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Università degli Studi di FirenzeUniversità degli Studi di FirenzeDipartimento di Scienze Agronomiche e Gestione delDipartimento di Scienze Agronomiche e Gestione del

Territorio Territorio AgroforestaleAgroforestale

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari

Modulo di

“Agronomia e Coltivazioni Erbacee”(Corso Integrato “Produzioni Vegetali”)

Docente:

Paolo Casini

[email protected]

Tel 055 3288344

Orario Corso AA 2002-2003

Lunedì 12.30 – 13.30 Aula B

Martedì 12.30 – 13.30 Aula B

Programma

Cenni sul concetto di qualità delle produzioni alimentari erbacee

La resa

Fattori della Produzione

Clima e Agricoltura

La Pianta

Tecnica Agronomica e Qualità

Cenni di Agricoltura Biologica

Seminari su: 1. aspetti qualitativi delle piante da radice e da tubero (patata); 2. tecniche di moltiplicazione delle specie erbacee.

Valutazione finale: discussione su lavoro seminariale di gruppo (scritto) e sul corso in generale.

Materiale per lo Studio

Schemi delle lezioni in Aula

Fabbri A., Produzioni Vegetali, Calderini Edagricole 2001.

Giardini L., Agronomia generale ambientale e aziendale. Pàtron Editore 2002.

Bonciarelli F. - Coltivazioni Erbacee da Pieno Campo, Edagricole 1997.

Indice

PREMESSA

1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa

3. I Fattori della Produzione

4. Clima e Agricoltura

5. La Pianta

6. Tecnica Agronomica e Qualità

7. Cenni di Agricoltura Biologica

PREMESSA

La fonte primaria di approvvigionamento alimentare dell’uomo deriva dai prodotti dell’accrescimento delle piante. Quest’ultimi, inoltre, possono essere destinati all’alimentazione del bestiametrasformandosi così in carne, latte ecc.

Più esattamente, si stima che circa circa il 70% dell’alimentazione umana derivi da prodotti vegetali.

Molte specie vegetali sono inoltre utilizzate per la produzione di materia prima da destinare all’industria di trasformazione come ad esempio:

OLII AMIDO PRODOTTI DA FUMO

FIBRE TESSILI LEGNO GOMMA

MEDICINALI COSMETICI

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Premessa1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa

3. Fattori della Produzione


LE PRODUZIONI ALIMENTARI SONO QUELLE PIU’ IMPORTANTIConvenzionalmente vengono suddivise in:

CEREALI DA GRANELLA

RADICI E TUBERI AMILACEI

LEGUMINOSE DA GRANELLA


2. La Resa



Fig.- 1 Produzione dei principali gruppi di piante alimentari espressa in milioni di tonnellate

0

500

1000

1500

2000

2500

1961-65 1976 2000

Cereali

Radici

Leguminose


2. La Resa



Fig. 2 – Ripartizione geografica produzione di cereali (anno 2000)

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

1 2 0 0

C e re ali

A frica

A m erica N . e C .

A m erica M .

A sia

E u ro p a

O cean ia

E x U R S S


2. La Resa



Fig. 3 – Ripartizione geografica della produzione di radici e tuberi (anno 2000)

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

2 5 0

R ad ici e T ub e ri

A frica

A m erica N . e C .

A m erica M .

A sia

E u ro p a

O cean ia

E x U R S S


2. La Resa



Fig. 4 – Ripartizione geografica della produzione di leguminose da granella (anno 2000)

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

L e g um ino se d a g rane lla

A frica

A m erica N . e C .

A m erica M .

A sia

E u ro p a

O cean ia

E x U R S S


2. La Resa



La popolazione mondiale è stata numericamente stabile fino al ‘700. Da allora si è assistito ad un progressivo e rapido aumento fino a giungere agli attuali 6 miliardi.

L’incremento è stato consentito dalla aumentata disponibilità dialimenti.

Le produzioni sono aumentate grazie in seguito a:

INCREMENTO DELLE SUPERFICI COLTIVATE

INCREMENTO DELLE PRODUZIONI UNITARIE

Negli ultimi due secoli l’incremento delle superfici non è stata proporzionale all’aumento della popolazione.

