Zea mays

L.

トウモロコシの繁殖は人力に依存しています。コロンブス交換以来、トウモロコシは世界各地で主食となり、総生産量は小麦や米を上回っています。トウモロコシの多くは、穀物として、あるいは植物体として、ベールに詰めたり、より食味の良いサイレージに加工したりして、家畜の飼料として利用されています。スイートコーンと呼ばれる糖分の多い品種は食用として栽培され、一方、畑で栽培されるトウモロコシは、家畜の飼料、コーンミール（マサ）、コーンスターチ、コーンシロップ、圧搾してコーン油にする、バーボンウイスキーなどのアルコール飲料、そしてエタノールやその他のバイオ燃料などの化学原料として利用されています。

トウモロコシは世界中で栽培されており、毎年他のどの穀物よりも多くの重量が生産されています。2020年の世界生産量は11億トンでした。トウモロコシは多くの害虫や病気に悩まされており、2つの主要な害虫であるヨーロッパアワノメイガとコーンルートワームは、それぞれ米国で年間10億ドルの損失をもたらしています。現代の植物育種により、生産量と栄養、干ばつ耐性、害虫や病気への耐性などの品質が大幅に向上しました。現在、多くのトウモロコシは遺伝子組み換えされています。

食品として、トウモロコシはメキシコのトルティーヤやタマーレ、イタリアのポレンタ、アメリカのホミニー グリッツなど、さまざまな料理に使用されています。トウモロコシタンパク質にはいくつかの必須アミノ酸が少なく、含まれるナイアシンはアルカリ処理によって遊離した場合にのみ利用可能になります。コロンブス以前のメソアメリカでは、トウモロコシはトウモロコシの神として神格化され、彫刻に描かれていました。

説明

トウモロコシの植物の部分

トウモロコシは、高さ1.2～4メートル（4～13フィート）の1本の茎を持つ背の高い一年草です。 [2]細長い葉は、茎の反対側にある節または節から交互に生じます。 [2]トウモロコシは雌雄同株で、同じ植物に雄花と雌花が別々に咲きます。[ 2]茎の先端には雄花の花序である雄穂があり、その葯から花粉が放出され、風によって散布されます[2]雄穂から茎の少し下の方にある雌花序は、最初は絹糸状で、柔らかい管状の毛の束（雌花の心皮に1本ずつ）として見られ、受粉すると穀粒（しばしば種子と呼ばれる。植物学的には、すべてのイネ科植物と同様に、果実であり、種皮と融合して穎果を形成する） [ 3]に成長します。[2]雌花序全体は、複数の葉の層または殻に包まれた穂またはトウモロコシの芯に成長します。[2]は、特定の成長中の穂に最も密接に関連する葉です。この葉とその上の葉は、穀物を満たす炭水化物（デンプン）の4分の3以上を供給します。 [4]

The grains are usually yellow or white in modern varieties; other varieties have orange, red, brown, blue , purple , or black grains. They are arranged in 8 to 32 rows around the cob; there can be up to 1200 grains on a large cob. [5] Yellow maizes derive their color from carotenoids ; red maizes are colored by anthocyanins and phlobaphenes ; and orange and green varieties may contain combinations of these pigments. [6]

トウモロコシは短日性光周性を有しており、開花には一定の長さの夜が必要です。開花にはさらに、10℃（50℉）以上の十分な暖かい日が必要です。開花の制御は遺伝的に設定されており、生理学的メカニズムにはフィトクロム系が関与しています。熱帯品種は、高緯度で栽培すると問題が発生する可能性があります。日照時間が長くなると、冬が来る前に種子を結ぶ代わりに、植物が背丈を高く伸ばしてしまう可能性があるためです。一方、急速に背丈を高く伸ばすことは、バイオ燃料の生産に都合が良い可能性があります。[2]

未熟なトウモロコシの芽には、強力な抗生物質である2,4-ジヒドロキシ-7-メトキシ-1,4-ベンゾオキサジン-3-オン（DIMBOA）が蓄積され、これは広範囲の害虫に対するある程度の保護を提供します。[7]トウモロコシは根が浅いため、干ばつの影響を受けやすく、栄養不足の土壌に耐えられず、強風によって根こそぎにされやすいです。[8]

