Wirtschaftlich bedeutend ist dieUnterart (Subspezies)Zea mays subsp.mays. Bei derWeltgetreideernte nimmt Mais mit über 1,2 Mrd. Tonnen (2021) vorWeizen undReis den ersten Platz ein. Über 60 % davon werden zuMaissilage verarbeitet und anNutztiere verfüttert, die vor allem der Milch- und Fleischproduktion dienen.
Kulturmais ist eine kräftig gebaute, sommergrüne,einjährige,krautige Pflanze, die Wuchshöhen von einem bis zu drei Metern erreicht. Der runde, nicht oder nur selten verzweigteHalm ist auf ganzer Länge von glattenBlattscheiden bedeckt. Er ist innenmarkhaltig und kann am Grund einen Durchmesser von fünf Zentimetern aufweisen. Die zahlreichenKnoten stehen insbesondere bodennah in dichter Folge. Aus ihnen entwickeln sich sprossbürtige Wurzeln, die der Wasser- und Nährstoffaufnahme, vor allem aber auch der Standfestigkeit der Pflanze dienen.[2][3]
DieLaubblätter sind wechselständig am Halm angeordnet. Das drei bis fünf Millimeter langeBlatthäutchen (Ligula) ist zerschlitzt oder bewimpert. Die einfache, leicht raue, mitunter zerstreut behaarte, dunkelgrüneBlattspreite ist bei einer Länge von bis zu einem Meter und einer Breite von vier bis zehn Zentimeter flach und zum Rand hin wellig.[2][3]
Kulturmais ist einhäusig getrenntgeschlechtig (monözisch). An der Sprossspitze befinden sich die endständigen männlichenrispigenBlütenstände, die sich an den Rispenästen aus paarweise angeordnetenÄhrchen mit jeweils zwei männlichen Blüten zusammensetzen. Ein bis drei weibliche Blütenstände wachsen inBlattachseln am unteren bis mittleren Bereich des Halmes. Diese seitenständigen, kurz gestieltenKolben werden vollständig vonHüllblättern (Lieschblätter, auch genannt Lieschen, gesprochen/ˈliːʃən/) umhüllt und tragen paarweise Ährchen in 8 bis 16 Längszeilen. Dabei enthält jedes Ährchen zwei Blüten, von denen aber nur eine voll entwickelt ist. DerFruchtknoten ist mit drei Millimetern sehr klein, jedoch zurAnthese mit 20 bis 40 Zentimeter langenGriffeln ausgestattet. Später ragen die vertrockneten Griffel als bräunliches Bündel aus der Spitze des Kolbens zwischen den Blattscheiden hervor. Da sich die Deck- undVorspelzen der weiblichen Blüten nicht weiterentwickeln, können sich die Früchte unbespelzt vorwölben.[2][3]
Der kolbenförmige Fruchtstand enthält zur Reifezeit Maiskörner (Karyopsen), die je nach Sorte weißlich, goldgelb, rot oder auch schwarzviolett sein können, dasTausendkorngewicht beträgt 250 bis 400 Gramm.[2][3]
DieserTherophyt ist einesommerannuelle Pflanze. Die Stützung des hohen Stängels erfolgt durch sprossbürtige Stützwurzeln aus den Knoten der Stängelbasis. Stängelmark und Früchte sind mindestens anfangs zuckerhaltig.Spaltöffnungen befinden sich auf beiden Seiten des Blattes; oberseits 95 je Quadratmillimeter, unterseits 160 je mm2. Der Mais ist eineC4-Pflanze, hier ist Malat das erste Photosyntheseprodukt. Die C4-Methode ist eine Anpassung an sehr warme und sonnige Klimaverhältnisse, wie sie vor allem in den Tropen und Subtropen gegeben sind. Dabei wird das CO2-Angebot in optimaler Weise genutzt. Besonders bei hohen Temperaturen können Maispflanzen CO2 weit besser zum Wachstum nutzen als gewöhnliche C3-Pflanzen. Auch verbrauchen sie dabei weniger Wasser.
DieBlütezeit reicht (in Mitteleuropa) von Juli bis September. Blütenökologisch handelt es sich um „Langstaubfädigen Typ“. Der Mais ist windblütig (Anemophilie), es erfolgt also eineBestäubung der weiblichen Blüten durch Windtransport derPollen. Die Blüte ist„vormännlich“, dies begünstigt dieFremdbestäubung. Bei der Vormännlichkeit (Proterandrie) entleeren die Staubbeutel den Pollen, bevor die Narbe der Blüte empfängnisbereit ist. Der Griffel ist lang und fädig, so dass der Pollen mehr als 10 cm bis zurSamenanlage zurücklegen muss. Es entstehen nur 10.000 Pollenkörner pro Blüte, pro Blütenstand aber 18 Millionen. Mit einer Länge von 0,1 mm und einem Gewicht von 0,00025 mg gehören die Maispollen zu den größten und schwersten der in Mitteleuropa wachsenden Pflanzen. Der Pollen ist klebrig, legt nur relativ kurze Strecken durch den Wind zurück und ist nur etwa einen Tag lang befruchtungsfähig. FürWindbestäubung ist außerdem der angenehme Duft des Pollens überraschend.[5]
Die ökologischenZeigerwerte nachLandoltet al. 2010 sind in der Schweiz: Feuchtezahl F = 2+ (frisch), Lichtzahl L = 4 (hell), Reaktionszahl R = 3 (schwach sauer bis neutral), Temperaturzahl T = 5 (sehr warm-kollin), Nährstoffzahl N = 4 (nährstoffreich), Kontinentalitätszahl K = 2 (subozeanisch).[6]
DieMaisgriffel (auchMaisbart oderMaishaar genannt) sind giftig.[7] In denNarben sind die Hauptwirkstoffe 0,85 % unbekannteAlkaloide. Vielleicht sind auchAflatoxine für die Giftigkeit verantwortlich, dennKonidien vonAspergillus flavus keimen besonders gut auf den Narben der weiblichen Maisblüten, wenn diese eine gelbbraune Farbe haben und schon mitPollen belegt sind. Dieser liefert offenbar die erforderlichen Nährstoffe und ermöglicht dem Pilz eine reiche Konidienbildung. Anschließend wachsen dieHyphen durch denNarbenkanal zu den Samenanlagen.[7]Vergiftungserscheinungen: Die Alkaloide bewirken nach dem Einatmen Erregungszustände, Delirien, bei längerer Einwirkung Erbrechen, Koliken und Durchfall. Als Rauschdroge dienen die vor derBestäubung gesammelten Griffel der weiblichen Blüte. Sie werden von indigenen Völkern in Peru als Rauschmittel geraucht.[7]