La maggiore disponibilità di alimenti è da attribuire in massimaparte al miglioramento delle rese seguito alla evoluzione della tecnica agronomica.

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2. La Resa



Le specie coltivate sono circa 300 ma quasi tutti gli alimenti sono derivati da solo 24 specie.

L’85% degli alimenti è fornito soltanto da 8 specie e di queste, 3 (FRUMENTO, RISO e MAIS) provvedono al 50% del nostro fabbisogno alimentare.

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Riso (Oryza sativa)


2. La Resa



Tab. 1 – La produzione (anno 2000) delle prime dieci colture a livello mondiale in milioni di tonnellate.

Resa ad ha (t)Prod. TotaleColtura

90110130135160165290580590600

PomodoroPatata dolceZucchero OrzoSoiaManiocaPatataFrumentoRisoMais

-13.4

-2.32.2-

16.02.73.84.3


2. La Resa



Fig. 5 – Incremento della popolazione mondiale.Premessa1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa



Il problema dello sfruttamento delle risorse in seguito all’incremento della popolazione

La concentrazione di popolazioni rurali in certe aree geografiche ha provocato seri problemi per l’agricoltura di sussistenza.

Il sovrappascolamento, la riduzione dei periodi di riposo nelle aree sub-umide, il taglio e la bruciatura di vaste aree di foresta sono le conseguenze più evidenti.

A quanto sopra devono essere aggiunte le difficoltà create da periodiche avversità climatiche come inondazioni e siccità.


2. La Resa



A SINISTRA - Veduta aerea della foresta amazzonica. A DESTRA - Luglio 1996. Quello che apparentemente potrebbe sembrare uno strato di nuvole stratificate è fumo di decine di migliaia di ettari di foresta che sta bruciando.


2. La Resa



Foresta tagliata e bruciata per far posto a colture alimentari di sussistenza.


2. La Resa



Superficie di foresta bruciata pronta per essere utilizzata per le colture alimentari o per pascoli (a sinistra) e coltura di mais in fase di fioritura maschile (a destra).


2. La Resa



Tab. 2 – Incremento delle terre arabili e della popolazione mondiale.

1200020002100

500015001978

250010801920

12006501860

Popolazione(milioni)

Milionidi ha

Anno


2. La Resa




La Qualità può essere definita come “idoneità ad uno scopo”

Aspetto che ha cambiato di importanza nel corso della fine del XX secolo

Le peculiarità qualitative dei prodotti alimentari di origine vegetale sono:

DURATA

RISCHIO PER LA SALUTE

ASPETTI EDONISTICI

ASPETTI SOCIO-CULTURALI


2. La Resa



La valutazione si opera in base ad alcuni aspetti specifici quali:

A. QUALITA’ ALIMENTARE

B. QUALITA’ D’USO O DI SERVIZIO

C. TECNOLOGICI


2. La Resa



A. QUALITA’ ALIMENTAREAttitudine di un alimento a nutrire. E’ una qualità complessa che comprende diverse componenti:

QUALITA’ IGIENICA – requisiti di sicurezza riguardanti la presenza di sostanze tossiche o di patogeni di origine endogena o esogena;

QUALITA’ NUTRIZIONALE – capacità di fornire metaboliti all’organismo in ordine quantitativo e qualitativo;

QUALITA’ EDONISTICA O ORGANOLETTICA – difficile da definire. Caratteristiche che provocano piacere o appetibilità attraverso i sensi.

E’ legata ad aspetti sensoriali e psicologici.


2. La Resa



Fagiolo Zolfino

Lardo diColonnata

Farro della Garfagnana


2. La Resa



B. QUALITA’ D’USO O DI SERVIZIOCaratteri che possono costituire interesse o vantaggio per il consumatore:

CONSERVABILITA’ – in confezione o dopo l’apertura

COMODITA’ DI IMPIEGO – facilità di conservazione ecc.

