Studio sui semi : le colture. ITAS Stanga Cremona Laboratorio Produzioni Vegetali

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1 Studio sui semi : le colture

2 COLZA (Brassica napus oleifera) Famiglia : Crucifere Parte utilizzata : seme. Coltivato fin dal Medio evo per produrre olio per lampade è stato poi coltivato per produrre foraggio invernale per il bestiame. Oggi il Colza è ritornato ad essere coltivato come pianta oleaginosa. L olio prodotto dai semi è utilizzato a livello alimentare e come combustibile per i motori biodiesel. La semina è autunnale. Pianta annuale, radice fittonante, fusto eretto alto fino a 1.50 metri. Foglie basali disposte a rosetta, tipicamente carnose come in tutte le Brassicacee. Le foglie del fusto sono a forma irregolare e più o meno amplessicauli (senza piccioli e avvolgenti parzialmente il fusto). L infiorescenza,lunga anche cm, è a fioritura scalare. I fiori, con quattro petali a croce (da cui il nome Crucifere), riempiono di un bel colore giallo i campi coltivati a colza in primavera. Il frutto è una siliqua (simile al bacello), deiscente, che contiene dai 14 ai 40 semi, secondo la varietà. La deiscenza della siliqua è particolare : essa si apre a partire dal picciolo restando attaccata alla pianta attraverso il setto centrale, mentre i semi cadono.

3 COLZA (Brassica napus oleifera) Fiore giallo del Colza con petali a croce. Infiorescenza in piena fioritura, infiorescenza con silique immature. Foglie della rosetta basale e foglie amplessicauli del fusto. Siliqua matura chiusa, siliqua matura aperta con in semi. Notare il setto centrale che resta attaccato al fusto.

4 LINO (Linum usitatissimum) Famiglia : Linacee Parte utilizzata : seme, pianta intera. La pianta del Lino è coltivata per la sua fibra fin dall antichità, come lo dimostrano anche le bende utilizzate dagli Egizi per l imbalsamazione. I pittori conoscono bene l olio dei semi di Lino, necessario per le vernici. Fibre artificiali e solventi sintetici oggi ne hanno fortemente limitata la coltivazione. Le varietà da fibra sono originarie del bacino del Mediterraneo, le varietà da olio sono originarie della penisola indiana Oggi l olio di Lino viene prodotto per l elevato contenuto di Omega3 da indirizzare all industria alimentare e farmaceutica. La coltura può essere seminata in autunno o in primavera secondo la varietà, la raccolta è tra Giugno e Luglio. La pianta ha portamento eretto, è alta mediamente un metro, ha foglie piccole, lanceolate, sessili (senza picciolo). I fiori sono per lo più solitari, azzurri, a 5 petali. La produzione di seme è di circa 20 q/ettaro, la produzione di steli è di circa 60 q/ettaro.

5 LINO (Linum usitatissimum) Dall alto al basso: semi, fiori e capsula del Lino. Coltivazione in pieno campo. Steli maturi con capsule mature contenenti i semi. Steli del Lino parzialmente lavorati per la produzione della preziosa fibra.

6 MAIS (Zea mais) Famiglia : Poacee (Graminacee) Parte utilizzata : pianta intera, cariosside. Originale dell America Centrale. Il Mais selvatico non esiste, pare che l attuale pianta sia derivata per mutazione genetica naturale dal Teosinte, pianta spontanea del Messico. Arrivata in Europa dopo la scoperta dell America si è diffusa unicamente quale pianta per l alimentazione umana. Dagli anni 50, anche grazie all introduzione di varietà ibride, sempre più produttive, il Mais è sempre più utilizzato come alimento zootecnico Il Mais è dotato di una capacità fotosintetica senza eguali grazie alla caratteristica che lo classifica come pianta C4 e di cui parleremo più avanti. Il fusto, alto dai 2 ai 4 m, è un culmo, dotato di nodi ed internodi. Ad ogni nodo è attaccata una foglia, lunga,, lanceolata ed amplessicaule (senza picciolo ed avvolgente il fusto). Il Mais è una pianta monoica dicline, ovvero sulla stessa pianta sono presenti sia i fiori maschili che quelli femminili, separati in due strutture diverse.

7 MAIS (Zea mais) Sulla parte apicale della pianta, chiamata volgarmente «pennacchio» troviamo l organo maschile e, all ascella della 6/7 foglia sotto il pennacchio, troviamo l organo femminile con quella che chiamiamo pannocchia ma che botanicamente è una spiga. La spiga è composta da un asse centrale, il tutolo, sul quale sono inseriti i fiori femminili. Ciascuno di essi fecondato, diventerà una cariosside. Ogni spiga porta dalle 8 alle 20 file con circa 50 cariossidi ciascuna. Ogni fiore femminile è dotato di un lungo stilo (le sete) che fuoriesce dall apice della pannocchia. Quando i fiori maschili presenti sul pennacchio produrranno il polline, questo cadendo sull estremità dello stilo, germinerà e andrà a fecondare l ovulo femminile, generando una cariosside. La spiga e protetta esternamente da foglie modificate in brattee che l avvolgono quasi totalmente. L apparato radicale è potente e profondo, formato da radici vere e proprie e da radici aeree prodotte dal primo/secondo nodo. Il Mais è una pianta macroterma, viene seminata in un periodo variabile dalla metà di marzo a inizio luglio per essere raccolta a fine estate.

