Coltivazioni erbacee

Argomenti trattati nel corso

• Frumento
• Orzo
• Avena
• Segale
• Triticale
• Miglio
• Panico
• Mais
• Sorgo
• Riso
• Soia
• Barbabietola da zucchero
• Colza
• Canapa
• Kenaf
• Erba medica
• Trifogli (T. repens, T. pratense)
• Loietto italico
• Dattile
• Festuca

Conservazione

• Fienagione
• Disidratazione
• Insilamento

Cereali

Prima di parlare di frumento è bene dare un veloce sguardo ai cereali in generale. La parola cereale deriva da Ceres, la dea romana dell’agricoltura. Sin da quando l’uomo ha iniziato a coltivare i cereali infatti ha sempre dato loro un’origine divina, come se fossero dei doni degli dei.

La maggior parte dei cereali fa parte della famiglia delle graminaceae ma troviamo anche specie appartenenti ad altre famiglie. Cos’hanno in comune? La capacità di dare dei frutti secchi indeiscenti (o semi) ricchi in amido e adatti all’alimentazione umana e animale, sono facili da usare e non stancano al palato (pizza, pane, pasta), si adattano a molti ambienti sia caldi che freddi. Sono ricchissimi in carboidrati (e quindi in energia) ma hanno un discreto contenuto proteico che, seppur non sufficiente all’alimentazione, costituisce comunque una base per l’alimentazione. Sono facilmente conservabili in quanto vengono raccolti con un’umidità che va dal 12 al 13% e quindi si risparmia sul processo di essiccazione.

Metà della superficie coltivabile della terra è coltivata in cereali; in particolare il mais è la specie da cui si ricava la maggiore produzione alimentare (800 mln di tonnellate) e a seguire il riso. Anche il frumento è uno dei cereali coltivati al mondo ma in quantità di produzione si colloca al terzo posto; segue in quarta posizione l’orzo che è coltivato al posto del frumento laddove vi è un clima eccessivo (sia caldo che freddo). Seguono sorgo, miglio, avena, segale in ambienti freddi, il triticale che è destinato all’alimentazione animale, il grano saraceno che è definito uno pseudocereale e fa parte della famiglia delle polygonaceae, la quinoa (chenopodiacea come la barbabietola) tipica delle Ande, il teff e il miglio indiano.

Classificazione dei cereali

Dal punto di vista ambientale i cereali possono essere classificati in:

• Autunno vernini, o cereali microtermi: possono germinare con temperature poco superiori ai 0 °C e resistere alle gelate invernali se la pianta è in accestimento. Vengono anche chiamati cereali a paglia. Troviamo specie come frumento, avena, triticale, segale e orzo.
• Primaverili estive, o cereali macrotermi: germinano a temperature >10 °C. Tra questi vi troviamo mais, sorgo, riso, miglio e panico.

Frumento (blé, wheat, trigo)

È il più coltivato cereale vernino al mondo, originario della Mezzaluna Fertile e prodotto principalmente in Asia da Cina, India e Pakistan. Con la nascita dell’agricoltura si pensò che fosse un dono degli dei, tra cui la dea Cerere in Sicilia, da cui deriva la parola “cereale”.

Il frumento fa parte della famiglia delle graminaceae, tribù triticeae, sottotribù triticinae (si differenzia dalla sottotribù hordeinae perché le triticinae hanno una spighetta per nodo), genere triticum. Esistono 3 gruppi di frumenti che vengono classificati in base alla loro ploidia, in cui un assetto cromosomico X è pari a 7. Le varie ploidie sono avvenute nel corso dei secoli naturalmente, senza l’intervento dell’uomo, tramite incroci di diverse specie che danno individui aploidi sterili: tramite il naturale raddoppio cromosomico sono poi divenuti fertili. Li classifichiamo in:

• Diploidi → Monococcoideae → 2n = 2x = 14 → AA
• Tetraploidi → Dicoccoideae → 2n = 4x = 28 → AABB
• Esaploidi → Speltoideae → 2n = 8x = 42 → AABBDD

I semi del frumento possono essere nudi o vestiti da un rivestimento paglioso, se vestiti necessitano di essere lavorati per essere portati ad essere semi nudi. Le specie più coltivate sono il Triticum aestivum e il Triticum durum, entrambe specie con semi nudi. Tra le specie vestite troviamo invece i Triticum monococcum (piccolo farro) e dicoccum (farro).

