el prensado en aceite de maíz, la fermentación y la destilación en bebidas alcohólicas como el whisky bourbon) y como materia prima para la industria química. El maíz también se usa para producir etanol y otros biocombustibles.

El maíz se cultiva ampliamente en todo el mundo y cada año se produce una mayor cantidad de maíz que cualquier otro grano. En 2021, la producción mundial total fue de 1.200 millones de toneladas. El maíz es el cultivo de granos más cultivado en las Américas, con 384 millones de toneladas métricas cultivadas solo en los Estados Unidos en 2021. El maíz modificado genéticamente representó el 85% del maíz sembrado en los Estados Unidos en 2009. Los subsidios en los Estados Unidos ayudan para dar cuenta de su alto nivel de cultivo de maíz y su posición como el mayor productor del mundo.

Historia

Desarrollo precolombino

El maíz es un cultivo; se requiere la intervención humana para que se propague. Ya sea que los granos se caigan de la mazorca por sí solos o no, es una evidencia clave utilizada en arqueología para distinguir el maíz domesticado de su ancestro, el teosinte, que se propaga naturalmente. La evidencia genética también se puede usar para determinar cuándo se dividen varios linajes.

La mayoría de los historiadores creen que el maíz fue domesticado en el Valle de Tehuacán de México. La investigación reciente a principios del siglo XXI ha modificado un poco este punto de vista; los eruditos ahora indican que el adyacente valle del río Balsas en el centro-sur de México es el centro de domesticación.

Un influyente estudio de 2002 realizado por Matsuoka et al. . ha demostrado que, en lugar del modelo de múltiples domesticaciones independientes, todo el maíz surgió de una sola domesticación en el sur de México hace unos 9.000 años. El estudio también demostró que los tipos de maíz más antiguos que sobreviven son los del altiplano mexicano. Más tarde, el maíz se extendió desde esta región por las Américas a lo largo de dos caminos principales. Esto es consistente con un modelo basado en el registro arqueológico que sugiere que el maíz se diversificó en las tierras altas de México antes de extenderse a las tierras bajas.

La arqueóloga Dolores Piperno ha dicho:

Un gran corpus de datos indica que [el maíz] se dispersó en la parte baja de Centroamérica hacia el 7600 a. C. [5600 a. C.] y se trasladó a los valles interandinos de Colombia entre el 7000 y el 6000 a. C. [5000–4000 a. C.].—  Dolores Piperno, Los orígenes del cultivo y la domesticación de plantas en los trópicos del Nuevo Mundo: patrones, procesos y nuevos desarrollos

Desde entonces, incluso se han publicado fechas anteriores.

Según un estudio genético de la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa), el cultivo del maíz se introdujo en América del Sur desde México, en dos grandes oleadas: la primera, hace más de 6000 años, se extendió por los Andes. Se han encontrado evidencias de cultivo en Perú que datan de hace unos 6700 años. La segunda ola, hace unos 2000 años, atravesó las tierras bajas de América del Sur.

Las primeras plantas de maíz crecían solo pequeñas mazorcas de maíz de 25 milímetros de largo (1 pulgada) y solo una por planta. En opinión de Jackson Spielvogel, muchos siglos de selección artificial (en lugar de la opinión actual de que el maíz se explota intercalando con teosinte) por parte de los pueblos indígenas de las Américas dio como resultado el desarrollo de plantas de maíz capaces de producir varias mazorcas por planta, que por lo general eran varios centímetros/pulgadas de largo cada uno. Los olmecas y mayas cultivaron maíz en numerosas variedades a lo largo de Mesoamérica; lo cocinaron, molieron y procesaron mediante nixtamalización. Se creía que a partir del 2500 a. C., el cultivo se extendió por gran parte de las Américas.La investigación del siglo XXI ha establecido fechas incluso anteriores. La región desarrolló una red comercial basada en excedentes y variedades de cultivos de maíz.

Los mapuches del centro-sur de Chile cultivaban maíz junto con quinua y papa en la época prehispánica; sin embargo, la papa era el alimento básico de la mayoría de los mapuches, "especialmente en los territorios del sur y de la costa [mapuche] donde el maíz no alcanzaba la madurez". Antes de la expansión del Imperio Inca, el maíz se comerciaba y transportaba hacia el sur hasta los 40°19' S en Melinquina, Departamento de Lácar. En ese lugar se encontraron restos de maíz dentro de cerámica fechada en 730 ± 80 AP y 920 ± 60 AP. Probablemente este maíz fue traído a través de los Andes desde Chile. La presencia de maíz en el archipiélago de las Guaitecas (43°55' S), el puesto avanzado más austral de la agricultura prehispánica, es reportada por los primeros exploradores españoles. Sin embargo, los españoles pueden haber identificado erróneamente la planta.

Intercambio colombino

Después de la llegada de los europeos en 1492, los colonos españoles consumieron maíz, y los exploradores y comerciantes lo llevaron a Europa y lo introdujeron en otros países. Los colonos españoles preferían el pan de trigo al maíz, la mandioca o las papas. La harina de maíz no podía sustituirse por el trigo para el pan de comunión, ya que en la creencia cristiana solo el trigo podía pasar por la transubstanciación y transformarse en el cuerpo de Cristo. A algunos españoles les preocupaba que al comer alimentos indígenas, que no consideraban nutritivos, se debilitarían y correrían el riesgo de convertirse en indios. "Desde el punto de vista de los europeos, era la comida que comían, incluso más que el entorno en el que vivían, lo que daba a los amerindios y españoles tanto sus características físicas distintivas como sus personalidades características".A pesar de estas preocupaciones, los españoles consumieron maíz. La evidencia arqueológica de los sitios de Florida indica que también lo cultivaron.

El maíz se extendió al resto del mundo debido a su capacidad para crecer en diversos climas. Se cultivó en España solo unas pocas décadas después de los viajes de Colón y luego se extendió a Italia, África Occidental y otros lugares. El cultivo generalizado probablemente comenzó en el sur de España en 1525, después de lo cual se extendió rápidamente al resto del Imperio español, incluidos sus territorios en Italia (y, desde allí, a otros estados italianos). El maíz tenía muchas ventajas sobre el trigo y la cebada; rindió dos veces y media la energía alimentaria por unidad de superficie cultivada,se podía cosechar en años sucesivos de la misma parcela de tierra y crecía en altitudes y climas muy variados, desde regiones relativamente secas con solo 250 mm (10 pulgadas) de lluvia anual hasta regiones húmedas con más de 5000 mm (200 pulgadas). En el siglo XVII era un alimento campesino común en el suroeste de Europa, incluidos Portugal, España, el sur de Francia e Italia. En el siglo XVIII, era el principal alimento del campesinado del sur de Francia e Italia, especialmente en forma de polenta en Italia.

Nombres

La palabra maíz deriva de la forma española de la palabra indígena taína para la planta, mahiz. Es conocido por otros nombres, incluido "maíz" en algunos países de habla inglesa.

La palabra "maíz" fuera de los EE. UU., Canadá, Australia y Nueva Zelanda se refiere a cualquier cultivo de cereal, y se entiende que su significado varía geográficamente para referirse al alimento básico local. En los Estados Unidos, Canadá, Australia y Nueva Zelanda, maíz significa principalmente maíz; este uso comenzó como una abreviatura de "maíz indio". "Maíz indio" significa principalmente maíz (el grano básico de los indígenas estadounidenses), pero puede referirse más específicamente al "maíz pedernal" multicolor que se usa para la decoración. Otros nombres comunes incluyen barajovar, makka, maíz de seda y zea.

El maíz se prefiere en el uso formal, científico e internacional como nombre común porque se refiere específicamente a este grano, a diferencia del maíz, que tiene una variedad compleja de significados que varían según el contexto y la región geográfica. Grupos internacionales como el Center for Agriculture and Bioscience International también consideran que el maíz es el nombre común preferido. El maíz es utilizado por organismos agrícolas e institutos de investigación como la FAO de las Naciones Unidas, el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo con sede en México y el Instituto Indio de Investigación del Maíz. Las asociaciones agrícolas e industriales nacionales a menudo incluyen la palabra maíz en su nombre, incluso como la Asociación de Maíz de Australia, y la Asociación Nacional de Maíz de Nigeria.

En el sur de África, el maíz se llama comúnmente mielie (afrikáans) o mealie (inglés), palabras posiblemente derivadas de la palabra portuguesa para maíz, milho, pero más probablemente del holandés meel o comida inglesa, que significa la parte comestible de un grano o legumbre.