PREZZO ☺

ASPETTI COMMERCIALI – disponibilità, presentazione, ecc.

ASPETTI REGOLAMENTARI – informazioni su etichette, ecc.


2. La Resa



C. QUALITA’ TECNOLOGICHEQualità d’uso che riguardano più specificatamente gli operatori

della catena alimentare.

ESEMPI:

Idoneità della semola di varietà di frumento duro alla fabbricazione di paste alimentari;

legumi per il confezionamento di precotti;

pomodori per la produzione di pelati;

attitudine alla conservazione in magazzino.


2. La Resa



TUTTAVIA BISOGNA RICORDARE CHE…

La qualità è un aspetto difficile da definire e standardizzare

Spesso è un aspetto soggettivo

Non è una caratteristica statica ma soggetta a modificazioni dovute a molteplici cause quali non ultime le scelte di tipo agronomico

Il marchio di qualità (IGT, DOP, DOC, DOCG…) non garantisce la qualità nel tempo

I tipi di alimenti ottenuti da prodotti vegetali sono molto numerosi ed in continua evoluzione.


2. La Resa



2. La ResaLa Resa è l’espressione più diretta di tutti gli interventi tecnici atti a regolare i fattori naturali nella produzione vegetale (interventi agronomici).

La Resa puo’ essere costituita da prodotti di:

ACCRESCIMENTO VEGETATIVO (es: zucchero)

PRODOTTI DELLA RIPRODUZIONE (es: semi – cariossidi dei cereali, semi di legumi, ecc.)

Si esprime generalmente in quantità di prodotto per unità di superficie:

kg ha-1 oppure t ha-1


2. La Resa



Si possono distinguere due tipi di resa:

RESA BIOLOGICA – l’insieme della biomassa prodotta

RESA ECONOMICA – valore del raccolto

Le parti di pianta che vengono sfruttate per le rese sono diverse. Si possono impiegare i semi, i tuberi e le radici ingrossate, fusti, foglieecc.

Alcune piante possono avere molteplici utilizzazioni sia per l’alimentazione umana che animale.

Le rese devono essere espresse in termini precisi che ne riflettano l’utilità e secondo criteri prestabiliti.


2. La Resa



Esempi:

FORAGGI proteina secca digeribile

CEREALI tonnellate per ettaro di granella al 13% di umidità

OLEAGINOSE tonnellate per ettaro di granella al X% di umidità e X%

di olio

BARBABIETOLA

DA ZUCCHERO tonnellate per ettaro di radici scollettate al 16% di

zucchero

PATATA tonnellate per ettaro di tuberi commerciabili suddivisi

per calibro


2. La Resa



Generalmente, nei sistemi produttivi, si tende a massimizzare le rese spesso in contrasto con alcune caratteristiche qualitative che con il passare degli anni anni sempre di più acquistando importanza.

I notevoli incrementi delle rese di alcuni gruppi di colture come i cereali, sono state in massima parte consentite con l’intensificarsi dei mezzi produttivi e con il miglioramentogenetico.

Oggigiorno prevale l’obiettivo importante di ridurre le variazioni di produzione tra anni e tra località cercando di mantenere un buon livello qualitativo finalizzato all’utilizzazione del prodotto.

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2. La Resa



Fig. 1 – Rese medie di alcune colture in Italia espresse in q per ha.Premessa1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa



3. I Fattori della produzione

I Fattori della produzione si possono suddividere in

NATURALI

ARTIFICIALI.

In Agricoltura ci si occupa della ottimizzazione di quelli artificialimentre, solo in parte, possono essere modificati quelli naturali.


