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FRUMENTO - Di.Pro.Ve

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<strong>FRUMENTO</strong><br />

1


NOTIZIE ECONOMICHE E DIFFUSIONE<br />

DELLA COLTURA<br />

2


IMPORTANZA DEL <strong>FRUMENTO</strong><br />

<strong>Pro</strong>duzione mondiale (2008) 640 milioni di t<br />

Consumo mondiale (2007) 630 milioni di t<br />

Popolazione mondiale fra 20 anni 8 miliardi di abitanti<br />

Necessità di frumento 890 milioni di t<br />

Incremento delle produzioni negli ultimi 50 anni:<br />

da 1,0 t/ha a 2,4 t/ha<br />

pari a 28 kg/ha/anno<br />

URGENTE NECESSITÀ DI INCREMENTARE LE RESE<br />

SENZA TUTTAVIA PROVOCARE DANNI ALL’AMBIENTE<br />

SUPERFICE COLTIVATA CIRCA 180 MILIONI DI ETTARI<br />

3


4<br />

(15)


Exp<br />

Exp<br />

Exp<br />

Exp<br />

Exp<br />

5


Crollo degli stock mondiali<br />

6


• Il fabbisogno di frumento per il solo utilizzo umano, nel 2015<br />

aumenterà di ulteriori 55 M di tonnellate<br />

• L’Asia e l’Africa saranno i grandi consumatori di domani<br />

• In questi continenti il fabbisogno di frumento è e resterà<br />

superiore all’offerta.<br />

7


Italia<br />

8


INDUSTRIA<br />

DOLCIARIA<br />

10%<br />

ALTRI USI<br />

ALIMENTARI<br />

7%<br />

ARTIGIANALE<br />

90%<br />

USI DOMESTICI<br />

7%<br />

UTILIZZO DEL <strong>FRUMENTO</strong> TENERO<br />

PANIFICAZIONE<br />

76%<br />

INDUSTRIALE<br />

10%<br />

11


GRANO<br />

DURO<br />

12


Italia<br />

14


PANIFICAZIONE<br />

15%<br />

UTILIZZO DEL <strong>FRUMENTO</strong> DURO<br />

ALTRI USI<br />

5%<br />

80%<br />

PASTIFICAZIONE<br />

16


2008 (ISTAT)<br />

ha 1.526.073, t 5.729.072 ha 695.081, t 3.901.703<br />

17


<strong>FRUMENTO</strong><br />

CLASSIFICAZIONE BOTANICA E ORIGINE<br />

18


2-3 spighette<br />

per ogni nodo<br />

del rachide<br />

Genere<br />

Triticum<br />

(domesticazione<br />

antica, subito dopo<br />

l’orzo)<br />

Tutti i frumenti,<br />

farro incluso<br />

Famiglia delle Graminacee<br />

Sottotribù<br />

Triticinae<br />

Tribù Triticeae<br />

Genere<br />

Secale<br />

(domesticazione<br />

recente)<br />

Sottotribù<br />

Hordeinae<br />

Genere<br />

Hordeum<br />

(probabilmente il<br />

primo cereale<br />

domesticato)<br />

Tribù Aveneae<br />

1 spighetta<br />

per ogni nodo<br />

del rachide<br />

Genere<br />

Avena<br />

(domesticazione molto<br />

recente)<br />

19


CLASSIFICAZIONE BOTANICA DEL<br />

GENERE TRITICUM (1)<br />

• Columella (epoca romana)<br />

Triticum (tipi con rachide flessibile e cariossidi nude)<br />

Zea (tipi a rachide fragile e cariossidi vestite)<br />

• Linneo (1753), sulla base di criteri morfologi descrisse le specie:<br />

T. aestivum (teneri, aristati, primaverili),<br />

T. hybernum (teneri, mutici, invernali),<br />

T. turgidum,<br />

T. spelta,<br />

T. monococcum,<br />

successivamente aggiunse altre due specie (1764, 1781):<br />

T. polonicum,<br />

T. compositum (turgidi ramificati)<br />

20


CLASSIFICAZIONE BOTANICA DEL<br />

GENERE TRITICUM (2)<br />

Schulz (1913), su basi morfologiche intuì una corretta classificazione,<br />

dividendo i frumenti in tre sezioni, corrispondenti ai:<br />

frumenti einkorn ( diploidi)<br />

frumenti emmer ( tetraploidi)<br />

frumenti dinkel ( esaploidi).<br />

Sax (USA) e Sakamura (Giappone) (1918) determinano il numero<br />

cromosomico esatto dei frumenti, rilevando nel genere una serie<br />

poliploide, con numero base (x) uguale a 7 cromosomi. <strong>Ve</strong>nnero così<br />