Morfologia

Radice

L’apparato radicale è fascicolato, non molto espanso (15-20 cm) e penetra ad una profondità di 30-40 cm di terreno, a seconda della specie considerata può arrivare fino a 60 cm. Sono costituiti anche da 5-8 radici seminali (embrionali) che rimangono funzionanti per tutto il ciclo della coltura ma che hanno una funzionalità trascurabile rispetto al resto delle radici avventizie: queste infatti costituiscono le vere e proprie radici dell’apparato radicale e si originano nei nodi che formano la corona (la corona è formata da una serie di nodi uno addosso all’altro in stile “rosetta basale”). Le radici seminali hanno una funzione importante durante la germinazione: infatti, se il seme si trova in condizioni di aerobiosi, prima di emettere il cotiledone esse vengono fatte crescere per assicurarsi un precoce apporto di acqua ed elementi nutritivi.

Culmo

Il fusto, detto culmo, è cilindrico e presenta 7-9 nodi pieni separati l’uno dall’altro da internodi vuoti, ognuno con foglia e apparato meristematico che ne permette l’allungamento. Il culmo è mediamente alto da 60 a 180 cm. Durante la fase di accestimento è possibile che si originino più culmi laterali dalla corona, cioè culmi secondari, terziari ecc. Questi sono anche detti culmi figli e non è raro sentire un contadino dire che il suo grano quest’anno ha “figliato” tantissimo.

Foglia

La foglia del frumento è costituita da una lamina parallelinervia (quella che guardandola sembra la foglia intera) ma la vera foglia non finisce lì perché essa continua ad avvolgere quasi completamente l’internodo, prendendo forma di una guaina. Nel punto in cui la lamina parte verso l’esterno troviamo la ligula, una barriera ermetica che non fa entrare acqua e parassiti chiudendo lo spazio che potrebbe esserci tra guaina e lamina. Sempre alla base della lamina troviamo le orecchiette (o auricole) che ci aiutano durante l’identificazione della specie. In alcune specie le orecchiette sono molto pronunciate come nell’orzo, in altre si riducono in peli. La primissima foglia che emerge dal suolo si chiama coleottile. Il coleottile è rigido, come una sorta di armatura, serve a bucare il terreno al posto dei teneri abbozzi di foglie che esso stesso contiene. La prima foglia vera è chiamata piumetta ed è capace di bucare il coleottile per fuoriuscire.

Infiorescenza

Le infiorescenze sono di diversi tipi (spighe, pannocchie, racemi, ecc.). La differenza tra pannocchia/racemo è che la spiga ha le infiorescenze sessili sul culmo, L’asse dell’infiorescenza è chiamato rachide e nella spiga è a zig zag e porta circa 20-25 spighette, le spighette hanno da 3 a 7 fiori ermafroditi. Il fiore presenta due particolari strutture che gli fanno da coperchio, il lemma e la palea, e che protegge androceo e gineceo. Alla base del fiore troviamo una struttura particolare, la lodicola, che funziona come un palloncino: quando il fiore è maturo le lodicole si gonfiano e fanno aprire il lemma e la palea per poter far avvenire finalmente la riproduzione. Se alla fine della formazione della cariosside lemma e palea non si staccano si dirà che il seme è vestito. Al centro del lemma vi è una nervatura che prosegue oltre la fine dell’infiorescenza, chiamata resta. L’androceo è formato da 3 antere e il gineceo ha due stili piumosi. Per finire, tutta la spighetta è raccolta dalle glume che si staccano sempre e a volte sono soltanto dei peli: le glume sono importanti soprattutto per identificare la specie. La gluma “avvolge” la spighetta, le glumette (lemma e palea) avvolgono il fiore.

Frutto

Il frutto è una cariosside e si caratterizza per avere nella parte apicale un ciuffo di piccolissimi peli, chiamato spazzola. È un frutto secco indeiscente e la parte vera e propria del frutto è formata da pericarpo e tegumento, estremamente sottili rispetto a tutto il resto che è il seme. Nello strato più esterno del seme vi è la parte più proteica che è l’aleurone (anch’esso è una pellicina sottilissima, fa parte della crusca). Il pericarpo, il tegumento e l’aleurone costituiscono l’8-10% del frutto, la parte restante (88-90%) è formata dall’endosperma, frazione ricchissima in amido e che quindi è la parte che interessa di più nel processo produttivo perché sono proprio i carboidrati che vogliamo ottenere dalla loro macinazione. Nella parte opposta alla spazzola troviamo l’embrione (2-4%) che sostanzialmente è l’abbozzo della pianta. L’embrione è costituito da un cotiledone. Nella parte superiore addossata all’endosperma vi è una sorta di scudo in cui sono presenti cellule ricche di enzima diastasi. Inferiormente vi è il coleottile. Nella parte basale dell’embrione vi è la radichetta che è protetta dalla coleoriza in quanto essa deve svolgere un lavoro pericoloso, “bucare” il terreno ed approfondirsi.