Das Zentrum der Maiskultivierung liegt in Zentralmexiko. Weitgehend unstrittig ist mittlerweile, dass das WildgrasTeosinte (Euchlaena mexicana) der wilde Vorfahr des Maises ist. Die Blüten von Teosinte und Mais lassen sich optisch kaum unterscheiden, die Chromosomenzahl beider Pflanzen ist identisch und siehybridisieren in der Natur überall da, wo sie in Nähe zueinander wachsen. Allerdings sind die Fruchtstände deutlich unterschiedlich. Teosinte bildet keine Kolben mit mehreren Körnerreihen, sondern zwei Reihen dreieckiger Körner sitzen an einer dünnen Ährenachse. Mehrere dieser Ähren stehen in Büscheln zusammen. Bei der Reife fallen die Körner von der Ähre ab. Die Entwicklung des heutigen Kulturmaises, der sich ohne menschliche Hilfe nicht fortpflanzen kann, da sich bei ihm die Körner nicht mehr von alleine lösen, gilt daher als eine der größtenDomestizierungsleistungen des Menschen.[9] Über Einzelheiten der Domestizierungsgeschichte besteht dagegen noch Unklarheit. 2008 stellte ein Forscherteam fest, dass Teosinte im zentralen Tal desRío Balsas im Süden Mexikos die Ausgangssorte darstellen. Im dortigenXihuatoxtla fanden sich 8.700 Jahre alte Spuren, dazu entsprechende Werkzeuge.[10]
Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge stammt Mais von der Balsas-Teosinte aus dem tropischen Regenwald desRio Balsas-Beckens in Zentralmexiko ab.[11] Prähistorische Reste von Mais hat man seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts an mehreren Orten in Mexiko, Panama, Neu-Mexiko und Peru gefunden. Zu den ersten Funden zählten Maisreste im Tal vonTehuacán. Die intakten Kolben, die keine Körner mehr aufwiesen, waren zwischen 1,9 und 2,4 Zentimeter lang. Sie hatten im Mittel acht Kornreihen mit sechs bis neun Körnern pro Reihe.[12] Dem Kultur-Mais aus dem Tal von Tehuacán wurde lange ein Alter von etwa 9.000 Jahren zugeschrieben, nach neuen14C-Daten stammt er jedoch nur von etwa 4.700 v. Chr. Zwei Maiskolben aus Guila Naquitz, die weniger als 5 cm lang sind, wurden auf 3.300 v. Chr. datiert. Insgesamt stammen die ersten voll-neolithischen Siedlungen in Mexiko aus der Zeit um 3.500 v. Chr. (unkalibriert).
Aus Trincheras am Rio Casas Grandes im nördlichen Chihuahua und Las Playas im nördlichenSonora stammt kultivierter Mais, der auf etwa 1.000 v. Chr. datiert ist. Aus Trincheras ist auchAmarant bekannt. Die ersten Ackerbausiedlungen im Südwesten liegen auf den Niederterrassen von Flüssen. Eventuell wurde Mais hier ausgesät, nachdem die Frühjahrsüberschwemmungen zurückgegangen waren. Seit 1.100 v. Chr. sind aus dem Gebiet von Tucson (Arizona) kleinere Bewässerungsanlagen bekannt. Aus der Palo-Blanco-Phase, die etwa von 200 v. Chr. bis ca. 700 n. Chr. währte, sind Kolben mit einer Länge von acht bis zehn Zentimeter bekannt, die zwischen 113 und 163 Körner aufwiesen.[12]
„Der Mais stammt als die einzige der gewöhnlichen Getreidearten aus Amerika.“ (Johannes Humlum, Zur Geographie des Maisbaus 1942)[13]
Der italienische ArztPietro Andrea Mattioli hat 1565 dem Mais eindeutig das UrsprungslandAmerika zugewiesen, wodurch die These widerlegt werden konnte, der Mais stamme aus dem asiatischen Gebiet.[14]
Die Entdeckung des Seewegs nach Amerika 1492 brachteChristoph Kolumbus zwar nicht wie erhofft Reichtümer und Schätze, dafür stieß man aber auf verschiedene Früchte und Pflanzen. Darunter auch den Mais, der nach 1492 relativ schnell nach Europa kam und sich von hier aus über die ganze Welt verbreitete.[15] Kolumbus beschreibt den Mais (abgeleitet von „mahiz“ aus der Sprache der Taíno-Arawak-Indianer auf den karibischen Inseln)[16] in seinen Tagebüchern als eine Pflanze mit fundamentaler Bedeutung für die Nahrung und Landwirtschaft auf den Inseln vor Ort. So lässt sich dann 1503 der Mais zum ersten Mal in den Handelsregistern vonSevilla auffinden, welches zur damaligen Zeit das alleinige Anrecht auf aus Amerika eingeführte Güter hatte.[17]
Im 16. Jahrhundert hielt das „amerikanische Korn“ Einzug in spanische Ziergärten. Quellen belegen den Maisanbau ab 1525 inAndalusien.[15] Im Süden der iberischen Halbinsel hatte der Mais aufgrund des Klimas größere Probleme, sich gegen die bestehenden Wein-, Weizen- und Olivenfelder durchzusetzen. Im Norden konnte der Mais sich schneller durchsetzen und verbreiten und trug als preiswertes Nahrungsmittel bedeutend zur Nahrungsversorgung der finanziell Schwächeren bei. Von Spanien aus gelangte der Mais nach Südeuropa und in den VorderenOrient.[18]
Der Mais kam von Spanien aus nachItalien, die neuen Anbaugebiete waren aber nicht die Gebiete unter der Führung Spaniens, sondern vor allem die Gegend umVenedig. Im 16. Jahrhundert verzeichnen erste Quellen die Ankunft gelbkörnigen Maises (es gibt zahlreiche Darstellungen, wie z. B. dieVilla Farnesina in Rom) und die Existenz von Maispflanzen in Gärten Oberitaliens.[19] Gegen Ende des 17. Jahrhunderts stieg die Maisproduktion immer mehr an und im 18. Jahrhundert überholte sie sogar die desWeizens.[20]
Die Italiener waren die ersten, die das Potenzial des Maiskorns als Ackerfrucht erkannten. Die Maispflanze stellt nämlich bei warmen Sommertemperaturen keine großen Ansprüche und kann auch ohne landwirtschaftliche Geräte gezogen werden und liefert darüber hinaus noch hohe Erträge.[21]
Die Verbreitung inSüdosteuropa lässt sich mit großer Wahrscheinlichkeit auf militärische Einflüsse zurückführen.[22] Die Balkanländer waren frühe Maisproduzenten Europas. Im 17. Jahrhundert hat der Maisanbau in den Ländern auf dem Balkan fußgefasst und seitdem war Mais alsGrundnahrungsmittel in Südosteuropa nicht mehr wegzudenken.[23]
In der Schweiz wird Mais seit dem 17. Jahrhundert imSt. Galler Rheintal angebaut, wo er wegen des feucht-warmen Klimas und durch die Begünstigung desAlpenföhns besonders gut gedeiht. Die Kulturpflanze wurde im Rheintal hauptsächlich als Speisemais für den Verzehr angebaut und nicht als Futtermais für das Vieh wie in anderen Ackerbaugebieten.