classificati in<br />

diploidi (2x = 2n = 14 cromosomi)<br />

tetraploidi (4x = 2n = 28 cromosomi)<br />

esaploidi (6x = 2n = 42 cromosomi)<br />

– La poliploidia consiste nella presenza di più di due serie di cromosomi.<br />

<strong>Di</strong>stinguiamo la poliploidia in due categorie:<br />

– Autopoliploidia: gli assetti cromosomici derivano da una singola specie<br />

– Allopoliploidia: gli assetti cromosomici derivano da due o più specie<br />

21


CLASSIFICAZIONE BOTANICA DEL<br />

GENERE TRITICUM (3)<br />

Kihara (1924, 1930, 1931) mediante analisi genomiche<br />

classificò il corredo cromosomico base (genoma) dei<br />

frumenti in:<br />

diploidi (2x = 2n = 14 cromosomi): AA<br />

tetraploidi (4x = 2n = 28 cromosomi): BBAA<br />

esaploidi (6x = 2n = 42 cromosomi): BBAADD,<br />

definendo anche le varie specie progenitrici dei<br />

singoli genomi.<br />

Ulteriori indagini genomiche hanno portato ad una più<br />

precisa classificazione delle specie di Triticum e alle loro<br />

formule genomiche<br />

22


RECENTE CLASSIFICAZIONE<br />

DEL GENERE<br />

TRITICUM<br />

25


• Molte ricerche si sono susseguite per<br />

chiarire le relazioni filogenetiche tra<br />

frumenti coltivati, specie primitive, specie<br />

selvatiche e progenitori dei moderni<br />

frumenti, con risultati a volte<br />

contraddittori.<br />

• Una spiegazione scientifica sull’origine<br />

delle forme coltivate si è avuta attraverso<br />

valutazioni morfologiche, genetiche,<br />

citogenetiche e molecolari, di discendenze<br />

di incroci tra specie selvatiche (diploidi), in<br />

particolare dal grado di appaiamento alla<br />

meiosi dei cromosomi omeologhi.<br />

26


ORIGINE DEI FRUMENTI<br />

COLTIVATI<br />

• I frumenti poliploidi si sono originati mediante<br />

incrocio tra specie diploidi differenti, seguito da<br />

raddoppiamento cromosomico spontaneo.<br />

• I frumenti tetraploidi si sono originati dall’incrocio<br />

tra un frumento diploide (A) e un’altra specie<br />

diploide che ha conferito il genoma B.<br />

• I frumenti esaploidi sono derivati dall’incrocio tra<br />

un frumento tetraploide e un’altra specie diploide<br />

donatrice del genoma D.<br />

• Il citoplasma dei frumenti tetraploidi ed esaploidi<br />

è derivato dalla specie donatrice del genoma B<br />

(genitore ♀).<br />

27


(A)<br />

T.<br />

boeoticum<br />

T.<br />

monococcum<br />

ORIGINE ED EVOLUZIONE DEI TRITICUM<br />

?<br />

T.<br />

speltoides ?<br />

T.<br />

araraticum<br />

T.<br />

timopheevi<br />

T.<br />

zhukovskyi<br />

T.<br />

(AG) (AB)<br />

dicoccoides<br />

(AAG)<br />

T.<br />

urartu<br />

T.<br />

speltoides ?<br />

T.<br />

dicoccum<br />

T.<br />

turgidum<br />

T.<br />

carthlicum<br />

T.<br />

polonicum<br />

T.<br />

durum<br />

T.<br />

tauschii<br />

(A) (S) (D)<br />

(ABD)<br />

T.<br />

sphaerococcum<br />

T.<br />

spelta<br />

T.<br />

macha<br />

T.<br />

compactum<br />

LEGENDA<br />

Selvatico<br />

T.<br />

aestivum<br />

Coltivato, vestito<br />

Coltivato, nudo<br />

<strong>Di</strong>ploide<br />

Tetraploide<br />

Esaploide<br />

28


Specie<br />

SPECIE DIPLOIDI (Triticum spp. 2x)<br />

T. monococcum L.<br />

T. speltoides (Tausch)<br />

T. bicorne Forsk<br />

T. longissimum (Schweinf.<br />

& Muschli in Muschli)<br />

T. searsii (Feldman &<br />

Kislev)<br />

T. tripsacoides (Jaub. &<br />

Spach)<br />

T. tauschii (Coss.)<br />

T. comosum (Sibth. & Sm.)<br />

T. uniaristatum (Vis.)<br />

T. dichasians (Zhuk.)<br />

T. umbellelatum (Zhuk.)<br />

Simbolo<br />

genomico<br />

A<br />

S<br />

S b<br />

S l<br />

S s<br />

Mt<br />

D<br />

M<br />

Un<br />

