Appunti sistemi colturali erbacei

Università Politecnica delle Marche - Facoltà di Agraria

Corso di: Sistemi Colturali Erbacei

Prof: Rodolfo Santilocchi

Tecnica colturale in agricoltura

(come impostare un ragionamento generale nello studio della coltura):

• Avvicendamento
• Preparazione del letto di semina  analisi di tutti i sistemi possibili
• Semina o trapianto
• Concimazione  quando, come e con cosa farla
• Controllo vegetazione infestante  diverse tipologie e tecniche
• Difesa da malattie e parassiti vari  in particolar modo tecniche preventive
• Raccolta
• Conservazione  ed accenni alle possibilità di utilizzazione

Introduzione alle sigle del corso

Prima di scendere nell'analisi dei punti precedentemente descritti andiamo a denunciare una serie di sigle che ritroveremo durante il corso.

• LAI: (Leaf Area Index) indica i m² di foglie fotosinteticamente attive su m² di suolo. Anche se tutte le parti verdi della pianta fotosintetizzano, per questo indice vengono prese in riferimento solo le foglie essendo l'organo con il maggior potenziale fotosintetico garantito, in particolar modo dalla presenza degli stomi che garantiscono la traspirazione. (Es. la canna da zucchero ha un LAI molto elevato pari a 5-8)
• PAI: (Plant Area Index) indica la superficie della pianta fotosinteticamente attiva per unità di superficie di suolo. In questo caso, oltre che le foglie, vengono presi in considerazione tutti gli organi verdi e quindi fotosintetizzanti.
• CGR: (Crop Growth Rate) intensità di assimilazione per unità di superficie di suolo per l'efficienza fotosintetica, quanto aumenta la unità di tempo. Questo indice spiega la sostanza secca per metro quadro di suolo per unità di tempo.
• NAR: (Net Assimilation Area) intensità di assimilazione per unità di superficie fogliare. Viene indicato come grammi di sostanza secca prodotta per m² di foglia per giorno.
• LAD: (Leaf Area Duration) durata efficienza fotosintetica della pianta. Es.: durata della lunghezza del periodo di granigione nel frumento (30 giorni nelle nostre aree generando produzioni di 60 quintali, mentre in Francia 60 giorni generando produzioni di 100 quintali).
• HI: (Harvest Index) percentuale di biomassa economicamente utile rispetto alla biomassa totale prodotta (es. % di granella nel frumento rispetto a granella + paglia + pula + radici).

Fasi di crescita di una pianta erbacea

• Germinazione semi  attivazione di processi enzimatici che trasformano l'amido in zuccheri semplici per l'attivazione della crescita embrionale. Questa fase dipende da una serie di fattori (T°, H₂O, O₂...); questi fattori promuovono la germinazione mentre altri la inibiscono.
• Emergenza piante  fase molto importante molto spesso sottovalutata (es. la profondità del seme incide molto su questa fase).
• Espansione apparato assimilatore  sia fogliare che assimilatore. Cresce soprattutto l'apparato radicale, nella fase di insediamento solo a seguire si sviluppa quello fogliare.
• Fioritura  problemi in questa fase determinano la mancata produzione di "magazzini" generando di conseguenza una scarsa resa.
• Maturazione  in parte si può intervenire sui tempi e sulle modalità.
• Morte  non sempre avviene prima della raccolta o del distacco del seme che causa l'impossibilità di accumulare più prodotti.

Sistemi colturali

Un sistema colturale è la coltivazione nel tempo e nello spazio di una coltura. Essi possono essere classificati in:

• Monocolturali  aziende o aree con una sola coltura. Può portare dei rischi legati alla semplificazione e all'impoverimento del territorio.
• Policolturali  aziende o aree con più colture. In passato in sistemi colturali poco evoluti l'agricoltura si basava sul riposo; gli agricoltori avevano osservato che coltivando in successione sempre la stessa coltura ogni anno questa produceva meno. Per questo motivo prevedevano una coltura itinerante successivamente sostituita dal maggese e dal maggese pascolato nelle fasi di riposo per poi seminare nuovamente colture come i cereali.

