Mais

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Dieser Artikel erläutert das Getreide Mais; zu anderen Bedeutungen siehe Mais (Begriffsklärung).
Mais
Maisfeld (Zea mays subsp. mays)

Maisfeld (Zea mays subsp. mays)

Systematik
Monokotyledonen
Commeliniden
Ordnung: Süßgrasartige (Poales)
Familie: Süßgräser (Poaceae)
Gattung: Zea
Art: Mais
Wissenschaftlicher Name
Zea mays
L.

Mais (Zea mays), in Österreich auch Kukuruz genannt, ist eine Pflanzenart innerhalb der Familie der Süßgräser (Poaceae). Sie stammt ursprünglich aus Mexiko und ist eine einhäusig getrenntgeschlechtige C4-Pflanze.

Wirtschaftlich bedeutend ist die Unterart Zea mays subsp. mays. Jährlich werden weltweit auf über 170 Millionen Hektar (24 % der Getreideanbaufläche) über 850 Millionen Tonnen (34 % der Getreideproduktion) Mais geerntet. Mais wird vor allem als Futterpflanze genutzt. Darüber hinaus ist Mais ein Nahrungsmittel (vor allem in Lateinamerika und Afrika) und eine Energiepflanze (Energiemais, vor allem in Industrieländern). Maisstärke ist ein Nahrungsmittel, Ausgangsprodukt für Biokunststoffe, Fermentationsrohstoff usw.

Beschreibung

Der Kulturmais ist durch die lange Züchtungsgeschichte formenreich.

Illustration

Vegetative Merkmale

Kulturmais ist eine kräftig gebaute, sommergrüne, einjährige, krautige Pflanze, die Wuchshöhen von 1 bis zu 3 Metern erreicht. Der runde, nicht oder nur selten verzweigte Halm ist auf ganzer Länge von glatten Blattscheiden bedeckt. Er ist innen markhaltig und kann am Grund einen Durchmesser von 5 Zentimetern aufweisen. Die zahlreichen Knoten 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.[1][2]

Die Laubblätter sind wechselständig am Halm angeordnet. Das 3 bis 5 Millimeter lange Blatthäutchen (Ligula) ist zerschlitzt oder bewimpert. Die einfache, leicht raue, mitunter zerstreut behaarte, dunkelgrüne Blattspreite ist bei einer Länge von bis zu 1 Meter und einer Breite von 4 bis 10 Zentimeter flach und zum Rand hin wellig.[1][2]

Männliche Blüten

Generative Merkmale

Kulturmais ist einhäusig getrenntgeschlechtig (monözisch). An der Sprossspitze befinden sich die endständigen männlichen rispigen Blütenstände, die sie sich an den Rispenästen aus paarweise angeordneten Ährchen mit jeweils zwei männlichen Blüten zusammensetzen. Ein bis drei weibliche Blütenstände wachsen in Blattachseln am unteren bis mittleren Bereich des Halmes. Diese seitenständigen, kurz gestielten Kolben werden vollständig von Hüllblättern (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. Der Fruchtknoten ist mit 3 Millimetern sehr klein, jedoch zur Anthese mit 20 bis 40 Zentimeter langen Griffeln ausgestattet. Später ragen die vertrockneten Griffel als bräunliches Bündel aus der Spitze des Kolbens zwischen den Blattscheiden hervor. Da sich die Deck- und Vorspelzen der weiblichen Blüten nicht weiterentwickeln, können sich die Früchte unbespelzt vorwölben.[1][2]

Der kolbenförmige Fruchtstand enthält zur Reifezeit Maiskörner (Karyopsen), die je nach Sorte weißlich, goldgelb, rot oder auch schwarzviolett sein können.[1][2]

Die Chromosomenzahl von Mais beträgt 2n = 20 (40, 80).[3]

Ökologie

Dieser Therophyt ist eine sommerannuelle 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 Quadratmillimeter. Der Mais ist eine C4-Pflanze, hier ist Malat das erste Photosyntheseprodukt. Der C4-Weg ist eine Anpassung an sehr warme und sonnige Klimaverhältnisse, wie sie vor allem in den Tropen und Subtropen gegeben sind. Er nutzt das CO2-Angebot in optimaler Weise, es können auch geringe Mengen CO2 genutzt werden. Auch das rasche und vollständige nächtliche Verschließen der Spaltöffnungen trägt zu den extrem hohen Photosynthese-Leistungen bei.[4]

Die Blütezeit reicht (in Mitteleuropa) von Juli bis September. Blütenökologisch handelt es sich um „Langstaubfädigen Typ“. Der Mais ist windblütig (Anemophilie), es erfolgt also eine Bestäubung der weiblichen Blüten durch Windtransport der Pollen. Die Blüte ist „vormännlich“, dies begünstigt die Fremdbestäubung. 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 zur Samenanlage 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 bei uns wachsenden Pflanzen. Der Pollen ist klebrig, legt nur relativ kurze Strecken durch den Wind zurück und ist nur etwa einen Tag lang keimfähig. Für Windbestäubung ist außerdem der angenehme Duft des Pollens überraschend; tatsächlich ist der Mais eine wichtige Pollenquelle für die Honigbiene.[4]