C<br />

U<br />

Sinonimo<br />

T. boeoticum, T. urartu<br />

Ae. speltoides<br />

Ae. bicornis<br />

Ae. longissima, Ae.<br />

sharonensis<br />

Ae. searsii<br />

Ae. mutica<br />

Ae. squarrosa<br />

Ae. comosa, Ae. heldrechii<br />

Ae. uniaristata<br />

Ae. caudata<br />

Ae. umbellulata<br />

29


T. monococcum<br />

Sinonimi: T. aegilopoides,<br />

T. boeoticum,<br />

T. thaoudar,<br />

T. urartu<br />

Genoma A<br />

30


T. tauschii<br />

Sinonimi: Ae. squarrosa<br />

Genoma D<br />

31


T. speltoides<br />

Sinonimi: Ae. speltoides,<br />

Ae. ligustica,<br />

Ae. speltoides<br />

var. ligustica<br />

Genoma S (B e G)<br />

32


Specie<br />

SPECIE TETRAPLOIDI (Triticum spp. 4x)<br />

Simbolo<br />

genomico<br />

Sinonimo<br />

T. turgidum L. AB T. carthlicum,<br />

T. dicoccoides, T. dicoccon,<br />

T. dicoccum, T. durum,<br />

T. polonicum<br />

T. timopheevii (Zhuk.) AG T. araraticum<br />

T. ventricosum Ces. DUn Aegilops ventricosa<br />

T. crassum (4x) (Boiss.) DM Ae. crassa<br />

T. kotschyi (Boiss.) US Ae. kotschyi, Ae. peregrina,<br />

Ae. variabilis<br />

T. ovatum (L.) UM Ae. ovata<br />

T. triaristatum (4x) (Willd.) UM Ae. triaristata<br />

T. machrochaetum (Schuttl.<br />

& Huet. ex Duval-Jouve)<br />

UM Ae. biuncialis, Ae. lorentii<br />

T. columnare (Zhuk.) UM Ae. columnaris<br />

T. triunciale (L.) UC Ae. triuncialis<br />

T. cylindricum Ces. CD Ae. cylindrica<br />

33


FRUMENTI TETRAPLOIDI<br />

Genoma AB<br />

(da sinistra):<br />

T. turgidum pseudocervinum<br />

T. turgidum<br />

T. polonicum<br />

34


Specie<br />

SPECIE ESAPLOIDI (Triticum spp. 6x)<br />

Simbolo<br />

genomico<br />

Sinonimo<br />

T. zhukovskyi Men. & Er. AAG T. timopheevii var.<br />

zhukovskyi<br />

T. aestivum L. ABD T. compactum, T. macha,<br />

T. sphaerococcum,<br />

T. vasilovii, T. spelta<br />

T. crassum (6x) (Boiss.) DDM Ae. crassa<br />

T. syriacum Bowden DMS Ae. crassa ssp. vavilovii, Ae.<br />

vavilovii<br />

T. juvenale Thell. DMU Ae. juvenalis<br />

T. triaristatum (6x)<br />

(Willd.)<br />

UMUn Ae. triaristata<br />

35


FRUMENTI ESAPLODI<br />

Genoma ABD<br />

(da sinistra):<br />

T. spelta<br />

T. macha<br />

T. sphaerococcum<br />

T. aestivum<br />

36


CENTRO DI ORIGINE DEL<br />

GENERE TRITICUM<br />

37


Monococco selvatico<br />

Monococco coltivato<br />

<strong>Di</strong>cocco selvatico<br />

I FRUMENTI<br />

<strong>Di</strong>cocco coltivato<br />

Farro spelta<br />

Frumento duro<br />

Frumento tenero<br />

una storia lunga circa 10.000 anni<br />

38


Vie di espansione della coltivazione<br />

del frumento<br />

40


CENTRO DI ORIGINE E DIFFUSIONE DEL <strong>FRUMENTO</strong><br />

NEL MONDO<br />

41


Modificazioni avvenute nel frumento<br />

durante le sue tre fasi di coltivazione<br />

I<br />

I. Transizione dalla fase<br />

selvatica a quella<br />

coltivata (i caratteri<br />

più importanti che<br />

hanno conferito<br />

adattabilità alle<br />

condizioni di<br />

coltivazione sono<br />

segnati con un<br />

asterisco)<br />

1* spiga non fragile<br />

2* seme nudo<br />

3* non dormienza del seme<br />

4* uniforme e rapida germinazione<br />

5 pianta eretta<br />

6 aumento delle dimensioni del seme<br />

7 aumento del numero di spighette<br />

per spiga (?)<br />

42


DIFFERENZE TRA<br />

LE SPIGHE DI<br />

<strong>FRUMENTO</strong> SELVATICO<br />

E DOMESTICATO<br />

43


Modificazioni avvenute nel frumento<br />

durante le sue tre fasi di coltivazione<br />

II<br />

II. 10.000 anni di<br />

coltivazione in campi<br />

con più specie (i<br />

caratteri più importanti<br />

che hanno incrementato<br />

la competitività nei<br />