Ende des 16. Jahrhunderts gelangte der Mais auch nach Südwestfrankreich, wo vor allem um die Gegend vonToulouse gute Bedingungen für den Maisanbau herrschten. Weiter nördlich kam der Mais zunächst nicht.[24]
Venedig hatte zur damaligen Zeit enge Verbindungen zu den Spaniern, die ihre Reise nach Amerika antraten, weshalb Venedig nur kurze Zeit nachdem das Maiskorn in Spanien ankam, auch schon erste Proben erhalten hatte. Von Venedig aus trat das Maiskorn seine Reise nach Deutschland an, denn Süddeutschland und Venedig verbanden enge Handelsbeziehungen. So lebten viele deutsche Händler in Venedig, während sich gleichzeitig in Nürnberg die größte venezianische Handelsniederlassung befand.[25] Auf diese Weise fand das Maiskorn Einzug in Deutschland, nur wenige Jahrzehnte nach der Ankunft der Europäer in Amerika. In Deutschland wurde Mais im 16. und 17. Jahrhundert nur in Gärten klimatisch begünstigter Regionen wie der Rheingegend oder Baden gepflegt.
Als einer der Ersten führteHieronymus Bock Mais in demNew Kreüterbuch 1539 auf. Damals noch als Welschkorn bezeichnet:
Unser Germania würt bald Felix Arabia heissen dieweil wir so vil frembder gewächs von tag zu tag auss frembden Landen in unseren grund gewehnen under welchen dz gross Welschkorn nit das geringest ohn zweiffel erstmal von Kauffleuten auss warmen freissten Landen zu uns geführt worden.[26]
Leonhart Fuchs hingegen hatte 1542 die erste bildliche Darstellung einer Maispflanze in dem von ihm veröffentlichten BuchDe Historia Stirpium commentarii insignes veröffentlicht. Er berichtet auch über die Vielfarbigkeit des Getreides, die in Abbildungen inJacob Theodor TabernaemontanusNeuw Kreuterbuch aus dem Jahre 1588 auch sichtbar werden.[27]
Die Portugiesen führten zu Beginn des 16. Jahrhunderts das Getreide in Afrika ein. Das Maiskorn verbreitete sich schnell auf dem Kontinent und wurde erfolgreich in die traditionellen Landnutzungssysteme eingegliedert.[27] An derGoldküsteGhanas war Mais vom 16. Jahrhundert bis 1850 ein wichtiges Nahrungsmittel, zum einen bei langen Reisen, zum anderen auch für Soldaten im Krieg. Darüber hinaus wurde Mais auch als Speise für die Götter bei bestimmten Ritualen verwendet. Der HolländerPieter de Marees berichtet in seinen Aufzeichnungen, dass oftmals eine Art Bier aus Mais getrunken wurde, genanntPoitou.[28] Der Mais erreichte die Goldküste von der Karibik oder Amerika aus überSão Tomé, eine unbewohnte Insel in Westafrika, die von den Portugiesen entdeckt wurde. Von da aus gelangte der Mais dann in die Niederlassungen an der Goldküste.[29]
Krieg undSklavenhandel hatten große Auswirkungen auf den Maishandel an der Goldküste. Vor allem gerösteter Mais war dabei aufgrund seiner längeren Haltbarkeit sehr beliebt. Darüber hinaus benutzte dieAsante-Armee Maiskörner, um einen Überblick über die getöteten Soldaten zu behalten. InAccra hatte sich der Mais bis Ende des 17. Jahrhunderts als Hauptgetreide durchgesetzt, und für den Stamm derGa war der Mais ein Symbol für Fruchtbarkeit. Dort wurde der Bauch von Frauen, die zum ersten Mal schwanger waren, damit bestrichen.[30]
Es ist davon auszugehen, dass sich die Bevölkerung des afrikanischen Kontinents unter anderem auch dank des Maises erheblich vergrößerte. Diese Entwicklung spielte dem um diese Zeit herum entstehenden Sklavenhandel zu.[31][32]
Es gibt einen gewissen Prozess für dieAkkulturation und Verwendung neuartiger Pflanzen. So wurden bislang unbekannte Pflanzen in vorindustrieller Zeit zuerst alsHeilkräuter aufgenommen, da vermutet wurde, dass exotische Sachen eine wundertätige Wirkung hätten. Die ersten Berichte über den Mais lassen sich im Zusammenhang als Heilmittel finden,Herbarien des 16. Jahrhunderts verweisen ebenfalls auf die Heilkraft dieser amerikanischen Nutzpflanze. Dies änderte sich bis in die Hälfte des 18. Jahrhunderts nicht. Mais wurde zur damaligen Zeit als für die Verdauung förderlich angesehen. Gleichzeitig ließen sich auch Stimmen vernehmen, die den Mais als schwer verdaulich erachteten und davor warnten.[33]
Mais entwickelte sich von einer botanischen Rarität zur allgemein akzeptierten Ackerfrucht. Anfang bis Mitte des 16. Jahrhunderts konnte Mais nur in kleinen Mengen in den heimischen Gemüsegärten gefunden werden, während er ein Jahrhundert später eine viel wichtigere Rolle spielte. Der Mais hat sich als Ackerfrucht etabliert. Die hohen Erträge bei der Ernte von Mais sind einer der Hauptgründe, warum Mais ab Mitte des 17. Jahrhunderts vermehrt auf den Ackerflächen vorkommt. Denn Mais übersteht im Vergleich zu den europäischen Getreidesorten längere Dürre- oder Regenperioden besser, außerdem überzeugt der Mais auch mit seiner kürzeren Reifezeit. Mais erfordert zwar einen höheren Arbeitseinsatz, vor allem wird mehr organischer Dünger benötigt, allerdings lagen seine Ertragschancen höher als die der anderen Sorten. Besonders, da die hohen Ernteerträge dafür eingesetzt werden konnten, um die Tiere, die den Dünger produzierten, zu füttern.[34]