Estructura y fisiología

La planta de maíz suele medir 3 m (10 pies) de altura, aunque algunas cepas naturales pueden crecer 13 m (43 pies), y la planta más alta registrada alcanzó los 45 pies (14 m). El tallo se compone comúnmente de 20 entrenudos de 18 cm (7 pulgadas) de largo. Las hojas surgen de los nudos, alternativamente en lados opuestos del tallo, y tienen márgenes enteros.

El ápice del tallo termina en la panoja, una inflorescencia de flores masculinas. Cuando la espiga está madura y las condiciones son adecuadamente cálidas y secas, las anteras de la espiga se rompen y liberan polen. El polen de maíz es anemófilo (dispersado por el viento) y, debido a su gran velocidad de sedimentación, la mayor parte del polen cae a unos pocos metros de la espiga.

Las mazorcas se desarrollan sobre algunas de las hojas en la sección media de la planta, entre el tallo y la vaina de la hoja, alargándose alrededor de 3 mm (¹ ⁄ ₈ pulgadas) por día, hasta una longitud de 18 cm (7 pulgadas) con 60 cm (24 in) siendo el máximo alegado en la subespecie. Son inflorescencias femeninas, fuertemente envueltas por varias capas de hojas de mazorca comúnmente llamadas cáscaras.

Estigmas alargados, llamados sedas, emergen del verticilo de hojas de cáscara al final de la mazorca. A menudo son de color amarillo pálido y miden 18 cm (7 pulgadas) de largo, en apariencia como mechones de cabello. Al final de cada uno hay un carpelo, que puede convertirse en un "núcleo" si es fertilizado por un grano de polen. El pericarpio de la fruta se fusiona con la cubierta de la semilla denominada "cariopsis", típica de las gramíneas, y el núcleo completo a menudo se denomina "semilla". La mazorca tiene una estructura cercana a una fruta múltiple, excepto que las frutas individuales (los granos) nunca se fusionan en una sola masa. Los granos son del tamaño de guisantes y se adhieren en filas regulares alrededor de una sustancia blanca y concisa que forma la mazorca. Se dice que el tamaño máximo de los granos es de 2,5 cm (1 pulgada).Una mazorca comúnmente contiene 600 granos. Los hay de varios colores: negruzcos, gris azulados, morados, verdes, rojos, blancos y amarillos. Cuando se muele en harina, el maíz produce más harina con mucho menos salvado que el trigo. Carece de la proteína gluten del trigo y, por lo tanto, produce productos horneados con poca capacidad de fermentación. Una variante genética que acumula más azúcar y menos almidón en la mazorca se consume como verdura y se denomina maíz dulce. Las mazorcas jóvenes se pueden consumir crudas, con la mazorca y la seda, pero a medida que la planta madura (generalmente durante los meses de verano), la mazorca se vuelve más dura y la seda se seca y no se puede comer. Al final de la temporada de crecimiento, los granos se secan y se vuelven difíciles de masticar sin cocinar.

• Inflorescencia femenina, con seda joven
• Seda madura
• Tallos, orejas y seda.
• flores masculinas
• Plantas de maíz completamente desarrolladas
• Mazorca de maíz maduro en un tallo

La densidad de siembra afecta múltiples aspectos del maíz. Las técnicas agrícolas modernas en los países desarrollados generalmente se basan en una plantación densa, que produce una mazorca por tallo. Las masas de maíz para ensilaje son aún más densas y logran un menor porcentaje de mazorcas y más materia vegetal.

El maíz es una planta facultativa de día corto y florece en un cierto número de grados día de crecimiento > 10 °C (50 °F) en el ambiente al que está adaptado. La magnitud de la influencia que tienen las noches largas en el número de días que deben pasar antes de que el maíz florezca está prescrita y regulada genéticamente por el sistema de fitocromos. La fotoperiodicidad puede ser excéntrica en los cultivares tropicales, de modo que los días largos característicos de las latitudes más altas permiten que las plantas crezcan tan altas que no tengan tiempo suficiente para producir semillas antes de que las heladas las maten. Estos atributos, sin embargo, pueden resultar útiles en el uso de maíz tropical para biocombustibles.

Los brotes de maíz inmaduros acumulan una poderosa sustancia antibiótica, 2,4-dihidroxi-7-metoxi-1,4-benzoxazin-3-ona (DIMBOA). DIMBOA es miembro de un grupo de ácidos hidroxámicos (también conocidos como benzoxazinoides) que sirven como defensa natural contra una amplia gama de plagas, incluidos insectos, hongos patógenos y bacterias. DIMBOA también se encuentra en pastos relacionados, particularmente trigo. Un mutante de maíz (bx) que carece de DIMBOA es altamente susceptible al ataque de pulgones y hongos. DIMBOA también es responsable de la resistencia relativa del maíz inmaduro al barrenador europeo del maíz (familia Crambidae). A medida que el maíz madura, los niveles de DIMBOA y la resistencia al barrenador del maíz disminuyen.

Debido a sus raíces poco profundas, el maíz es susceptible a las sequías, no tolera los suelos con deficiencia de nutrientes y es propenso a ser arrancado por los vientos fuertes.

• Granos de maíz
• diagrama de la planta de maíz
• Mazorca de maíz con hileras irregulares de granos

Mientras que los maíces amarillos obtienen su color de la luteína y la zeaxantina, en los maíces de color rojo, la coloración del grano se debe a las antocianinas y los flobafenos. Estas últimas sustancias se sintetizan en la vía sintética de los flavonoides a partir de la polimerización de flavan-4-oles mediante la expresión del gen color1 (p1) del pericarpio de maíz que codifica un activador transcripcional R2R3 similar a myb del gen A1 que codifica la dihidroflavonol 4-reductasa (reduciendo los dihidroflavonoles en flavan-4-ols) mientras que otro gen (Suppressor of Pericarp Pigmentation 1 o SPP1) actúa como un supresor.El gen p1 codifica un activador transcripcional homólogo de Myb de genes necesarios para la biosíntesis de pigmentos de flobafeno rojo, mientras que el alelo P1-wr especifica pericarpio de grano incoloro y mazorcas rojas, y el factor inestable para orange1 (Ufo1) modifica la expresión de P1-wr para conferir pigmentación en el pericarpio del grano, así como en los tejidos vegetativos, que normalmente no acumulan cantidades significativas de pigmentos de flobafeno. El gen P del maíz codifica un homólogo de Myb que reconoce la secuencia CCT/AACC, en marcado contraste con el C/TAACGG unido por proteínas Myb de vertebrados.

La hoja de la mazorca es la hoja más estrechamente asociada con una mazorca en desarrollo en particular. Esta hoja y las superiores contribuyen del 70 % al 75 % al 90 % del relleno de grano. Por lo tanto, la aplicación de fungicidas es más importante en esa región en la mayoría de los ambientes de enfermedades.

Flores anormales

Las flores de maíz a veces pueden exhibir mutaciones que conducen a la formación de flores femeninas en la espiga. Estas mutaciones, ts4 y Ts6, impiden el desarrollo del estambre mientras que simultáneamente promueven el desarrollo del pistilo. Esto puede causar inflorescencias que contienen flores masculinas y femeninas, o flores hermafroditas.

Genética

El maíz es una hierba anual de la familia Gramineae, que incluye plantas como el trigo, el centeno, la cebada, el arroz, el sorgo y la caña de azúcar. Hay dos especies principales del género Zea (de un total de seis): Zea mays (maíz) y Zea diploperennis, que es un tipo perenne de teosinte. La variedad anual de teosinte llamada Zea mays mexicana es el pariente botánico más cercano al maíz. Todavía crece en la naturaleza como anual en México y Guatemala.

Muchas formas de maíz se usan como alimento, a veces clasificadas como varias subespecies relacionadas con la cantidad de almidón que cada una tiene:

• Harina de maíz: Zea mays var. amilacea
• Palomitas de maíz: Zea mays var. Everta
• Maíz dentado: Zea mays var. sangría
• Maíz pedernal: Zea mays var. indurada
• Maíz dulce: Zea mays var. saccharata y Zea mays var. rugosa
• Maíz ceroso: Zea mays var. ceratina
• Amilomaíza: Zea mays
• Maíz en vaina: Zea mays var. tunicata Larrañaga ex A. St. Hil.
• Maíz rayado: Zea mays var. rosal japonés

Este sistema ha sido reemplazado (aunque no completamente desplazado) durante los últimos 60 años por clasificaciones multivariables basadas en cada vez más datos. Los datos agronómicos se complementaron con características botánicas para una clasificación inicial sólida, luego se agregaron pruebas genéticas, citológicas, de proteínas y de ADN. Ahora bien, las categorías son formas (poco utilizadas), razas, complejos raciales y recientemente ramas.