  • 穂は多くの小さな雄花から構成されています。
    穂は多くの小さな雄花から構成されています。
  • 若い絹糸を持つ雌花序
    若い絹糸を持つ雌花序
  • 茎、穂、そして絹糸
    茎、穂、そして絹糸
  • 完全に成長したトウモロコシの植物
    完全に成長したトウモロコシの植物
  • 茎の上の成熟したトウモロコシの穂
    茎の上の成熟したトウモロコシの穂
  • 雄花
    雄花
  • 成熟した絹糸
    成熟した絹糸

遺伝学

外来品種は、新しい国産品種を選抜育種する際に遺伝的多様性を高めるために収集されます

トウモロコシは20本の染色体を持つ二倍体です。ゲノム内の対立遺伝子変異の83%は、主にトウモロコシ属の属が交雑する自由度があるため、テオシント祖先に由来しています。[9]バーバラ・マクリントックは、トウモロコシを用いて「ジャンピング遺伝子」のトランスポゾン理論を検証し、1983年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。[10]トウモロコシは、遺伝学と発生生物学にとって重要なモデル生物であり続けています。[11] MADSボックスモチーフは、トウモロコシの花の発達に関与しています。[12]

トウモロコシ遺伝学およびゲノミクスデータベースは、トウモロコシ研究を支援するために米国農務省（USDA）によって資金提供されています。[13]国際トウモロコシ・小麦改良センターは、害虫抵抗性についてテストされカタログ化されたトウモロコシの系統の大規模なコレクションを維持しています。[14] 2005年に、米国国立科学財団、USDA、およびエネルギー省は、トウモロコシゲノムの配列を決定するコンソーシアムを結成しました。 結果として得られたDNA配列データは、ゲノム配列データの公共リポジトリであるGenBankに直ちに預けられました。 [15]トウモロコシゲノムの配列決定は2008年に完了しました。[16] 2009年に、コンソーシアムは配列決定の取り組みの結果を発表しました。[17]ゲノムの85%はトランスポゾンで構成され、32,540個の遺伝子が含まれています。その多くは、トウモロコシのDNA内の転移因子群であるヘリトロンによって複製され、再編成されています。 [18]

分類

外部系統発生

トウモロコシ属 Zeaは、ソルガムと比較的近縁で、どちらも旧世界のイネ科植物のPACMADクレードに属しています。一方、イネとコムギとははるかに遠縁で、これらはイネ科植物のもう一つの主要なグループであるBOPクレードに属しています。また、ガマグラス（イネ科）と密接な関連があります。[19]

トウモロコシとテオシント

テオシント（左）、トウモロコシとテオシントの交雑種（中央）、トウモロコシ（右）

トウモロコシは、その野生近縁種である4種のテオシントの栽培化変種である。[20]テオシント起源説は、1931年にロシアの植物学者ニコライ・イワノビッチ・ヴァヴィロフによって、 1932年にアメリカのノーベル賞受賞者ジョージ・ビードルによって提唱された。[21] ：10  2つの植物は外観が異なり、トウモロコシは1本の長い茎と複数の葉を持つのに対し、テオシントは短く茂った植物である。この2つの違いは、grassy tillers-1（gt1、A0A317YEZ1）とteosinte branched-1（tb1、Q93WI2）と呼ばれるわずか2つの遺伝子の違いによって大きく左右される。[20] 1930年代後半、ポール・マンゲルスドルフは、栽培トウモロコシは未知の野生トウモロコシと近縁属のトリプサカム属の種との交雑の結果であると示唆したが、これは現代の遺伝子検査によって反証されている。[21]

2004年、ジョン・ドーブリーは、メキシコ南西部の高地にあるバルサス川渓谷原産のバルサス・テオシンテ（Zea mays subsp. parviglumis）を、現代のトウモロコシに遺伝的に最も類似した作物の野生近縁種として特定しました。 [22] [23]短いバルサス川渓谷の中央部は、初期の栽培化が行われた可能性が高い場所です。ゲレロ州イグアラからそう遠くない洞窟の8700年前の堆積層から、トウモロコシの残留物が付いた石臼が発見されています。[24]ドーブリーとその同僚は2002年、トウモロコシは約9000年前に一度だけ栽培化され、その後アメリカ大陸全体に広がったことを示しました。[25]