Der Mais ist eine Kurztagspflanze, weshalb die Früchte bei uns oft nicht ausreifen. Die Samen sind Wärmekeimer.[4]

Giftigkeit

Die Maisgriffel sind giftig.[5] In den Narben sind die Hauptwirkstoffe 0,85 % unbekannte Alkaloide. Vielleicht sind auch Aflatoxine für die Giftigkeit verantwortlich, denn Konidien von Aspergillus flavus keimen besonders gut auf den Narben der weiblichen Maisblüten, wenn diese eine gelbbraune Farbe haben und schon mit Pollen belegt sind. Dieser liefert offenbar die erforderlichen Nährstoffe und ermöglicht dem Pilz eine reiche Konidienbildung. Anschließend wachsen die Hyphen durch den Narbenkanal zu den Samenanlagen.[5] Vergiftungserscheinungen: Die Alkaloide bewirken nach dem Einatmen Erregungszustände, Delirien, bei längere Einwirkung Erbrechen Koliken und Durchfall. Als Rauschdroge dienen die vor der Bestäubung gesammelten Griffel der weiblichen Blüte. Sie werden von den Indianern in Peru als Rauschmittel geraucht.[5]

Geschichte

Das Zentrum der Maiskultivierung liegt in Zentralmexiko. Weitgehend unstrittig ist mittlerweile, dass das Wildgras Teosinte der wilde Vorfahr des Mais ist. Die Blüten von Teosinte und Mais lassen sich optisch kaum unterscheiden, die Chromosomenzahl beider Pflanzen ist identisch und sie hybridisieren 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, gilt daher als eine der größten Domestizierungsleistungen des Menschen.[6] Über Einzelheiten der Domestizierungsgeschichte besteht dagegen noch Unklarheit. 2008 stellte ein Forscherteam fest, dass Teosinte im zentralen Tal des Balsas im Süden Mexikos die Ausgangssorte darstellen. Im dortigen Xihuatoxtla shelter fanden sich 8.700 Jahre alte Spuren, dazu entsprechende Werkzeuge.[7]

Präkolumbische Zeit

Entwicklung von Teosinte zum heutigen Mais

Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge stammt Mais von der Balsas-Teosinte aus dem tropischen Regenwald des Rio Balsas-Beckens in Zentralmexiko ab.[8] Prähistorische Reste von Mais hat man seit der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts an mehreren Orten in Mexiko, Panama, Neu-Mexiko und Peru gefunden. Zu den ersten Funden zählten Maisreste im Tal von Tehuacán. 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.[9] Dem Kultur-Mais aus dem Tal von Tehuacán wurde lange ein Alter von etwa 9000 Jahren zugeschrieben, nach neuen C14-Daten stammt er jedoch nur von etwa 4700 v. Chr. Zwei Maiskolben aus Guila Naquitz, die weniger als 5 cm lang sind, wurden auf 3300 v. Chr. datiert. Insgesamt stammen die ersten voll-neolithischen Siedlungen in Mexiko aus der Zeit um 3500 v. Chr. (unkalibriert).

Aus Trincheras am Rio Casas Grandes im nördlichen Chihuahua und Las Playas im nördlichen Sonora stammt kultivierter Mais, der auf etwa 1000 v. Chr. datiert ist. Aus Trincheras ist auch Amarant bekannt. Die ersten Ackerbausiedlungen im Südwesten liegen auf den Niederterrassen von Flüssen. Eventuell wurde Mais hier ausgesät, nachdem die Frühjahrsüberschwemmungen zurückgegangen waren. Seit 1100 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. Christus währte, sind Kolben mit einer Länge von 8 bis 10 Zentimeter bekannt, die zwischen 113 und 163 Körner aufwiesen.[9]

Mais in Europa

Bereits im Jahr 1525 wurden in Spanien die ersten Felder mit Mais bebaut, nachdem Christoph Kolumbus die Pflanze in der Karibik entdeckt und mit nach Europa brachte. Von dorther brachte er auch das Wort „Mays“. Dieses leitet sich von „mahiz“ ab, dem Wort für Mais in Taino, der Sprache der Arawak. Das älteste Belegexemplar für Mais findet sich im Herbar des Innocenzo Cibo aus dem Jahre 1532 und bereits 1543 sind Maispflanzen im Kräuterbuch von Leonhart Fuchs abgebildet.[9] Der Maisanbau breitete sich jedoch zuerst im Osten des Mittelmeerraums aus. 1574 waren in der Türkei und am oberen Euphrat bereits Felder zu finden, auf denen Mais angebaut wurde.