2. La Resa



3.1 Naturali

CLIMA

(radiazione solare, temperatura aria e terreno, idrometeore, vento)

CONDIZIONI TOPOGRAFICHE

(inclinazione, esposizione, quota)

TERRENO

(composizione, tessitura, riserva di acqua, fertilità, contenuto di microrganismi)

LAVORO ANIMALE E UMANO

CONCIMAZIONI ORGANICHE

PIANTE COLTIVATE

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2. La Resa



CONCIMAZIONI MINERALI

CORRETTIVI E AMMENDANTI

MACCHINE

IRRIGAZIONE E DRENAGGIO

SISTEMAZIONI IDRAULICO-AGRARIE

TECNICA AGRONOMICA

DIFESA DALLE AVVERSITA’

CONSERVAZIONE E CONDIZIONAMENTO IN AZIENDA

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2. La Resa



3.2 Artificiali


ELEMENTI CARATTERIZZANTI E FATTORI DEL CLIMA

COME PUO’ ESSERE DEFINITO IL CLIMA?

Insieme dei fenomeni meteorologici di una regione, cioè il decorso caratteristico dell’avvicendamento stagionale in una

visuale di lungo periodo


2. La Resa



RADIAZIONE SOLARE TEMPERATURA IDROMETEORE EVAPOTRASPIRAZIONE VENTO INQUINAMENTO

ELEMENTI CARATTERIZZANTI

Radiazione solare e illuminazione

Temperatura

Idrometeore

Evapotraspirazione

Vento

Inquinamento

FATTORI DEL CLIMA

Latitudine

Altitudine

Esposizione

Distanza da Bacini Acquei

Correnti marine

Venti dominanti

In questa sezione verranno esaminati soltanto gli elementi caratterizzanti del clima e la loro influenza sulle piante

coltivatePremessa1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa




4.1 Radiazione solare e illuminazione

La luce è importante per la vita delle piante in ogni momento del ciclo vegetativo e riproduttivo. Dalla Germinazione fino a poco prima della maturazione.

L’accrescimento vegetativo è direttamente proporzionale alla disponibilità di luce espressa come ENERGIA RADIANTE. Riflessi negativi si possono avere anche sulla qualità del prodotto.

Una eccessiva densità di piante per unità di superficie comportal’ingiallimento delle foglie, l’indebolimento di culmi e steli che potrebbe favorire l’ALLETTAMENTO, la scarsa emissione di ramificazioni, la riduzione dell’allegagione e, in generale, un incremento della COMPETIZIONE anche per altri fattori essenziali come ACQUA ed ELEMENTI NUTRITIVI.

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2. La Resa




Fig. 1 – Bilancio dell’energia solare sulla Terra. La dimensione delle frecce è proporzionale all’intensità delle singole fonti.


2. La Resa




Radiazione solare nel mese di Luglio in Europa Centro-Meridionale

Fig. 2 – Piante di mais a “foglia eretta” (a sinistra) e a “foglia reclinata” (a destra). Esempio di come l’architettura e portamento delle piante possa influenzare l’efficienza dell’intercettazione della luce.

Questa particolare caratteristica è stata resa possibile dal miglioramento genetico. Quest’ultimo, unitamente ad accorgimenti di TECNICA AGRONOMICA, è in grado di razionalizzare lo sfruttamento di alcuni fattori della produzione.

Fotografie


2. La Resa




Andamento fotosintesiPremessa1. Il Concetto di Qualità

2. La Resa




Fig. 3 – Andamento della fotosintesi in foglie di mais reclinate o erette.Premessa


2. La Resa




Le varie specie di piante hanno diversi livelli ottimali di intensità luminosa in presenza dei quali riescono ad esprimersi con le produzioni più elevate.

In relazione a questa caratteristica si distinguono piante

ELIOFILE richiedono elevate quantità di luce.

SCIAFILE soffrono di eccessi luminosi.

L’unica gamma di radiazione utile ai fini della FOTOSINTESI è quella compresa fra 400 e 700 nanometri.

In presenza di radiazioni prevalentemente ROSSE le piante sintetizzano più CARBOIDRATI che non in presenza di radiazioni BLU. Quest’ultime stimolano la sintesi delle proteine, la crescita e la differenziazione degli organi.


2. La Resa




FOTOPERIODISMOSensibilità delle piante alla diversa durata del giorno.

L’esposizione delle diverse specie di piante al giusto fotoperiodo favorisce la loro INDUZIONE A FIORE e quindi la produzione, in questo caso, di seme.