campi polimorfi sono<br />

segnati con un<br />

asterisco)<br />

1*<br />

adattamento a nuove e qualche<br />

volta estreme condizioni<br />

ambientali<br />

2* aumento dell’accestimento<br />

3* aumento dell’altezza<br />

4* sviluppo di una canopy con ampie<br />

foglie orizzontali<br />

5* aumento della competitività<br />

6<br />

7<br />

modificazione dei processi che<br />

controllano le varie fasi<br />

vegetative<br />

aumento del numero di semi per<br />

spighetta<br />

8 riduzione della sgranatura<br />

9 aumento delle caratteristiche<br />

tecnologiche del seme<br />

44


Modificazioni avvenute nel frumento<br />

durante le sue tre fasi di coltivazione<br />

III<br />

III. Coltivazione in<br />

monocoltura grazie<br />

alle moderne<br />

procedure di selezione<br />

applicate nel secolo<br />

scorso (i caratteri più<br />

importanti che hanno<br />

ridotto competitività in<br />

coltivazioni non<br />

allettate sono segnati<br />

con un asterisco)<br />

1* aumento della produzione in<br />

coltivazioni dense; riduzione della<br />

competizione intragenotipica<br />

2* canopy con foglie erette<br />

3 riduzione dell’altezza<br />

4* aumento della risposta ai<br />

fertilizzanti ed ai prodotti chimici<br />

5 aumento della resistenza alla<br />

sgranatura<br />

6 aumento delle resistenze alle<br />

avversità biotiche<br />

7 resistenza all’allettamento<br />

8 incremento dell’harvest index<br />

9 incremento dell’attitudine<br />

panificatoria<br />

45


Caratteri modificati e caratteri rimasti<br />

immutati nel frumento coltivato<br />

Caratteri modificati Caratteri immutati<br />

Altezza della pianta (aumento e poi<br />

decremento)<br />

<strong>Di</strong>mensione delle foglie (aumento)<br />

Superficie foglie bandiera<br />

(incremento)<br />

Senescenza foglie bandiera<br />

(ritardata)<br />

<strong>Di</strong>mensione dei sistemi vascolari<br />

della spiga (incremento)<br />

Data di fioritura (ritardata)<br />

Durata del periodo di assimilazione e<br />

traslocazione nella granella<br />

(incremento)<br />

<strong>Di</strong>mensione seme (incremento)<br />

Fertilità di spiga (incremento)<br />

Harvest index (incremento)<br />

Biomassa<br />

Intensità dell’attività fotosintetica<br />

Rapporto fra fotosintesi e<br />

fotorespirazione<br />

46


Variabilità nel Genere TRITICUM<br />

Specie<br />

Corredo<br />

cromosomico<br />

diploidi 2n=2x=14<br />

tetraploidi 2n=4x=28<br />

esaploidi 2n=6x=42<br />

La variabilità genetica<br />

(morfologica ed ecologica) è più<br />

ampia nelle specie poliploidi<br />

rispetto ai diploidi.<br />

Conseguentemente i poliploidi<br />

mostrano un’ampia gamma di<br />

flessibilità genetica e si sono<br />

adattati ad una grande variabilità<br />

di ambienti.<br />

47


Struttura genetica dei frumenti<br />

(1)<br />

• Nell’evoluzione delle piante coltivate, la<br />

poliploidia ha svolto un ruolo importante in<br />

quanto ha aumentato le possibilità di<br />

adattamento ad un ampio spettro di<br />

ambienti e la sopravvivenza in condizioni<br />

climatiche instabili.<br />

• Normalmente l’ibrido interspecifico è sterile<br />

ma, raramente, a seguito di errori che causano il<br />

raddoppiamento del numero dei cromosomi<br />

durante le divisioni cellulari, l’ibrido diventa fertile<br />

dando origine ad una nuova specie che contiene<br />

l’informazione genetica dei due progenitori.<br />

• Nell’evoluzione dei frumenti ciò è avvenuto<br />

parecchie volte con la formazione di diverse<br />

nuove specie. Alcune di queste sono state<br />

coltivate per migliaia di anni e poi abbandonate,<br />

48<br />

altre sono tuttora coltivate.