Maisanbau in Deutschland

In Deutschland wurde Mais im 16. und 17. Jahrhundert nur in Gärten klimatisch begünstigter Regionen wie der Rheingegend oder Baden gepflegt. Erst nachdem es 1805 und 1806 auf Grund einer Pflanzenseuche zu großen Ausfällen in der Kartoffelernte kam, 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.[9] 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. Erst in den 1970er Jahren wurden den mitteleuropäischen Standortverhältnissen angepasste Sorten entwickelt, so dass sich der Maisanbau hier stark ausweitete.[9]

Maisanbau in der Schweiz

In der Schweiz wird Mais seit dem 17. Jahrhundert im St. Galler Rheintal angebaut wo er wegen des feucht-warme Klima und durch die Begünstigung des Alpenföhns 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. In dieser Region hat sich eine eigenständige Mais-Kultur entwickelt die dazu geführt hat, dass Mitte des 19. Jahrhunderts bereits zwei Drittel der Rheintaler Ackerbaufläche zum Maisanbau verwendet wurden.[10] Die Bezeichnung Rheintaler Ribelmais, welche eine eigenständige Sorte darstellt, ist seit dem Jahr 2000 mit der Ursprungsbezeichnung Rheintaler Ribelmais AOP als erstes Getreideprodukt der Schweiz geschützt.[11]. Aus dem Rheintaler Ribelmais AOP werden zahlreiche Regionale Produkte hergestellt. Beispielsweise das, unter dem geschützten Markennamen Ribelgold[12], vermarktete Maisbier der Regionalbrauerei Sonnenbräu.

Etymologie

Zea mays aus griechisch ζεά (zea) für Dinkel, Spelt und mexikanisch mays[13].

In Österreich, vor allem in Ostösterreich, in einigen (zu Österreich) grenznahen Gebieten in Bayern sowie in Kroatien, Bosnien, Montenegro und Serbien wird Mais auch „Kukuruz“ genannt (ausgesprochen gugaruz in Wien, Ober- und Niederösterreich und auch im Burgenland). Dieses hat eindeutig slawische Wurzeln wie im Tschechischen sladká kukuřice (süßer Mais), im Polnischen kukurydza oder im Russischen кукуруза (kukurusa) oder auch indirekt über das Ungarische kukorica, möglicherweise auch von den Kuruzen (aufständischen ungarischen Bauern). Weitere Trivialnamen sind: „Welschkorn“ und „Türkischer Weizen“, in Vorarlberg und Tirol oft auch kurz „[der] Türken“, analog heißt der Mais auch auf Italienisch granoturco. In der Steiermark wird mit „Woaz“, je nach Region, entweder Weizen oder Mais („Türk Woaz“) bezeichnet. In der Schweiz kennt vor allem das St. Galler Rheintal den Ausdruck Türgge oder Törgge für den hellen Speisemais, aus dem die traditionelle Speise Ribel 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 vermeintlichen Orient 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 im Pfälzischen verbreitet ist, und das ältere französische blé d'Inde, das heute noch im frankophonen Kanada üblich ist.

Anbau

Junge Maispflanzen
Abgeerntetes Maisfeld

Mais ist ein Sommergetreide – die Aussaat erfolgt in Deutschland von Mitte April bis Anfang Mai, wenn der Boden warm genug und die Gefahr von Spätfrösten nicht mehr gegeben ist. Mais braucht zur Keimung und zum Feldaufgang eine gewisse Temperatur (Keimung 7–9 °C) und eine gewisse Wärmesumme 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 späte Saat 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 1 % Minderertrag pro Tag Verspätung.

Mais wird in Reihen als Einzelkornsaat 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 cm, der Säabstand etwa 10 bis 20 Zentimeter.

Die Ernte des Silomaises, normalerweise durch Feldhäcksler, 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 mit Mähdreschern geerntet werden, wobei ein spezielles Schneidewerk (siehe Mähdrescher#Maisschneidwerke) die Kolben von den Stengeln trennt und die Kolben direkt vom Mähdrescher gedroschen werden können.

Foliensaat

Maispflanzen kurz nach dem Durchstoßen der Folie bei Foliensaat

In Kanada und Irland weit verbreitet ist die Foliensaat. Beim Säen werden die Reihen mit einer Folie überzogen um den Treibhauseffekt zu erreichen. Die Folie ist biologisch abbaubar und verbleibt auf dem Feld. In Deutschland wurde dieses Verfahren in Norddeutschland vereinzelt eingesetzt.[14][15] Mehrerträge konnten vor allem in kühlen Jahren erzielt werden. Untersuchungen im kanadischen Neufundland ergaben eine kürzere Vegationszeit von etwa einer Woche. Gleichzeitig stiegen die Trockenmasseerträge um 15 bis 20 % an.[16] Die Flächenleistung des Sägerätes ist aufgrund der gleichzeitigen Befestigung der Folie deutlich geringer als bei konventionellen Geräten. Um den Bestand unkrautfrei zu halten wird gleichzeitig ein Vorauflaufherbizid ausgebracht. Je nach Anzahl und Anordnung der Löcher in der Folie kann es zu Problemen mit der Wasserabfuhr kommen. Insbesondere die Phosphorverfügbarkeit wird bei den steigenden Bodentemperaturen unter Folie deutlich verbessert. Unter trockenen Bedingungen wurden ebenfalls Mehrerträge festgestellt[17]. Zudem kann eine Maissorte mit einer um 100 Punkte höheren Reifezahl (FAO-Zahl) angebaut werden. In Irland werden rund 55 % der Maisfläche unter Folie angebaut, in England rund 8,5 % der Maisfläche[18].