El maíz es un diploide con 20 cromosomas (n=10). La longitud combinada de los cromosomas es de 1500 cm. Algunos de los cromosomas del maíz tienen lo que se conoce como "botones cromosómicos": dominios heterocromáticos altamente repetitivos que se tiñen de oscuro. Los nudos individuales son polimórficos entre las cepas de maíz y teosinte.

Barbara McClintock usó estos marcadores de botón para validar su teoría del transposón de los "genes saltadores", por la que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1983. El maíz sigue siendo un organismo modelo importante para la genética y la biología del desarrollo en la actualidad.

Los centrómeros tienen dos tipos de componentes estructurales, los cuales se encuentran solo en los centrómeros: grandes matrices de CentC, un ADN satélite corto; y algunos de una familia de retrotransposones. El cromosoma B, a diferencia de los demás, contiene una repetición adicional que se extiende a las áreas vecinas del cromosoma. Los centrómeros pueden encogerse accidentalmente durante la división y seguir funcionando, aunque se cree que esto fallará si se encoge por debajo de unos pocos cientos de kilobases. Los cinetocoros contienen ARN procedente de centrómeros. Las regiones del centrómero pueden volverse inactivas y pueden continuar en ese estado si el cromosoma todavía tiene otro activo.

El Centro de existencias de cooperación en genética de maíz, financiado por el Servicio de Investigación Agrícola del USDA y ubicado en el Departamento de Ciencias de Cultivos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, es un centro de existencias de mutantes de maíz. La colección total tiene cerca de 80.000 muestras. La mayor parte de la colección consta de varios cientos de genes con nombre, además de combinaciones de genes adicionales y otras variantes hereditarias. Hay alrededor de 1000 aberraciones cromosómicas (p. ej., translocaciones e inversiones) y stocks con números anormales de cromosomas (p. ej., tetraploides). Se puede acceder a los datos genéticos que describen las existencias de mutantes de maíz, así como a una miríada de otros datos sobre la genética del maíz, en MaizeGDB, la base de datos de genética y genómica del maíz.

En 2005, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF), el Departamento de Agricultura (USDA) y el Departamento de Energía (DOE) formaron un consorcio para secuenciar el genoma del maíz B73. Los datos de la secuencia de ADN resultantes se depositaron inmediatamente en GenBank, un depósito público de datos de secuencias del genoma. Las secuencias y las anotaciones del genoma también se han puesto a disposición a lo largo de la vida del proyecto en el sitio oficial del proyecto.

La secuenciación primaria del genoma del maíz se completó en 2008. El 20 de noviembre de 2009, el consorcio publicó los resultados de su esfuerzo de secuenciación en Science. Se descubrió que el genoma, del cual el 85% está compuesto por transposones, contiene 32 540 genes (en comparación, el genoma humano contiene alrededor de 2900 millones de bases y 26 000 genes). Gran parte del genoma del maíz ha sido duplicado y reorganizado por helitrones, un grupo de transposones de círculo rodante.

En Z. mays y varias otras angiospermas, el motivo de caja MADS está involucrado en el desarrollo floral. El estudio inicial en varios modelos de angiospermas, incluida Z. mays, fue el comienzo de la investigación sobre la evolución molecular de la estructura floral en general, así como su papel en las plantas sin flores.

Evolución

Al igual que con muchas plantas y animales, Z. mays tiene una correlación positiva entre el tamaño efectivo de la población y la magnitud de la presión de selección. Z m con un EPS de ~650 000, se agrupa con otros de aproximadamente el mismo EPS y tiene el 79 % de sus sitios de aminoácidos bajo selección.

La recombinación es una fuente importante de diversidad en Z. mays. (Tenga en cuenta que este hallazgo reemplaza estudios previos que no mostraron tal correlación).

Este efecto de recombinación/diversidad se observa en todas las plantas, pero también se encuentra que no ocurre, o no tan fuertemente, en regiones de alta densidad de genes. Esta es probablemente la razón por la que la Z. mays domesticada no ha visto tanto aumento en la diversidad dentro de las áreas de mayor densidad como en las regiones de menor densidad, aunque hay más evidencia en otras plantas.

Algunas líneas de maíz han sufrido antiguos eventos de poliploidía, que comenzaron hace 11 millones de años. Durante ese tiempo, se retuvo ~72% de los genes poliploides duplicados, que es más alto que en otras plantas con eventos de poliploidía más antiguos. Por lo tanto, el maíz puede perder más genes duplicados a medida que pasa el tiempo, similar al curso seguido por los genomas de otras plantas. Si es así, si la pérdida de genes simplemente no ha ocurrido todavía, eso podría explicar la falta de selección positiva observada y la menor selección negativa que se observa en plantas similares, es decir, también cruzadas naturalmente y con tamaños de población efectivos similares.

La ploidía no parece influir en el EPS o la magnitud del efecto de selección en el maíz.

Cría

El maíz se reproduce sexualmente cada año. Esto selecciona aleatoriamente la mitad de los genes de una planta determinada para propagarlos a la siguiente generación, lo que significa que los rasgos deseables que se encuentran en el cultivo (como un alto rendimiento o una buena nutrición) pueden perderse en las generaciones posteriores a menos que se utilicen ciertas técnicas.

El mejoramiento del maíz en la prehistoria resultó en plantas grandes que producían mazorcas grandes. El fitomejoramiento moderno comenzó con individuos que seleccionaron variedades altamente productivas en sus campos y luego vendieron semillas a otros agricultores. James L. Reid fue uno de los primeros y más exitosos en desarrollar el Yellow Dent de Reid en la década de 1860. Estos primeros esfuerzos se basaron en la selección en masa. Los esfuerzos posteriores de mejoramiento incluyeron la selección de mazorca a fila (CG Hopkins c. 1896), híbridos hechos de líneas endogámicas seleccionadas (GH Shull, 1909) y los híbridos dobles altamente exitosos usando 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 híbridos modernos.Para la década de 1930, empresas como Pioneer dedicadas a la producción de maíz híbrido habían comenzado a influir en el desarrollo a largo plazo. Bancos de semillas de importancia internacional como el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y el banco estadounidense en el Centro de Acciones de Cooperación Genética de Maíz de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign mantienen germoplasma importante para el desarrollo de cultivos futuros.

Desde la década de 1940, las mejores cepas de maíz han sido híbridos de primera generación elaborados a partir de cepas puras que se han optimizado para características específicas, como rendimiento, nutrición, sequía, tolerancia a 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. Hay pruebas contradictorias que respaldan 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 la hoja, la resistencia al acame, la tolerancia a una alta densidad de plantas, la tolerancia a enfermedades/plagas y otras características agronómicas en lugar del aumento del potencial de rendimiento por planta individual.

Ciertas variedades de maíz se han criado para producir muchas mazorcas que son la fuente del "maíz tierno" que se usa como verdura en la cocina asiática.

El CIMMYT opera un programa de mejoramiento convencional para proporcionar cepas optimizadas. El programa comenzó en la década de 1980. Las semillas híbridas son distribuidas en África por el proyecto Drought Tolerant Maize for Africa.

Ingeniería genética

El maíz transgénico (GE) fue uno de los 26 cultivos transgénicos cultivados comercialmente en 2016. La gran mayoría es maíz Bt. Cultivado desde 1997 en los Estados Unidos y Canadá, el 92 % de la cosecha de maíz de los EE. UU. se modificó genéticamente en 2016 y el 33 % de la cosecha mundial de maíz fue GM en 2016.A partir de 2011, las variedades de maíz tolerantes a herbicidas se cultivaron en Argentina, Australia, Brasil, Canadá, China, Colombia, El Salvador, la Unión Europea, Honduras, Japón, Corea, Malasia, México, Nueva Zelanda, Filipinas, la Federación Rusa, Singapur, Sudáfrica, Taiwán, Tailandia y Estados Unidos. El maíz resistente a los insectos se cultivó en Argentina, Australia, Brasil, Canadá, Chile, China, Colombia, Egipto, la Unión Europea, Honduras, Japón, Corea, Malasia, México, Nueva Zelanda, Filipinas, Sudáfrica, Suiza, Taiwán, el Estados Unidos y Uruguay.

En septiembre de 2000, se retiraron productos alimenticios por valor de hasta $ 50 millones debido a la presencia de maíz genéticamente modificado Starlink, que había sido aprobado solo para consumo animal y no había sido aprobado para consumo humano, y posteriormente fue retirado del mercado.

Para la resistencia a plagas y enfermedades.

Las variedades locales tropicales siguen siendo una fuente importante y subutilizada de alelos de resistencia para enfermedades y herbívoros. Dao et al. realizaron descubrimientos notables de alelos raros para este propósito., 2014 y Sood et al. , 2014. Rashid et al. , 2018 utiliza un panel de mapeo de asociación del CIMMYT desarrollado originalmente 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 SDMR ya ubicadas por otros.