タバスコ州サンアンドレス島から7300年前のトウモロコシの花粉がカリブ海沿岸で発見されました。[24] 7000年前、メキシコ南部、中央アメリカ、南アメリカ北部では原始的なトウモロコシが栽培されていました。オアハカ渓谷のギラ・ナキッツ洞窟で発見された初期のトウモロコシの穂の考古学的遺跡はおよそ6250年前のものであり、プエブラ州テワカン近郊の洞窟から発見された最古の穂は5450年前のものです。[26]

北へ広がる

約4500年前、トウモロコシは北方へと広がり始めました。トウモロコシは約4100年前、ニューメキシコ州とアリゾナ州のいくつかの場所で初めて栽培されました。[26]西暦1千年紀には、トウモロコシの栽培は北部の地域でより広く普及しました。特に、北米東部でトウモロコシの農業と消費が大規模に導入されたのは、西暦900年頃でした。ネイティブアメリカンは、この新しい作物のために広大な森林と草原を切り開きました。[27] 500年から1000年前、現在のアメリカ南東部でトウモロコシ栽培が増加したのと時を同じくして、環境の変化に非常に敏感な淡水産二枚貝が減少しました。 [28]

名前

トウモロコシという名前は、タイノ族のmahisのスペイン語形maízに由来します。[29]スウェーデンの植物学者カール・リンネは、一般名のmaizeをZea maysの種小名として使用しました[30] maizeという名称は、文脈や地理的な地域によって異なる複雑な多様な意味を持つcornとは異なり、この1つの穀物に特化するため、正式用法、科学的用法、および国際用法において一般名として好まれています。 [31]ほとんどの国ではmaizeという用語を主に使用しており、 cornという名称は主に米国と他のいくつかの英語圏の国で使用されています。[32] [33] maizeという用語を主に使用している国では、 cornという単語はあらゆる穀物作物を指す可能性があり、地理的には地元の主食によって異なります。[34]例えば、イギリスでは小麦、スコットランドやアイルランドではオート麦です。[31] maizeの代わりにcornを使用するようになったのは、18世紀の北アメリカで「 Indian corn 」を短縮したものに端を発しています。[35]

食の歴史家ベティ・ファッセルは、北米における「トウモロコシ」という言葉の歴史に関する記事の中で、 「トウモロコシという言葉を口にすることは、言語と歴史の悲劇的な茶番劇的な誤訳に陥ることだ」と書いている。[36]イギリスでの使用法と同様に、スペイン人はトウモロコシを穀物の総称である「パニーゾ」と呼び、イタリア人も「ポレンタ」と呼んでいた。後にイギリス人はトウモロコシを「トルコ小麦」、「トルココーン」、または「インディアンコーン」と呼んだ。ファッセルは「彼らは場所ではなく状態、文明化された穀物ではなく野蛮な穀物を意味していた」とコメントしている。[36]

国際農業生物科学センターなどの国際団体は、トウモロコシを一般名として推奨しています。 [37]トウモロコシという言葉は、国連食糧農業機関[ 38]、メキシコ国際トウモロコシ・小麦改良センター、インドトウモロコシ研究所[39] 、オーストラリアトウモロコシ協会[40]、ナイジェリア国立トウモロコシ協会[41] 、ガーナ国立トウモロコシ協会[42] 、南アフリカトウモロコシトラスト[43] 、ジンバブエ種子トウモロコシ協会[ 44 ]の名称でも使用されています。

栽培

コロンブス以前の発展

古代メソアメリカのトウモロコシのレリーフ彫刻、メキシコ国立人類学博物館

トウモロコシは繁殖に人間の介入が必要です。自然繁殖する祖先であるテオシントの穀粒は穂軸から自然に落ちますが、栽培化されたトウモロコシの穀粒は落ちません。[45]すべてのトウモロコシは、約9000年前のメキシコ南部での単一の栽培化から生まれました。現存する最も古いトウモロコシの種類は、メキシコ高地のものです。トウモロコシはこの地域から低地、そしてアメリカ大陸に2つの主要な経路に沿って広がりました。[25]栽培化の中心は、おそらくメキシコ中南部のバルサス川渓谷でした。 [46]トウモロコシは少なくとも8000年前にエクアドル高地に到達しました。[47] 7600年前までに中央アメリカ南部に到達し、7000年から6000年前の間にコロンビアのアンデス山脈の渓谷に到達しました。[46]