Saatgut

Durch Züchtung entstandene Maissorten

Bis in die dreißiger Jahre des 20. Jahrhunderts waren ausschließlich offen abblühende Maissorten im Anbau, wie zum Beispiel der gelbe badische Landmais. Durch bedeutende Züchtungsfortschritte begann in den USA in den 1930er Jahren der Anbau von Mais-Hybriden. Hybridmais bringt dank Heterosis-Effekt deutlich höhere Erträge als offen abblühende Sorten; ein Nachbau (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.[19][20]

Als QPM-Mais (Quality Protein Maize) werden Maissorten mit erhöhtem Gehalt der im Mais limitierenden essentiellen Aminosäuren Lysin und Tryptophan 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.[21]

Im März 2010 wurde berichtet, dass Forscher eine seltene Variation eines Maisgen (crtRB1) entdeckt haben, welches den Beta-Carotin-Gehalt um das 18-fache erhöht. Dieses Gen lässt sich in Maissorten einbringen, wodurch die Versorgung mit Vitamin A in mangelernährten Menschen verbessert werden kann, etwa in Teilen Afrikas, wo Mais in großen Mengen konsumiert wird, aber aufgrund von Armut eine unzureichende Versorgung mit den in Obst und Gemüse enthaltenen Beta-Carotinoiden herrscht. Für Sambia wird mit der Markteinführung im Jahr 2012 gerechnet.[22]

Der Verkehr mit Mais-Saatgut ist im Sortenschutzgesetz und Saatgutverkehrsrecht geregelt, deren Einhaltung durch das Bundessortenamt geregelt und durch Länderbehörden überwacht wird. Die zugelassenen Sorten werden in der Europäischen Sortenliste 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.[23]

Reifer Maiskolben am Stiel

Die weltweit im Anbau befindlichen Sorten werden mit einer dreistelligen Reifezahl von 100–900 beschrieben. Von den neun Reifegruppen reifen die 100–300er Sorten mit weniger Sonnenenergie in Norddeutschland als Silomais und in Süddeutschland 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. im mittleren Westen der USA oder südlich von Rom. Bis 1998 wurden Maissorten anhand ihrer FAO-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 10 FAO-Einheiten gab unter mitteleuropäischen Verhältnissen einen Reifeunterschied von 1 bis 2 Tagen oder 1-2 % im Trockensubstanzgehalt der Körner zum Zeitpunkt der Reife wieder[24].

Heute wird die Reifezahl 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 der Nutzungsspezifischen Reifezahl in unterschiedlichen Gruppen erscheinen.

Gentechnisch modifizierte Sorten

Hauptartikel: Transgener Mais

Seit Ende der 1990er-Jahre werden mittels Gentechnik hergestellte schädlingsresistente und herbizidresistente Maissorten angebaut. 2009 erfolgte der Anbau in 16 Ländern. Die wichtigsten Anbauländer sind die USA, Brasilien, Argentinien und Kanada. In den USA beträgt der Anteil transgener Sorten 85 %. Der Anbau von transgenem Mais ist laut begutachteten Studien in den untersuchten Ländern kostensparender und/oder ertragreicher sowie umweltschonender.[25] Andere Studien kommen zu einem anderen Ergebnis indem sie auf einen längeren Beobachtungszeitraum bezogen beispielsweise einen höheren Pestizidverbrauch feststellten.[26][27][28] In Nordamerika werden mögliche Einflüsse auf die Biodiversität von wilden Verwandten des Mais in Mexiko untersucht.[29]

In der EU muss gentechnisch veränderter Mais in Lebensmitteln kenntlich gemacht werden.

Kornformen

Maiskolben in Osttimor

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):[30]

  1. Hartmais (englisch flint = 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.[31]
  2. 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.[32][33]
  3. Puffmais (popcorn). Das gesamte Nährgewebe ist hornartig. Durch Erhitzen platzen die Körner.
  4. 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.
  5. 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 der Inkas und Azteken.
  6. Wachsmais (waxy corn). Die Körner sehen wachsartig aus, weil sie einen Überzug aus Amylopektin haben.
  7. 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.