Origen

El maíz es la variante domesticada del teosinte. 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 grassy tillers-1 (gt1, A0A317YEZ1) y teosinte branched-1 (tb1, Q93WI2).

Se habían propuesto varias teorías sobre el origen específico del maíz en Mesoamérica:

1. Es una domesticación directa de un teocintle anual mexicano, Zea mays ssp. parviglumis, originaria del valle del río Balsas en el sureste de México, con hasta un 12% de su material genético obtenido de Zea mays ssp. mexicana a través de la introgresión.
2. Se ha derivado de la hibridación entre un maíz domesticado pequeño (una forma ligeramente modificada de un maíz silvestre) y un teocintle de la sección Luxuriantes, ya sea Z. luxurians o Z. diploperennis.
3. Ha sufrido dos o más domesticaciones ya sea de un maíz silvestre o de un teosinte. (El término "teocintle" describe todas las especies y subespecies del género Zea, excluyendo a Zea mays ssp. mays).
4. Ha evolucionado a partir de una hibridación de Z. diploperennis por Tripsacum dactyloides.

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. Esta teoría sobre el origen del maíz ha sido refutada por las pruebas genéticas modernas, que refutan el modelo de Mangelsdorf y el cuarto mencionado anteriormente.

La teoría del origen del teocintle fue propuesta por el botánico ruso Nikolai Ivanovich Vavilov en 1931 y el posterior ganador del Premio Nobel estadounidense George Beadle en 1932. Está respaldada experimentalmente y por estudios recientes de los genomas de las plantas. El teosinte y el maíz pueden cruzarse y producir descendencia fértil. Quedan varias preguntas sobre la especie, entre ellas:

1. cómo la inmensa diversidad de las especies de secta. Zea se originó,
2. cómo los diminutos especímenes arqueológicos de 3500-2700 a. C. podrían haber sido seleccionados de un teosinte, y
3. cómo la domesticación podría haber procedido sin dejar restos de teosintle o maíz con rasgos teosintoideos anteriores a los más antiguos conocidos hasta hace poco tiempo, que datan de ca. 1100 a.C.

La domesticación del maíz es de particular interés para los investigadores: arqueólogos, genetistas, etnobotánicos, geógrafos, etc. Algunos creen que el proceso comenzó hace entre 7.500 y 12.000 años. Las investigaciones de las décadas de 1950 a 1970 se centraron originalmente en la hipótesis de que la domesticación del maíz ocurrió en las tierras altas entre los estados de Oaxaca y Jalisco, porque allí se encontraron los restos arqueológicos de maíz más antiguos que se conocen en ese momento.

Conexión con la subespecie 'parviglumis'

Estudios genéticos, publicados en 2004 por John Doebley, identificaron a Zea mays ssp. parviglumis, nativo del valle del río Balsas en las tierras altas del suroeste de México, y también conocido como Balsas teosinte, por ser el pariente silvestre del cultivo que es genéticamente más similar al maíz moderno. Esto fue confirmado por estudios posteriores, que refinaron un poco esta hipótesis. Los estudios arqueobotánicos, publicados en 2009, apuntan a la parte media del valle del río Balsas como el lugar probable de domesticación temprana; este río no es muy largo, por lo que estos lugares no son muy distantes. 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.

Doebley formó parte del equipo que publicó por primera vez, 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.

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 las primeras mazorcas de maíz, encontrados en la Cueva de Guila Naquitz en el Valle de Oaxaca, datan de aproximadamente 6250 años; las orejas más antiguas de cuevas cerca de Tehuacán, Puebla, 5450 AP

También se ha recuperado polen de maíz de San Andrés, Tabasco, en la costa del Caribe, fechado en 7.300 AP.

A medida que se introdujo el maíz en nuevas culturas, se desarrollaron nuevos usos y se seleccionaron nuevas variedades para servir mejor en esas preparaciones. El maíz era el alimento básico, o un alimento básico importante, junto con la calabaza, la papa de la región andina, la quinua, los frijoles y el amaranto, de la mayoría de las culturas precolombinas de América del Norte, Mesoamérica, América del Sur y el Caribe. La civilización mesoamericana, en particular, estuvo profundamente interrelacionada con el maíz. Sus tradiciones y rituales involucraban todos los aspectos del cultivo del maíz, desde la siembra hasta la preparación de los alimentos. El maíz formó la identidad de los pueblos mesoamericanos.

Se desconoce qué precipitó su domesticación, porque la porción comestible de la variedad silvestre es demasiado pequeña y difícil de obtener para comerla directamente, ya que cada grano está encerrado en una cáscara de bivalvo muy dura.

En 1939, George Beadle demostró que los granos de teosinte se "explotan" fácilmente para el consumo humano, como las palomitas de maíz modernas. Algunos han argumentado que se habrían necesitado demasiadas generaciones de crianza selectiva para producir mazorcas grandes y comprimidas para un cultivo eficiente. Sin embargo, los estudios de los híbridos hechos fácilmente al entrecruzar teocintle y maíz moderno sugieren que esta objeción no está bien fundada.

Extendiéndose hacia el norte

Hace alrededor de 4500 años, el maíz comenzó a extenderse hacia el norte; se cultivó por primera vez en lo que hoy es Estados Unidos en varios lugares de Nuevo México y Arizona, hace unos 4100 años.

Durante el primer milenio dC, 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.

En 2005, una investigación del Servicio Forestal del USDA sugirió que el aumento del cultivo de maíz hace 500 a 1000 años en lo que ahora es el sureste de los Estados Unidos se correspondía con una disminución de los mejillones de agua dulce, que son muy sensibles a los cambios ambientales.

Cultivo

Plantación

Por ser intolerante al frío, en las zonas templadas el maíz debe sembrarse en primavera. Su sistema de raíces es generalmente poco profundo, 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 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 pronosticaba una buena cosecha si el maíz estaba "hasta 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 de leche", después de la polinización pero antes de que se haya formado el almidón, entre finales de verano y principios o mediados de otoño. El maíz de campo se deja en el campo hasta muy avanzado el otoño para que el grano se seque por completo 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 las sequías periódicas causan regularmente malas cosechas de maíz y la consiguiente hambruna. Aunque se cultiva principalmente en climas cálidos y húmedos, se dice que prospera en condiciones frías, cálidas, secas o húmedas, lo que significa que es un cultivo extremadamente versátil. donde las sequías periódicas causan regularmente malas cosechas de maíz y la consiguiente hambruna. Aunque se cultiva principalmente en climas cálidos y húmedos, se dice que prospera en condiciones frías, cálidas, secas o húmedas, lo que significa que es un cultivo extremadamente versátil. donde las sequías periódicas causan regularmente malas cosechas de maíz y la consiguiente hambruna. Aunque se cultiva principalmente en climas cálidos y húmedos, se dice que prospera en condiciones frías, cálidas, secas o húmedas, lo que significa que es un cultivo extremadamente versátil.

El maíz fue plantado por los nativos americanos en las colinas, en un sistema complejo conocido por algunos como las Tres Hermanas. El maíz proporcionó apoyo para los frijoles, y los frijoles proporcionaron nitrógeno derivado de la bacteria rizobios fijadora de nitrógeno que vive en las raíces de los frijoles y otras leguminosas; y las calabazas cubrieron el suelo para detener las malas hierbas e inhibir la evaporación al proporcionar sombra sobre el suelo. Este método fue reemplazado por la plantación de colinas de una sola especie, donde cada colina de 60 a 120 cm (2 pies 0 pulgadas - 3 pies 11 pulgadas) de distancia se plantó con tres o cuatro semillas, un método que todavía utilizan los jardineros domésticos. Una técnica posterior fue el "maíz controlado", en el que se colocaron colinas a 1 m (40 pulgadas) de distancia en cada dirección, lo que permitió a los cultivadores atravesar el campo en dos direcciones. En tierras más áridas, esto fue alterado y se plantaron semillas en el fondo de10–12 cm (4– 4+^{Surcos de 1} ⁄ ₂ pulgadas de profundidad para recolectar agua. La técnica moderna planta maíz en hileras, lo que permite el cultivo mientras la planta es joven, aunque la técnica de la colina todavía se usa en los campos de maíz de algunas reservas de nativos americanos. Cuando el maíz se siembra en hileras, también permite la siembra de otros cultivos entre estas hileras para hacer un uso más eficiente del espacio de la tierra.

Hoy en día, en la mayoría de las regiones, el maíz que se cultiva en jardines residenciales todavía se siembra manualmente con una azada, mientras que el maíz que se cultiva comercialmente ya no se siembra manualmente, sino con una sembradora. En América del Norte, los campos a menudo se plantan en una rotación de dos cultivos con un cultivo fijador de nitrógeno, a menudo alfalfa en climas más fríos y soja en regiones con veranos más largos. A veces se añade a la rotación un tercer cultivo, el trigo de invierno.