Dies hatte auch Auswirkungen auf die Bauernbevölkerung. Die Bevölkerung fing an, den Mais selbst zu konsumieren und den dadurch eingesparten Weizen zu verkaufen, wodurch Mais zum finanziellen Mittel wurde. Auch wurden bestehende Probleme der Viehfütterung mithilfe von Mais undKartoffel gelöst. Mais wurde vor allem dort angebaut, wo Bauern nur über kleinere Parzellen verfügten, Großbauern konnten ihre Felder nicht bestellen, denn dafür war der Arbeitsaufwand zu groß.[35]
Im 17. Jahrhundert gab es aufgrund einerkleinen Eiszeit schlechtere klimatische Bedingungen für den Mais.[36] Dies hatte zur Folge, dass in Großteilen Europas der Maisanbau missglückte. Deshalb hatte der Mais seine erste kleine Blütezeit erst im 18. Jahrhundert. Mit der Erwärmung verschob sich später die Anbaugrenze Richtung Norden.[37]
Erst nachdem es 1805 und 1806 auf Grund einer Pflanzenseuche zu großen Ausfällen in der Kartoffelernte gekommen war, begann man Maissorten zu züchten, die für das etwas strengere mittel- und norddeutsche Klima geeignet waren. Auch wenn in dieser Zeit Rezepte publiziert wurden, wie Mais für Suppen, Pudding, Kuchen, Brei und als Kaffee-Ersatz verwendet werden kann, diente Mais überwiegend der Grünfuttergewinnung.[12] Die Anbauflächen blieben jedoch im 19. Jahrhundert gering und betrugen in Deutschland weniger als ein Prozent. Lediglich in Baden war der Anbau von Mais etwas verbreiteter.[38] Erst in den 1970er Jahren wurden den mitteleuropäischen Standortverhältnissen angepasste Sorten entwickelt, so dass sich der Maisanbau hier stark ausweitete (Blizzard-Mais,Deutsches Maiskomitee,Deutscher Maisclub).[12]
In der Schweizer Region um das Rheintal hat sich eine eigenständige Mais-Kultur entwickelt, die dazu führte, dass Mitte des 19. Jahrhunderts bereits zwei Drittel der Rheintaler Ackerbaufläche zum Maisanbau verwendet wurden.[39] Die BezeichnungRheintaler Ribelmais, welche eine eigenständige Sorte darstellt, ist seit dem Jahr 2000 mit der UrsprungsbezeichnungRheintaler Ribelmais AOP als erstes Getreideprodukt der Schweiz geschützt.[40] Aus demRheintaler Ribelmais AOP werden zahlreiche regionale Produkte hergestellt, beispielsweise das unter dem geschütztenMarkennamenRibelgold[41] vermarkteteMaisbier der RegionalbrauereiSonnenbräu.
InÖsterreich, vor allem in Ostösterreich, sowie in einigen (zu Österreich) grenznahen Gebieten in Bayern wird Mais auch „Kukuruz“ genannt (ausgesprochengúgarutz in Wien, Ober- und Niederösterreich und auch im Burgenland). Dies ist ausserbokroat.kukuruz entlehnt (vgl. auchtschech.sladká kukuřice (süßer Mais),poln.kukurydza,russ.кукуруза (kukurusa); die Bezeichnung wurde auch alskukorica insUngarische aufgenommen), dessen Ursprung unklar und umstritten ist. Sofern ursprünglich slawisch, ist es möglicherweise von einem Rufkukuru abgeleitet, mit dem Hühner zum Füttern angelockt wurden,[43] oder vielleicht überosman.-türk.kokoroz aus demAlbanischen entlehnt, vgl.kokërrëz, vonkokërr „Kügelchen, Perle, Korn“ (eine Verbindung mit denKuruzen, aufständischen ungarischen Bauern, ist wenig wahrscheinlich und wohl Volksetymologie).[44] Weitere Trivialnamen sind: „Welschkorn“, „Türkischkorn“ und „Türkischer Weizen“, in Kärnten, Tirol und Vorarlberg oft auch kurz „[der]Türken“, in Südtirol auch bekannt alsTirk, tirg, Tirg, Tirgg, tirgge, tirgn, türgg, Türk,[45] analog heißt der Mais auch auf Italienischgranoturco. In der Steiermark wird mit „Woaz“, je nach Region, entwederWeizen oder Mais („Türk Woaz“) bezeichnet. In der Schweiz kennt vor allem dasSt. Galler Rheintal den AusdruckTürgge oderTörgge für den hellen Speisemais, aus dem die traditionelle SpeiseRiebel hergestellt wird. Diese Namensgebungen müssen aber nicht zwangsläufig auch mit den Türken zu tun haben, sondern lassen sich eventuell auch als Volksetymologie mit der Herkunft aus dem vermeintlichenOrient bzw. eben den „heidnischen Ländern“ erklären; Vergleichbares war regional auch bei anderen Importen aus der Neuen Welt üblich. Auf eine fremde bzw. überseeische Herkunft verweisen auch die Bezeichnungen „Welschkorn“, die vor allem imPfälzischen verbreitet ist, und das ältere französischeblé d'Inde,[46] das heute noch beifrankophonen Kanadiern üblich ist.