Krankheiten und Schädlinge

Von Maisbeulenbrand befallener Maiskolben

Zu den Krankheiten von Kulturmais gehören Auflaufkrankheiten, Keimlings-, Wurzel-, Stängel- und Kolbenfäule, Maisbeulenbrand (Ustilago maydis), Maisrost (Puccinia sorghi, P. mayidis), Blattfleckenkrankheit (Helminthosporium sp.).

In Subsahara-Afrika ist der Maize Streak Virus die verheerendste virale Krankheit beim Mais.

Als tierische Schädlinge von Kulturmais gelten Ackerschnecken, (Deroceras ssp.), Drahtwurm (Agriotes lineatus), Fritfliege (Oscinella frit), Maiszünsler (Ostrinia nubilalis), Westlicher Maiswurzelbohrer (Diabrotica vigifera), Baumwollkapselbohrer (Helicoverpa zea), Baumwoll-Kapseleule (Helicoverpa armigera). Der Maiszünsler (Ostrinia nubilalis) bohrt sich in das Innere des Stängels oder des Kolbens und vernichtet dadurch große Teile der Ernte.

Nützlinge

Das Bakterium Paenibacillus brasilensis lebt oft in Assoziation mit Mais. Er ist, wie andere Paenibacillus-Arten, in der Lage durch Stickstofffixierung Stickstoff aus der Luft zu binden. Diese Fixierung von Stickstoff ist auch als Diazotrophie bekannt und für die Pflanze von Vorteil, da ihr damit zusätzlicher Stickstoff in Form von Ammoniak 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.

Produktion und Handel

Weltweit lagen die Hektar-Erträge für Körnermais 2012 bei 51,85 dt/ha[34] und in Deutschland bei 105,5 dt/ha.[35]

Laut Statistischem Bundesamt wurden 2013 in Deutschland insgesamt 4,4 Mio. Tonnen Körnermais (einschließlich Corn-Cob-Mix) auf 497.000 ha angebaut. 2,0 Mio. ha wurden zur Silomaiserzeugung (einschließlich Lieschkolben) genutzt, auf denen 78,2 Mio. t Silomais geerntet wurden.[35]

Die größten Maisproduzenten

Maisernte in Iowa (2009), einem führenden Maisproduzenten unter den US-Bundesstaaten
Testanbau von ertragreichen SW5-Mais in Osttimor zur Hungerbekämpfung

2012 wurden laut Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation FAO weltweit 872 Mio. t Mais geerntet. Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die 20 größten Produzenten von Mais weltweit, die insgesamt 87,2 % der Gesamtmenge produzierten. Außerdem befinden sich in dieser Tabelle Österreich und die Schweiz zum Vergleich:

Die größten Maisproduzenten weltweit (2012)[34]
Rang Land Menge
(in t)
  Rang Land Menge
(in t)
   1 Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Vereinigte Staaten    273.832.130    13 RusslandRussland Russland    8.212.924
   2 China VolksrepublikChina Volksrepublik China    208.130.000    14 ItalienItalien Italien    8.194.600
   3 BrasilienBrasilien Brasilien    71.072.810    15 AgyptenÄgypten Ägypten    8.093.646
   4 MexikoMexiko Mexiko    22.069.254    16 PhilippinenPhilippinen Philippinen    7.406.830
   5 ArgentinienArgentinien Argentinien    21.196.637    17 AthiopienÄthiopien Äthiopien    6.158.318
   6 IndienIndien Indien    21.060.000    18 RumänienRumänien Rumänien    5.953.352
   7 UkraineUkraine Ukraine    20.961.300    19 TansaniaTansania Tansania    5.104.248
   8 IndonesienIndonesien Indonesien    19.377.030    20 DeutschlandDeutschland Deutschland    4.991.000
   9 FrankreichFrankreich Frankreich    15.614.100    ...        
   10 SudafrikaSüdafrika Südafrika    11.830.000        
   11 KanadaKanada Kanada    11.703.100    35 OsterreichÖsterreich Österreich    2.351.370
   12 NigeriaNigeria Nigeria    9.410.000*    97 SchweizSchweiz Schweiz    146.938
                Welt    872.066.769

* = inoffizielle Zahl

Siehe auch:

Handel

Mais ist nach Weizen das meistgehandelte Getreide. Global wurden 2011 etwa 109,6 Millionen Tonnen exportiert, etwa 41,9 % davon aus den Vereinigten Staaten, gefolgt von Argentinien (14,4 %) und Brasilien (8,7 %). Größter Importeur war 2011 Japan (14,1 %), gefolgt von Mexiko (8,8 %), Südkorea (7,2 %), Ägypten (6,5 %) und Spanien (4,5 %). Unter den 20 größten Importnationen waren auch weitere europäische Länder: Niederlande, Deutschland und Portugal.[36] Weitere bedeutende Importeure waren Taiwan, Iran, Indonesien, Malaysia und nordafrikanische Staaten. Subsahara-Afrika ist größtenteils autark.[37]

Nutzung

Über 60 % des weltweit produzierten Mais werden verfüttert (hier Charolais mit Maissilage in Frankreich, 2009).