最も初期のトウモロコシは、1株につき小さな穂が1つだけ生えていました。[5]オルメカ人とマヤ人はメソアメリカ全域で様々な品種のトウモロコシを栽培し、調理、粉砕、ニシュタマリゼーションによる加工を行っていました。[26] 3000年前までに、トウモロコシはオルメカ文化の中心となり、暦、言語、神話にも影響を与えました。[36]

チリ中南部のマプチェ族は、スペイン到来以前の時代に、キヌアやジャガイモとともにトウモロコシを栽培していました。 [48]インカ帝国の拡大以前は、トウモロコシはアルゼンチンのラカル県メリンキナで南緯40度まで取引・輸送されており、おそらくチリからアンデス山脈を越えて運ばれてきたものと思われます。[49]

コロンブス交換

16世紀のフィレンツェ写本に描かれたトウモロコシの栽培

1492年にヨーロッパ人が到着した後、スペイン人入植者はトウモロコシを消費し、探検家や貿易商がそれをヨーロッパに持ち帰りました。スペイン人入植者はトウモロコシよりも小麦パンを好みました。当時のキリスト教の信仰では、小麦だけが聖体変化を起こしてキリストの体に変えられると考えられていたため、トウモロコシ粉は聖餐のパンの小麦の代わりに使うことができませんでした。[50]

トウモロコシは多様な気候で生育できるため、世界中に広まりました。コロンブスの航海のわずか数十年後にはスペインで栽培され、その後イタリア、西アフリカ、フィリピンなどに広まりました。[50] [51] 17世紀までに、南ヨーロッパでは一般的な農民の食べ物になりました。18世紀までに、南フランスとイタリアの農民の主な食べ物となり、特にイタリアではポレンタとして食べられました。 [52]

トウモロコシが西洋の農業システムに導入されたとき、その生産性の高さから歓迎されました。しかし、主食となった場所ではどこでも、すぐに栄養失調の広範な問題が発生しました。[53]アメリカ先住民は 、少なくとも紀元前1200～1500年から、灰と石灰で作ったアルカリ水にトウモロコシを浸すことを学び、ニシュタマリゼーションというプロセスを生み出しました。彼らはトウモロコシの殻を解放するためにこれを行いましたが、偶然にもビタミンB群のナイアシンも解放され、その欠乏はペラグラを引き起こしました。[54]アルカリ処理と食事の多様性が理解され、適用されると、ペラグラは先進国から姿を消しました。高リジントウモロコシの開発と、よりバランスの取れた食事の推進が、その衰退に貢献しました。ペラグラは、食料の乏しい地域や、寄付されたトウモロコシで人々が生き延びている難民キャンプで今も存在しています。[55]

従来の育種

先史時代のトウモロコシ育種は、大きな穂を付ける大型の植物を生み出した。近代育種は、個人が自らの畑で生産性の高い品種を選抜し、その種子を他の農家に販売することから始まった。ジェームズ・L・リードは、最も初期かつ最も成功した育種家の一人であり、1860年代にリードのイエロー・デントを開発した。これらの初期の取り組みは、集団選抜（一列の植物を一つの親の種子から育てる）と受粉後の植物の選抜（雌親のみが判明する）に基づいていた。その後の育種には、穂から列への選抜（CG・ホプキンス、1896年頃）、選抜された近交系から作られた交配種（GH・シュル、1909年）、そして4つの近交系を用いた非常に成功した複交配種（DF・ジョーンズ、1918年頃、1922年）などが含まれる。大学が支援する育種プログラムは、近代の交配種の開発と導入において特に重要であった。[56]

1940年代以降、トウモロコシの最高の品種は、収量、栄養、干ばつ、害虫および病気への耐性など、特定の形質が最適化された近親交配種から作られた第一世代のハイブリッドでした。従来の交配と遺伝子組み換えの両方が、生産量の増加と、耕作地、農薬、水、肥料の必要性の削減に成功しました。過去数十年にわたってトウモロコシの収量ポテンシャルが増加したという仮説を支持する矛盾した証拠があります。これは、収量ポテンシャルの変化は、個々の植物あたりの収量ポテンシャルの増加ではなく、葉の角度、倒伏抵抗性、高密度植栽への耐性、病気／害虫耐性、およびその他の農業特性に関連していることを示唆しています。[57]

