Sistemi colturali erbacei

FASI DI CRESCITA DI UNA PIANTA ERBACEA

1. Germinazione dei semi

2. Emergenza plantule

3. Insediamento della coltura

4. Espansione dell’apparato assimilatore

5. Fioritura

6. Maturazione

7. Morte SIGLE DA RICORDARE

LAI (Leaf Area Index): superficie fogliare fotosinteticamente attivo per unità di superficie di suolo

2 2

(es.: m di foglie per m di suolo).

PAI (Plant Area Index): superficie della pianta fotosinteticamente attiva per unità di superficie di

2 2

suolo (es.: m di pianta per m di suolo).

CGR (Crop Growt Rate): intensità di assimilazione per unità di superficie di suolo e per unità di

2

tempo (es.: grammi di sostanza secca prodotta per m di suolo e per giorno).

NAR (Net Assimilation Area): intensità di assimilazione per unità di superficie fogliare e per unità

2

di tempo (es.: grammi di sostanza secca prodotta per m di foglie e per giorno).

LAD (Leaf Area Index): durata dell’efficienza fotosintetica (es.: lunghezza del periodo di granigione

nel frumento).

HI (Harvest Index): percentuale della biomassa economicamente utile rispetto alla biomassa

prodotta (es.: % di granella di frumento rispetto a “granella + paglia + pula + radici”).

TECNICA COLTURALE

• Avvicendamento

• Preparazione del “letto di semina”

• Semina (trapianto)

• Concimazione

• Controllo vegetazione infestante

• Difesa da malattie e parassiti vari

• Raccolta

• Conservazione SISTEMI COLTURALI

• Sistema monocolturale

• Sistema policolturale

In passato o in sistemi agrari poco evoluti

• Riposo

• maggese

• maggese pascolato

• agricoltura itinerante

In sistemi agrari evoluti

• Avvicendamento e rotazioni

• avvicendamento libero o aperto

• avvicendamento a ciclo chiuso o rotazione

TIPI DI ROTAZIONE

• Biennale (descritta da Virgilio – Teofrasto – Senofonte)

• maggese – frumento

• Triennale di Carlo Magno

• maggese – frumento – orzo o avena primaverile

• Quadriennale di Tarello (XVI secolo)

• maggese – frumento – 1 o 2 anni di loietto

• Württemberg

1. maggese

2. frumento

3. avena

4. orzo

5. pascolo su trifoglio

6. pascolo su trifoglio

7. pascolo su trifoglio

8. pascolo su trifoglio

9. pascolo su trifoglio

10. avena

• Norfolk

1. rapa

2. orzo

3. trifoglio pratense

4. frumento EFFETTI DELL’AVVICENDAMENTO

• Azioni di natura fisica

• effetti sulla struttura

• effetti sulla permeabilità

• influenza del tipo di precessione colturale

• Azioni di natura chimica

• arricchimento/depauperamento di:

• sostanza organica

• elementi nutritivi

• variazioni di:

• pH

• salinità

• sostanze tossiche

• Azioni di natura biologica

• effetti sulla vita microbica

• presenza di sostanze fisiologicamente attive

• presenza di erbe infestanti (flora di sostituzione)

• presenza di parassiti animali e vegetali

• forza vecchia

• stanchezza del terreno

• accumulo di tossine microbiche

• aumento di parassiti delle piante e dell’edafon

• impoverimento di elementi nutritivi

• tossine radicali

AVVICENDAMENTO E TECNICA AGRONOMICA

OBIETTIVO

1. Massimizzare gli effetti favorevoli degli avvicendamenti corretti

2. Surrogare gli effetti favorevoli di avvicendamenti corretti

per es.: aumentando la concimazione azotata è possibile surrogare l’effetto positivo delle

leguminose pratensi

3. Prevenire gli effetti sfavorevoli di avvicendamento o scelte agronomiche errate:

• coltivazione di varietà resistenti ad attacchi parassitari

• scelta opportuna degli erbicidi

• adozione di lavorazioni ridotte per prevenire gravi fenomeni erosivi

• regolazione degli apporti nutritivi con i concimi (secondo le buone condizioni delle

pratiche agricole)

• intervenire con concimazioni organiche

• utilizzo di colture intercalari da sovescio

TIPI DI ROTAZIONE

• →

Brevi (2-3 anni) ogni 2-3 anni ritorna sull’appezzamento la coltura di testa

• Medie (4-6 anni)

• Lunghe (>6 anni)