Etwa 15 % der globalen Maisernte werden als Nahrungsmittel 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 Nahrungsmitteln 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.[37]

Für etwa 900 Millionen Menschen, vor allem in Afrika und Lateinamerika, ist Mais das wichtigste Grundnahrungsmittel. Mais liefert in Mesoamerika 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 aufgenommenen Kalorien.[37]

Der größte Teil des in Deutschland angebauten Mais wird für Futterzwecke (Silomais, Körnermais) verwendet. Ein kleinerer, aber stark wachsender Anteil wird zur Energiegewinnung in Biogasanlagen eingesetzt (Energiemais). Der Rest wird in Form von Körnermais als Lebensmittel verwendet und dazu zum Großteil in der Lebensmittelindustrie 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). Aus diesen Produkten erfolgt die Weiterverarbeitung zu Glukosesirup, 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 interessante Farbeffekte in Nahrungsmitteln geben können.

Nutzung als Heilpflanze

Als Heilmittel dienen die Maisstärke und das raffinierte Maiskeimöl. Im Öl finden sich Glyceride der Linolsäure (40–60 %), der Ölsäure (25–35 %) und der Palmitinsäure (9–12 %), Vitamin E, und Phytosterole. 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 wie Sorbit und Dextrin.[38] 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.

Durchschnittliche Zusammensetzung (ganzes Korn)

Die Zusammensetzung von Mais schwankt naturgemäß, sowohl in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen (Boden, Klima) als auch von der Anbautechnik (Düngung, Pflanzenschutz).

Angaben je 100 g essbarem Anteil, ganzes Korn:[39]

Bestandteile
Wasser 12,5 g
Eiweiß 8,5 g
Fett 3,8 g
Kohlenhydrate 64,2 g*
Ballaststoffe 9,7 g
Mineralstoffe 1,3 g
Mineralstoffe
Natrium 6 mg
Kalium 295 mg
Magnesium 90 mg
Calcium 8 mg
Mangan 415 µg
Eisen 1,5 mg
Kupfer 240 µg
Zink 1,7 mg
Phosphor 215 mg
Selen 4–16 µg
Vitamine
Vitamin A 185 µg
Thiamin (Vit. B1) 360 µg
Riboflavin (Vit. B2) 200 µg
Nicotinsäure (Vit. B3) 1500 µg
Pantothensäure (Vit. B5) 650 µg
Vitamin B6 400 µg
Folsäure 25 µg
Vitamin E 2000 µg
essentielle und semi-essentielle Aminosäuren
Arginin1 420 mg
Histidin1 260 mg
Isoleucin 430 mg
Leucin 1220 mg
Lysin 290 mg
Methionin 190 mg
Phenylalanin 460 mg
Threonin 390 mg
Tryptophan 70 mg
Tyrosin 380 mg
Valin 510 mg

* Differenzberechnung
1 semi-essentiell
1 mg = 1000 µg

Der physiologische Brennwert beträgt 1377 kJ je 100 g essbarem Anteil.

Nixtamalisation: gekochte, enthülste, nasse Maiskörner

Nixtamalisation

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 mit alkalischen Stoffen (wie gelöschtem Kalk oder Holzasche) gekocht, enthülst, nass zu einem Teig vermahlen, dann entweder unmittelbar zum Endprodukt weiterverarbeitet oder wieder getrocknet und als Mehl gehandelt; durch diesen Herstellungsprozess wird Niacin freigesetzt, zudem verbessern sich Geschmack und Backeigenschaften.[40] Diese Verarbeitungstechnik, die als Nixtamalisierung bezeichnet wird, wurde in Oaxaca nachweislich bereits um 1500 v. Chr. verwendet und ist möglicherweise erheblich älter. Das so gewonnene Mehl wird in den Südstaaten der USA hominy grits und in Mexiko masa harina genannt. Bei der Einführung des Maises in Europa durch die Spanier im 15. Jahrhundert wurde die Nixtamalisation nicht angewendet, sodass Pellagra eine in Europa weitverbreitete Krankheit war, auch weil der Zusammenhang zwischen Mais und der Erkrankung lange nicht erkannt wurde. Zudem traten in Westafrika, wo Mais erst in den letzten Jahrhunderten als Grundnahrungsmittel populär wurde, wegen der Unkenntnis dieser Methode häufig Mangelerscheinungen (Pellagra) auf. Die niedrige biologische Wertigkeit des Maisproteins führt zudem zu Mangelerscheinungen, wenn kaum andere Eiweißquellen zur Verfügung stehen, wie es in vielen Ländern Afrikas der Fall ist.

Maiskeimöl

Ein weiteres wichtiges Produkt stellt das aus den Maiskeimlingen gewonnene Maiskeimöl dar, das vor allem als Salatöl verwendet wird.