トウモロコシの特定の品種は、穂を多く生産するように品種改良されており、これらはアジア料理で野菜として使われる「ベビーコーン」の原料です。[58] [59]ミニトウモロコシと呼ばれる開花の早い品種は、1年で複数世代を得ることができるため、科学研究を支援するために開発されました。[60]オロトンと呼ばれる品種は、窒素固定微生物との共生関係を進化させており、植物の窒素の29%～82%を供給しています。[61]国際トウモロコシ・小麦改良センター（CIMMYT）は、最適化された品種を提供するための従来の育種プログラムを運営しています。このプログラムは1980年代に始まりました。[62]ハイブリッド種子は、アフリカ向けの干ばつ耐性トウモロコシプロジェクトによってアフリカに配布されています。[63]

熱帯在来種は、病害抵抗性および草食動物抵抗性の両方において、重要でありながら十分に活用されていない抵抗性対立遺伝子の供給源であり続けています。このような対立遺伝子は、生産性の高い品種に導入することができます。[64]この目的のための希少対立遺伝子は、DaoとSoodによって、ともに2014年に発見されました。 [64] 2018年、CIMMYTのZerka Rashidは、熱帯の干ばつ耐性形質のために開発された関連マッピングパネルを使用して、ソルガムべと病抵抗性を提供する新しいゲノム領域を発見し、既知の差次的メチル化領域をさらに特徴付けました。[65]

遺伝子工学

遺伝子組み換えトウモロコシは、 2016年に商業的に栽培された26種類の遺伝子組み換え食用作物の1つでした。[66] [67]その大部分はBtトウモロコシです。遺伝子組み換えトウモロコシは1997年から米国とカナダで栽培されており、[68] 2016年までに米国のトウモロコシ作物の92%が遺伝子組み換えでした。[66] 2011年現在、除草剤耐性トウモロコシと害虫耐性トウモロコシの品種はそれぞれ20か国以上で栽培されています。[69]

2000年9月、動物の食用のみに承認されていたスターリンク遺伝子組み換えトウモロコシの存在により、最大5000万ドル相当の食品がリコールされました。[70]

栽培

トウモロコシは耐寒性が低いため、温帯地域では春に植えなければなりません。根系は一般的に浅いため、土壌水分に依存します。C4炭素固定を利用する植物であるトウモロコシは、アルファルファや大豆などのC3炭素固定を利用する植物よりも、はるかに水効率の高い作物です。トウモロコシは、花が受粉の準備を整える絹糸出芽期に干ばつの影響を受けやすいです。アメリカ合衆国では、伝統的にトウモロコシが「7月4日までに膝の高さまで成長」していれば豊作と予測されていましたが、現代のハイブリッド種は一般的にこの成長率を超えています。サイレージ用のトウモロコシは、植物が緑色で果実が未熟なうちに収穫されます。スイートコーンは、受粉後、デンプンが形成される前の「ミルクステージ」、つまり晩夏から初秋から中秋にかけて収穫されます。畑で栽培されたトウモロコシは、穀物を完全に乾燥させるため、秋のかなり遅い時期まで畑に残され、実際には冬や早春まで収穫されないこともあります。十分な土壌水分の重要性は、アフリカの多くの地域で実証されており、定期的な干ばつによりトウモロコシの不作とそれに伴う飢饉が定期的に発生しています。トウモロコシは主に湿潤で暑い気候で栽培されますが、寒冷、暑熱、乾燥、湿潤の条件でも生育できるため、非常に用途の広い作物です。[71]

トウモロコシは、ネイティブアメリカンによって「スリーシスターズ」と呼ばれる複合栽培システムで、小さな丘陵地帯に植えられました。[72]トウモロコシは豆類の栄養源となり、豆類は豆類やその他のマメ科植物の根に生息する窒素固定根粒菌由来の窒素を供給し、カボチャは土壌に日陰を作ることで雑草を防ぎ、蒸発を抑制する地被植物となりました。[73]

  • 播種後3週間の苗
    播種後3週間の苗
  • 若い茎
    若い茎
  • 穂が出ている成熟した植物
    穂が出ている成熟した植物
  • 広大な土地
    広大な土地で定着したトウモロコシ種子作物

収穫

スイートコーンは、穀物用に栽培されるトウモロコシよりも早く収穫され、品種によって60日から100日で成熟します。乳熟期に収穫されるスイートコーンの収穫期間を延長するには、熟す時期が早い品種と遅い品種を植えるか、2週間ごとに異なる場所に植えることによって調整できます。[74] 穀物作物として収穫されたトウモロコシは、収穫時期になってから比較的長期間、場合によっては数か月間も畑に保存できます。乾燥した状態に保てば、殻付きのまま収穫して保存できます。[75]