Mais ist ein Sommergetreide. Die Aussaat erfolgt inDeutschland von Mitte April bis Anfang Mai, wenn der Boden warm genug und die Gefahr von Spätfrösten nicht mehr gegeben ist. Mais braucht zurKeimung und zumFeldaufgang eine gewisse Temperatur (Keimung 7–9 °C) und eine gewisseWärmesumme für den Feldaufgang. Bei niedrigen Temperaturen wird der Keimling von Bodenpilzen befallen und verliert seine Triebkraft; lückige Maisbestände mit geringeren Erträgen sind die Folge. Andererseits führt späteSaat ebenfalls zu Ertragsminderungen, weil die Sonnenenergie des Sommers dann nicht voll ausgenutzt wird. Als Faustregel gilt in Deutschland: eine Aussaat nach dem 10. Mai resultiert in einem Prozent Minderertrag pro Tag Verspätung.
Mais wird in Reihen alsEinzelkornsaat mit mechanischen oder pneumatischen Einzelkornsämaschinen gesät (österreichisch: gesetzt); die Bestandsdichte ist sorten- und regionsabhängig und beträgt im Durchschnitt etwa 10 (7,5–11) Pflanzen/m². Der Reihenabstand beträgt etwa 75 Zentimeter, der Säabstand etwa 10 bis 20 Zentimeter.
Die Ernte desSilomaises, normalerweise durchFeldhäcksler, findet in Deutschland Mitte September bis Anfang Oktober statt (der optimale Erntetermin liegt bei etwa 30 % Trockensubstanz der Gesamtpflanze). Körnermais wird in klimatisch bevorzugten Gebieten ab Ende September bis Ende November geerntet. Trotzdem liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Körner mit etwa 25–35 % noch so hoch, dass eine entsprechende Trocknung notwendig ist. Haltbar sind Einzelkörner mit max. 16 % Feuchtigkeit; werden ganze Kolben in durchlüfteten Drahtgittersilos eingelagert, so darf die Feuchtigkeit etwas höher sein. Der Hektarertrag von Körnermais liegt bei der Ernte zwischen 80 und 120 dt/ha.
Körnermais kann heute mitMähdreschern geerntet werden, wobei ein spezielles Schneidewerk (sieheMaisschneidwerke) die Kolben von den Stängeln trennt und die Kolben direkt vom Mähdreschergedroschen werden können. Die Stängel bleiben in der Regel als Restpflanze auf dem Feld zurück. Zum Schutz vor Schädlingen und um die Verrottung der Restpflanze zu beschleunigen wird diese in der Regel zerkleinert und im Anschluss mechanisch in den Boden eingearbeitet.[47] Je nach Erntesystem erfolgt die Zerkleinerung entweder direkt während der Ernte durch das Maisschneidwerk mithilfe eines integrierten Unterbauhäckslers oder es wird ein zusätzlicher Mulcharbeitsgang unmittelbar nach der Ernte durchgeführt.[48][49]
Maispflanzen kurz nach dem Durchstoßen der Folie bei Foliensaat
In Kanada und Irland weit verbreitet ist dieFoliensaat. Beim Säen werden die Reihen mit einer Folie überzogen, um denGlashauseffekt zu erreichen. Die Folie ist biologisch abbaubar und verbleibt auf dem Feld. Um den Bestand unkrautfrei zu halten, wird gleichzeitig einVorauflaufherbizid ausgebracht.[50]
Mehrerträge konnten vor allem in kühlen Jahren erzielt werden. Untersuchungen im kanadischenNeufundland ergaben eine um 9 bis 15 Tage kürzere Vegetationszeit, gleichzeitig stiegen die Trockenmasseerträge um 14 bis 22 % an.[51] Versuche in den Niederlanden im Jahr 2008 ergaben, dass die Aussaat desselben Saatguts zwei Wochen früher möglich ist, so dass ertragreichere Sorten eingesetzt werden können.[52] Insbesondere die Phosphorverfügbarkeit wird bei den steigenden Bodentemperaturen unter Folie deutlich verbessert. Unter trockenen Bedingungen wurden ebenfalls Mehrerträge festgestellt. Zudem kann eine Maissorte mit einer um 100 Punkte höheren Reifezahl (FAO-Zahl) angebaut werden.
Die Flächenleistung des Sägerätes ist aufgrund der gleichzeitigen Befestigung der Folie deutlich geringer als bei konventionellen Geräten. Je nach Anzahl und Anordnung der Löcher in der Folie kann es zu Problemen mit der Wasserabfuhr kommen.