Muchas de las variedades de maíz que se cultivan en los Estados Unidos y Canadá son híbridos. A menudo, las variedades han sido modificadas genéticamente para tolerar el glifosato o brindar protección contra las plagas naturales. El glifosato es un herbicida que mata todas las plantas excepto aquellas con tolerancia genética. Esta tolerancia genética se encuentra muy raramente en la naturaleza.

En el medio oeste de los Estados Unidos, por lo general se utilizan técnicas agrícolas de baja o nula labranza. En la labranza baja, los campos se cubren una vez, tal vez dos veces, con un implemento de labranza, ya sea antes de la siembra del cultivo o después de la cosecha anterior. Los campos están plantados y fertilizados. Las malas hierbas se controlan mediante el uso de herbicidas y no se realiza laboreo durante la temporada de crecimiento. Esta técnica reduce la evaporación de la humedad del suelo y, por lo tanto, proporciona más humedad para el cultivo. Las tecnologías mencionadas en el párrafo anterior permiten la agricultura de baja labranza y labranza cero. Las malas hierbas compiten con el cultivo por la humedad y los nutrientes, lo que las hace indeseables.

Cosecha

El maíz cosechado como cultivo de grano se puede mantener en el campo durante un tiempo relativamente largo, incluso meses, después de que el cultivo esté listo para la cosecha; también se cosecha y se almacena en las hojas de la cáscara si se mantiene seco. Antes del siglo XX, toda la cosecha de maíz se realizaba a mano, mediante pastoreo o mediante alguna combinación de ambos. Ya sea que las mazorcas se recolectaran a mano y se pastara el rastrojo, o que se cortara, recolectara y sacudiera toda la planta, las personas y el ganado hacían todo el trabajo. Entre las décadas de 1890 y 1970, la tecnología de cosecha de maíz se expandió enormemente. Hoy en día, todas estas tecnologías, desde la cosecha totalmente manual hasta la totalmente mecanizada, todavía se utilizan hasta cierto punto, según corresponda a las necesidades de cada finca, aunque predominan las versiones completamente mecanizadas, ya que ofrecen los costos unitarios más bajos cuando se escalan a operaciones de fincas grandes.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, la mayor parte del maíz en América del Norte se cosechaba a mano. Esto implicó una gran cantidad de trabajadores y eventos sociales asociados (descascarado o descascarado de abejas). A partir de la década de 1890, se dispuso de alguna maquinaria para mecanizar parcialmente los procesos, tales como picadoras mecánicas de una y dos hileras (recoger la mazorca, dejar el rastrojo) y atadoras de maíz, que son segadoras- atadoras diseñadas específicamente para el maíz (por ejemplo, Vídeo en YouTube). Estos últimos producen poleas que se pueden sacudir. A mano o con un recolector mecánico, se cosecha toda la mazorca, lo que luego 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 cunas de maíz, y estas mazorcas enteras son una forma suficiente para algunos usos de alimentación del ganado. Hoy cunas de maíz con mazorcas enteras, y aglutinantes de maíz, son menos comunes porque la mayoría de las granjas modernas cosechan el grano del campo con una cosechadora y lo almacenan en contenedores. La cosechadora con cabeza de maíz (con puntas y rodillos de presión en lugar de un carrete) no corta el tallo; simplemente tira del tallo hacia abajo. El tallo continúa hacia abajo y se arruga en una pila destrozada en el suelo, donde generalmente se deja para que se convierta en materia orgánica para el suelo. La mazorca de maíz es demasiado grande para pasar entre las ranuras de un plato, ya que los rodillos de presión tiran del tallo, dejando solo la mazorca y la cáscara para entrar en la maquinaria. La cosechadora separa la cáscara y la mazorca, conservando sólo los granos. El tallo continúa hacia abajo y se arruga en una pila destrozada en el suelo, donde generalmente se deja para que se convierta en materia orgánica para el suelo. La mazorca de maíz es demasiado grande para pasar entre las ranuras de un plato, ya que los rodillos de presión tiran del tallo, dejando solo la mazorca y la cáscara para entrar en la maquinaria. La cosechadora separa la cáscara y la mazorca, conservando sólo los granos. El tallo continúa hacia abajo y se arruga en una pila destrozada en el suelo, donde generalmente se deja para que se convierta en materia orgánica para el suelo. La mazorca de maíz es demasiado grande para pasar entre las ranuras de un plato, ya que los rodillos de presión tiran del tallo, dejando solo la mazorca y la cáscara para entrar en la maquinaria. La cosechadora separa la cáscara y la mazorca, conservando sólo los granos.

Toda la planta de maíz también se cosecha como cultivo de ensilaje.

Para almacenar granos en contenedores, la humedad del grano debe ser lo suficientemente baja para evitar que se eche a perder. 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.

Producción

El maíz se cultiva ampliamente en todo el mundo y cada año se produce una mayor cantidad de maíz que cualquier otro grano. 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.

País	Producción(millones de toneladas)
Estados Unidos	360.3
Porcelana	260.7
Brasil	104.0
Argentina	58.4
Ucrania	30.3
India	30.2
México	27.4
Indonesia	22.5
Sudáfrica	15.3
Rusia	13.9
Mundo	1162.4

Estados Unidos

En 2016, se pronosticó que la producción de maíz superaría los 380 millones de toneladas métricas (15 000 millones de bushels), un aumento del 11 % con respecto a la producción estadounidense de 2014. Según las condiciones a partir de agosto de 2016, el rendimiento esperado sería el más alto jamás registrado en los Estados Unidos. Se pronosticó que el área de maíz cosechado sería de 35 millones de hectáreas (87 millones de acres), un aumento del 7 % con respecto a 2015. El maíz es especialmente popular en los estados del medio oeste como Indiana, Iowa e Illinois; en este último, fue nombrado grano oficial del estado en 2017.

El uso estimado de maíz para el año de cosecha del 1 de septiembre de 2020 al 31 de agosto de 2021 fue del 38,7 % para piensos, el 34 % para etanol, el 17,5 % para exportación y el 9,8 % para alimentos.

Comercio

Los futuros de maíz se negocian en varias bolsas, la Junta de Comercio de Chicago (CBOT) y JSE Derivatives (JDERIV). La Bolsa de Comercio de Chicago vende futuros de maíz con un tamaño de contacto de 5000 bushels que se cotiza en centavos/bushel y el JDERIV tiene un tamaño de contacto de 100 toneladas, cotizado en Rand/Ton. Las especificaciones detalladas del contrato se enumeran a continuación:

	Maíz (MAÍZ)	Maíz (CNA)
Intercambio:	JDERIV	CBOT
Sector:	Grano	Grano
Tamaño de marca:	0.2	0.25
Valor de marca:	5 EUR	12,50 USD
BPV:	25	50
Denominación:	ZAR	Dólar estadounidense
Decimal:	1	2

Plagas

Insectos

• Gusano soldado africano (Spodoptera exeta)
• Barrenador africano de la caña de azúcar (Eldana saccharina)
• Barrenador asiático del maíz (Ostrinia furnacalis)
• Gusano soldado común (Pseudaletia unipuncta)
• Tijereta común (Forficula auricularia)
• Delfácido de maíz (Peregrinus maidis)
• Pulgón de la hoja de maíz (Rhopalosiphum maidis)
• Gusanos de la raíz del maíz (Diabrotica spp), incluido el gusano de la raíz del maíz occidental (Diabrotica virgifera virgifera LeConte), el gusano de la raíz del maíz del norte (D. barberi o D. longicornis) y el gusano de la raíz del maíz del sur (D. undecimpunctata howardi)
• Mosca de la seda del maíz (Euxesta stigmatias)
• Escarabajo de la savia oscura (Carpophilus lugubris)
• Barrenador europeo del maíz (Ostrinia nubilalis) (ECB)
• Gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) Algunas variedades de maíz dulce han desarrollado una resistencia parcial al gusano cogollero al producir una proteinasa única de 33 kD que retarda significativamente el crecimiento del gusano cogollero.
• Gusano cogollero del maíz/gusano cogollero (Helicoverpa zea)
• Barrenador menor del tallo de maíz (Elasmopalpus lignosellus)
• Picudo del maíz (Sitophilus zeamais)
• Gusano soldado del norte, gusano soldado oriental u oruga cortadora de orejas de arroz (Mythimna separata)
• Barrenador del maíz del sudoeste (Diatraea grandiosella)
• Barrenador del tallo (Papaipema nebris)

La susceptibilidad del maíz al barrenador europeo del maíz y a los gusanos de la raíz del maíz, y las grandes pérdidas de cultivos resultantes que se estiman en mil millones de dólares en todo el mundo por cada plaga, llevaron al desarrollo de transgénicos que expresan la toxina Bacillus thuringiensis. El "maíz Bt" se cultiva ampliamente en los Estados Unidos y ha sido aprobado para su distribución en Europa.