米国農務省によると、1855年から1894年までの40年間で、1ブッシェルのトウモロコシを生産するために必要な労働時間は4時間34分からわずか41分に減少しました。[76] 1940年以前、北米のトウモロコシのほとんどは手作業で収穫されていました。これには多数の労働者とそれに伴う社交行事（蜂の殻むき）が関わっていました1850 年代以降、工程を部分的に機械化する機械が登場した。例えば、1 列および 2 列の機械式ピッカー (穂を摘み取り、茎は残す) やトウモロコシ専用の刈り取り兼結束機であるコーンバインダーなどである。後者はショックを与えることができる束を作る。手作業または機械式ピッカーによって穂全体が収穫されるが、穂から穀粒を取り除くにはトウモロコシ脱穀機を別途操作する必要がある。トウモロコシの穂全体は、家畜の飼料として使用するには十分な量である、コーンクリブに保管されることが多かった。今日では、穂全体の入ったコーンクリブやコーンバインダーはあまり一般的ではない。これは、ほとんどの近代的な農場がコンバインを使用して畑から穀物を収穫し、それを貯蔵庫に貯蔵するためである。コーンヘッド (リールの代わりにポイントとスナップロール付き) 付きのコンバインは茎を切断せず、単に茎を引き下げるだけである。茎は下方に伸び続け、地面に崩れ落ちて山積みになり、通常は土壌の有機物として残されます。トウモロコシの穂は大きすぎてプレートのスロットの間を通れず、スナップロールが茎を引き離し、穂と殻だけが機械に入ります。コンバインは殻と芯を分離し、粒だけを残します。[77]

  • アイオワ州でのトウモロコシの収穫
    アイオワ州でのトウモロコシの収穫
  • フィンランドでのトウモロコシの収穫
    フィンランドでのトウモロコシの収穫
  • ミャンマーでのトウモロコシの手摘み
    ミャンマーでのトウモロコシの手摘み
  • マラウイ
    マラウイ、手作業によるトウモロコシの脱殻

穀物貯蔵

乾燥は、穀物をマイコトキシンで汚染するカビ菌による被害を防ぐ、または少なくとも軽減するために不可欠です。アスペルギルス属とフザリウム属は最も一般的なマイコトキシンの発生源であり、農業において重要です。[68]収穫された穀物の水分含有量が高すぎる場合は、穀物乾燥機を使用して加熱空気を穀物に吹き込むことで水分含有量を減らします。これには、可燃性ガス（プロパンまたは天然ガス）と送風機を動かすための電力という形で大量のエネルギーが必要になる場合があります。[78]

生産

トウモロコシは世界中で広く栽培されており、毎年他のどの穀物よりも多くの重量のトウモロコシが生産されています。[79] 2020年の世界の総生産量は11億6000万トンで、米国が全体の31.0%を占めてトップでした（表）。中国は世界の総生産量の22.4%を占めました。[80]

害虫

北部トウモロコシ葉枯れ病の病害サイクル

無脊椎動物、雑草、病原体など多くの害虫がトウモロコシの成長と発育に影響を与える可能性があります。 [83] [84]

トウモロコシは、多数の真菌性、細菌性、ウイルス性の植物病にかかりやすい。経済的に重要な病気には、葉の病気、トウモロコシ黒穂病、穂腐れ病、茎腐れ病などがある。[85] 北部トウモロコシ葉枯れ病は、その分布域全体でトウモロコシに被害を与え、縞状葉枯れ病と紋枯れ病はアジアで問題となっている。[86] [87]トウモロコシの真菌性疾患の中には、アフラトキシンなどの潜在的に危険なマイコトキシンを生成するものがある。[68]アメリカ合衆国では、主要な疾患には、タール斑点病、条斑細菌病、灰色葉斑点病、北部トウモロコシ葉枯れ病、ゴス萎凋病などがあり、2022年には、最も被害が大きかった疾患はタール斑点で、1億1,680万ブッシェルの損失が発生した。[88]