Bis in die 1930er Jahre waren ausschließlich offen abblühende Maissorten im Anbau, wie zum Beispiel der gelbebadische Landmais. Durch bedeutende Züchtungsfortschritte begann in den USA in den 1930er Jahren der Anbau von Mais-Hybriden. Hybridmais bringt dankHeterosis-Effekt deutlich höhere Erträge als offen abblühende Sorten; einNachbau (Saatgut) der geernteten Körner führt jedoch zu einem geringeren Ertrag. In Industrieländern kaufen Bauern in der Regel jährlich frisches Hybridsaatgut, da die höheren Kosten durch die höheren Erträge kompensiert werden. Ärmeren Bauern in Entwicklungsländern ist dies nicht immer möglich, so dass sie Hybridsaatgut recyclen. Trotz der durch Recycling bedingten Ertragseinbrüche sind Nachkommen von Hybriden den traditionellen Sorten üblicherweise noch einige Generationen überlegen.[53][54]
Als QPM-Mais (Quality Protein Maize) werden Maissorten mit erhöhtem Gehalt der im Mais limitierenden essentiellenAminosäurenLysin undTryptophan bezeichnet. Da Mais in vielen afrikanischen Ländern aufgrund eines schlechten Zugangs zu tierischen Eiweißen und Hülsenfrüchten die bedeutendste Proteinquelle ist, hat QPM das Potenzial, den Gesundheitszustand vieler Menschen zu verbessern. QPM-Sorten werden bereits in etwa 40 Ländern angebaut, vor allem in afrikanischen.[55]
Der Verkehr mit Mais-Saatgut ist imSortenschutzgesetz und Saatgutverkehrsrecht geregelt, deren Einhaltung durch dasBundessortenamt geregelt und durch Länderbehörden überwacht wird. Die zugelassenen Sorten werden in der EuropäischenSortenliste periodisch veröffentlicht. 2010 wurde in Deutschland auf 3.754 ha Maissaatgut vermehrt, fast ausschließlich am Oberrhein in Baden-Württemberg. Mehr als 80 % des benötigten Saatgutes werden importiert, vor allem aus Frankreich oder Ungarn.[56]
Die weltweit im Anbau befindlichen Sorten werden mit einer dreistelligen Reifezahl von 100 bis 900 beschrieben. Von den neun Reifegruppen reifen die 100er- bis 300er-Sorten mit wenigerSonnenenergie inNorddeutschland als Silomais und inSüddeutschland als Körnermais ab. Das hohe Ertragspotential der Reifegruppen höher 400 setzt hohe Sonnenenergie voraus, die nur in Regionen bis zum 40. Breitengrad der Erde erreicht wird, z. B. immittleren Westen derUSA oder südlich vonRom.Bis 1998 wurden Maissorten anhand ihrerFAO-Zahl eingruppiert. Dabei wurde ausschließlich der Trockensubstanzgehalt des Kolbens ermittelt. Eine Differenzierung nach Nutzung (Silomais oder Körnermais) war daher aus technischen Gründen nicht möglich. Eine Differenz von zehn FAO-Einheiten gab unter mitteleuropäischen Verhältnissen einen Reifeunterschied von ein bis zwei Tagen oder 1 bis 2 % im Trockensubstanzgehalt der Körner zum Zeitpunkt der Reife wieder.[57]
Heute wird dieReifezahl nutzungsspezifisch angegeben, d. h. bei Silomaistypen (S) wird der TS-Gehalt der Gesamtpflanze als Kriterium herangezogen, und bei Körnermaistypen (K) wird der TS-Gehalt der Körner berücksichtigt, Beispiel: S 230/K 240
Bei den neuen Einstufungen handelt es sich um relative Einstufungen zu Referenzsorten.Somit würde eine Sorte nach Einstufung der FAO-Zahl und derNutzungsspezifischen Reifezahl in unterschiedlichen Gruppen erscheinen.
Seit Ende der 1990er Jahre werden mittelsGentechnik hergestellte schädlingsresistente undherbizidresistente Maissorten angebaut. 2009 erfolgte der Anbau in 16 Ländern. Die wichtigsten Anbauländer sind die USA,Brasilien,Argentinien undKanada. In den USA beträgt der Anteil transgener Sorten 85 %. Der Anbau transgenen Maises ist lautbegutachteten Studien in den untersuchten Ländern kostensparender und/oder ertragreicher sowie umweltschonender.[58] Andere Studien kommen zu einem anderen Ergebnis, indem sie auf einen längeren Beobachtungszeitraum bezogen beispielsweise einen höheren Pestizidverbrauch feststellten.[59][60][61] In Nordamerika werden mögliche Einflüsse auf die Biodiversität von wilden Verwandten des Maises in Mexiko untersucht.[62]
Mais wird teilweise über die Form, die Zusammensetzung und die Verwendung der Maiskörner definiert. Die Form des Korns wird durch das Nährstoffgewebe bestimmt. Folgende Klassifizierung ist üblich (engl. Bezeichnungen in Klammern):[63]
Hartmais (englischflint = Kiesel, Feuerstein, flach, rund). Die reifen Körner sind rund, weil sich hier stärkereiches Nährgewebe befindet, darum herum aber hornartiges. Hartmais ist die in den USA am meisten angebaute Form des Maises.[64]
Zahnmais (dent). Die reifen Körner sind in der Mitte eingesunken, weil die Eiweißschicht (auch Hornendosperm genannt) rings um das Korn verläuft. Die meisten Sorten im europäischen Anbau sind Zahnmais/Hartmaismischtypen.[65][66]
Puffmais (popcorn). Das gesamte Nährgewebe ist hornartig. Durch Erhitzen platzen die Körner.
Zuckermais (sweet corn). Da Zuckermaisarten ein Gen fehlt, wandelt sich bei der Reife der Zucker nicht in Stärke um. Die Körner schrumpfen entsprechend bei der Reife. Zuckermais wird gewöhnlich vor Abschluss des Reifeprozesses geerntet und gegessen. Es gibt zahlreiche spezielle farbliche Varietäten wieBlue Corn undPurple Corn.
Stärkemais (flour corn). Die Körner haben kein Hornendosperm (Eiweißschicht), sondern nur ein weiches und stärkehaltiges Nährgewebe und lassen sich daher besser als andere Maisgruppen zu Mehl mahlen. Körner und Kolben dieser Maisform finden sich unter anderem in den Gräbern derInkas undAzteken.
Wachsmais (waxy corn). Die Körner sehen wachsartig aus, weil sie einen Überzug ausAmylopektin haben.
Spelzmais (pod corn). Die Maisform hat heute keine landwirtschaftliche Bedeutung mehr. Da jedes Korn von Spelzen umgeben ist, ist die Verarbeitung eingeschränkt.
Alternativ können Maissorten nach ihrem Alter gruppiert werden.