Enfermedades

• Óxido
• Carbón de maíz o carbón común (Ustilago maydis): una enfermedad fúngica, conocida en México como huitlacoche, que es apreciada por algunos como un manjar gourmet en sí mismo
• Tizón de la hoja del maíz del norte (sitio de Purdue Extension) (sitio de Pioneer)
• Tizón de la hoja del maíz del sur
• Mildiú velloso del maíz (Peronosclerospora spp.)
• Virus del mosaico enano del maíz
• Virus de la raya del maíz
• Marchitez de Stewart (Pantoea stewartii)
• Marchitez de Goss (Clavibacter michiganensis subsp. nebraskensis)
• Mancha gris de la hoja
• Virus Mal de Río Cuarto (MRCV)
• podredumbre del tallo
• podredumbre de la mazorca
• Aspergillus flavus
• A. parásito

Almacenamiento

El secado es vital para prevenir o al menos reducir la contaminación por micotoxinas. Aspergillus y Fusarium spp. son las fuentes de micotoxinas más comunes, pero hay otras. En conjunto, los contaminantes del maíz son tan comunes, y este cultivo es tan importante económicamente, que las micotoxinas del maíz se encuentran entre las más importantes en la agricultura en general.

Usos

Comida humana

El maíz y la harina de maíz (maíz seco molido) constituyen un alimento básico en muchas regiones del mundo. El maíz se utiliza para producir almidón de maíz, un ingrediente común en la cocina casera y en muchos productos alimenticios industrializados. El almidón de maíz se puede hidrolizar y tratar enzimáticamente para producir jarabes, particularmente jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, un edulcorante; y también fermentado y destilado para producir alcohol de grano. El alcohol de grano de maíz es tradicionalmente la fuente del whisky Bourbon. La harina de maíz se usa para hacer pan de maíz y otros productos horneados.

En tiempos prehistóricos, las mujeres mesoamericanas usaban un metate para procesar el maíz y convertirlo en harina de maíz molida, lo que permitía preparar alimentos más densos en calorías que las palomitas de maíz. Después de que se inventaron las vasijas de cerámica, los olmecas comenzaron a cocinar maíz junto con frijoles, mejorando el valor nutricional de la comida básica. Aunque el maíz contiene naturalmente niacina, un nutriente importante, no estaba biodisponible sin el proceso de nixtamalización. Los mayas usaban harina de nixtamal para hacer variedades de papillas y tamales. El proceso se usó más tarde en la cocina del sur de Estados Unidos para preparar maíz para sémola y maíz pozolero.

El maíz es un alimento básico de la cocina mexicana. La masa (harina de maíz tratada con agua de cal) 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, tamales, pozole, atole y todos los platillos a base de ellos, como tacos, quesadillas, chilaquiles, enchiladas, tostadas y muchos más. En México el hongo del maíz, conocido como huitlacoche, es considerado un manjar.

La harina de maíz gruesa se convierte en 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. África 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. Estos se comen comúnmente en el sureste de los Estados Unidos, alimentos heredados de los nativos americanos, quienes llamaron al plato sagamita.

El maíz también se puede cosechar y consumir en estado inmaduro, cuando los granos están completamente desarrollados pero todavía tiernos. Por lo general, el maíz inmaduro debe cocinarse para que se vuelva apetecible; esto se puede hacer simplemente hirviendo o asando las mazorcas enteras y comiendo los granos directamente de la mazorca. El maíz dulce, una variedad genética alta en azúcares y baja en almidón, se suele consumir en estado inmaduro. Tal maíz en mazorca es un plato común en los Estados Unidos, Canadá, Reino Unido, Chipre, algunas partes de América del Sur y los Balcanes, pero prácticamente desconocido en algunos países europeos. El maíz en mazorca fue vendido en las calles de la ciudad de Nueva York a principios del siglo XIX por "Hot Corn Girls" pobres y descalzas, que fueron las precursoras de los carritos de hot dogs, churros y puestos de frutas que se ven en las calles de las grandes ciudades. Este Dia.

Dentro de los Estados Unidos, el uso de maíz para consumo humano constituye solo alrededor de 1/40 de la cantidad cultivada en el país. En los Estados Unidos y Canadá, el maíz se cultiva principalmente para alimentar al ganado, como forraje, ensilaje (hecho por fermentación de tallos de maíz verde picados) o grano. La harina de maíz también es un ingrediente importante de algunos productos alimenticios comerciales para animales.

Valor nutricional

Valor nutricional por 100 g (3,5 oz)
Energía	360 kJ (86 kcal)
carbohidratos	18,7 gramos
Almidón	5,7 gramos
Azúcares	6,26 gramos
Fibra dietética	2 gramos
gordo	1,35 gramos
Proteína	3,27 gramos
triptófano	0,023 gramos
treonina	0,129g
isoleucina	0,129g
leucina	0,348 gramos
Lisina	0,137 gramos
metionina	0,067 gramos
cistina	0,026g
Fenilalanina	0,150g
tirosina	0,123g
Valina	0,185g
Arginina	0,131g
Histidina	0,089g
alanina	0,295g
Ácido aspártico	0,244g
Ácido glutamico	0,636 gramos
Glicina	0,127 gramos
prolina	0,292 gramos
serina	0,153 gramos
vitaminas	Cantidad%VD
equivalente de vitamina Aluteína zeaxantina	1%9 microgramos644 microgramos
Tiamina (B 1)	13%0,155 miligramos
Riboflavina (B 2)	5%0,055 miligramos
Niacina (B 3)	12%1,77 miligramos
Ácido pantoténico (B 5)	14%0,717 miligramos
Vitamina B 6	7%0,093 miligramos
Folato (B 9)	11%42 microgramos
Vitamina C	8%6,8 miligramos
Minerales	Cantidad%VD
Hierro	4%0,52 miligramos
Magnesio	10%37 miligramos
Manganeso	8%0,163 miligramos
Fósforo	13%89 miligramos
Potasio	6%270 miligramos
Zinc	5%0,46 miligramos
Otros constituyentes	Cantidad
Agua	75,96g
Enlace a la entrada de la base de datos del USDAUna mazorca de maíz de tamaño mediano (6-3/4" a 7-1/2" de largo)tiene 90 gramos de semillas
Unidadesμg = microgramos • mg = miligramosUI = Unidades internacionales
Los porcentajes se aproximan aproximadamente utilizando las recomendaciones de EE. UU. para adultos.Fuente: Centro de datos de alimentos del USDA

Los granos de maíz crudo, amarillo y dulce se componen de 76 % de agua, 19 % de carbohidratos, 3 % de proteína y 1 % de grasa (tabla). En una porción de 100 gramos, los granos de maíz brindan 86 calorías y son una buena fuente (10–19 % del valor diario) de vitaminas B, tiamina, niacina (pero consulte la advertencia sobre pelagra a continuación), ácido pantoténico (B5) y ácido fólico (tabla de la derecha para granos crudos, crudos, base de datos de nutrientes del USDA). En cantidades moderadas, también aportan fibra dietética y los minerales esenciales, magnesio y fósforo, mientras que otros nutrientes se encuentran en cantidades bajas (tabla).

El maíz tiene cantidades subóptimas de los aminoácidos esenciales triptófano y lisina, lo que explica su menor estatus como fuente de proteínas. Sin embargo, las proteínas del frijol y las legumbres complementan a las del maíz.

Piensos y forrajes para ganado

El maíz es una fuente importante tanto de alimento en grano como de forraje para el ganado. Se alimenta al ganado de varias maneras. Cuando se usa como cultivo de granos, los granos secos se usan como alimento. A menudo se mantienen en la mazorca para almacenarlos en un recipiente para maíz, o se les puede quitar la cáscara para almacenarlos en un silo para granos. La granja que consume el alimento puede producirlo, comprarlo en el mercado o hacer ambas cosas. Cuando el grano se usa como alimento, el resto de la planta (el rastrojo de maíz) se puede usar más tarde como forraje, ropa de cama (hojarasca) o enmienda del suelo. Cuando la planta de maíz entera (grano más tallos y hojas) se usa como forraje, generalmente se corta de una vez y se ensila, ya que la digestibilidad y la palatabilidad son mayores en la forma ensilada que en la forma seca. El ensilaje de maíz es uno de los forrajes más valiosos para los rumiantes.Antes del advenimiento del ensilado generalizado, era tradicional juntar el maíz en sacudidas después de la cosecha, donde se secaba más. Con o sin un traslado posterior a la cubierta de un establo, luego se almacenó durante semanas a varios meses hasta que se alimentó al ganado. Hoy en día, el ensilaje puede ocurrir no solo en silos sino también en envoltorios de ensilaje. Sin embargo, en los trópicos, el maíz se puede cosechar durante todo el año y alimentar a los animales como forraje verde.

