[Agricoltura - Ita] Agronomia 1P

Universit degli Studi di FirenzeUniversit 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

Luned 12.30 13.30 Aula B

Marted 12.30 13.30 Aula B

Programma

Cenni sul concetto di qualit delle produzioni alimentari erbacee

La resaFattori della ProduzioneClima e AgricolturaLa PiantaTecnica Agronomica e QualitCenni di Agricoltura BiologicaSeminari 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. Ptron Editore 2002.

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

Indice

PREMESSA

1. Il Concetto di Qualit

2. La Resa

3. I Fattori della Produzione

4. Clima e Agricoltura

5. La Pianta

6. Tecnica Agronomica e Qualit

7. Cenni di Agricoltura Biologica

PREMESSA

La fonte primaria di approvvigionamento alimentare delluomo deriva dai prodotti dellaccrescimento delle piante. Questultimi, inoltre, possono essere destinati allalimentazione del bestiametrasformandosi cos in carne, latte ecc.

Pi esattamente, si stima che circa circa il 70% dellalimentazione umana derivi da prodotti vegetali.

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

OLII AMIDO PRODOTTI DA FUMO

FIBRE TESSILI LEGNO GOMMA

MEDICINALI COSMETICI

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Premessa1. Il Concetto di Qualit

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 fricaA m erica N . e C .A m erica M .A siaE u ro p a

O cean iaE 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




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




2. La Resa



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

Lincremento stato consentito dalla aumentata disponibilit dialimenti.

Le produzioni sono aumentate grazie in seguito a:

INCREMENTO DELLE SUPERFICI COLTIVATE INCREMENTO DELLE PRODUZIONI UNITARIENegli ultimi due secoli lincremento delle superfici non stata proporzionale allaumento della popolazione.

La maggiore disponibilit di alimenti 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.

L85% degli alimenti 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 Qualit

2. La Resa



Il problema dello sfruttamento delle risorse in seguito allincremento della popolazione

La concentrazione di popolazioni rurali in certe aree geografiche ha provocato seri problemi per lagricoltura 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 pi evidenti.

A quanto sopra devono essere aggiunte le difficolt create da periodiche avversit climatiche come inondazioni e siccit.


2. La Resa



A SINISTRA - Veduta aerea della foresta amazzonica. A DESTRA - Luglio 1996. Quello che apparentemente potrebbe sembrare uno strato di nuvole stratificate 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 Qualit pu essere definita come idoneit ad uno scopo

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

Le peculiarit 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 DUSO O DI SERVIZIO

C. TECNOLOGICI


2. La Resa



A. QUALITA ALIMENTAREAttitudine di un alimento a nutrire. E una qualit 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 capacit di fornire metaboliti allorganismo in ordine quantitativo e qualitativo;

QUALITA EDONISTICA O ORGANOLETTICA difficile da definire. Caratteristiche che provocano piacere o appetibilit 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 DUSO O DI SERVIZIOCaratteri che possono costituire interesse o vantaggio per il consumatore:

CONSERVABILITA in confezione o dopo lapertura

COMODITA DI IMPIEGO facilit di conservazione ecc.

PREZZO ASPETTI COMMERCIALI disponibilit, presentazione, ecc.

ASPETTI REGOLAMENTARI informazioni su etichette, ecc.


2. La Resa



C. QUALITA TECNOLOGICHEQualit duso che riguardano pi specificatamente gli operatori

della catena alimentare.

ESEMPI:

Idoneit della semola di variet 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 qualit un aspetto difficile da definire e standardizzare

Spesso un aspetto soggettivo

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

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

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


2. La Resa



2. La ResaLa Resa lespressione pi 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 quantit di prodotto per unit di superficie:

kg ha-1 oppure t ha-1


2. La Resa



Si possono distinguere due tipi di resa:

RESA BIOLOGICA linsieme 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 lalimentazione umana che animale.

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


2. La Resa



Esempi:

FORAGGI proteina secca digeribile

CEREALI tonnellate per ettaro di granella al 13% di umidit

OLEAGINOSE tonnellate per ettaro di granella al X% di umidit 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 pi acquistando importanza.

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

Oggigiorno prevale lobiettivo importante di ridurre le variazioni di produzione tra anni e tra localit cercando di mantenere un buon livello qualitativo finalizzato allutilizzazione 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 Qualit

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, fertilit, 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, cio il decorso caratteristico dellavvicendamento 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 Qualit

2. La Resa




4.1 Radiazione solare e illuminazione

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

Laccrescimento vegetativo direttamente proporzionale alla disponibilit di luce espressa come ENERGIA RADIANTE. Riflessi negativi si possono avere anche sulla qualit del prodotto.

Una eccessiva densit di piante per unit di superficie comportalingiallimento delle foglie, lindebolimento di culmi e steli che potrebbe favorire lALLETTAMENTO, la scarsa emissione di ramificazioni, la riduzione dellallegagione 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 dellenergia solare sulla Terra. La dimensione delle frecce proporzionale allintensit 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 larchitettura e portamento delle piante possa influenzare lefficienza dellintercettazione della luce.