InSubsahara-Afrika ist derMaize Streak Virus die verheerendste virale Krankheit beim Mais. Fast im gesamten Afrika hat sich der aus Mesoamerika eingeführteGroße Kornbohrer (Prostephanus truncatus) ausgebreitet und richtet teils erhebliche Schäden an Mais auf dem Feld oder im Lagerhaus an.[67] Der SchimmelpilzAspergillus flavus befällt gelagerten Mais und bildet unter Umständen die hochtoxischenAflatoxine, durch welche die Ernte für menschlichen oder tierischen Verzehr ungeeignet ist.[68]
Das BakteriumPaenibacillus brasilensis lebt oft inAssoziation mit Mais. Er ist wie anderePaenibacillus-Arten in der Lage, durchStickstofffixierung Stickstoff aus der Luft zu binden. Diese Fixierung von Stickstoff ist auch alsDiazotrophie bekannt und für die Pflanze von Vorteil, da ihr damit zusätzlicher Stickstoff in Form vonAmmoniak und höherwertigen Verbindungen zukommt, den sie alleine überhaupt nicht aus der Luft und nur in der lokal typischen Menge aus dem Boden hätte entnehmen können.
Im Mais könnenSchlupfwespen (Trichogramma brassicae) eingesetzt werden, um den Maiszünsler (Ostrinia nubilalis) zu bekämpfen. Hierzu werden die Schlupfwespen mit kleinen Kärtchen oder perMulticopter in dem Maisbestand verteilt. Anschließend legen die weiblichen Schlupfwespen ihre Eier in die Gelege der Maiszünsler, welche hierdurch absterben.[69]
Weltweit lagen die Hektar-Erträge für Körnermais 2020 bei 58 dt/ha[70] und in Deutschland bei 96 dt/ha.[70]
LautStatistischem Bundesamt wurden 2016 in Deutschland insgesamt 4,4 Mio. Tonnen Körnermais (einschließlichCorn-Cob-Mix) auf 430.000 ha angebaut. 2,1 Mio. ha wurden zur Silomaiserzeugung (einschließlich Lieschkolben) genutzt, auf denen 96,6 Mio. t Silomais geerntet wurden.
2022 wurden lautErnährungs- und Landwirtschaftsorganisation FAO weltweit 1.163.497.383 Tonnen Körnermais von 203 Mio. Hektar geerntet. Damit sindZuckerrohr und Mais die beiden einzigen Nahrungspflanzen, deren jährliche Erntemengen über einer Milliarde Tonnen liegen.[70]
Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die 20 größten Produzenten von Mais weltweit, die insgesamt 89,0 % der Gesamtmenge produzierten. Außerdem befinden sich unter dieser Tabelle die Zahlen für Deutschland, Österreich und die Schweiz zum Vergleich:[70]
Maisernte inIowa (2009), einem führenden Maisproduzenten unter den US-BundesstaatenMaisernte inRantasalmi,Südsavo,Finnland (2021)Händische Ernte in Myanmar
Mais ist nach Weizen das meistgehandelte Getreide. Global wurden 2019 etwa 184 Millionen Tonnen exportiert, davon etwa 23,3 % aus Brasilien, gefolgt von den Vereinigten Staaten (22,6 %) und Argentinien (19,6 %). Größter Importeur war 2019 Japan (8,8 %), gefolgt von Mexiko, Vietnam und Südkorea. Unter den 20 größten Exportnationen waren auch weitere europäische Länder: Ukraine, Frankreich und Serbien.[72] Subsahara-Afrika ist größtenteils autark.[73]
Über 60 % des weltweit produzierten Maises wird verfüttert (hierCharolais mitMaissilage in Frankreich, 2009).
Etwa 15 % der globalen Maisernte werden alsLebensmittel verwendet (Zeitraum: 2005–2007). Global werden 63 % des verbrauchten Mais an Nutztiere verfüttert, 11 % werden verarbeitet, 10 % werden andersartig genutzt, 1 % als Saatgut. In Entwicklungsländern liegt der Anteil von Lebensmitteln an der Maisnachfrage bei 25 %, in Ost- und Südafrika bei 73 %, während er in Industrieländern 3 % beträgt. In Industrieländern wird 23 % des verbrauchten Mais verarbeitet, vor allem zu Bioenergie. Die Nachfrage nach Mais als Futtermittel (vor allem für Schweine und Geflügel) steigt um 6 % jährlich, insbesondere aufgrund des zunehmenden Fleischkonsums in Asien.[73]
Für etwa 900 Millionen Menschen, vor allem in Afrika und Lateinamerika, ist Mais das wichtigste Grundnahrungsmittel. Mais liefert in Mittelamerika 61 %, in Ost- und Südafrika 45 %, in der Andenregion (Bolivien, Kolumbien, Ecuador, Guyana, Peru, Surinam und Venezuela) 29 %, in West- und Zentralafrika 21 % und in Asien 4 % der aus Lebensmitteln aufgenommenen Energie (siehe:physiologischer Brennwert).[73]
Der größte Teil des in Deutschland angebauten Maises (ca. 62 %) wird fürFutterzwecke (Silomais, Körnermais) verwendet und ca. 38 % zur Energiegewinnung inBiogasanlagen (Energiemais).[74]
Popcornmais
Ein geringer Anteil der inländischen Erzeugung wird in Form von Körnermais als Lebensmittel verwendet und dazu zum Großteil in derLebensmittelindustrie verarbeitet. Die Verarbeitung dieser Körner erfolgt dann entweder in der Trockenmüllerei (Mehle und Grieße) oder in der Nassmüllerei (Stärke) zu Produkten wie Maisstärke (Nebenprodukt Corngluten; proteinreiches Tierfutter) und Maismehl bzw. Maisgrieß (Nebenprodukte Maiskeime und Schalen).[75]Aus diesen Produkten erfolgt die Weiterverarbeitung zuGlukosesirup,Maiskeimöl,Cornflakes,Popcorn,Polenta,Erdnussflips,Tortillas u. v. m. Neben dem in Europa vielfach angebauten gelben Mais gibt es auch rote und blaue Sorten, die Farbeffekte in Nahrungsmitteln geben können.