Avvicendamenti o rotazioni colturali

In sistemi agricoli evoluti gli agricoltori si sono basati su avvicendamenti o rotazioni colturali i quali producevano una serie di effetti di natura:

• Fisica  struttura e permeabilità sono influenzati notevolmente dal tipo di coltura.
• Chimica  arricchimento e depauperamento (le graminacee di N, le leguminose di P) di sostanza organica ed elementi nutritivi. Ciò genera variazioni di pH, salinità e la produzione di sostanze tossiche (sostanze prodotte da molte colture che impediscono l'omosuccessione).
• Biologica  effetti sulla vita microbica (fase che garantisce la fertilità), per avere un migliore equilibrio sarebbe ottimo avere residui diversificati. La presenza di sostanze fisiologicamente attive incide molto sulla presenza di erbe infestanti e sulla presenza di parassiti animali e vegetali.

Concetti importanti: forza vecchia e stanchezza del terreno

Introduciamo due concetti importanti:

• Forza vecchia  fertilità residua lasciata dalla coltura precedente.
• Stanchezza del terreno  declino della produttività dato da:
  • Tossine microbiche
  • Impoverimento di elementi nutritivi
  • Malattie che producono attacchi alle piante

Obiettivi dell’avvicendamento

Gli obiettivi dell'avvicendamento sono:

• Massimizzare gli effetti favorevoli dei giusti avvicendamenti (es. monocotiledoni e dicotiledoni una dietro l'altra o inserire anche l'erba medica)
• Surrogare gli effetti favorevoli di avvicendamenti corretti
• Prevenire gli effetti sfavorevoli di avvicendamenti

NB:  CBPA codice di buona pratica agricola, monosuccessione o meglio dire omosuccessione.

Tipologia delle colture erbacee

Le colture erbacee possono essere:

• Depauperanti o sfruttanti: lasciano il terreno in condizioni di minore fertilità
• Miglioratrici: lasciano il terreno più fertile, questo incremento di fertilità è dovuto a:
  • Lavori profondi i quali aumentano il ritmo di mineralizzazione della sostanza organica
  • Aumento delle sostanze utili es. leguminose

Tipi di miglioratrici

Ci sono 3 tipi di miglioratrici:

• Miglioratrici da rinnovo o preparatrici: veniva fatta per questa la lavorazione profonda e forti concimazioni con letame; es. canna da zucchero.
• Miglioratrici pratensi
• Miglioratrici maggesate: sono leguminose a ciclo breve usate in sud Italia, come ad esempio la fava.

Quindi bisogna avvicendare miglioratrici e depauperanti come ad esempio:

• Miglioratrici da rinnovo o maggesate
• Colture depauperanti
• Colture miglioratrice pratense
• Coltura depauperante

Questa è un’impostazione tradizionale poco usata oggi. È quella che sfrutta il terreno di più all’interno dell’annata agraria (annata agraria 11 novembre - 10 novembre).

Colture principali

Colture principali  sono quelle che sfruttano il terreno di più all'interno dell'annata agraria. Colture intercalari è una coltura di breve durata tra due principali. Se faccio tutte colture corte prende il nome di coltura sequenziale (es. orticole).

Tipi di rotazione

• Brevi 2-3 anni
• Medie 4-6 anni
• Lunghe >6 anni  avvicendamento chiuso ogni anno faccio tutte le colture
  • 1° anno: A B C D
  • 2° anno: D A B C
  • 3° anno: C D A B
  • 4° anno: B C D A
  • 5° anno ritorna come il primo

Se nell’avvicendamento inserisco erba medica (durata minima 3 anni) dopo quest’ultima posso inserire anche per due anni consecutivi frumento. Ad esempio: mais-frumento-medica1-2-3-frumento.

Vantaggi e svantaggi delle colture intercalari

Colture intercalari vantaggi:

• Meno costi colturali in quanto su di essa giovano solo le spese di coltivazione
• Erbai di secondo raccolto per foraggio aggiuntivo
• Intercalari di leguminose che migliorano il contenuto di N
• Possibile effetto benefico sulla stanchezza del suolo
• Possibili benefici al contenuto di sostanza organica per i residui lasciati
• Possibile riduzione dei nitrati che percolano nelle falde

Svantaggi:

• Eccessivo sfruttamento del terreno soggetto a lavorazioni affrettate
• Impossibilità di ricorrere a lavorazioni tradizionali sfruttando gli agenti atmosferici
• Maggiore difficoltà nel controllo di alcune infestanti
• Consumo di riserve idriche nel terreno
• Natura dei residui che potrebbe interferire sulle disponibilità di N per la successiva

Problemi attuali delle rotazioni

Gli avvicendamenti chiusi non vengono più rispettati, si usa un avvicendamento libero più o meno razionale; in particolar modo:

• Predominanza assoluta delle colture annuali
• Avvicendamenti troppo stretti
• Scelte colturali poco diversificate che generano i seguenti problemi:
  • Stanchezza
  • Riduzione di sostanza organica
  • Riduzione potenzialità produttiva
  • Necessità di interventi meccanici per il ripristino della fertilità
  • Sviluppo avversità imprevedibili (insetti, erbe infestanti)
  • Problemi ambientali

Scelta delle varietà

In antichità non c’erano le varietà ma gli ecotipi  rustici, con elevata resistenza alle avversità ma con scarsa produttività, selezionati per via ambientale ed una leggera selezione fenotipica. A partire dal XX secolo c’è un cambio di concetto. Nascono varietà migliorate o ibridi (piante uniformi) con maggiore produzione ma più scarsa resistenza  attualmente la granella costituisce il 50% della biomassa complessiva. Gli obbiettivi del miglioramento sono  resistenza o tolleranza a stress abiotici e biotici, migliore qualità alimentare e tecnologica, meccanizzabilità della raccolta. Nel caso del mais dopo un attacco di piralide si può manifestare un attacco fungineo con produzione di micotossine (aflatossine cancerogene).

Tipi di consociazione

• Erbacea
• Arborea
• Mista (coltura promiscua)
• A strati
  • Temporanea (erba medica)
  • Permanente (in olivicoltura con specie impollinanti)

Può essere:

• Libera
• A file
• A strisce

Gli scopi della consociazione:

• Aumento complessivo della produzione
• Miglioramento qualità  per aziende zootecniche per evitare problemi di allungamento dell’interparto
• Limitazione oscillazioni rese
• Risparmio di tempo
• Protezione  esempio su orticole
• Fornire un sostegno  il fagiolo avendo una T° cardinale più bassa può essere piantato dopo mais
• Facilitare le fecondazioni incrociate
• Sfruttamento strati di terreno diversificato
• Sfruttamento di diverso habitus
• Sfruttamento di diverso ritmo di crescita

Nell’agricoltura moderna la consociazione è poco usata e i problemi sono:

• Densità di semina
• Modalità di semina  seme grande più profondo, seme piccolo meno profondo
• Epoca di semina
• Lotta alle infestanti  meno disponibilità di erbicidi
• Concimazione
• Altre cure colturali
• Raccolta

Tecniche d’impianto

L’obbiettivo è la realizzazione di una copertura del terreno che per numero di piante e per geometria della loro distribuzione spaziale, sfrutti la massima efficienza di utilizzazione delle risorse ambientali senza che le competizioni inter-specifiche siano limitanti. La semina in semenzaio (e seguita da trapianto) è preferibile con:

• Semi molto piccoli (tabacco, orticole)
• Esigenze particolari del materiale di moltiplicazione
• Piante arboree da frutto
• Forestali
• Quando si vuole anticipare una coltura e eventualmente produrre primizie

Una piantina trapiantata è delicata perché ha un apparato radicale superficiale. Dal semenzaio ottengo:

• Piante a radice nuda (cipolla)
• Piante in porzioni di terra

Con il trapianto è possibile provvedere al risarcimento delle fallanze.

Fasi dell'impianto

Epoca: essa dipende dal ciclo colturale a seconda se abbiamo microterme (autunno) o macroterme (primavera).

• T° cardinale minima di germinazione  T° minima del suolo alla quale il processo di germinazione avviene ad una velocità accettabile, da considerare quando semino all’uscita dell’inverno.
• Tipo di prodotto desiderato  esempio della barbabietola che per fare il seme devo fare la vernalizzazione, quindi se volevo il tubero piantavo solo a fine inverno.
• Influenze climatiche  esempio la semina tardiva del grano per evitare i diserbi quando ringrano.
• Epoca di raccolta

Fittezza o densità: piante al m². Essa può dipendere da:

• Tipo di coltura
• Tecnica di coltivazione

Elevata fittezza = forte competitività

• Steli esili  allettamento
• Vegetazione fitta  più crittogame
• Diversa ripartizione  meno harvest index
• Variazione qualità

Ci sono due componenti:

• Colture a fittezza elastica  ramificazione e accestimento consentono di aumentare il numero di elementi riproduttivi
• Colture a fittezza rigida

Sesto d’impianto: Distribuzione Spaziale essa può essere:

• In quadro
• A spaglio
• A quinconce

In pratica nelle erbacee si pianta a rettangolo con distanze maggiori tra le file (semplici o binate).

NB: regolarità di distribuzione delle piante  posso avere se sbaglio problemi di competizione.