Nachwachsender Rohstoff

Übersicht: Produkte, die aus der Maispflanze hergestellt werden
Hauptartikel: Energiemais

Neben den vorgenannten Anwendungsgebieten in der Ernährung und als Futtermittel wird Mais auch in vielfältiger Weise als nachwachsender 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 von Biokraftstoffen (Bioethanol, vor allem in Nordamerika) und als Energiemais zur Herstellung von Maissilage als Biogassubstrat. Als Energiemais wird dabei Mais bezeichnet, der zur Energieerzeugung in Biogasanlagen genutzt wird; durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wurde die Biogaserzeugung gefördert und damit der Maisanbau ausgeweitet.

Verpackungschips aus Maisstärke

In der stofflichen Nutzung spielt Maisstärke als Ausgangsprodukt für Biokunststoffe, vor allem zur fermentativen Produktion von Milchsäure als Ausgangsprodukt von Polylactiden (PLA) sowie für extrudierte Maisstärke (bspw. für essbares Geschirr und als umweltfreundliches Füllmaterial in Verpackungen). Wie Weizenstärke und Melasse kann Maistärke auch als Fermentationsrohstoff für eine Reihe weiterer Feinchemikalien, vor allem Antibiotika und Aminosäuren genutzt werden. Die als Nebenprodukt anfallenden Kolben können zudem als Rohstoff für die Gewinnung von Furfural genutzt werden.

Auf der Basis von Maisspindelgranulat wird Ölbindemittel hergestellt. Die Kolbenspindeln spezieller harter Maissorten werden geschnitzt in den USA als einfache Tabakspfeifen („Missouri-Meerschaum“) benutzt und sind auch in Europa im Tabakfachhandel erhältlich.

Probleme von Maisanbau und Maisnutzung

In Deutschland gibt es Kritik am starken Maisanbau für Tierfutter und zur Gewinnung von Agrosprit. Insbesondere wird kritisiert, dass Mais-Monokulturen (eine "Vermaisung der Landschaft") negative Auswirkungen auf die Artenvielfalt (Biodiversität) haben.[41] Für Entwicklungsländer wird kritisch gesehen die Verdrängung der in semi-ariden Gebieten üblichen, ernährungsphysiologisch wertvolleren Hirsenahrung durch Maisnahrung. Hier wird als Grund die Veränderung der Ernährungsgewohnheiten angenommen.[42]

