La photosynthèse du maïs (Zea mays) est de type C4. Cela signifie que le premier glucide formé possède 4 atomes de carbone. Comme toutes les plantes en C4, le maïs se caractérise par un meilleur rendement photosynthétique et une meilleure utilisation de l'eau que les plantes en C3. En l'absence de facteurs limitants (eau, nutriments, lumière), le maïs ou le sorgho produisent 40 kg de MS/mm/ha, tandis que le blé ou le ray-grass ne produisent que 25 kg MS/mm/ha, et la luzerne 20 kg MS/mm/ha (Barrière, 2001).

En d'autres termes, le maïs grain et fourrager nécessite moins d'eau pour produire autant de biomasse que la luzerne ou le blé, grâce à leur efficience physiologique d'utilisation de l'eau.

Mais lorsqu'il est soumis à un stress, le maïs perd cette exceptionnelle efficience d'utilisation de l'eau car il est fragilisé par un système racinaire peu développé (en comparaison d'autres plantes en C4 comme le sorgho). Si l'efficience physiologique d'utilisation de l'eau reste inchangée, l'efficience globale chute en revanche en situation de stress hydrique.