Esempi di soluzione diretta tra fittezza e qualità dei prodotti:

• Coltura da fibra
• Bosco giovane
• Frutticoltura
• Tabacchi orientali
• Tabacchi da sigaro
• Insalata, cavoli in cui il valore dipende dalla quantità di prodotto utile.

Profondità di interramento

L’obiettivo è favorire il trasferimento di umidità, deve essere circa il 45% per la germinazione. La profondità di interramento dipende da:

• Dimensione po’
• Stato idrico del terreno; se è umido è meglio che sto un più in superficie
• Capacità performante della plantula: può essere ipogea o epigea (si semina meno profonda).

% di fallanze

Serve per quantificare la densità di semina. Esempio: obiettivo: 10 PP/m² % di fallanze:

• 1° caso 10% 10 : 0,9 =11
• 2° caso 50% 10 : 0,5 =20

Tipo di terreno; troppo scheletro, troppa sostanza organica.

• Preparazione letto di semina girasole 5 piante/m²
• Previsione avversità assimilabili  tipi di germinazione epi aumenta / ipo diminuisce

Qualità

Essa dipende da:

• Peso unitario
• % di fallanze previste

Sarebbe sempre meglio sapere il peso dei semi, faccio da solo se non mi viene detto con la conta dei 1000 semi.

Modalità di semina

• Pneumatico, più costoso, più veloce
• Gravità, più economica, più lenta

Se parliamo di file spaziate, troppa velocità con la seminatrice di precisione può generare irregolarità di distribuzione.

Top 10 specie

1. Frumento
2. Riso cereali
3. Mais
4. Soia leguminosa
5. Orzo
6. Sorgo cereali
7. Miglio
8. Fagiolo leguminosa
9. Patata
10. Avena

Classificazione delle colture erbacee

• Piante alimentari
  • Cereali
  • Leguminose da seme
  • Tuberi
  • Orticole
• Piante industriali
  • Piante saccarifere
  • Piante oleifere
  • Piante aromatiche
  • Piante da fibra
• Piante foraggere
  • Pascoli
  • Prati-pascoli
  • Prati
  • Erbai

Cereali

Occupano circa il 50% della SAU mondiale con circa 700/800 milioni di ettari. Essi risultano essere la principale fonte di calorie e proteine (50%/55%).

Pregi:

• Adattabilità ambientale
• Elevata potenzialità produttiva
• Secchi a maturazione
• Facilità di conservazione e trasporto
• Buone caratteristiche alimentari
• Buona digeribilità
• Sapor neutro  motivo principale del successo

Difetti: –

• Buono contenuto proteico (10-15%)
• Carenza lisina e triptofano

Problema “glutina”  tutti i microtermi hanno il glutine.

Usi:

• Alimentazione umana
• Alimentazione zootecnica
• Usi industriali

Come riconoscere la cariosside?

• Visione longitudinale e dorsale
• Visione trasversale e ventrale
• Presenza dell’embrione sporgente e peli apicali

Triticum

Genetica: si parte da frumenti diploidi  Triticum monococcum 2n=14, il quale incrociato con un altro 2n=14 raddoppio degli n e ottenimento specie tetraploidi dalle quali mediante una serie di incroci che hanno condotto alla formazione di un ibrido esaploide AABBDD (Triticum spelta e Triticum aestivum). Al mondo si coltiva per il 90% grano duro.

Per vedere il viraggio si effettua un taglio e si osserva se ci sono i doppi anelli.

Il Triticum è una varietà non alternativa, essa deve essere seminata in autunno. L’introduzione del processo di ionovizzazione ha l’obbiettivo di provocare il processo di vernalizzazione; è stato introdotto con il miglioramento genetico.

Fattori limitanti la maturazione:

• AMBIENTE
  • Basse T°
  • Alte T°
  • Venti caldi secchi
  • Allettamento
  • Grandine
• PARASSITI
  • Mal del piede
  • Ruggini
  • Oidio
  • Fusariosi
  • Septoriosi
• NUTRIZIONALI
  • Acqua

Maturazione del Triticum

La maturazione può essere classificata in:

• Maturazione lattea (massimo volume) >60%
• Maturazione cerosa (accumulo s.s.) 40-50%
• Maturazione fisiologica (massimo accumulo) 30-35%
• Maturazione piena (si può mietere) 12-15%
• Maturazione di morte (perdite elevate) 10%

Fattori della resa: spighe al m² 500 ad esempio.