Literatur

Einzelnachweise

  1. a b c d  Jürke Grau, Bruno P. Kremer, Bodo M. Möseler, Gerhard Rambold, Dagmar Triebel: Gräser. Süßgräser, Sauergräser, Binsengewächse und grasähnliche Familien Europas (= Steinbachs Naturführer. 19). Mosaik, München 1990, ISBN 3-570-03695-2.
  2. a b c d  Henning Haeupler, Thomas Muer: Bildatlas der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands. Herausgegeben vom Bundesamt für Naturschutz (= Die Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands. Band 2). Eugen Ulmer, Stuttgart (Hohenheim) 2000, ISBN 3-8001-3364-4.
  3.  Erich Oberdorfer: Pflanzensoziologische Exkursionsflora. Unter Mitarbeit von Theo Müller. 6., überarbeitete und ergänzte Auflage. Eugen Ulmer, Stuttgart (Hohenheim) 1990, ISBN 3-8001-3454-3.
  4. a b c  Ruprecht Düll, Herfried Kutzelnigg: Taschenlexikon der Pflanzen Deutschlands und angrenzender Länder. Die häufigsten mitteleuropäischen Arten im Porträt. 7., korrigierte und erweiterte Auflage. Quelle & Meyer, Wiebelsheim 2011, ISBN 978-3-494-01424-1.
  5. a b c Lutz Roth, Max Daunderer, Kurt Kormann: Giftpflanzen – Pflanzengifte. Giftpflanzen von A-Z. Notfallhilfe. Vorkommen. Wirkung. Therapie. Allergische und phototoxische Reaktionen., 6. Auflage, Nikol, Hamburg 2012. ISBN 978-3-86820-009-6
  6. Tom Standage: An Edible History of Humanity, Walker & Company, New York 2009, ISBN 978-0-8027-1588-3, S. 5–9.
  7. Dolores R. Piperno, Anthony J. Ranere, Irene Holst, Jose Iriarte und Ruth Dickau: Starch grain and phytolith evidence for early ninth millennium B.P. maize from the Central Balsas River Valley, Mexico, In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, hgg. v. Jeremy A. Sabloff, University of Pennsylvania Museum of Archaeology and Anthropology, Philadelphia 2009.
  8. Wild grass became maize crop more than 8,700 years ago. 23. März 2009.
  9. a b c d e Udelgard Körber-Grohne: Nutzpflanzen in Deutschland – Von der Vorgeschichte bis heute, Nikol, Hamburg 1995, ISBN 3-933203-40-6, S. 88-93.
  10. Tradition. Verein Rheintaler Ribelmais, abgerufen am 26. Dezember 2013.
  11. AOP Appellation d'Origine Protégéé. Verein Rheintaler Ribelmais, abgerufen am 26. Dezember 2013.
  12. Ribelgold. wirtschaft.ch, abgerufen am 26. Dezember 2013.
  13.  Helmut Genaust: Etymologisches Wörterbuch der botanischen Pflanzennamen. Nikol Verlag, Februar 2012, ISBN 978-3868201499.
  14. LWK Schleswig-Holstein
  15. Pioneer Hi-Bred zu Aussaattechnik
  16. Canadian Journal of Plant Science, 2003 (englisch)
  17. Bericht eines Landwirts aus Goslar
  18. Pioneer Hi-Bred zu Maisanbau unter Folie
  19. W. Japhether, H. de Groote, M. Lawrence, D. Kengo, L. Mohammed: Recycling Hybrid Maize Varieties: Is It Backward Practice or Innovative Response to Adverse Conditions in Kenya, Poster paper prepared for presentation at the International Association of Agricultural Econonomists Conference, Gold Coast, Australia, 2006 August 12-18. (PDF; 66 kB)
  20. E. Nkonya, W. Mwangi: The Economic Rationale of Recycling Hybrid Seeds in Northern Tanzania. Eastern African Journal of Rural Development, In: Volume 20, Nr. 1, 2004, S. 113-124
  21. P. A. Sofi, SA. Wani, A. G. Rather, S. H. Wani: Review article: Quality protein maize (QPM): Genetic manipulation for the nutritional fortification of maize. In: Journal of Plant Breeding and Crop Science, Volume 1, Issue 6, 2009, S. 244-253PDF. (PDF; 167 kB)
  22. More Vitamin A from Maize? HarvestPlus, 21. März 2010.
  23. proplanta.de: Vermehrungsfläche für Saatmais auf Rekordniveau
  24. Inaro.de zur FAO-Zahl
  25. agbioforum.org Brookes, G. & Barfoot, P. (2006): Global impact of biotech crops: Socio-economic and environmental effects in the first ten years of commercial use. AgBioForum, 9(3), 139-151. [1] (englisch)
  26. Charles M. Benbrook: Impacts of genetically engineered crops on pesticide use in the U.S. – the first sixteen years Published in Environmental Sciences Europe, Vol. 24:24 doi:10.1186/2190-4715-24-24, 28 September 2012.
  27. pgeconomics.co.uk: Impact of genetically engineered crops on pesticide use: US Organic Center report evaluation by PG Economics [2] (englisch)
  28. Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft (2009): Schadensbericht Gentechnik [3] (PDF; 384 kB)
  29. cec.org: Maize and Biodiversity [4] (englisch)
  30. vgl. dazu Udelgard Körber-Grohne: Nutzpflanzen in Deutschland – Von der Vorgeschichte bis heute, Nikol Verlagsgesellschaft, Hamburg 1995, ISBN 3-933203-40-6, S. 89
  31. Saaten Union, praxisnah 1/2010 Abbildungen (PDF; 1,4 MB)
  32. Bantam-Mais.de: verschiedene Maistypen
  33. Maiskomitee.de Maistypen
  34. a b FAO, Faostat Produktionsstatistik der FAO 2014, aufgerufen am 18. April 2014
  35. a b Seite des Bundesamts: Wachstum und Ernte Feldfrüchte 2013, abgerufen am 18. April 2014
  36. Handelsstatistik der FAO, aufgerufen am 18. April 2014
  37. a b c Bekele Shiferaw, Boddupalli M. Prasanna, Jonathan Hellin und Marianne Bänziger (2011): Crops that feed the world 6. Past successes and future challenges to the role played by maize in global food security. Food Security 3: 307-327. DOI: 10.1007/s12571-011-0140-5.
  38. Ingrid und Peter Schönfelder: Das neue Handbuch der Heilpflanzen: Botanik, Drogen, Wirkstoffe, Anwendungen, Franckh-Kosmos Verlag, 2. Auflage (2011), ISBN 978-3-440-12932-6
  39.  Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie (DFA), Garching (Hrsg.): Lebensmitteltabelle für die Praxis. Der kleine Souci · Fachmann · Kraut. 4. Auflage. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-8047-2541-6, S. 229.
  40. Mexiko-Lexikon
  41. Vermaisung stoppen
  42. Hans-Heinrich Bass, Klaus von Freyhold und Cordula Weisskoeppel: Wasser ernten, Bäume schützen: Ernährungssicherung im Sahel (PDF; 2,9 MB), Bremen 2013, abgerufen am 28. April 2013

Weblinks

 Wiktionary: Mais – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wiktionary: Zea mays – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Mais – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien