Sistemi colturali erbacei

Corso: Scienze agrarie e del territorio

APP Federico De Angelis 12

Introduzione

• Emergenza piantine: dopo germinazione, dipende da umidità (40-45% di umidità altrimenti non parte).
• Insediamento colture: riguarda soprattutto lo sviluppo della parte radicale, in questa fase possono verificarsi problemi (suola di lavorazione blocca/ritarda sviluppo apparato radicale ecc…) se non si adotta una corretta tecnica colturale. Fase molto delicata, eventuali errori possono ripercuotersi sul risultato finale.
• Formazione apparato assimilatore: deve essere la più efficiente/ampia possibile. (Deve funzionare tutto bene). Motivo durante l’espansione dell’apparato assimilatore però molte delle piante erbacee si formano anche le parti riproduttive (infiorescenza che in questa fase non si vedono); che potrebbero risentire di un ritardo nella formazione dell’apparato assimilatore.
• Fioritura.
• Maturazione: accumulo di sostanze di riserva all’interno del seme o del frutto. Queste sostanze di riserva possono provenire da diverse parti della pianta, soprattutto nelle piante erbacee.
• Morte: durante la morte si verifica la perdita dell’umidità, umidità che deve essere eliminata dalla granella (altrimenti bisogna essiccarla, servono 600 cal, costo energetico elevato).

Sigle da ricordare quando si parla di piante colturali erbacee

• LAI (leaf area index): superficie fogliare fotosinteticamente attiva per unità di superficie di suolo, la valutazione del LAI è fondamentale, perché permette di valutare l’efficienza fotosintetica della pianta (foglie, si misura soprattutto sulle foglie, ma tutte le parti verdi della pianta effettuano fotosintesi ad esempio nel frumento duro anche le reste sono importanti).
• PAI (plant area index): superficie della pianta fotosinteticamente attiva per unità di ….
• Risultato fotosintesi produzione di sostanza secca (s.s) valutata con il CGR (Crop Growth Rate, C.G.R., g m-2 d-1): rappresenta l’accumulo di sostanza secca nel tempo (fondamentale per valutare l’idoneità del clima alla produzione vegetale). La figura rappresenta l’accumulo di biomassa totale o delle spighe nel tempo per una coltura di mais. 3

In una rappresentazione del genere, il CGR non è altro che la pendenza della curva, che esprime la quantità di biomassa accumulata per unità di superficie (t ha-1) e per giorno. I valori di CGR corrispondenti alle diverse pendenze della curva nel tempo sono riportati nella figura a fianco, che evidenzia la non costanza del CGR nel tempo e nelle diverse parti della pianta. 2

• NAR: valuta la singola superficie fogliare, (il singolo m di foglie).

<<Il 90-95% della biomassa vegetale è formata da composti del carbonio, la cui quantità presente in un qualsiasi momento è il risultato del bilancio tra la CO2 assimilata con la fotosintesi (fotosintesi lorda) e quella persa attraverso la respirazione, ossia del tasso di assimilazione netta della CO2 (Net Assimilation Rate, N.A.R.) per unità di superficie fogliare e di tempo (g CO2 m-2 h-1), anche indicato come fotosintesi netta (Pn). Il CRG è quindi funzione del NAR, ma anche della quantità di radiazione intercettata con la fotosintesi, che è a sua volta funzione: - della quantità di radiazione disponibile, - della superficie fogliare, - dell’architettura fogliare.>>

• LAD (durata efficienza fotosintetica della pianta): per quanto tempo funziona l’apparato assimilatore.
• Harvest index (H.I.): esprime la capacità della pianta di trasformare la CO2 e l’energia luminosa in sostanza secca accumulata negli organi economicamente utili.

Varietà moderne H.I. circa 50%

Varietà antiche H.I. circa 30%

Aspetti della tecnica colturale piante erbacee

1. Posto nell’avvicendamento.
2. Preparazione del letto di semina.
3. Semina o impianto problematiche delle colture: scelta varietale, profondità di semina ecc…
4. Concimazione.
5. Controllo infestanti.
6. Difesa malattie e parassiti.
7. Raccolta.
8. Conservazione 4.

Sistemi colturali

Sistemi monocolturali: 1 sola coltura su una superficie molto ampia (no avvicendamento, in caso di malattie no isolamento es. Olivi Puglia Xilella).

In passato normalmente l’attività agricola si basava sul riposo che per moltissimo tempo era considerato la base che permetteva di coltivare i cereali (già in passato si era capito che la coltivazione ripetuta dei cereali non permetteva di ottenere buone produzioni es: maggese, pascoli, ecc), agricoltura itinerante.

Nei sistemi evoluti si è andata verso i sistemi di avvicendamento e rotazione.

Avvicendamento: consiste nella coltivazione del terreno con una successione di colture diverse, (la successione delle colture in cui decidiamo anno per anno come realizzarlo).

Rotazione: la successione delle colture è stabilita a priori e le stesse colture ritornano sul medesimo appezzamento dopo un numero ben definito di anni.

Esempi di rotazione

• R. biennale: descritta da Virgilio (70 a.C.), Teofasto (300 a.C.) e Senofonte (400 a.C.) in cui si alternava maggese a frumento.
• R. triennale di Carlo Magno (VIII-IX): maggese – frumento - orzo (o avena) primaverile.
• R. quadriennale del Tarello (XVI sec.): maggese – frumento – loietto - loietto.
• R. Wuttemberg: maggese – frumento – avena – orzo - pascolo su trifoglio (dal 5° al 9° anno) - avena.
• R. Norfolk (XVIII sec.): rapa-orzo-trifoglio pratense-frumento.

Effetti avvicendamento

1. Natura fisica effetti sulla struttura, sulla permeabilità (es sulla), perché a seconda della conformazione dell’apparato radicale o delle lavorazioni cui vengono sottoposte si possono avere diverse azioni (radici fascicolate o radici fittonanti) sulla natura fisica del terreno.
2. Natura chimica arricchimento o depauperamento di S.O. (le leguminose aumentano la S.O. le graminacee la riducono), elementi nutritivi, variazioni di pH, salinità, o sostanze tossiche (es. sostanze allelopatiche).
3. Natura microbica effetti sulla vita microbica per effetto degli essudati radicali (le graminacee allontanano i M.O. azotofissatori, le leguminose li attraggono); presenza di sostanze fisiologicamente attive sulla coltura in successione; gestione erbe infestanti (flora di sostituzione); presenza di parassiti animali e vegetali (in base alla coltura presente) specializzazione edafon. 5

Concetti da ricordare

Forza vecchia: (fertilità residua del terreno lasciata dalla coltura precedente) indica quello che può lasciare la coltura precedente dal punto di vista nutrizionale, alla coltura successiva.

Stanchezza del terreno: terreno non è più in grado di sostenere una coltura per vari motivi: accumulo di tossine microbiche, aumento parassiti piante, impoverimento elementi nutritivi. Si verifica soprattutto quando nello stesso terreno vengono gestite colture appartenenti alla stessa specie. -> omosuccesione.

Obbiettivi avvicendamenti

1. Massimizzare gli effetti favorevoli degli avvicendamenti corretti.
2. Surrogare effetti favorevoli di avvicendamenti corretti.
3. Prevenire effetti sfavorevoli di avvicendamenti o tecniche colturali errate:
   • Coltivazioni di varietà resistenti ad attacchi parassitari.
   • Scelta e rotazione opportuna degli erbicidi (per evitare flora di sostituzione poche specie ma numerosi individui caratterizzati da emergenza scalare, o resistenza erbicidi).
   • Adozione di lavorazioni ridotte per prevenire gravi fenomeni erosivi.
   • Regolazione degli apporti nutritivi con i concimi.
   • Intervenire con concimazioni organiche.
   • Utilizzo di colture intercalari da sovescio molto interessanti ma presentano alcuni problemi.

Classificazione rotazioni

• Rotazioni brevi: 2-3 anni.
• Rotazioni medie: 4-6 anni.
• Rotazioni lunghe: > 6 anni.
• Rotazioni semplici.
• Rotazioni composte: presenza intercalari.
• Rotazioni speciali: (adottate con obbiettivi specifici es.: avena prima di tabacco (o colture da seme) per impoverire il terreno di azoto.

Concetti da ricordare

• Colture di ripiego o di surrogazione: colture che sostituiscono una coltura fallita e che ne prendono temporaneamente il posto nell’ambito della rotazione.
• Coltivazione sequenziale: intensificazione della produzione agricola che consiste nella coltivazione di più specie in stretta successione sullo stesso appezzamento nello stesso anno (in questo caso difficilmente si distinguono colture principali da colture intercalari) es. pisello, fagiolo, spinacio. 6
• Colture intercalari: colture di breve durata con le quali si utilizza il terreno tra la raccolta di una coltura principale e l’impianto della successiva.

Si parla di coltivazione multipla quando sono coltivate più colture agrarie nel corso di annata agraria.

• Colture depauperanti: che lasciano il terreno in condizioni di fertilità peggiori di come lo hanno trovato (es. frumento, orzo, riso, avena ecc…).
• Colture miglioratrici: che lasciano il terreno in condizioni migliori di come lo hanno trovato (importante alternare colture depauperanti con colture miglioratrici).
  • M. da rinnovo o preparatrici: richiedono lav. profonde, lasciano molta S.O. nel suolo, soffocano le infestanti (girasole, mais, barbabietola).
  • M. pratensi: arricchiscono il terreno di S.O. per gli abbondanti residui che lasciano (erba medica).
  • M. maggesate: occupano il terreno per poco tempo (fava, fagiolo, etc.) lasciandolo privo di malerbe.

Lo schema generale di avvicendamento razionale si basa sull’alternanza di colture miglioratrici e colture sfruttanti ma indispensabili:

Es. coltura da rinnovo → colture depauperanti → coltura miglioratrice → coltura depauperante.

Può essere sostituito da uno meno rigido e più razionale che propone l’alternanza di piante:

1. A radici profonde con piante a radici superficiali.
2. A sviluppo epigeo considerevole con piante a portamento limitato.
3. Azoto fissatrici con piante particolarmente utilizzatrici dell’azoto.
4. Piante molto esigenti in termini di interventi agronomici e piante meno esigenti.

N.B.: L’effetto dell’avvicendamento può essere modificato da certi interventi agronomici ed è diverso a seconda della coltura sulla quale si manifesta. 7

• Colture insensibili o poco sensibili alla stanchezza del terreno: graminacee foraggere pratensi, mais, riso, lupino ecc.
• Colture sensibili alla stanchezza del terreno: bietola, pomodoro, peperone, girasole, medica, trifogli, pisello, fava ecc.

Problemi attuali nelle rotazioni

1. Predominanza assoluta delle colture annuali.
2. Avvicendamenti stretti, scelte colturali poco diversificate.
3. Stanchezza del terreno, riduzione della sostanza organica.
4. Sviluppo avversità imprevedibili.
5. Problemi ambientali 8.

Consociazione

Consiste nella presenza contemporanea di colture diverse nello stesso appezzamento; esistono diversi tipi di consociazione:

• Consociazione erbacea: diverse specie erbacee coltivate insieme (es. prati polifiti).
• Consociazione arboree: coltivazione di diverse specie arboree nello stesso appezzamento (tipico esempio di consociazione arborea che si applicava in mezzadria → viti-olivi classico sistema Italia centrale).
• Consociazione mista: coltivazione di diverse specie arboree e erbacce nello stesso appezzamento.
• A strati: si sfruttano diversi strati aerei/radicali mais-fagiolo/mais-magnolia.

Le consociazioni inoltre possono essere:

• Temporanee: le piante occupano lo stesso appezzamento per diversi anni.
• Permanenti: in questo caso le differenti colture si trovano nello stesso appezzamento per tutta la vita (es: semina in bulatura → seminare coltura foraggera; su un cereale già seminato).

Scopi consociazione

• Aumento della produzione: le diverse specie in maniera differenziata rilasciano residui sul terreno, che degradandosi forniscono alle colture consociate elementi nutritivi che.
• Miglioramento della qualità (es. consociazione frumento-leguminose per alimentazione bovina).
• Limitazione dell’oscillazione delle rese.
• Risparmio tempo (es. semina in bulatura, si guadagnano 3-4 mesi).
• Protezione di una specie rispetto un'altra (miscuglio erba medica-festuca).
• Fornire un sostegno (es. fagiolo-mais → fagiolo forniva sostegno).
• Favorire la fecondazione incrociata (es. per produzione ibrido).
• Sfruttamento strato di terreno diversificato (nella consociazione tra piante ad apparato radicale fittonante e fascicolato).
• Sfruttamento di un diverso habitus di crescita.
• Sfruttamento diverso ritmo di crescita permette di sfruttare meglio il ciclo produttivo, come ad esempio nella consociazione tra microterme e macroterme.

