Il Mais LA CARTA D IDENTITÀ CARATTERISTICHE DELLA PIANTA. Save the water. organi Fiorali

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1 Save the water seconda edizione LA CARTA D IDENTITÀ Il Mais Pianta di origine sub-tropicale con un ciclo produttivo di circa 140 giorni, vuole temperature elevate per tutto il suo ciclo vitale (l ideale è C per l accrescimento e 26 C per la fioritura). Usi: alimentare (consumo fresco e farina); alimentazione animali (insilato e granella); energia (biomassa) PERIODO PIÙ CRITICO DAL PUNTO DI VISTA IDRICO: VERSO IL SESSANTESIMO GIORNO, PER RAGGIUNGERE IL SUO APICE IN PRE FIORITURA, FINO ALLA FASE LATTEA Il periodo in cui lo stress idrico è più critico è quello a cavallo della fioritura, quando si può perdere anche il 7,8% di produzione per ogni giorno di carenza di acqua. Il mais (Zea mays L.) è una pianta erbacea annuale della famiglia delle Poaceae, tribù delle Maydeae. Si tratta di uno dei più importanti cereali coltivato al mondo, sia nelle regioni tropicali, sia in quelle temperate del mondo. Scoperto all epoca dell esplorazione delle americhe, la prima, rapida diffusione del mais in Europa si ebbe nel 1600 nelle regioni Balcaniche. Le regioni italiane più intensamente maidicole sono Veneto, Lombardia, Piemonte e Friuli V.G.: da sole forniscono oltre il 75% di tutto il mais prodotto in Italia. CARATTERISTICHE DELLA PIANTA La temperatura minima per avere germinazione e nascite rapide e regolari è di 10 C a 5 cm circa di profondità nel terreno, dove va deposto il seme. Dal coleoptile che, allungandosi, spunta fuori terra si svolge la prima foglia. Le successive sorgono alterne, da ognuno dei nodi soprastanti al primo; dagli stessi nodi basali spuntano le radici avventizie. L apparato radicale giunge facilmente a un metro e oltre di profondità, ma il suo sviluppo e l assorbimento dell acqua e delle sostanze nutritive avvengono prevalentemente nei primi 40 cm. Dopo l emissione della terza o quarta foglia incomincia, con la levata, lo sviluppo completo della pianta che, se le condizioni colturali sono favorevoli, è molto rapido. Il mais delle varietà più coltivate non accestisce; l unica ramificazione normale del fusto è rappresentata dal peduncolo che porta l infiorescenza femminile. I nodi che compongono lo stelo sono pieni, a sezione circolare o ellittica, più grossi degli internodi, anch essi pieni di «midollo». Il parenchima è attraversato da numerosi fasci fibrovascolari e funziona come riserva d acqua e sostanze nutritive. Il numero degli internodi (da 12 a 24 nelle cultivar europee) è legato ai caratteri varietali e all ambiente climatico, soprattutto alla lunghezza del giorno. Le foglie, inserite ai nodi del culmo, hanno disposizione alterna, sono parallelinervie, relativamente larghe (fino a 80 mm) e allungate fino a 0,70-0,80 m, acuminate, glabre nella pagina inferiore e spesso anche nella superiore, un po ondulate, con espansioni falciformi alla base del lembo. Il lembo, nella pagina superiore, presenta dei gruppi di cellule igroscopiche che perdono il loro turgore e si raggrinziscono se la traspirazione è eccessiva, determinando il caratteristico arrotolamento della lamina in periodi di accentuata siccità. organi Fiorali Nel mais i fiori maschili e femminili sono sulla stessa pianta, portati da infiorescenze separate. L infiorescenza maschile (detta pennacchio) è costituito da numerose ramificazioni sulle quali si trovano le spighette; ogni spighetta consta di due fiori con tre stami ciascuno. L infiorescenza femminile (comunemente, ma impropriamente, detta pannocchia) è una spiga ascellare, posta circa a metà altezza della pianta, in genere al 6-7 nodo sotto il pennacchio. Le forme usualmente coltivate sono monospiga. Il MaIs 1/7