In relazione a questa sensibilità le piante si distinguono in

BREVIDIURNE

LONGIDIURNE

NEUTRODIURNE o FOTOINDIFFERENTI


2. La Resa




BREVIDIURNE

Per fiorire richiedono un periodo di oscurità più lungo della soglia critica e non possono fiorire con illuminazione continua. A questo gruppo appartengono per la maggior parte le specie di origine tropicale e subtropicale:

SOIA BATATA

TABACCO DOLICO

COTONE MAIS

SORGO CRISANTEMO

ANANAS PATATA


2. La Resa




LONGIDIURNE

Induzione a fiore quando il periodo di oscurità supera una certa lunghezza critica. Specie che possono fiorire anche con illuminazione continua. Piante generalmente originarie di latitudini medie o levate:

FRUMENTO FAVA

BARBABIETOLA CIPOLLA

SPINACIO CAROTA

TRIFOGLIO FLEOLO


2. La Resa




NEUTRODIURNE o FOTOINDIFFERENTI

Fioriscono con notti di qualsiasi durata:

GIRASOLE

ZUCCA

POMODORO

Oltre a molte varietà di piante brevidiurne.


2. La Resa




4.2 Temperatura

E’ un altro fattore importante per l’accrescimento e la produzione delle piante agrarie. Direttamente responsabile sulle funzioni di TRASPIRAZIONE, RESPIRAZIONE, FOTOSINTESI e ATTIVITA’ ENZIMATICHE oltre a DIVISIONE e ESTENSIONE CELLULARE.

Sotto la soglia minima propria di ogni specie, le suddette attività non vengono attivate ma, allo stesso tempo, cessano se superano certi valori.

Il superamento delle SOGLIE MINIME E MASSIME possono provocare danni la cui entità è direttamente connessa alla rapidità con cui l’evento si manifesta oltre che alla fase vegetativa in cui si trova la pianta.

Allo stesso modo della luce, è importante l’alternarsi di diversi gradienti di temperatura, cioè il TERMOPERIODO.


2. La Resa




Nella valutazione degli effetti della temperatura sulle piante, è importante prendere in considerazione la temperatura MEDIA ANNUA e la MINIMA TERMICAINVERNALE.

Quest’ultima è il parametro che è in grado di stabilire la distribuzione geografica della maggior parte delle specie coltivate.


2. La Resa




Le esigenze in temperatura variano secondo lo stadio vegetativo della pianta. Ogni specie ha le sue particolari esigenze.

Ad esempio si riportano le temperature minime per il FRUMENTO:

Germinazione 6°C

Fioritura 16°C

Maturazione 20°C


2. La Resa




Altro fattore importante è quello relativo al rapporto tra TEMPERATURA DELL’ARIA e quella del TERRENO.

Per uno stesso periodo, la T. del terreno è sempre diversa da quella dell’aria ed il suo gradiente varia secondo la profondità considerata. Su questo rapporto hanno un’influenza diretta i seguenti fattori:

COLORE DEL TERRENO

ESPOSIZIONE

UMIDITA’

Esempio di variazione giornaliera della

temperatura del suolo a diverse profondità.


2. La Resa




4.3 Idrometeore

Nell’aria vi è sempre una certa quantità di acqua che viene distinta in:

UMIDITA’ ASSOLUTA

Quantità di vapore acqueo nell’unità di volume

UMIDITA’ DI SATURAZIONE

Quantità massima di vapore acqueo che può essere presente nell’aria

UMIDITA’ RELATIVA

Indica in percentuale quanto prossima alla saturazione sia l’aria.


2. La Resa




Oltre ad usufruire di parte dell’umidità atmosferica, le fonti di acqua che le piante utilizzano possono avere diversa origine.

In seguito al raffreddamento dell’umidità contenuta nelle nubi negli strati elevati dell’atmosfera si origina:

RUGIADA

Prodotto della condensazione dell’umidità atmosferica sulle superfici fredde che ha luogo nelle ore più fresche della notte a temperature superiori allo zero;

BRINA

In questo caso l’umidità si condensa sulle superfici fredde a temperature sotto lo zero;


2. La Resa




PIOGGIA

Si forma in conseguenza della riunione delle minutissime goccioline che costituiscono le nubi in gocce grosse e pesanti che cadono al suolo;

GRANDINE

In seguito al rapido passaggio dell’acqua allo stato solido;

NEVE

In seguito al passaggio diretto del vapore allo stato solido per sublimazione a temperature sotto lo zero.