Struttura genetica dei frumenti<br />

(2)<br />

• Il patrimonio genetico del frumento (tenero) è<br />

estremamente complesso (35 volte più grande<br />

di quello del riso e 6 volte più grande di quello<br />

dell’uomo) (150000 geni e oltre 16 milioni di<br />

coppie di basi).<br />

• Ogni gene è presente, nei tetra- ed esaploidi, in<br />

più coppie di cromosomi, appartenenti a 2 o 3<br />

genomi che nel corso della storia evolutiva hanno<br />

contribuito a costituire queste specie allopoliploidi<br />

coltivate.<br />

• I cromosomi omeologhi possiedono alcuni geni<br />

con effetto fenotipico simile e hanno un alto<br />

livello di identità funzionale. Tuttavia essi non si<br />

appaiano tra loro in meiosi come avviene invece<br />

per i cromosomi omologhi<br />

49


Struttura genetica dei frumenti<br />

(3)<br />

• Il 75% del patrimonio genetico è costituito<br />

da DNA ripetitivo apparentemente privo di<br />

funzioni, a dimostrazione del fatto che il<br />

frumento ha avuto una complessa storia<br />

evolutiva, in cui i diversi componenti del<br />

patrimonio genetico hanno raggiunto una<br />

espressione più efficiente.<br />

• I cromosomi del genoma B sono i più<br />

lunghi, quelli del genoma A hanno una<br />

lunghezza intermedia e quelli del genoma<br />

D sono i più corti.<br />

50


Variabilità e poliploidia (1)<br />

• Darwin (1868) prendendo in esame i frumenti<br />

avanzò l’interrogativo sul come, in così breve<br />

tempo (circa 10.000 anni) si sia originata<br />

l’enorme variabilità morfologica, fisiologica ed<br />

ecologica attualmente presente nel genere<br />

Triticum.<br />

• L’analisi comparata della variabilità presente ai<br />

diversi livelli di ploidia ha dimostrato che<br />

l’allopoliploidia ha avuto un’enorme importanza.<br />

Infatti la variabilità e la distribuzione<br />

geografica dei diploidi risulta più modesta<br />

rispetto a quella dei tetra- ed esaploidi.<br />

• La struttura poliploide conferisce ad un<br />

organismo un “potere tampone” notevole nei<br />

confronti di eventuali mutazioni o ricombinazioni<br />

che invece risultano deleterie se presenti a<br />

livello diploide.<br />

51


Variabilità e poliploidia (2)<br />

• I poliploidi hanno modalità evolutive, mediante<br />

mutazioni, che, in larga misura, sono negate ai<br />

diploidi.<br />

• Secondo Vavilov (1935) la variabilità dei<br />

tetraploidi è simile a quella degli esaploidi.<br />

• Va comunque distinta la variabilità in atto da<br />

quella potenziale: la prima è probabilmente<br />

maggiore nei tetraploidi, di sintesi più antica; la<br />

seconda probabilmente negli esaploidi, a causa<br />

del più alto grado di ploidia.<br />

52


<strong>FRUMENTO</strong><br />

CARATTERI MORFOLOGICI DELLA PIANTA<br />

53


MORFOLOGIA E ANATOMIA<br />

GRANDE VARIABILITÀ<br />

MORFO-FISIOLOGICA<br />

54


RADICI<br />

L’apparato radicale, fascicolato, è formato<br />

EMBRIONALI O SEMINALI O DEL GERMOGLIO<br />

AVVENTIZIE O DELLA CORONA DAI NODI BASALI<br />

PIANO DI ACCESTIMENTO<br />

CARIOSSIDE E RADICI EMBRIONALI<br />

55


RADICI<br />

EMBRIONALI O SEMINALI O DEL GERMOGLIO<br />

Formato da 5-7 radici primarie o embrionali, che derivano dalla cariosside e<br />

nutrono la pianta fino alla 3° foglia; nella cariosside sono protette dalla<br />

coleoriza.<br />

QUANTITATIVAMENTE MODESTE RISPETTO AL TOTALE,<br />

POSSONO RESTARE FUNZIONANTI PER TUTTO IL CICLO<br />

56


RADICI<br />

AVVENTIZIE O DELLA CORONA<br />

Radici secondarie o avventizie, si originano dai nodi basali, compresi quelli dei<br />

culmi di accestimento, successivamente alle primarie e rappresentano la parte<br />