2 La spiga è portata da un peduncolo fatto di internodi brevi e nodi assai ravvicinati; ciascun nodo del peduncolo porta una foglia metamorfosata in brattea o spata; il complesso delle brattee, che avvolgono completamente la spiga, forma il cosiddetto cartoccio, avente funzione protettiva. La spiga è costituita da un asse ingrossato detto tutolo sul quale sono inserite le spighette, in genere disposte in file («ranghi») rettilinee regolari, talora spiralate e poco regolari. Il numero di ranghi presenti sulla spiga varia moltissimo nelle innumerevoli forme locali di mais esistenti (da 8 a 24), ma le forme più diffuse nella maiscoltura intensiva ne presentano da 14 a 20. La lunghezza della spiga può variare da meno di 0,1 a oltre 0,2 m e il numero di fiori e di potenziali cariossidi per rango andare da poche decine a 50. Da ciò deriva una elevatissima fecondità potenziale del mais: molte centinaia (fino a 1.000) di potenziali cariossidi per spiga. Fioritura e fecondazione Nel mais la fioritura inizia con la deiscenza del polline dei fiori maschili del pennacchio, seguita poi dopo 2-3 giorni dall emissione degli stigmi nelle infiorescenze femminili. L emissione dei pennacchi si protrae per più giorni. Anche la deiscenza del polline in una infiorescenza dura qualche giorno. Nelle spighe, gli stili (detti sete o barbe) spuntano dalle brattee scalarmente nel corso di una settimana. Gli stigmi, appena compaiono, sono suscettibili di essere fecondati. Maturazione Nei giorni successivi alla fecondazione si ha la rapida formazione dell embrione; successivamente inizia la fase di granigione, caratterizzata da accumulo di amido nell endosperma delle cariossidi in via di formazione. Le cariossidi, dapprima lattiginose, dopo giorni dalla fecondazione divengono consistenti, amidacee, pastose, mentre le brattee più esterne e le foglie più basse cominciano ad ingiallire: è questa la fase di maturazione cerosa, che segna il momento ottimale per la raccolta del mais destinato all insilamento. Procedendo ulteriormente la maturazione, la pianta completa l ingiallimento, mentre la granella diventa sempre più consistente e secca: quando contiene circa il 30-35% d acqua, si trova alla maturazione fisiologica. Durata delle fasi vegetative La velocità con cui il mais compie le fasi del suo sviluppo varia molto con la costituzione genetica e le condizioni climatiche. Il ciclo complessivo «emergenza-maturazione fisiologica» dei mais coltivati in Italia varia da un minimo di 90 giorni a un massimo di 145 giorni. VARIETÀ E MIGLIORAMENTO GENETICO Il miglioramento genetico vegetale ha realizzato nel mais successi superiori che in qualsiasi altra pianta coltivata. Questo grazie alla grande variabilità genetica della specie e alla massa di ricerche di genetica pura e applicata. Gli obiettivi? Produttività Resistenza al freddo e vigore germinativo per consentire l anticipo della semina Resistenza alle malattie fogliari e agli attacchi degli insetti per migliorare la qualità della granella Resistenza agli stress calorici e alla carenza di acqua Miglioramento della qualità. Gli ibridi di mais - Uno spettacolare salto di qualità nel miglioramento genetico del mais fu realizzato con l