Als Heilmittel dienen die Maisstärke und das raffinierte Maiskeimöl. Im Öl finden sichGlyceride derLinolsäure (40–60 %), derÖlsäure (25–35 %) und derPalmitinsäure (9–12 %),Vitamin E undPhytosterole. Maisstärke dient als Pudergrundlage mit hohem Wasseraufnahmevermögen und als Hilfsstoff in der pharmazeutischen Technologie, z. B. bei der Tablettenherstellung. Gleichzeitig ist sie auch Ausgangsstoff für weitere Produkte wieSorbit undDextrin.[76]Das Maisöl verwendet man in Haut- und Körperpflegemitteln und als Trägerlösung für ölige Injektionen. Mit dem hohen Gehalt an Linolsäure und Vitamin E gilt das Maiskeimöl als wertvolles Speiseöl.
Forscher schlagen vor, Reste der Maisernte oder andere Getreideabfälle, die als Strohballen bekannt sind, für den Klimaschutz in der Tiefsee zu versenken. Am Meeresgrund in zwei bis drei Kilometer Tiefe würden sich die Abfälle durch den großen Druck, die vier Grad Wassertemperatur und den wenigen Sauerstoff extrem langsam zersetzen und so für lange Zeit den Kohlenstoff speichern.[77]
Die Zusammensetzung von Mais schwankt naturgemäß, sowohl in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen (Boden, Klima) als auch von der Anbautechnik (Düngung, Pflanzenschutz).
In Ländern, in denen eher selten Mais gegessen wird, wird der Mais einfach zermahlen. Dort, wo Mais ein tägliches Grundnahrungsmittel ist, werden die Körner viele Stunden mitalkalischen Stoffen (wiegelöschtem Kalk oder Holzasche) gekocht und enthülst. Dann werden sie entweder unmittelbar zum Endprodukt weiterverarbeitet oder nass zu einem Teig vermahlen, wieder getrocknet und als Mehl gehandelt. Durch diesen Prozess wird das enthalteneNiacin für den Körper verwertbar und Geschmack und Backeigenschaften verbessert.[79]
Diese Verarbeitungstechnik, die als Nixtamalisation (gebildet ausNahuatlnextli „Kalkasche“ undtamalli „Teig aus Mais“) bezeichnet wird, wurde inOaxaca nachweislich bereits um 1500 v. Chr. verwendet und ist möglicherweise erheblich älter. Das so gewonnene Produkt wird in den USAHominy und in MexikoNixtamal genannt und beispielsweise zur Zubereitung vonPozole oderGrits verwendet; das Mehl heißtMasa Harina.
Bei der Einführung des Maises inEuropa durch die Spanier im 16. Jahrhundert wurde die Nixtamalisation nicht übernommen, sodass sich die MangelerkrankungPellagra auch in Europa verbreitete. Der Zusammenhang zwischen Mais und der Erkrankung wurde lange nicht erkannt. Pellagra trat auch inWestafrika auf, wo Mais erst in den letzten Jahrhunderten als Grundnahrungsmittel populär wurde. Auch die niedrigebiologische Wertigkeit des Maisproteins kann zu Mangelerscheinungen führen, wenn kaum andere Eiweißquellen zur Verfügung stehen, wie es in vielen LändernAfrikas der Fall ist.
Neben den vorgenannten Anwendungsgebieten in der Ernährung und als Futtermittel wird Mais auch in vielfältiger Weise alsnachwachsender Rohstoff verwendet. Dabei gibt es sowohl energetische wie auch stoffliche Verwendungen, die vor allem auf der Maisstärke basieren. Von zentraler Bedeutung ist die Nutzung als Energiepflanze zur Herstellung vonBiokraftstoffen (Bioethanol, vor allem in Nordamerika) und alsEnergiemais zur Herstellung vonMaissilage als Biogassubstrat. Als Energiemais wird dabei Mais bezeichnet, der zur Energieerzeugung in Biogasanlagen genutzt wird; durch dasErneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in der Fassung von 2009 wurde die Biogaserzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen gefördert und damit der Maisanbau ausgeweitet. Mit der EEG-Novelle 2012 wurde der Einsatz von Mais in Neu- und Bestandsanlagen erstmals beschränkt („Maisdeckel“), um dieser Entwicklung entgegenzuwirken.[80] Weitere Einschränkungen folgten in der EEG-Novelle 2017; die den Einsatz von Mais und Getreide stufenweise bis auf max. 44 % im Jahr 2021 absenkt.[81]
Verpackungschips aus Maisstärke
In der stofflichen Nutzung spielt Maisstärke eine Rolle als Ausgangsprodukt fürbio-basierte Kunststoffe, vor allem zur fermentativen Produktion vonMilchsäure als Ausgangsprodukt vonPolylactiden (PLA) sowie für extrudierte Maisstärke (bspw. füressbares Geschirr und als kompostierbares Füllmaterial in Verpackungen). Wie Weizenstärke undMelasse kann Maisstärke auch als Fermentationsrohstoff für eine Reihe weiterer Feinchemikalien, vor allemAntibiotika undAminosäuren genutzt werden. Die als Nebenprodukt anfallenden Kolben können zudem als Rohstoff für die Gewinnung vonFurfural genutzt werden.
Auf der Basis vonMaisspindelgranulat wirdÖlbindemittel hergestellt. Die Kolbenspindeln spezieller harter Maissorten werden geschnitzt in denUSA als einfacheTabakspfeifen („Missouri-Meerschaum“) benutzt und sind auch in Europa im Tabakfachhandel erhältlich. Ebenfalls aus Maisspindel kann durch VerkohlungMaiskohle erzeugt und alsGrillkohle benutzt werden.[82]
In Deutschland gibt es Kritik am starken Maisanbau für Tierfutter und zur Gewinnung von Agrosprit und Biogas. Insbesondere wird kritisiert, dass Mais-Monokulturen (eine „Vermaisung der Landschaft“) negative Auswirkungen auf die Artenvielfalt (Biodiversität) haben.[83] Für Entwicklungsländer wird die Verdrängung der in semi-ariden Gebieten üblichen, ernährungsphysiologisch wertvolleren Hirsenahrung durch Maisnahrung kritisch gesehen. Hier wird die Veränderung der Ernährungsgewohnheiten als Grund angenommen.[84]
Umfangreicher Maisanbau fördert die Unterschlupfmöglichkeiten und Futterquellen vonWildschweinrotten.[85]
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