DANNI DA GRANDINE SU MAIS


2. La Resa




I diagrammi umbrotermici di Walter e LiethQuesto tipo di grafici dove, su opportuna scala vengono riportati i dati di pluviometria e temperatura rilevati periodicamente, consentono di valutare in modorapido le principali caratteristiche del clima di una determinata zona.

Le aree in rosso sono i periodi di carenza idrica mentre, quelle in verde di surplus.

Altri esempi


2. La Resa





2. La Resa




4. 4 Evapotraspirazione

L’Evapotraspirazione (ET) rappresenta la somma dell’acqua perduta per evaporazione e per traspirazione.

L’ET dipende da:

- Radiazione solare

- Condizioni atmosferiche

- Dotazione idrica del terreno

- Caratteristiche della vegetazione


2. La Resa




L’ET si distingue in:

ET POTENZIALE (ETP)

misura l’acqua evaporata in un certo periodo di tempo da un terreno coperto di vegetazione fitta, omogenea, in piena attività di sviluppo regolarmente rifornita di acqua che ombreggi completamente il terreno;

ET REALE (ETR)

acqua realmente perduta da una superficie per evaporazione e per traspirazione.

Il suo valore massimo corrisponde all’ETP.


2. La Resa




ETR in coltura di Mias nel mese di

Luglio

4.5 Vento

Altro fattore importante che può influenzare la produzione agricola in alcune zone. Una modesta ventilazione è sempre favorevole alla vegetazione mentre, venti forti e costanti possono provocare gravi danni.

In presenza di venti persistenti la vegetazione viene indotta adesaltare alcuni caratteri di xeromorfici come la riduzione della superficie fogliare, portamento raccolto e compatto, aumento della traspirazione spesso non compensato dall’assorbimento radicale.

In questa situazione, in pratica, vengono a crearsi situazioni di stress idrico.

La difesa dal vento si esegue con le barriere frangivento. Quest’ultime esplicano la loro azione fino a circa 10 volte la loro altezza.

Possono essere VIVE o INERTI.


2. La Resa




L’impiego delle barriere frangivento comporta alcuni inconvenienti:

- sottrazione di terreno alle attività agricole

- competizione

- microclimi

- possibilità di diffusione malattie.

Altro effetto negativo del vento è quello dell’erosione eolica e del’allettamento dei cereali soprattutto di quelli autunno-vernini.


2. La Resa




5.6 Inquinamento

L’attività agricola è soggetta ai problemi dell’inquinamento dell’atmosfera, del terreno e delle acque utilizzate a scopi irrigui.

Per quanto riguarda l’inquinamento dell’atmosfera, non necessariamente può dipendere da fattori antropici ma, si può verificare a seguito di trasporto di sabbia, polvere, ghiaccio, sale o sostanze derivanti da eruzioni vulcaniche etc.

Fra le sostanze tossiche derivate dall’attività dell’uomo che possono essere presenti nell’atmosfera si ricordano:

- anidride solforosa, la più dannosa

- acido fluoridrico, deriva dalla combustione dei carboni fossili e dalle fabbriche di perfosfati

- acido solfidrico

- smog

- perossidasi, acidi e aldeidi, si originano dalla reazione dei prodotti della combustione interna dei motori con l’ozono.


2. La Resa




Le conseguenze dell’inquinamento sono le più varie secondo la natura della sostanza ed il suo sito di accumulo (terra, aria, acqua).

I danni da smog si manifestano per esempio con:

metallizzazione delle foglie,

clorosi, striature etc.

Tre le piante più sensibili si citano erba medica, avena, spinacio

Tra quelle più tollerantifrumento, mais, fagiolo, cavolo.


2. La Resa




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