introduzione degli ibridi, caratterizzati da alte rese ma elevati costi di produzione del seme. In base alla classifica FAO, gli ibridi vengono suddivisi in 9 classi di precocità, contrassegnate con i numeri da 100 a 900 per ordine di precocità decrescente. È importante individuare gli ibridi più adatti in funzione della destinazione d uso del mais, delle condizioni ambientali, delle tecniche di coltivazione e della possibilità di gestire in modo ottimale le fasi di raccolta. Il carattere determinante nella scelta dell ibrido è la precocità. Nell ambiente pedoclimatico della Pianura Padano Veneta, per esempio, solitamente vanno scelti ibridi medio tardivi (classi FAO da 500 a 700) anche se si possono coltivare ibridi più precoci (classi FAO ) che hanno tuttavia una minore potenzialità produttiva ma che allo stesso tempo sono meno esigenti in termini di acqua e nutrienti. Per le colture di mais da foraggio, nelle quali interessata l intera massa della pianta e non solo la granella, e che vengono raccolte prima della maturazione fisiologica (alla maturazione cerosa) si utilizzano solitamente ibridi tardivi di classe FAO 700. Anche in questo caso ci Il Mais 2/7

3 sono ambienti e condizioni di semina, per esempio in successione al loietto oppure in prima semina in centro Italia, che consigliano la scelta di ibridi più precoci di classe 600. Anche nelle classi più precoci (FAO 300, 400 e 500) ci sono ibridi indicati per essere coltivati per la produzione di insilato. PREPARAZIONE TERRENO - CONCIMAZIONE - SEMINA Nella tradizione, la preparazione del terreno per la semina si basava su un lavoro profondo (40-45 cm), da rinnovo, utile soprattutto nel caso di terreni argillosi e di coltura non irrigata per assicurare la costituzione di riserve idriche nel terreno e un profondo sviluppo dell apparato radicale. La lavorazione profonda viene generalmente fatta con aratro rovesciatore. In alternativa si può utilizzare il sistema «a due strati» che consiste nella scarificatura profonda e aratura leggera o ara-ripuntatura. Attualmente la lavorazione prevalente è rappresentata da un aratura superficiale (30-35 cm) che permette l interramento dei residui colturali e dei fertilizzanti, seguita da una lavorazione di affinamento del terreno per preparare il letto di semina. Stanno sempre più affermandosi le tecniche di minima lavorazione motivate dall esigenza di risparmio di carburante e dall evoluzione della meccanizzazione. Il mais svolge il suo ciclo nel periodo primaverile-estivo, avvantaggiandosi della concimazione organica. Base per la definizione della concimazione del mais, come di ogni altra coltura, è la conoscenza degli asporti di nutrienti. Per produrre 100 kg di granella secca si stima che la coltura prelevi, tra la granella e le parti vegetative: azoto: 2,5 kg di cui 1/3 nei residui; fosforo: 1,2 kg di cui 1/3 nei residui; potassio: 2,0 kg di cui 3/4 nei residui. Per una produzione in coltura irrigata di 12 tonnellate per ettaro di granella secca, il mais deve quindi prelevare 300 kg/ha di azoto, 144 kg/ha di anidride fosforica, 240 kg/ha di potassio. FOCUS SEMINA Semina tempestiva Per la coltura in prima semina del mais si consiglia di agire il prima possibile, in base alle condizioni di terreno e clima. A seconda della zona e del caldo, si può seminare prima o dopo! Si può iniziare la semina quando la temperatura del terreno, nello strato tra 5 e 10 cm, si stabilizza su valori di 8 10 C per 4-5 giorni consecutivi Il terreno