Quimicos

El almidón del maíz también se puede convertir en plásticos, telas, adhesivos y muchos otros productos químicos.

El licor macerado de maíz, un abundante subproducto acuoso del proceso de molienda húmeda del maíz, se usa ampliamente en la industria bioquímica y en la investigación como medio de cultivo para cultivar muchos tipos de microorganismos.

La crisantemina se encuentra en el maíz morado y se usa como colorante alimentario.

Biocombustible

El "maíz forrajero" se utiliza cada vez más para calentar; Hay estufas de maíz especializadas (similares a las estufas de leña) que utilizan maíz forrajero o pellets de madera para generar calor. Las mazorcas de maíz también se utilizan como fuente de combustible de biomasa. El maíz es relativamente barato y se han desarrollado hornos domésticos que utilizan granos de maíz como combustible. Cuentan con una tolva grande que alimenta el fuego con granos de maíz de tamaño uniforme (o gránulos de madera o huesos de cereza).

El maíz se utiliza cada vez más como materia prima para la producción de combustible de etanol. Al considerar dónde construir una planta de etanol, uno de los criterios de selección del sitio es garantizar que haya materia prima disponible localmente. El etanol se mezcla con gasolina para disminuir la cantidad de contaminantes emitidos cuando se usa como combustible para vehículos motorizados. Los altos precios del combustible a mediados de 2007 llevaron a una mayor demanda de etanol, lo que a su vez condujo a un aumento de los precios pagados a los agricultores por el maíz. Esto llevó a que la cosecha de 2007 fuera una de las cosechas de maíz más rentables de la historia moderna para los agricultores. Debido a la relación entre el combustible y el maíz, los precios que se pagan por la cosecha ahora tienden a seguir el precio del petróleo.

El precio de los alimentos se ve afectado en cierta medida por el uso del maíz para la producción de biocombustibles. El costo de transporte, producción y comercialización son una gran parte (80%) del precio de los alimentos en los Estados Unidos. Los mayores costos de energía afectan estos costos, especialmente el transporte. El aumento en los precios de los alimentos que ha estado experimentando el consumidor se debe principalmente al mayor costo de la energía. El efecto de la producción de biocombustibles en los precios de otros cultivos alimentarios es indirecto. El uso de maíz para la producción de biocombustibles aumenta la demanda y, por lo tanto, el precio del maíz. Esto, a su vez, da como resultado que la superficie agrícola se desvíe de otros cultivos alimentarios a la producción de maíz. Esto reduce la oferta de otros cultivos alimentarios y aumenta sus precios.

El maíz se usa ampliamente en Alemania como materia prima para las plantas de biogás. Aquí se cosecha el maíz, se tritura y luego se coloca en grapas de ensilaje desde las cuales se alimenta a las plantas de biogás. Este proceso hace uso de toda la planta en lugar de simplemente usar los granos como en la producción de etanol combustible.

En 2005 se inició una central eléctrica de gasificación de biomasa en Strem, cerca de Güssing, Burgenland, Austria. Se están realizando investigaciones para producir diésel a partir del biogás mediante el método Fischer Tropsch.

donde los agricultores que lo cultivan reciben subsidios multimillonarios y otros apoyos gubernamentales.... Según OXFAM Reino Unido, después de la entrada en vigor del TLCAN, el precio del maíz en México cayó un 70% entre 1994 y 2001. La cantidad de empleos agrícolas también se redujo: de 8,1 millones en 1993 a 6,8 millones en 2002. Muchos de los que se quedaron sin trabajo eran pequeños productores de maíz").Sin embargo, la introducción en las latitudes del norte de los EE. UU. de maíz tropical para biocombustibles, y no para el consumo humano o animal, podría aliviar esto.

Producto

El maíz es comprado y vendido por inversionistas y especuladores de precios como un producto básico negociable utilizando contratos de futuros de maíz. Estos "futuros" se negocian en la Bolsa de Comercio de Chicago (CBOT) con el símbolo de cotización C. Se entregan todos los años en marzo, mayo, julio, septiembre y diciembre.

Usos ornamentales y otros

Algunas formas de la planta se cultivan ocasionalmente para uso ornamental en el jardín. Para este propósito, se utilizan formas de hojas abigarradas y coloreadas, así como aquellas con orejas coloridas.

Las mazorcas de maíz se pueden ahuecar y tratar para hacer pipas de fumar económicas, fabricadas por primera vez en los Estados Unidos en 1869.

Un uso inusual del maíz es crear un "laberinto de maíz" (o "laberinto de maíz") como atracción turística. La idea de un laberinto de maíz fue presentada por American Maze Company, que creó un laberinto en Pensilvania en 1993. Los laberintos tradicionales generalmente se cultivan con setos de tejo, pero tardan varios años en madurar. El rápido crecimiento de un campo de maíz permite diseñar un laberinto usando GPS al comienzo de una temporada de crecimiento y que el maíz crezca lo suficientemente alto como para obstruir la línea de visión de un visitante al comienzo del verano. En Canadá y los EE. UU., estos son populares en muchas comunidades agrícolas.

Los granos de maíz se pueden usar en lugar de arena en un recinto similar a un cajón de arena para que jueguen los niños.

Los estigmas de las flores femeninas de maíz, popularmente llamados seda de maíz, se venden como suplementos herbales.

El maíz se usa como cebo para peces, llamado "bolas de masa". Es particularmente popular en Europa para la pesca de agua dulce.

Además, los cazadores a veces usan maíz forrajero para cebar animales como ciervos o cerdos salvajes.

Desglose de uso de Estados Unidos

El desglose del uso de la cosecha de maíz estadounidense de 2008 de 12.100 millones de bushels (307 millones de toneladas) fue el siguiente, según el Informe de estimaciones de oferta y demanda agrícola mundial del USDA.

Usar	Monto
millones de bushels	millones de toneladas	porcentaje
alimentación del ganado	5,250	133.4	43.4
producción de etanol	3,650	92.7	30.2
exportaciones	1,850	47.0	15.3
producción de almidón, aceite de maíz, edulcorantes (JMAF, etc.)	943	24.0	7.8
consumo humano: sémola, harina de maíz, sémola de maíz, bebidas alcohólicas	327	8.3	2.7

En los EE. UU. desde 2009/2010, el uso de maíz como materia prima para la producción de etanol ha excedido un poco el uso directo para la alimentación del ganado; el uso de maíz para combustible etanol fue de 5.130 millones de bushels (130 millones de toneladas) en el año comercial 2013/2014.

Una fracción de la materia seca de la materia prima de maíz utilizada para la producción de etanol se recupera de forma útil como DDGS (granos de destilería secos con solubles). En el año comercial 2010/2011, se alimentaron al ganado y las aves de corral de los EE. UU. con alrededor de 29,1 millones de toneladas de DDGS. Debido a que la utilización del almidón en la fermentación para la producción de etanol deja otros constituyentes del grano más concentrados en el residuo, el valor alimenticio por kg de DDGS, con respecto a la energía y proteína metabolizables por los rumiantes, supera al del grano. El valor alimenticio de los animales monogástricos, como los cerdos y las aves de corral, es algo menor que el de los rumiantes.