• Semplici o composte

• Rotazioni speciali

• →

Colture di ripiego o di surrogazione è una coltura che si fa quando la coltura principale

va male

• Coltivazioni multiple:

• coltura intercalare

• coltura sequenziale: è quella casistica in cui si fanno le colture destinate all’industria

(spinacio da surgelazione, pisello da industria, faglio borlotto/da industria)

Le colture si possono dividere in due grandi gruppi:

• colture depauperanti: lasciano il terreno in condizioni di minore fertilità

• colture miglioratrici: lasciano il terreno più fertile

L’incremento della fertilità è dovuto a (si sta parlando delle colture miglioratrici):

• lavori profondi

• aumento di sostanze utili che saranno a disposizione della coltura successive

• miglioratrici da rinnovo o preparatrici (“rinnovo” voleva dire “rinnovo degli strati”):

quando si facevano le colture da rinnovo, si facevano delle arature profonde (60-70 cm)

che portavano in superficie gli strati di terreno sterili

• miglioratrici pratensi

• miglioratrici maggesati (es.: cece, cicerchia, lenticchia)

Un avvicendamento prevede:

1. coltura miglioratrice da rinnovo o maggesata

2. coltura depauperante

3. coltura miglioratrice pratense

4. coltura depauperante

Esempio di avvicendamento: si prende in considerazione l’erba medica quindi si fa una rotazione

lunga 1. girasole

2. frumento o altro cereale

3. erba medica

4. erba medica

5. erba medica

6. erba medica

7. frumento →

8. orzo (o sorgo) questo perché abbiamo avuto 4 anni di erba medica e quindi possiamo

sfruttare meglio la fertilità data dalla medica

Visto che abbiamo 8 colture, dobbiamo fare 8 campi (questo tipo di rotazione non può essere applicata

su terreni piccoli)

Vantaggi dell’avvicendamento a ciclo chiuso (rotazione) e a fasi contemporanee:

• diversificazione delle produzioni aziendali;

• equilibrata ripartizione dei lavori durante l’anno;

• migliore controllo delle infestanti e degli agenti patogeni;

• maggiore conservazione della sostanza organica e di una buona struttura.

PROBLEMI ATTUALI DELLE ROTAZIONI COLTURALI

• predominanza assoluta delle colture annuali

• avvicendamenti troppo stretti (rotazioni biennali o coltura ripetuta)

• scelte colturali poco diversificate

Le conseguenze dei punti precedenti sono:

• fenomeni di “stanchezza” del terreno

• riduzione della sostanza organica

• riduzione potenzialità produttiva

• necessità di interventi massicci di ripristino della fertilità dei suoli

• sviluppo avversità imprevedibili

• problemi ambientali

Ogni milione di atomi di carbonio assorbiti dalla pianta, ci vogliono 3 atomi di manganese.

CONSOCIAZIONE AGRARIA

TIPI

• Consociazione erbacea

• Consociazione arborea

• Consociazione mista (coltura promiscua)

• Consociazione a strati

• Consociazione temporanea

• Consociazione permanente

SCOPI CONSOCIAZIONE

• Aumento produzione

• Miglioramento qualità

• Limitazione oscillazione rese

• Risparmio tempo

• Protezione

• Fornire un sostegno

• Facilitare la fecondazione incrociata

• Sfruttamento strati di terreno diversificati

• Sfruttamento di un diverso habitus di crescita

• Sfruttamento di un diverso ritmo di crescita

PROBLEMI COLTURALI CONSOCIAZIONI

• Densità di semina

• Modalità di semina

• Epoca di semina

• Lotta erbe infestanti

• Concimazione

• Altre colturali

• Raccolta IMPIANTO DELLE COLTIVAZIONI

• Epoca

• Fittezza

• Distribuzione spaziale

• Profondità di interramento

• % di fallanze previste

• Quantità di “seme”

• Modalità di semina EPOCA

• Ciclo colturale

• Temperatura cardinale minima di germinazione

• Tipo di prodotto desiderato

• Influenze climatiche

• Epoca di raccolta

FITTEZZA (O DENSITÀ O INVESTIMENTO)

piante piante

o

2 ha

m

Dipende da:

• tipo di coltura

• tecnica di coltivazione

Elevata fittezza = forte competizione, da cui:

• →

steli esili allettamento

• →

vegetazione fitta maggiori attacchi crittogame

• →

diversa ripartizione biomassa minore harvest index

• variazione qualità prodotto FITTEZZA

• Colture a fittezza elastica

• ramificazione

• accestimento

• Colture a fittezza regolare

DISTRIBUZIONE SPAZIALE (O SESTO D’IMPIANTO)