L’elemento che scatena il processo di germinazione è l’acqua. Essa bagna l’endosperma e successivamente arriva alla diastasi che viene attivata ed inizia a idrolizzare l’amido per renderlo digeribile: gli zuccheri che ne derivano sono utilizzati immediatamente dalle radichette che iniziano a crescere per prime rispetto agli altri organi. Per semplificare, il seme non è altro che una piccolissima plantula in miniatura che ha con sé un bagaglio di nutritivi che lo rendono autosufficiente per le prime fasi della vita. Quando maciniamo il grano, nella farina rimane solo amido e diastasi e tutto il resto viene eliminato (tranne nella farina integrale): quando bagniamo la farina la diastasi inizia a lavorare! Da questo processo è nata la panificazione.

Seme

Il seme in sezione è subtriangolare o ellissoide o fusiforme. In relazione alle diverse varietà sul mercato troviamo semi con dimensioni variabili:

• Frumento tenero ha dimensioni di circa 30-40 mg (oppure 30-40 g * 1000 semi)
• Frumento duro ha dimensioni di circa 30-55 mg (oppure 30-55 g * 1000 semi).

La parte dorsale del seme è convessa mentre la parte ventrale ha un solco centrale. Per quanto riguarda il colore esso varia dal rossastro al bianco. L’endosperma è formato da cellule ricche di amido immerse in una matrice proteica; se maciniamo i due tipi di frumento è possibile constatare che:

• Frumento tenero macinato: al tatto sembra “oleoso”, scivola tra le mani e la sua consistenza è farinosa.
• Frumento duro macinato: al tatto è più spigoloso, diremo che la sua consistenza è cornea o vitrosa.

Quando consideriamo la dimensione dei semi possiamo usare queste unità di misura:

• Peso in mg del singolo seme;
• Peso in 1000 semi;
• Peso ettolitrico (il peso ettolitrico dell’acqua è 100 kg). Un buon valore di peso ettolitrico del frumento è 78-80 kg/hl. Se abbiamo un contenitore di 74-76 kg/hl non possiamo utilizzarlo per i nostri scopi normali in quanto questo frumento è pieno di paglia.

Ciclo colturale

Le fasi dei cicli colturali sono caratterizzate da codici alfabetici o numerici, per essere facilmente riconosciute internazionalmente. Se per esempio devo diserbare una determinata specie è importante conoscere la giusta fase fenologica della coltura durante la quale devo agire, sia che io sia in Spagna sia che io sia in Turchia. Tra le varie scale fenologiche la più utilizzata è la scala BBCH, derivata dalla scala di Zadoks.

Fase di emergenza

La primissima fase è l’emergenza cioè l’emersione delle foglioline (1-2-3) che erano già abbozzate nel seme: per poter germinare il seme deve aver assorbito il 40-45% del suo peso in acqua, serve ossigeno per poter ossidare le risorse e infine necessita calore in quanto la diastasi è un enzima che, come tutti gli enzimi, ha un ottimo di funzionalità ad un determinato range di temperature. La temperatura ottimale per la germinazione del seme è circa 20 °C mentre la temperatura minima è 0 °C; nel caso in cui il seme si sviluppasse a basse temperature il processo è estremamente lento e visto che la plantula si trova nel suo periodo più debole sarà esposta per un tempo superiore alle avversità (in primis funghi come Pythium e Fusarium, ma anche insetti).

Fase di accestimento

La seconda fase colturale è l’accestimento (4-5-6) cioè il processo che permette alla stessa pianta di formare altri culmi; è tipica solo delle graminaceae. I culmi di accestimento si originano dalle gemme poste all’ascella dei nodi della corona.

È possibile dividere l’accestimento in tre fasi:

• Formazione del piano di accestimento a partire dalla terza foglia;
• Emissione dei culmi di accestimento da ogni foglia: a partire dal primo nodo si forma il 1° culmo di accestimento, a partire dal secondo nodo si forma il 2° culmo di accestimento e così via con gli altri nodi;
• Formazione delle radici avventizie a partire sia dai nodi del culmo principale sia dai nodi dei culmi secondari, terziari ecc.