dev essere sufficientemente umido, ma senza ristagni idrici Le previsioni meteo devono escludere temporali e piogge battenti nei 2-3 giorni successivi alla semina Letto di semina Terreno ben affinato Deporre il seme ad una profondità: 3 5 cm per favorire l emergenza Terreno zolloso Profondità: 6 8 cm per garantire l umidità Terreno asciutto Profondità: 2 4 cm. Il seme non si imbibisce ma rimane a riposo nel terreno in attesa di una pioggia o irrigazione Distanza di semina L investimento ottimale dipende principalmente da tre fattori: Le caratteristiche morfofisiologiche dell ibrido. Il Mais 3/7

4 La spiga fissa e il LAI (Leaf Area Index, ovvero l indice che misura l incremento di superficie fogliare) ridotto consentono di aumentare la densità. la fertilità generale dell ambiente di coltivazione. Con una buona disponibilità nutrizionale che comprenda acqua, azoto e sostanza organica, è possibile incrementare il numero delle piante per metro quadrato. Il tipo di utilizzo della coltura. Nel caso di ibridi da trinciato è consigliato aumentare l investimento della coltura per ottenere più sostanza secca per ettaro. la sfida IDRICa: irrigazione a goccia Ecco una soluzione irrigua concreta ed efficace per un agricoltura sostenibile: l IRRIGAZIONE A GOCCIA! Cosa significa? POCO E SPESSO! VaNTaGGI agronomici dell irrigazione a goccia e della fertirrigazione sul mais aumento della resa (30-50%) anticipo del raccolto -> possibilità di doppio raccolto Migliore qualità della granella, riduzione delle micotossine. Minore compattamento del suolo. Risparmio idrico -> l acqua non viene dispersa per evaporazione o per azione del vento. Risparmio energetico (80%) Possibilità di distribuzione dei nutrienti tramite la fertirrigazione, essendo il mais un grande consumatore di sostanze nutritive. Migliore assimilazione degli elementi nutritivi da parte della pianta e quindi riduzione di fertilizzante in unità / ha. Costi di lavorazione inferiori Minore utilizzo di trattamenti fitosanitari TECNICa a GOCCIa IN ITalIa Le regioni più adatte al mais sono quelle dove in estate le piogge sono frequenti e regolari, in Italia per esempio quelle nord-orientali. Qui l irrigazione è spesso non necessaria. Laddove il regime pluviometrico è di tipo mediterraneo (piogge estive scarse e irregolari o assenti), la produzione di mais senza irrigazione diventa bassa e aleatoria. Le zone in cui si pratica la tecnica a goccia: Piemonte, Veneto, Lombardia, Friuli Venezia Giulia, Emilia Romagna, Toscana Umbria, Lazio, Marche Puglia, Calabria, Sardegna Il MaIs 4/7

5 Esistono varie soluzioni per l irrigazione a goccia del mais, per esempio: Tradizionale con ala gocciolante poggiata/rincalzata In LVS (sistema a basso volume) con ala gocciolante poggiata/rincalzata Tradizionale in subirrigazione (con ala gocciolante interrata) - > Tutte e tre le tecniche consentono la Fertirrigazione La fertirrigazione, a differenza delle tecniche irrigue classiche, consente di gestire razionalmente i nutrienti disponibili nei momenti critici della coltura, con somministrazioni programmate in funzione dei fabbisogni lungo il ciclo colturale primaverile-estivo, attraverso la distribuzione idrica. Il periodo di massimo fabbisogno idrico e nutritivo va dalla prefioritura alla fine della maturazione lattea (tra la 4 a e la 10 a settimana dalla semina). FOCUS fertirrigazione: i principali nutrienti - > azoto, fosforo e potassio. L azoto e il fosforo, fondamentali nelle fasi di levata, sono attivatori della germinazione. Somministrati già nella prima settimana, crescono in quantità nel corso della fertirrigazione. 