• In quadro

• A quinconce

• A spaglio

In pratica a rettangolo con distanza maggiore tra le file

File: • semplici

• binate

A ceppi o a postarelle o a buchette o a cespuglio

Importantissimo: regolarità di destinazione

PROFONDITÀ DI INTERRAMENTO

• Dimensione seme

• Tipo terreno

• Preparazione “letto di semina”

• Epoca di semina

• Previsione avversità

• Tipo germinazione

QUANTITÀ DI SEME (O NUMERO)

• Peso unitario

• % di fallanze previste

Esempio:

• 2

densità di semina della barbabietola da zucchero: 10 piante/m

• fallanze previste: 50%

• 2

quindi bisogna mettere 20 semi/m di barbabietola da zucchero

COLTIVAZIONI ERBACEE

CLASSIFICAZIONE

• Piante alimentari:

• cereali: piante molto ricche di carboidrati e povere di proteine

• leguminose da granella

• piante da tubero

• piante orticole: piante erbacee da consumo fresco

• Piante industriali:

• piante saccarifere

• piante oleifere

• piante aromatiche

• piante da fibra

• Piante foraggere:

• pascoli

• prati-pascoli (la prima raccolta primaverile veniva esiccata poi la superficie veniva

pascolata)

• prati (non vanno confusi con le praterie)

• erbai: colture di breve o brevissima durata (coltura annuale o intercalare)

PIANTE ERBACEE PIÙ COLTIVATE NEL MONDO

SPECIE MILIONI DI ETTARI

• 226

Frumento

(Triticum sp. di

cui 10% T.

durum)

• 149

Riso (Oryza sp.)

• 140

Mais (Zea mays)

• 70

Soia (Glycine

max)

• 67

Orzo (Hordeum

vulgare)

• 45

Sorgo (Sorghum

vulgare)

• 35

Miglio (Panucum

sp. e Pennisetum

sp.)

• 28

Fagiolo

(Phaseolus sp. e

Vigna sp.)

• 20

Patata (Solanum

tuberosum)

• 18

Avena (Avena sp.)

I fagioli del genere Vigna erano già presenti prima della scoperta dell’America (tipo il fagiolo

dall’occhio).

7 colture su 10 sono delle graminacee. CEREALI

• 700-750 milioni di ettari

• 60% superficie agricola mondiale

• Principale fonte di calorie e proteine (90% e 55%)

• Pregi cereali

• adattabilità ambientale

• elevata potenzialità produttiva

• secchi a maturazione

• facilità di conservazione e trasporto

• buone caratteristiche alimentari

• buona digeribilità

• sapore neutro

• Difetti cereali

• basso contenuto proteico

• carenza lisina e triptofano

• problema glutine (per cereali microtermi con qualche valutazione meno negativa

per l’avena)

• Usi

• alimentazione umana

• alimentazione zootecnica

• usi industriali diversi

Bastano almeno 3 mesi di terreno non ghiacciato o almeno 200 mm di acqua disponibile distribuibile

lungo l’anno per fare agricoltura. SPECIE

• Cereali microtermi

• frumento (Triticum sp.)

• orzo (Hordeum sp.)

• avena (Avena sp.)

• segale (Secale cereale)

• triticale (Triticosecale)

• Cereali macrotermi

• riso (Oryza sp.)

• mais (Zea mays)

• sorgo (Sorghum vulgare)

• miglio (Panicum miliaceum)

• panico (Setarium italica)

• grano saraceno (Fagopyrum esculetum)

• miglio candela (Pennisetum typhoides)

• panico indiano (Eleusine coracama)

• teff (Eragostis abyssinica)

• chinoa (Chenopodium quinoa)

• amaranto

• nigella

Sorgo, miglio e panico erano dei cereali già conosciuti al tempo dei romani.

Grano saraceno, miglio candela, panico indiano, teff e chinoa sono cereali tropicali.

CEREALI MICROTERMI

Apparato radicale: fascicolato

Sistema primario (o embrionale o seminale)

3-5 (max 7) radici

Sistema radicale (o avventizio)

sistema prevalente

→

Sviluppo notevole anche in profondità

Fusto: culmo

nodi e internodi

lunghezza: da <60 a >180 cm

I cereali a paglia (ad eccezione dell’avena e dei frumenti tetraploidi) hanno gli internodi cavi.