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

Fotografie


2. La Resa




Andamento fotosintesiPremessa1. Il Concetto di Qualit

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 intensit luminosa in presenza dei quali riescono ad esprimersi con le produzioni pi elevate.

In relazione a questa caratteristica si distinguono piante

ELIOFILE richiedono elevate quantit di luce.

SCIAFILE soffrono di eccessi luminosi.

Lunica gamma di radiazione utile ai fini della FOTOSINTESI quella compresa fra 400 e 700 nanometri.

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


2. La Resa




FOTOPERIODISMOSensibilit delle piante alla diversa durata del giorno.

Lesposizione 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 sensibilit le piante si distinguono in

BREVIDIURNELONGIDIURNE NEUTRODIURNE o FOTOINDIFFERENTI


2. La Resa




BREVIDIURNE

Per fiorire richiedono un periodo di oscurit pi 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 oscurit 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 variet di piante brevidiurne.


2. La Resa




4.2 Temperatura

E un altro fattore importante per laccrescimento 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 attivit non vengono attivate ma, allo stesso tempo, cessano se superano certi valori.

Il superamento delle SOGLIE MINIME E MASSIME possono provocare danni la cui entit direttamente connessa alla rapidit con cui levento si manifesta oltre che alla fase vegetativa in cui si trova la pianta.

Allo stesso modo della luce, importante lalternarsi di diversi gradienti di temperatura, cio il TERMOPERIODO.


2. La Resa




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

Questultima il parametro che 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 6C

Fioritura 16C

Maturazione 20C


2. La Resa




Altro fattore importante quello relativo al rapporto tra TEMPERATURA DELLARIA e quella del TERRENO.

Per uno stesso periodo, la T. del terreno sempre diversa da quella dellaria ed il suo gradiente varia secondo la profondit considerata. Su questo rapporto hanno uninfluenza diretta i seguenti fattori:

9COLORE DEL TERRENO9ESPOSIZIONE9UMIDITA

Esempio di variazione giornaliera della

temperatura del suolo a diverse profondit.


2. La Resa




4.3 Idrometeore

Nellaria vi sempre una certa quantit di acqua che viene distinta in:

UMIDITA ASSOLUTA

Quantit di vapore acqueo nellunit di volume

UMIDITA DI SATURAZIONE

Quantit massima di vapore acqueo che pu essere presente nellaria

UMIDITA RELATIVA

Indica in percentuale quanto prossima alla saturazione sia laria.


2. La Resa




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

In seguito al raffreddamento dellumidit contenuta nelle nubi negli strati elevati dellatmosfera si origina:

RUGIADA

Prodotto della condensazione dellumidit atmosferica sulle superfici fredde che ha luogo nelle ore pi fresche della notte a temperature superiori allo zero;

BRINA

In questo caso lumidit 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 dellacqua 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

LEvapotraspirazione (ET) rappresenta la somma dellacqua perduta per evaporazione e per traspirazione.

LET dipende da:

- Radiazione solare

- Condizioni atmosferiche

- Dotazione idrica del terreno

- Caratteristiche della vegetazione


2. La Resa




LET si distingue in:

ET POTENZIALE (ETP)

misura lacqua evaporata in un certo periodo di tempo da un terreno coperto di vegetazione fitta, omogenea, in piena attivit 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 allETP.


2. La Resa




ETR in coltura di Mias nel mese di

Luglio

4.5 Vento

Altro fattore importante che pu influenzare la produzione agricola in alcune zone. Una modesta ventilazione 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 dallassorbimento radicale.

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

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

Possono essere VIVE o INERTI.


2. La Resa




Limpiego delle barriere frangivento comporta alcuni inconvenienti:

- sottrazione di terreno alle attivit agricole

- competizione

- microclimi

- possibilit di diffusione malattie.

Altro effetto negativo del vento quello dellerosione eolica e delallettamento dei cereali soprattutto di quelli autunno-vernini.


2. La Resa




5.6 Inquinamento

Lattivit agricola soggetta ai problemi dellinquinamento dellatmosfera, del terreno e delle acque utilizzate a scopi irrigui.

Per quanto riguarda linquinamento dellatmosfera, non necessariamente pu dipendere da fattori antropici ma, si pu verificare a seguito di trasporto di sabbia, polvere, ghiaccio, sale o sostanze derivanti da eruzioni vulcaniche etc.

Fra le sostanze tossiche derivate dallattivit delluomo che possono essere presenti nellatmosfera si ricordano:

- anidride solforosa, la pi 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 lozono.


2. La Resa




Le conseguenze dellinquinamento sono le pi 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 pi sensibili si citano erba medica, avena, spinacio

Tra quelle pi tollerantifrumento, mais, fagiolo, cavolo.


2. La Resa




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