7 N Azoto P Fosforo Il potassio è importante per l attivazione enzimatica, la regolazione dell apertura stomatica, il mantenimento del turgore cellulare, l attività fotosintetica, i processi energetici. 19 K Potassio Come si fa un piano di irrigazione Da dove si comincia? Gestire in modo corretto la tecnica irrigua significa determinare dapprima il fabbisogno idrico delle colture, poi i volumi irrigui e i turni di adacquamento. Per determinare il fabbisogno idrico, bisogna innanzitutto considerare l evapotraspirazione, ossia l asportazione/perdita di acqua dal terreno per effetto dell evaporazione dovuta all azione del vento e della temperatura (condizioni meteo), sommata all asportazione per traspirazione fogliare della coltura. Occorre fornire tramite l irrigazione il volume d acqua necessario a compensare l evapotraspirato del giorno/dei giorni precedenti, in funzione dello stadio di sviluppo che la pianta sta attraversando. Il clima incide parecchio: in Italia consideriamo almeno tre fasce climatiche Nord-Centro-Sud, ma hanno influenza anche la vicinanza/ distanza dal mare, l esposizione al vento, i microclimi pedemontani, di aree pianeggianti o depresse, il clima di isole o colline, tanto da diversificare l evapotraspirazione anche in zone vicine. Per definire le quantità di acqua da fornire al mais, occorre moltiplicare il coefficiente colturale (che per il mais varia da 0.6 a inizio stagione fino a 1.2 a luglio) per l evapotraspirazione giornaliera. Il consiglio è di lavorare in Bilancio Idrico, ossia tenendo conto delle asportazioni per effetto dell evapotraspirato ma anche dei contributi di tipo meteorico. Questo significa circa 2mm/giorno a maggio, fino ad arrivare a 7 o 8 mm/giorno/ha tra luglio e agosto. In totale, per una stagione irrigua, le quantità d acqua possono variare tra i 150mm/ha per i terreni in aree ad alta pluviometria e tra i 350 ai 450 mm/ha per le aree maggiormente siccitose. SIMULAZIONE Partiamo da Et0 (= Evapotraspirato potenziale medio giornaliero) che può essere calcolato: dai dati agrometeo (tramite Equazione Penman-Monteith) reperibili in rete usando vasche evaporimetriche utilizzando le più moderne centraline meteo. Il Mais 5/7

6 Moltiplicando il valore ottenuto per il coefficiente colturale Kc (che prende in considerazione la specie vegetale coltivata e la copertura del terreno in una determinata fase di sviluppo) si ottiene il consumo d acqua del mais = Ete (evapotraspirazione effettiva). QUINDI: Ete= et0 x kc Come si esprime il reintegro irriguo? Normalmente si parla di millimetri di pioggia persi per evapotraspirazione e/o restituiti con l irrigazione e si assume, per convenzione, di paragonarli alla pluviometria. La grandezza dei millimetri di pluviometria su unità di superficie indica i litri distribuiti per metro quadrato. Pluviometria di 1 mm = 1 litro/ m 2 Supponendo 1 litro ogni metro quadro, possiamo calcolare, proporzionalmente, a quanto corrisponderebbe se considerassimo 1 ettaro (1 ha) = un quadrato di 100 x 100 metri = m m 2 x (1 litro/ m 2 ) = litri Cosa significa? Che per restituire in 1 ora la pluviometria equivalente a 1 mm/ha, ovvero litri/ha, consumiamo 10 metri cubo d acqua in 1 ora. Ricordate: un metro cubo d acqua corrisponde al volume di un cubo di lato 1 metro ovvero dm 3 pari a litri, dato che 1 dm 3 è il volume occupato