アメリカでは、トウモロコシは2つの主要な害虫、すなわちヨーロッパアワノメイガ（ECB）（Ostrinia nubilalis）とコーンルートワーム（Diabrotica spp）、ウェスタンコーンルートワーム、ノーザンコーンルートワーム、サザンコーンルートワームによって、それぞれ年間10億ドル相当の損失を被っています。[ 89 ] [90] [91]もう1つの深刻な害虫は、ヨトウガ（Spodoptera frugiperda）です。[92] コクゾウムシ（Sitophilus zeamais）は、貯蔵穀物の深刻な害虫です。[93]アジアでは、ヨトウガ、東洋ヨトウガ、またはイネ耳切りイモムシ（Mythimna separata）がトウモロコシの主要な害虫です。[94]

線虫もトウモロコシの害虫です。すべてのトウモロコシ植物は何らかの線虫寄生虫を保有している可能性があり、根におけるネグサレセンチュウの個体数は「膨大」になる可能性があります。植物への影響には、特に水ストレスと雑草の防除が不十分な場合に、畑全体または部分的に発育不良が含まれます。[95]

多くの植物、例えばイヌビエ（ヒエ）などの単子葉植物（イネ科）と、アカザやアマランサスなどの双子葉植物（広葉草本）は、トウモロコシと競合し、作物の収量を減少させる可能性があります。防除には、機械による雑草除去、火炎除草、または除草剤の使用が含まれる場合があります。[96]

アレルギー誘発性

花粉はアレルゲンですが、そのほとんどは穂から数メートル以内に落ち、リスクは主に農業従事者に限られます。[97]

用途

料理

ウィキブックス・クックブックには、トウモロコシに関するレシピ/モジュールがあります。
  • トウモロコシ

トウモロコシとコーンミール（乾燥したトウモロコシの粉末）は、世界の多くの地域で主食となっています。 [5]トウモロコシは、食品成分であるコーンスターチの製造に使用されます。[98]トウモロコシデンプ​​ンは加水分解され、酵素処理されて、甘味料である高果糖コーンシロップが生成されます。[99]トウモロコシは発酵・蒸留されてバーボンウイスキーが製造されます。[100] コーン油は穀物の胚芽から抽出されます。 [101]

先史時代、メソアメリカの女性はトウモロコシをコーンミールに挽くためにメタート石臼を使っていました。陶器の容器が発明された後、オルメカ人はトウモロコシを豆と一緒に調理するようになり、主食の栄養価を向上させました。トウモロコシには重要な栄養素であるナイアシンが天然に含まれていますが、ニシュタマル化のプロセスなしでは生物学的に利用可能になりません。マヤ人はニシュタマル粉を使って粥やタマーレを作りました。[102]トウモロコシはメキシコ料理 の主食です。マサ（ニシュタマル）はトルティーヤ、アトーレ、その他多くの中米料理の主な材料です。トウモロコシのトルティーヤ、タマーレ、アトーレ、そしてこれらをベースにした料理の主な材料です。[103]トウモロコシに生える トウモロコシ黒穂病菌（ウイトラコチェ）はメキシコの珍味です。[104]

粗いトウモロコシ粉は、イタリアのポレンタ、ブラジルのアングー、ルーマニアのママリガ、アメリカのコーンミールマッシュ（アメリカ南部ではホミニーグリッツ）、南アフリカのミエリパップ、アフリカの他の地域ではサザ、ンシマ、ウガリなどと呼ばれる食べ物など、多くの文化で濃厚な粥に加工されています。16世紀にポルトガル人によってアフリカに導入されたトウモロコシは、アフリカで最も重要な主食作物となっています。[105]

スイートコーンは、糖分が多くデンプン質が少ない遺伝的品種で、未熟な状態でそのまま食べられます。 [ 106]

栄養価

生の黄色の甘いトウモロコシの粒は、水分76%、炭水化物19% 、タンパク質3% 、脂肪1%で構成されています。100グラムあたり、トウモロコシの粒は86カロリーで、ビタミンB群、チアミン、ナイアシン（遊離型の場合）、パントテン酸（B5）、葉酸の優れた供給源（1日あたりの摂取量の10～19% ）です。[109]トウモロコシには必須アミノ酸であるトリプトファンとリジンが最適量未満しか含まれていないため、タンパク質源としての地位が低くなっています。[110]豆類やマメ科植物のタンパク質は、トウモロコシのタンパク質を補完します。[110]