preponderante dell’apparato radicale.<br />

INIZIO DELLO SVILUPPO: 3 SETTIMANE DOPO L'EMERGENZA,<br />

ACCRESCIMENTO RAPIDO IN CORRISPONDENZA DELLA LEVATA<br />

57


RADICI<br />

AVVENTIZIE O DELLA CORONA<br />

LA MASSA RADICALE ESPLORA UN<br />

DIAMETRO DI 15-25 cm E UNA<br />

PROFONDITÀ MEDIA DI 60-90 cm.<br />

LA MAGGIOR PARTE SI TROVA<br />

NELLO STRATO ATTIVO (30-40 cm)<br />

RAMIFICAZIONI E PROFONDITÀ<br />

DIPENDONO DA:<br />

SPECIE E VARIETÀ<br />

TIPO DI TERRENO<br />

UMIDITÀ - AERAZIONE - FERTILITÀ'<br />

58


PORTAMENTO DEL CESPO<br />

prostrato semiprostrato intermedio semieretto eretto<br />

59


FUSTO o CULMO<br />

Cilindrico, cavo o pieno di midollo. Formato da 5-8<br />

internodi; altezza 70-100 cm (nelle vecchie varietà,<br />

fino a 180-220 cm); piuttosto elastico. Il culmo è in<br />

grado di erigersi quando, per diversi fattori, va<br />

incontro ad allettamento; questo fenomeno è detto<br />

ginocchiatura ed è dovuta all’accumulo, nelle parti a<br />

terra, di auxine che stimolano la proliferazione di<br />

cellule meristematiche presenti ai nodi.<br />

60


FOGLIE<br />

Da 5 a 8, alterne.<br />

In alcune varietà le foglie sono ricoperte da un sottile strato ceroso<br />

(glaucescenza).<br />

SI DISTINGUONO:<br />

LAMINA: LINEARE PARALLELINERVIA, CON STOMI NELLE DUE PAGINE<br />

GUAINA: AVVOLGE IL CULMO<br />

LIGULA: MEMBRANACEA, SOTTILE, INCOLORE,<br />

FAVORISCE LA PIEGATURA DELLA LAMINA E EVITA LA<br />

PENETRAZIONE DELL'ACQUA NELLA GUAINA<br />

AURICOLE: PELOSE, A FORMA DI FALCE, DI COLORE VERDE CHIARO<br />

62


DIFFERENZE FRA <strong>FRUMENTO</strong>, AVENA, ORZO E SEGALE<br />

ligula<br />

auricole<br />

frumento avena orzo segale<br />

ligula corta<br />

auricole larghe<br />

e pelose<br />

ligula dentata<br />

ovale e corta<br />

assenza di auricole<br />

ligula allungata<br />

auricole lunghe<br />

ligula e<br />

auricole corte<br />

RICONOSCIMENTO DEI CEREALI A PAGLIA ALLO STATO ERBACEO<br />

63


FOGLIE<br />

PRIMA FOGLIA: COLEOPTILE; CILINDRICO, CAVO, RACCHIUDE LA<br />

PLANTULA CON 2-3 FOGLIE, SENZA LAMINA, CON UNA<br />

PICCOLA APERTURA IN ALTO (PORO) POSTA SUL LATO<br />

OPPOSTO ALLO SCUTELLO.<br />

LA LUNGHEZZA È INFLUENZATA DALLA PROFONDITÀ DI<br />

SEMINA.<br />

PRIMA FOGLIA VERA: PIUMETTA; PERFORA IL COLEOPTILE E INIZIA<br />

LA FOTOSINTESI.<br />

ULTIMA FOGLIA: detta “a bandiera”, è importante per il riempimento<br />

delle cariossidi.<br />

64


monococcum (2x)<br />

dicoccoides (4x)<br />

dicoccum (4x)<br />

timopheevi (4x)<br />

macha (6x)<br />

INFIORESCENZA o SPIGA<br />

Spiga formata da una asse (rachide) a zig-zag con internodi e nodi<br />

nei quali si inseriscono le spighette (20-25/spiga), sessili, solitarie;<br />

in alcuni frumenti il rachide si rompe alla trebbiatura e frammenti<br />

restano attaccati inferiormente (T. dicoccoides, T. monococcum, T.<br />

dicoccum, T. timopheevi, T. macha), o lateralmente (T. spelta, T.<br />

vavilovi).<br />

spelta (6x)<br />

vavilovi (6x)<br />

turgidum (4x)<br />

persicum (4x)<br />

polonicum (4x)<br />

durum (4x)<br />

sphaerococcum (6x)<br />

compactum (6x)<br />

aestivum (6x)<br />

65


SPIGHETTA<br />

La rachilla è un breve asse alla base del quale sono inserite 2 glume (molto<br />

sviluppate in T. polonicum) con carena prominente in T. durum, con carena<br />

solo nella metà superiore in T. aestivum. Ogni spighetta porta 5-7 fiori, 3-4<br />

fertili; fiori ermafroditi: androceo con 3 stami; gineceo con 2 stimmi piumosi,<br />

ricurvi, ovario supero monocarpellare alla base del quale si trovano 2 lodicole<br />

che all’antesi rigonfiandosi divaricano le glumette consentendo la fuoriuscita<br />

delle antere.<br />

66


FIORE<br />

RACCHIUSO FRA DUE BRATTEE: GLUMETTE<br />

lemma: inferiore o esterna, con 9-15 nervature nel T.durum; aristata o no (frumenti<br />

aristati o mutici), con reste lunghe fino a 20 cm e di diversi colori;<br />

palea: superiore o interna, chiude come un coperchio la lemma (sottile, biancastra,<br />