da 1 litro d acqua. E la capacità di restituzione dell impianto? Dipende dalla distanza tra le ali gocciolanti (D), dalla distanza tra i gocciolatori/erogatori (d), dal numero di ali gocciolanti per fila (n) e dalla portata nominale del singolo gocciolatore/erogatore (q). I millimetri che l impianto irriguo a goccia restituisce sono rappresentati dal rapporto di irrigazione (RI). RI= (q x n) / (D X d) Esempio: se abbiamo 1 ala gocciolante per fila (n=1) alla distanza di 1,5 metri tra le ali gocciolanti, distanza o passo tra i gocciolatori 0,5 m e portata di 2 litri/ora, il nostro rapporto di irrigazione sarà uguale a 2,7 mm/h: RI= (2 l/h x 1) / (1,5 m x 0,5 m) = 2,7 (l/ m 2 )/h ovvero mm/h Nel caso di 1 litro RI= (1 l/h x 1) / (1,5 m x 0,5 m) = 1,333 (l/m 2 )/h ovvero mm/h Per restituire il fabbisogno stimato, per quante ore dobbiamo irrigare? Esempio: se oggi avessimo Et0 = 5 mm e fossimo in fase fenologica di fioritura su mais (con Kc = 1,2) dovremmo restituire: Ete= Et0 x Kc= 5 x 1,2 = 6 mm da restituire Sapendo che il nostro RI= 2,7, sarà sufficiente calcolare 6 / 2,7 = 2,2 ore di irrigazione al giorno per soddisfare il fabbisogno del mais (in caso si irrigazione quotidiana). Quale frequenza di irrigazione? Esempio: se ogni 3 giorni, i valori di Et0 andranno sommati. Quindi, supponendo che siano stati 4, , avremo 15,5 mm da restituire in una irrigazione. Con RI= 2,7 mm/h e Kc in quei giorni di 1,2, allora: Il tempo di irrigazione? Ete= 15,5 x 1,2= 18,6 mm Ete/RI = 18,6 / 2,7= 6,8 ore di irrigazione Il Mais 6/7

7 Considerando che le ore utili di irrigazione sono quelle in cui la pianta è fotosinteticamente attiva (le ore diurne), c è un massimo estivo di ore utili pari a ore. In una giornata possiamo irrigare, con un impianto dotato di quelle caratteristiche idrauliche, almeno 2 settori irrigui. 14 ore / 6,8 ore irrigazione= 2 settori MEsE sde Kc Et0 (mm) Ete (mm) ORE IRRIGaZIONE GIORNO TURNO MEDIO GIORNI RI TURNI a settimana ORE PER settimana Maggio 1 0,30 2,5 0,75 0,58 3 1,3 2 4 Maggio 2 0,40 2,5 1,00 0,77 3 1,3 2 5 Giugno 3 0,60 5,6 3,36 2,58 2 1, Giugno 4 0,70 5,6 3,92 3,02 2 1, Giugno 5 0,80 5,6 4,8 3,45 2 1, Giugno 6 1,00 5,6 5,60 4,31 2 1, luglio 7 1,10 6,3 6,93 5,33 1 1, luglio 8 1,20 6,3 7,56 5,82 1 1, luglio 9 1,10 6,3 6,93 5,33 1 1, luglio 10 1,00 6,3 6,30 4,85 1 1, agosto 11 0,80 5,6 4,48 3,45 2 1, agosto 12 0,70 5,6 3,92 3,02 2 1, agosto 13 0,50 5,6 2,80 2,15 2 1, agosto 14 0,40 5,6 2,24 1,72 2 1, settembre 15 0,30 2,9 0,87 0,67 3 1,3 2 5 settembre 16 0,30 2,9 0,87 0,67 3 1,3 2 5 Come si ricalcola il Volume irriguo in mm da restituire alle colture SDE settimane dopo emergenza. Kc coefficiente colturale Et0 evapotraspirato potenziale medio giornaliero Ete evapotraspirato effettovo medio giornaliero Calcolo del rapporto di irrigazione m litri ora m litri ora/m 2 =mm passo portata distanza tra ali RI 0,5 1,00 1,5 1,3 ZONa GEOGRaFICa aprile MaGGIO GIUGNO luglio agosto settembre OTTOBRE NOVEMBRE es. siracusa 3,34 4,48 6,48 6,72 6,21 4,26 2,75 1,79 ZONa GEOGRaFICa aprile MaGGIO GIUGNO luglio agosto settembre OTTOBRE NOVEMBRE es. aosta 1,2 2,3 2,8 2,9 2,6 1,6 0,9 0,6 Evapotraspirazione cumulata (mm) - Media meteorologica giornaliera nei diversi mesi (da elaborazione RICORDa: per sapere il fabbisogno irriguo, occorre reperire il dato relativo all evapotraspirazione cumulata: sull Osservatorio delle politiche agricole ( nei servizi agrometeo di ogni singola regione sul sito della FAO (dati storici) Il MaIs 7/7