Comparación con otros alimentos básicos

La siguiente tabla muestra el contenido de nutrientes del maíz y los principales alimentos básicos en forma cruda cosechada en peso seco para tener en cuenta sus diferentes contenidos de agua. Las formas crudas no son comestibles y no se pueden digerir. Estos deben ser germinados, o preparados y cocidos para el consumo humano. En forma germinada o cocida, los contenidos nutricionales y antinutricionales relativos de cada uno de estos alimentos básicos son diferentes de la forma cruda de estos alimentos básicos que se informa en la siguiente tabla._{Nota: la niacina para el maíz supone niacina liberada.}

Grapa	Maíz)	Arroz blanco	Trigo	Patatas	Mandioca	Soja, verde	Patatas dulces	Batatas	Sorgo	Plátano	RDA
Contenido de agua (%)	10	12	13	79	60	68	77	70	9	sesenta y cinco
Gramos crudos por 100 g de peso seco	111	114	115	476	250	313	435	333	110	286
Nutritivo
Energía (kJ)	1698	1736	1574	1533	1675	1922	1565	1647	1559	1460	8,368–10,460
Proteína (g)	10.4	8.1	14.5	9.5	3.5	40.6	7.0	5.0	12.4	3.7	50
Grasa (g)	5.3	0.8	1.8	0.4	0.7	21.6	0.2	0.6	3.6	1.1	44–77
Carbohidratos (g)	82	91	82	81	95	34	87	93	82	91	130
Fibra (g)	8.1	1.5	14.0	10.5	4.5	13.1	13.0	13.7	6.9	6.6	30
Azúcar (g)	0.7	0.1	0.5	3.7	4.3	0.0	18.2	1.7	0.0	42,9	mínimo
Minerales											RDA
Calcio (mg)	8	32	33	57	40	616	130	57	31	9	1,000
Hierro (mg)	3.01	0.91	3.67	3.71	0,68	11.09	2.65	1.80	4.84	1.71	8
Magnesio (mg)	141	28	145	110	53	203	109	70	0	106	400
Fósforo (mg)	233	131	331	271	68	606	204	183	315	97	700
Potasio (mg)	319	131	417	2005	678	1938	1465	2720	385	1426	4700
sodio (mg)	39	6	2	29	35	47	239	30	7	11	1,500
Cinc (mg)	2.46	1.24	3.05	1.38	0.85	3.09	1.30	0.80	0.00	0.40	11
Cobre (mg)	0.34	0.25	0.49	0.52	0.25	0.41	0,65	0,60	-	0.23	0.9
Manganeso (mg)	0.54	1.24	4.59	0.71	0,95	1.72	1.13	1.33	-	-	2.3
Selenio (μg)	17.2	17.2	81.3	1.4	1.8	4.7	2.6	2.3	0.0	4.3	55
vitaminas											RDA
Vitamina C (mg)	0.0	0.0	0.0	93.8	51.5	90,6	10.4	57.0	0.0	52.6	90
Tiamina (B1) (mg)	0.43	0.08	0.34	0.38	0.23	1.38	0.35	0.37	0.26	0.14	1.2
Riboflavina (B2) (mg)	0.22	0.06	0.14	0.14	0.13	0.56	0.26	0.10	0.15	0.14	1.3
Niacina (B3) (mg)	4.03	1.82	6.28	5.00	2.13	5.16	2.43	1.83	3.22	1.97	dieciséis
Ácido pantoténico (B5) (mg)	0.47	1.15	1.09	1.43	0.28	0.47	3.48	1.03	-	0.74	5
Vitamina B6 (mg)	0,69	0.18	0.34	1.43	0.23	0.22	0.91	0.97	-	0.86	1.3
Folato total (B9) (μg)	21	9	44	76	68	516	48	77	0	63	400
Vitamina A (UI)	238	0	10	10	33	563	4178	460	0	3220	5000
Vitamina E, alfa-tocoferol (mg)	0.54	0.13	1.16	0.05	0.48	0.00	1.13	1.30	0.00	0.40	15
Vitamina K1 (μg)	0.3	0.1	2.2	9.0	4.8	0.0	7.8	8.7	0.0	2.0	120
Betacaroteno (μg)	108	0	6	5	20	0	36996	277	0	1306	10500
Luteína+zeaxantina (μg)	1506	0	253	38	0	0	0	0	0	86	6000
Grasas											RDA
Ácidos grasos saturados (g)	0.74	0.20	0.30	0.14	0.18	2.47	0.09	0.13	0.51	0.40	mínimo
Ácidos grasos monoinsaturados (g)	1.39	0.24	0.23	0.00	0.20	4.00	0.00	0.03	1.09	0.09	22–55
Ácidos grasos poliinsaturados (g)	2.40	0.20	0.72	0.19	0.13	10.00	0.04	0.27	1.51	0.20	13–19
											RDA

maíz dentado amarillo crudoarroz blanco de grano largo crudo no enriquecidotrigo de invierno rojo duro crudopatata cruda con carne y pielyuca crudasoja verde crudacamote crudosorgo crudoñame crudoplátanos crudosno oficial

Riesgos

Pelagra

Cuando el maíz se introdujo por primera vez en sistemas agrícolas distintos a los utilizados por los pueblos nativos americanos tradicionales, en general fue recibido con entusiasmo por su productividad. Sin embargo, pronto surgió un problema generalizado de desnutrición dondequiera que se introdujo el maíz como alimento básico. Esto era un misterio, ya que estos tipos de desnutrición normalmente no se veían entre los indígenas americanos, para quienes el maíz era el principal alimento básico.

Eventualmente se descubrió que los indígenas americanos habían aprendido a remojar el maíz en álcali, agua (el proceso ahora conocido como nixtamalización), hecho con cenizas y cal (óxido de calcio) desde al menos 1200-1500 aC por los mesoamericanos. Hicieron esto para liberar las cáscaras de maíz, pero (sin que los nativos o los colonos lo supieran) casualmente libera la vitamina B niacina, cuya falta era la causa subyacente de la condición conocida como pelagra.

El maíz se introdujo en la dieta de los estadounidenses no indígenas sin el conocimiento cultural necesario adquirido durante miles de años en las Américas. A fines del siglo XIX, la pelagra alcanzó proporciones epidémicas en partes del sur de los EE. UU., mientras los investigadores médicos debatían dos teorías sobre su origen: la teoría de la deficiencia (que finalmente se demostró que era cierta) decía que la pelagra se debía a la deficiencia de algún nutriente, y la teoría de los gérmenes decía que la pelagra era causada por un germen transmitido por las moscas de los establos. Una tercera teoría, promovida por el eugenista Charles Davenport, sostenía que las personas solo contraían pelagra si eran susceptibles a ella debido a ciertos rasgos "constitucionales, hereditarios" del individuo afectado.

Una vez que se entendieron y aplicaron el procesamiento alcalino y la variedad dietética, la pelagra desapareció en el mundo desarrollado. El desarrollo de maíz con alto contenido de lisina y la promoción de una dieta más equilibrada también han contribuido a su desaparición. La pelagra todavía existe hoy en áreas pobres en alimentos y campos de refugiados donde las personas sobreviven con maíz donado.

Alergia

El maíz contiene proteína de transferencia de lípidos, una proteína no digerible que sobrevive a la cocción. Esta proteína se ha relacionado con una alergia rara y poco estudiada al maíz en humanos. La reacción alérgica puede causar erupciones cutáneas, hinchazón o picor de las mucosas, diarrea, vómitos, asma y, en casos graves, anafilaxia. No está claro qué tan común es esta alergia en la población general.

La planta Zea mays tiene una calificación en la escala de alergia OPALS de 5 sobre 10, lo que indica un potencial moderado para causar reacciones alérgicas, exacerbadas por el uso excesivo de la misma planta en todo el jardín. El polen de maíz es pesado, grande y generalmente se transporta por el aire temprano en la mañana.

Micotoxinas

La aplicación de fungicidas no reduce drásticamente el crecimiento de hongos o micotoxinas, aunque puede ser parte de una estrategia de reducción exitosa. Entre las toxinas más comunes se encuentran las producidas por Aspergillus y Fusarium spp. Las toxinas más comunes son las aflatoxinas, las fumonisinas, la zearalenona y la ocratoxina A. El maíz Bt desalienta a los insectos vectores y, al hacerlo, reduce drásticamente las concentraciones de fumonisinas, reduce significativamente las aflatoxinas, pero solo reduce levemente otras.

Arte

El maíz ha sido un cultivo esencial en los Andes desde la época precolombina. La cultura Moche del norte de Perú hizo cerámica de tierra, agua y fuego. Esta cerámica era una sustancia sagrada, formada en formas significativas y utilizada para representar temas importantes. El maíz fue representado tanto antropomórficamente como de forma natural.

En los Estados Unidos, se tallan mazorcas de maíz junto con hojas de tabaco en los capiteles de las columnas del edificio del Capitolio de los Estados Unidos. El maíz en sí mismo a veces se usa para detalles arquitectónicos temporales cuando la intención es celebrar la temporada de otoño, la productividad agrícola local y la cultura. Los paquetes de tallos de maíz secos a menudo se exhiben junto con calabazas, calabazas y paja en exhibiciones otoñales fuera de los hogares y negocios. Un ejemplo bien conocido de uso arquitectónico es el Corn Palace en Mitchell, Dakota del Sur, que utiliza mazorcas y mazorcas de maíz de colores para implementar un diseño mural que se recicla anualmente. Otro ejemplo bien conocido es la escultura Field of Corn en Dublin, Ohio, donde cientos de mazorcas de maíz de hormigón se encuentran en un campo de hierba.

En el reverso de la moneda croata de 1 lipa, acuñada desde 1993, se representa un tallo de maíz con dos mazorcas maduras.