spesso ciliata).<br />

LEMMA<br />

(ASPETTO SIMILE ALLE GLUME)<br />

ARISTATA MUCRONATA<br />

RESTA<br />

67


FIORE<br />

ERMAFRODITA - A STRUTTURA SEMPLICE<br />

fiore<br />

glumette<br />

stimmi piumosi<br />

lodicole<br />

peduncolo fiorale<br />

filamento<br />

antera bilobata<br />

asse della spiga<br />

ovario<br />

stame<br />

ALLA FIORITURA FUORIESCONO<br />

IN PARTE<br />

SI RIGONFIANO DOPO LA FIORITURA<br />

E CONSENTONO L'APERTURA<br />

DELLE GLUMETTE<br />

SI ALLUNGANO VERSO L'ESTERNO<br />

DOPO LA DEISCENZA DEL POLLINE<br />

POLLINE, FORMA OVOIDALE , CON<br />

UN SOLO PORO GERMINATIVO E 3<br />

NUCLEI<br />

NELLA SPIGHETTA 1 O PIÙ FIORI SONO<br />

IMPERFETTI: OVARIO ACCENNATO,<br />

ANTERE SENZA POLLINE<br />

68


Fioritura cleistogama<br />

69


COLORE: CHIARO O ROSSO-BRUNASTRO<br />

FORMA:<br />

CARIOSSIDE<br />

La cariosside (frutto secco<br />

indeiscente) può essere vestita (se<br />

restano le glume addossate) o<br />

nuda; nella parte opposta a quella<br />

dell’embrione porta un ciuffo di<br />

peli; la parte dorsale è più o meno<br />

convessa, quella ventrale presenta<br />

un solco che si approfondisce fino<br />

a circa la metà della sezione<br />

trasversale del granello).<br />

CONSISTENZA: FARINOSA (T. aestivum) O VITREA (T. durum)<br />

ELITTICA; OBLUNGA; ARROTONDATA; FUSIFORME; OVALE<br />

DIMENSIONE: PESO 30-55 mg<br />

VARIETÀ<br />

TENERO<br />

DURO<br />

30-40 mg<br />

30-55 mg<br />

VARIA<br />

AMBIENTE<br />

POSIZIONE NELLA SPIGA<br />

POSIZIONE NELLA SPIGHETTA<br />

71


Peli<br />

72


ALEURONE: 1° STRATO DI CELLULE PARENCHIMATICHE, POLIEDRICHE SENZA<br />

SPAZI INTERCELLULARI, RICCO DI PROTEINE ENZIMATICHE.<br />

ENDOSPERMA: CELLULE RICCHE DI GRANULI DI AMIDO (70%), IMMERSE IN UNA<br />

MATRICE PROTEICA (7-15%). PUÒ APPARIRE:<br />

AMBRACEO, CORNEO, VITROSO, FARINOSO, CON ZONE<br />

CONTIGUE DI COLORE DIVERSO.<br />

73


PESO ETTOLITRICO<br />

70 kg/hL CATTIVO<br />

80 "<br />

BUONO<br />

DIPENDE:<br />

DALL'UMIDITÀ<br />

DALLA TECNICA COLTURALE ED IN PARTICOLARE<br />

DALLA NUTRIZIONE DURANTE LA MATURAZIONE<br />

DALLA DURATA DELLA GRANIGIONE<br />

PER ESSERE COMMERCIALIZZATO DEVE >75 kg/hL<br />

74


<strong>FRUMENTO</strong><br />

FASI VEGETATIVE E RIPRODUTTIVE<br />

77


1 Germinazione<br />

2 Sviluppo plantula<br />

3 Accestimento<br />

<strong>FRUMENTO</strong>: CICLO<br />

viraggio<br />

4 Levata<br />

botticella<br />

5 Spigatura<br />

6 Fioritura<br />

FASE VEGETATIVA I FASE RIPRODUTTIVA<br />

7 Maturazione<br />

78


IL SEME DEVE ASSORBIRE UN 35-40% DI ACQUA PER POTER GERMINARE<br />

79


GERMINAZIONE 1° FOGLIA 3° FOGLIA<br />

EMERGENZA<br />

10-15 gg 15-20 gg<br />

1) UN TERRENO AERATO E<br />

MODERATAMENTE UMIDO<br />

PERMETTE LA GERMINAZIONE. LA<br />

TEMPERATURA OPPORTUNA<br />

ACCELERA L’EMERGENZA.<br />

PERIODO VEGETATIVO I<br />

PREACCESTIMENTO<br />

2) LA BUONA NUTRIZIONE MINERALE ED<br />

ORGANICA FAVORISCE IL RADICAMENTO.<br />

80


PERIODO VEGETATIVO 1°<br />

GERMINAZIONE<br />

LA COLEORIZZA PROTEGGE LA<br />

RADICHETTA ED E' RAPIDAMENTE<br />

ATTRAVERSATA DALLE 5 RADICI<br />

PRIMARIE CHE NUTRIRANNO LA<br />

PIANTA FINO ALLO STADIO DI 3° FOGLIA<br />

LE PRIME FOGLIE PARTONO DALLA<br />

GEMMA TERMINALE POSTA SUL<br />

SECONDO INTERNODO<br />

COLEOPTILE<br />

1° FOGLIA<br />

2° FOGLIA<br />

APICE VEGETATIVO<br />

PARETE DELLA GRANELLA<br />

RESTO DEL COTILEDONE<br />