Problemi colturali delle consociazioni

• Densità di semina: coltivando più specie, è necessario ricorrere a compromessi, riducendo le potenzialità produttive delle singole specie.
• Modalità di semina: difficili da gestire a causa delle diversità di forma-dimensione dei semi-peso specifico delle diverse specie (si perde omogeneità del miscuglio).
• Epoca di semina: in alcuni casi è necessario seminare le colture in epoche differenti.
• Lotta infestanti: per difficoltà nel reperire erbicidi selettivi.
• Concimazione: molto complessa.
• Controllo avversità.
• Raccolta problemi sia per l’epoca di raccolta che per le differenti dimensioni della granella delle colture consociate 9.

In determinate situazioni le consociazioni assumono particolare importanza:

Es. agricoltura biologica; agricoltura bio-dinamica;

Impianto delle coltivazioni erbacee

È molto importante farlo bene sin dall’inizio:

L’obiettivo principale dell’impianto di una coltura è la realizzazione di una copertura del terreno che, per numero di piante e per geometria della loro distribuzione spaziale assicuri la massima efficienza di utilizzazione delle risorse ambientali, senza che la competizione inter-specifica sia limitante.

Epoca d’impianto

Influenzata da vari aspetti:

1. Ciclo colturale: in relazione al tipo di piante microterme e macroterme, varia l’epoca d’impianto; normalmente le microterme vengono seminate in autunno-inverno mentre le macroterme in primavera-estate;). Fatta eccezione per le varietà alternative che non necessitano della fase di vernalizzazione.
2. Temperatura cardinale minima di germinazione (T.C.M): nel caso delle microterme non si tiene conto della temperatura cardinale minima in quanto le temperature sono ottimali per la germinazione, nel caso delle macroterme-a semina primaverile invece la T.C.M assume particolare importanza.
3. Tipo di prodotto desiderato.
4. Influenze climatiche: es. è stato osservato come nuova tendenza l’anticipo della semina del frumento duro che porta a 2 inconvenienti: pianta si può sviluppare troppo nel periodo autunnale ed è più suscettibile a mal del piede; se invece, si semina più tardi (es. Natale) il terreno è più freddo spore mal del piede si inattivano la pianta si irrobustisce e resiste meglio al mal del piede.
5. Epoca di raccolta.

Densità di semina

La scelta della corretta densità di semina dipende dal tipo di coltura e dalla tecnica colturale impiegata.

Bisogna tener conto che aumentando la densità di semina, aumenta la competizione delle piante che possono reagire in diverse maniere:

• All’aumentare della densità può aumentare la potenzialità produttiva fino ad un certo punto, poi diventa costante.
• In alcuni casi aumentando la densità si possono verificare delle riduzioni della potenzialità produttiva.
• La forte competizione porta ad avere steli-esili con un conseguente maggior allettamento delle colture 10.
• Inoltre si verifica un aumento degli attacchi delle crittogame dovuti all’aumento dell’ambiente umido.
• L’aumento della fittezza si traduce in un minor Harvest Index che comporta una minore produzione della granella.

Variazione della qualità dei prodotti.

Le colture si dividono in:

• Fittezza: rigida: colture con difficoltà che compensano le carenze con.
• Fittezza elastica: compensano alle carenze (dovute alla fittezza) tramite la radicazione e l’accestimento che consentono di aumentare gli elementi produttivi.

Distribuzione spaziale

Esistono diversi tipi di distribuzione spaziale:

• In quadrato quella più diffusa a rettangolo con distanza maggiore tra le file (fondamentale in questo caso a distanza lunga la fila per evitare fenomeni di competizione).
• Spaglio-file (semplici, binate, ecc..).
• Quinconce.

N.B.--> importantissima è la regolarità di distribuzione, al fine di evitare eventuali fenomeni di competizione.

Profondità d’interramento

Dipende da alcuni fattori:

• Dimensioni del seme.
• Stato idrico del terreno (se il terreno è secco più in profondità, devo sperare nella risalita capillare dell’acqua, se umido meglio almeno sto più in superficie).
• Capacità perforante delle plantule: può essere ipogea o epigea (minore profondità).

Previsioni fallanze

Dipende da:

• Dimensione del seme → maggiori fallanze per semi più piccoli.
• Tipo di terreno.
• Preparazione letto di semina.
• Epoca di semina → seminando in epoca ottimale è possibile prevedere le % di fallanze, con semine troppo anticipate/posticipate diventa difficile prevedere la percentuale di fallanze.
• Previsioni delle avversità.
• Tipo di germinazione.

Quantità di seme

Si ragiona in ter