Apparato fogliare

coleoptile

La foglia è formata da:

• auricole od orecchiette

• guaina

• lamina (foglia parallelinervia)

• ligula

L’avena ha una ligula sviluppatissima che abbraccia il culmo.

Nell’orzo, la ligula e le auricole sono molto sviluppata che abbracciano il culmo.

Il frumento ha la ligula e l’auricola sviluppate e con peluria.

INFIORESCENZA CEREALI VERNINI

• Spiga

• spighette sessili, alterne

• rachide non ramificato

Secale

Triticum (T. turgidum forma ramificata)

Hordeum

• Pannocchia

• rachide ramificato

Le specie antiche (farro monoscocco, farro dicocco, spelta) hanno il rachide fragile che non permette

di far fuoriuscire la granella.

Il farro monococco ha un solo fiore fertile per spighetta, il farro dicocco due fiori fertili per spighetta

(come lo spelta), mentre i frumenti moderni hanno da 3 a 5 (talvolta anche 7) fiori fertili per spighetta.

Le glume possono essere utilizzate per il riconoscimento della specie.

La segale ha la spighetta biflora.

L’orzo ha spighette monoflore:

• se ci sono solo due cariossidi per fila:

• Hordeum vulgare disticum

• se ci sono tre cariossidi per fila:

• Hordeum vulgare hexasticum inaequale

• Hordeum vulgare hexasticum aequale

• Cariosside

• pericarpo

• epidermide

• ipoderma

• cellule intermedie

• cellule incrociate

• cellule tubulari

• seme

• tegumen

• spermoderma

• strato nucellare

• strato aleuronico

• →

endosperma farine (87-90%)

• embrione

FILOGENESI DELLE SPECIE DEL GENERE Triticum

Triticum turgidum è l’unico frumento che ha la capacità di ramificare il rachide.

SCHEMA DEL CICLO BIOLOGICO DEL FRUMENTO E DETERMINISMO DELLA

PRODUZIONE

Da marzo ad aprile si ha la levata (e quindi si ha anche la formazione del LAI).

A fine aprile si ha la spigatura.

A inizio maggio si ha la fioritura del frumento.

Tra la seconda metà di maggio e la prima metà di giugno si ha il riempimento delle cariossidi (NAR

LAD).

Tra la seconda metà di giugno e il mese di giugno si ha l’essiccazione della granella.

Fino alla fase della pianta a 1 cm, la pianta non ha prodotto molta sostanza secca (infatti è cresciuta

poco rispetto alla fase precedente, ma ha sviluppato di molto l’apparato radicale). Questa poca

produzione di sostanza secca si ripercuote anche sulla concimazione: infatti è inutile concimare molto

in questa fase, in caso contrario si stimola la pianta a fare molti germogli che, per la grande parte, non

andranno a compimento e quindi la pianta ha sprecato delle energie per qualcosa che non le serve ai

fini riproduttivi.

Le determinanti della resa del frumento sono le seguenti:

GRANIGIONE O MATURAZIONE

FASE % H O NOTE

2 La maturazione lattea si ha

Maturazione lattea > 60 il volume massimo della

granella.

Nella maturazione cerose si

Maturazione cerosa 40 – 50 ha l’accumulo della

sostanza secca.

Nella maturazione

Maturazione fisiologica 30 – 35 fisiologia si ha il massimo

accumulo della sostanza

secca.

Maturazione piena 12 – 15

Maturazione di morte ~ 10 Nella maturazione di morte

si hanno delle perdite

elevate.

FATTORI LIMITANTI DELLA MATURAZIONE

I fattori limitanti della maturazione sono:

• cause ambientali:

• basse temperature

• alte temperature

• venti caldi e secchi

• allettamento

• grandine

• cause parassitarie:

• mal del piede

• ruggini (Irnerio)

• oidio

• septoriosi

• fusariosi

• cause nutrizionali

Durante la maturazione ci sono delle fasi critiche che l’agricoltore deve conoscere.

Se dovessimo calcolare l’harvest index di una varietà antica di frumento, si avrebbe un indice più

basso delle varietà moderne (le varietà antiche hanno un harvest index che difficilmente supera il

30%) perché sono delle varietà molto alte e hanno la parte vegetativa ponderalmente più importante

della parte riproduttiva. FRUMENTO

ESIGENZE AMBIENTALI

Aree di coltivazione:

• > 30° - 60° latitudine Nord

• > 25° - 40° latitudine Sud

La coltivazione del frumento può arrivare all’equatore.

Temperature