RADICE PRIMARIA<br />

EMERGENZA<br />

STADIO 1° FG.<br />

81


PERIODO VEGETATIVO II<br />

1° FOGLIA<br />

3° FOGLIA<br />

2 cm<br />

FUTURO PIANO DI<br />

ACCESTIMENTO , IN<br />

QUESTO STADIO APPARE<br />

UN RIGONFIAMENTO<br />

ALL'ASCELLA DELLE<br />

PRIME FOGLIE APPAIONO<br />

DELLE GEMME ASCELLARI<br />

DA CUI NASCONO I TALLI<br />

GEMMA<br />

ASCELLARE<br />

1° TALLO<br />

2° FOGLIA<br />

RESTO DEL COLEOPTTILE<br />

RIZOMA , È COSTITUITO DALLO<br />

ALLUNGAMENTO DEL 2° INTER-<br />

NODO DEL CULMO<br />

GEMMA TERMINALE<br />

2° TALLO<br />

82


PREACCESTIMENTO<br />

PERIODO VEGETATIVO II<br />

4° FOGLIA<br />

3) LA RESISTENZA AL GELO È MASSIMA<br />

ALLO STADIO 4° FOGLIA. LE RADICI<br />

SECONDARIE SONO BEN SVILUPPATE<br />

INIZIO ACCESTIMENTO<br />

20-40 gg<br />

STADIO A<br />

4) IL RAGGIUNGIMENTO DELLO STADIO A<br />

DIPENDE DALLA TEMPERATURA, DALLA<br />

DATA DI SEMINA, DALL’AMBIENTE E<br />

DALLA PRECOCITÀ VARIETALE.<br />

83


ACCESTIMENTO<br />

84


L’accestimento dipende da molteplici fattori, tra cui la<br />

varietà, la precocità (effetto positivo), le dimensioni del<br />

seme (effetto positivo), la profondità di semina (effetto<br />

negativo), la densità delle piante (effetto negativo), la<br />

dotazione in elementi nutritivi del terreno, soprattutto in<br />

azoto (effetto positivo), la temperatura (effetto negativo<br />

con temperature elevate).<br />

Un accestimento estremo è da evitare, poiché questo<br />

comporterebbe una scalarità di fioritura protratta nel<br />

tempo a causa della dominanza del germoglio primario sui<br />

germogli di accestimento primario, e di questi sui<br />

germogli di accestimento secondario.<br />

85


PERIODO RIPRODUTTIVO. FINE STADIO A<br />

5) L'APICE CESSA DI FORMARE DEGLI ABBOZZI DI<br />

FOGLIE: SI ALLUNGA, ASSUME FORMA CILINDRICA<br />

E SI SEGMENTA. È L'ABOZZO DELLE FUTURE SPIGHETTE<br />

TAGLIO DEL CULMO AL<br />

DI SOTTO DEL PIANO DI<br />

ACCESTIMENTO<br />

RIGHE PARALLELE<br />

ABOZZI DELLE<br />

SPIGHETTE<br />

ABBOZZI<br />

DELLE FOGLIE<br />

I NODI E GLI INTERNODI<br />

APPAIONO SOTTO<br />

FORMA DI STRISCE<br />

CHIARE E SCURE<br />

86


PERIODO RIPRODUTTIVO I<br />

STADIO A<br />

PIENO ACCESTIMENTO<br />

15-25 gg<br />

INIZIAZIONE FIORALE<br />

VIRAGGIO<br />

STADIO B<br />

LEVATA<br />

25-30 gg<br />

6) L’INIZIO DELLO STADIO B DIPENDE DAL FOTO- E DAL TERMOPERIODO<br />

(VERNALIZZAZIONE).<br />

STADIO C<br />

87


SPIGATURA<br />

BOTTICELLA<br />

PERIODO RIPRODUTTIVO II<br />

FIORITURA<br />

FECONDAZIONE<br />

15-20 gg<br />

MOLTIPLICAZIONE<br />

CELLULARE<br />

INGROSSAMENTO<br />

DELLA GRANELLA<br />

FINE INGROSSAMENTO<br />

MATURAZIONE LATTEA<br />

CEROSA<br />

FISIOLOGICA<br />

8-10 gg<br />

20-25 gg<br />

PERIODO<br />

CRITICO<br />

PER LO<br />

STRIMINZIMENTO<br />

MATURAZION<br />

RACCOLTA<br />

7) SE L'EVAPOTRASPIRAZIONE DIVENTA SUPERIORE ALL'ASSORBIMENTO<br />

D'ACQUA, LA MIGRAZIONE DELLE RISERVE DELLE FOGLIE NON AVVIENE.<br />

SI HA STRIMINZIMENTO DELLA GRANELLA<br />

88


1/5<br />

CICLO DI GRANIGIONE (DA FIORITURA A DISSECCAMENTO<br />

DELL'APPARATO FOGLIARE) IN VARIETÀ DI <strong>FRUMENTO</strong> TENERO<br />

A CICLO DIFFERENZIATO E NELL'ORZO<br />

ORZO<br />

F. MEDI<br />

F. PRECOCI<br />

0 1 6 gg 3 2 4 8<br />

68<br />

1/6<br />

F. TARDIVI<br />

Anno 2<br />

Anno 1<br />

1/7<br />

90

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