動物飼料

トウモロコシは、家畜飼料の主要な供給源である。穀物作物として、乾燥した穀粒は飼料として使用される。穀粒は、多くの場合、穂軸についたままでトウモロコシ貯蔵庫に保管されるか、または殻をむいて穀物貯蔵庫に保管される。穀粒を飼料に使用した場合、植物の残りの部分（トウモロコシの茎葉）は、後で飼料、敷料、または土壌改良剤などとして使用することができる。トウモロコシの植物全体（穀粒と茎と葉）が飼料として使用される場合は、通常、細かく刻んでサイレージに加工される。これは、乾燥した形よりも消化しやすく、反芻動物にとってより口当たりが良いためである。[111]伝統的に、トウモロコシは収穫後にショック（塊）に集められ、そこでさらに乾燥された。その後、家畜に与えるまで何ヶ月も貯蔵することができた。サイレージは、サイロまたはサイレージラッパーで製造することができる。熱帯地方では、トウモロコシは年間を通じて収穫され、動物の青刈飼料として与えられる。[112]俵詰めされたトウモロコシの茎は、動物飼料として干し草の代替品として、またこの目的で栽培されたトウモロコシの直接放牧と並んで提供されます。 [113]

  • トラックがトウモロコシの副産物からなる穀物飼料を飼槽に分配する間、牛は柵のそばで待機しています。
    トラックがトウモロコシの副産物からなる穀物飼料を飼槽に分配する間、牛は柵のそばで待機しています。
  • 俵詰めされたトウモロコシの茎
    俵詰めされたトウモロコシの茎

化学物質

トウモロコシから得られるデンプンは、プラスチック、布地、接着剤、その他多くの化学製品に加工できます。 [114]トウモロコシの 湿式製粉プロセスで豊富に得られる水分の多い副産物であるコーンスティープリカーは、生化学産業や研究において、微生物を培養するための培地として使用されています。[115]

バイオ燃料

飼料用トウモロコシは暖房に利用されている。専用のトウモロコシストーブ（薪ストーブに似ている）は、飼料用トウモロコシか木質ペレットを使って熱を発生させる。トウモロコシの穂軸はバイオマス燃料源として利用できる。トウモロコシの粒を燃料として使う家庭用暖房炉には、粒を火に投入する大きなホッパーが付いている。[116]トウモロコシはエタノール燃料を生産するための原料として使われている。[117]食料価格は、バイオ燃料生産のためのトウモロコシの使用によって間接的に影響を受ける。バイオ燃料生産のためのトウモロコシの使用は需要を増加させ、したがってトウモロコシの価格も上昇させる。[118]オーストリア、ブルゲンラント州ストレムの先駆的なバイオマスガス化発電所が2005年に稼働を開始した。フィッシャー・トロプシュ法でバイオガスからディーゼルを生成することが可能である。[119]

  • 2007年、ドイツ、ノイミュンスター近郊にある農場に設置されたトウモロコシサイレージ消化装置。穀物だけでなく、トウモロコシの植物全体を使用しています。緑色の防水シートの上部カバーは、消化装置に貯蔵されたバイオガスによって支えられています。
    2007年、ドイツ、ノイミュンスター近郊の農場に設置されたトウモロコシサイレージ消化槽。穀物だけでなく、トウモロコシの植物全体を使用しています。緑色の防水シートの上部カバーは、消化槽内に貯蔵されたバイオガスによって支えられています。

人間の文化において

メソアメリカでは、トウモロコシは生命力の源と見なされ、トウモロコシの神（通常は女性）として神格化されています。[120 ]アメリカでは、トウモロコシの穂軸が米国議会議事堂の柱頭に彫られています。[121]サウスダコタ州ミッチェルのコーンパレスでは、色とりどりのトウモロコシの穂軸と穂を使って壁画のデザインが施されており、毎年リサイクルされています。[ 122 ]オハイオ州ダブリンのコンクリート製の「トウモロコシ畑」の彫刻は、草地に生えた何百ものトウモロコシの穂を描いています。[123] 1993年から鋳造されているクロアチアの1リパ硬貨の裏面には、2つの熟した穂を持つトウモロコシの茎が描かれています。[124]

トウモロコシの粒は、臆病さを表すことがあります。トウモロコシは鶏の餌として与えられ、鶏は臆病者の象徴だからです。 1973年のチリクーデターの数ヶ月前、反アジェンデ派の抗議者たちは、アジェンデ大統領の退陣を求めて軍の兵舎にトウモロコシを投げつけました。[125] [126]

参照

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