L’intera pianta tende a nutrire maggiormente il culmo principale a svantaggio dei culmi di accestimento. L’emissione dei culmi di accestimento dipende dallo spazio disponibile intorno alla pianta: più è lo spazio disponibile più culmi di accestimento la pianta produrrà. È quindi importante seminare alla giusta distanza per spingere la pianta a produrre soltanto il culmo principale, che è il più produttivo, o al più un solo culmo di accestimento. Capacità di accestimento e densità di semina saranno quindi l’una funzione dell’altra.

L’accestimento si arresta quando tutti gli abbozzi delle foglie e tutti i nodi sono stati creati; non importa se sono già emersi o maturati, basta soltanto che tutti siano stati creati per fermare questo processo. D’altra parte però l’accestimento potrebbe risultare utile quando sul nostro campo vengono a trovarsi degli spazi vuoti dovuti a fallanze. Oltre alla varietà della cultivar e densità di semina l’accestimento è influenzato dalla temperatura (a temperature basse l’accestimento è favorito) e dal fotoperiodo.

Fase di levata

La terza fase è la levata, che inizia a temperature vicine ai 12 °C. Gli internodi continuano ad allungarsi grazie all’attività delle cellule meristematiche dei nodi. All’apice viene prodotta l’ultima foglia che è chiamata foglia a bandiera a causa della sua conformazione. Quando l’apice meristematico non produce più le foglie ma trasforma la sua funzione e inizia a differenziare cellule dell’apparato riproduttivo: questo fenomeno è chiamato viraggio. La levata è una pratica importantissima nelle pratiche colturali in quanto è in questo periodo che bisogna intervenire con le concimazioni, quando la pianta consuma molta acqua e assorbe molti elementi minerali.

Durante la levata si ha il fenomeno della botticella, cioè un ingrossamento dell’apice della pianta che fa allargare la foglia a bandiera. Dopo 5-6 giorni dalla botticella si ha la spigatura (la foglia a bandiera si apre e lascia uscire la spiga) Dopo altri 5-6 giorni dalla spigatura si aprono le glumelle, ma in realtà la fecondazione è avvenuta prima della fioritura in quanto la pianta è cleistogama.

Fase di fioritura

Anche la fioritura (7) è influenzata da diversi fattori, in particolare è ostacolata da nebbia, piogge, basse temperature (t° < 15 °C) che inattivano il polline, alte temperature e siccità.

Fase di maturazione

Subito dopo che i fiori si sono mostrati inizia la maturazione (8) (in Giugno). Ne esistono di due tipi:

• Maturazione lattea: l’amido viene accumulato nel succo cellulare.
• Maturazione cerosa: è successiva a quella lattea. La cariosside perde via via acqua ma continua a concentrare l’amido al suo interno, il citoplasma e il nucleo si disorganizzano e l’amido viene inglobato in una matrice proteica. In questa particolare fase l’acqua è presente al 40-45% del t.q. È una fase molto delicata in quanto la concentrazione di amido può essere arrestata bruscamente in condizioni sfavorevoli (per esempio improvvisa ondata di caldo): se ciò succede il seme verrà raccolto con poco amido e i suoi valori di peso ettolitrico saranno bassi.

Dopo queste due fasi che rappresentano la maturazione vera e propria, la pianta procede con la maturazione fisiologica: da qui in poi non si ha più accumulo di amido ma l’acqua è ancora al 30% del tal quale, troppo umida per essere raccolta. A maturazione completa la cariosside raggiunge una percentuale in acqua del 12-13% e può essere raccolta, normalmente procedendo con la mietitrebbiatura. Se nessuno ha raccolto la pianta dopo la maturazione completa essa va incontro a maturazione di morte: la cariosside raggiunge una quantità d’acqua pari al 10%, si distaccano le glume e le glumette e le cariossidi cadono a terra.

Componenti della resa

La produzione di granella del frumento è data dal prodotto dei seguenti tre fattori:

• Numero di spighe / m²: è funzione del numero di piante che sono sopravvissute alla germinazione e dei culmi di accestimento.
• Numero di cariossidi per spiga: è la risultante di tre componenti: 1) numero di spighette per spiga 2) numero di fiori fertili per spighetta 3) numero di cariossidi per fiore.