8 MAIS (Zea mais) Il ciclo del mais si completa (partendo dall emergenza) dai 90 ai 140 giorni, secondo il ciclo varietale. La produttività in granella può superare le 13 T/ettaro mentre la produttività della pianta intera, per la produzione di trinciato da somministrare ai bovini) raggiunge comodamente le 70 T/ettaro. Esistono diversi gruppi di mais la cui variabilità sta nella morfologia della cariosside, vediamo i principali : Zea mais indentata, il mais comune (1); Z.m. indurata, il mais tipico per produrre polenta (2); Z.m. everta, il mais per pop corn (3); Z.m. saccarata, il mais dolce per gastronomia (4)

9 MAIS (Zea mais) Il Mais, pianta C4 La maggior parte delle piante fissano la CO2 attraverso il ciclo metabolico di Calvin detto anche ciclo C3.Il ciclo di Calvin fa parte del processo di fotosintesi e quindi è intimamente legato al concetto di produttività di una pianta. Nelle piante C3 il processo fotochimico avviene solo nelle cellule del mesofillo fogliare. Nelle piante C4 tale processo non è solo a carico delle cellule del mesofillo ma tra questo e le cellule presenti sui fasci conduttori le cellule della guaina del fascio. Quest ultime contengono un elevato numero di cloroplasti e mitocondri e questo fa sì che le piante C4 abbiano un elevata attività fotosintetica, ben superiore alle piante C3, specialmente in condizioni di forte illuminazione e di temperature elevate. Sono piante C4 il Mais, il Sorgo, la Canna da zucchero.

10 MAIS (Zea mais) Pennacchio Spiga Foglia Nodo Internodo Schema di pianta adulta di mais. Trinciatura della pianta di mais. Raccolta della granella di mais. Qui sopra, spiga di Teosinte, da molti genetisti indicato come il progenitore del mais per naturale mutazione.

11 MAIS (Zea mais) Infiorescenza femminile all emissione degli stili (sete). Infiorescenza maschile prima della fioritura (emissione del polline). Spiga fecondata e prossima alla maturazione (notate le sete di colore scuro, ormai secche). Spiga con sete al momento della fecondazione. Foglie del mais lanceolate e amplessicauli (fascianti il culmo).

12 SOIA (Glycine max) Famiglia : Leguminose Parte utilizzata : il seme. Originaria dell Estremo Oriente dove era coltivata a scopo alimentare, ha poi trovato il suo boom produttivo nelle Americhe. In Europa è sbarcata solo negli anni 80. Pianta tra le più coltivate nelle versioni OGM. E una delle principali fonti di proteine utilizzabili per l alimentazione umana e zootecnica : il seme contiene circa il 40 % di proteine e il 20 % di olio. Non può essere consumata cruda poiché il seme contiene sostanze antinutrizionali che però vengono denaturate con la cottura o tostatura. Fusto eretto, alto circa un metro. Pianta completamente ricoperta di peli. Le foglie sono trifogliate di colore verde intenso. I fiori bianco-violacei danno origine a dei bacelli che contengono mediamente 2-4 semi, generalmente di colore giallo con l ilo di colore scuro (ilo punto di attacco dei semi nel bacello). E una pianta macroterma con un minimo termico di germinazione di 13. Ottimale per lo sviluppo 25. Seminata da metà aprile fino a luglio secondo le varietà, si raccoglie mediamente dopo circa gg. Produzione 4-5 T/ettaro.

13 SOIA (Glicyne max) Semi e bacello maturo della Soia. Fiori posti all ascella delle ramificazioni- Foglie trifogliate e bacelli immaturi. Steli di Soia con bacelli maturi.

14 SOIA (Glicyne max) Le leguminose come la Soia hanno la prerogativa di abbinare la loro vita biologica a quella di particolari batteri. Questi batteri stabiliscono un rapporto di simbiosi con la pianta coltivata alloggiando sulle radici dove producono i ben noti «noduli». Gli Azotobacter, così si chiamano questi batteri, hanno la capacità di assorbire e fissare nel terreno l Azoto atmosferico, elemento fondamentale per la crescita delle piante.

15 FAGIOLO (Phaseolus vulgaris) Famiglia : Leguminose Parte utilizzata : seme, bacello intero (fagioli mangiatutto). Pianta erbacea annuale. Come il Mais, il Fagiolo arriva in Europa dopo la scoperta dell America. A differenza della Soia che ha un utilizzo prevalentemente zootecnico, il Fagiolo, in tutte le sue variabili, è da sempre legato all alimentazione umana. Oltre la Fagiolo comune, le specie maggiormente coltivate sono il P. coccineus (il Fagiolo bianco di Spagna) e il P. lunatus (il Fagiolo di Lima). La pianta ha un portamento determinato (ovvero raggiunge una certa altezza secondo la varietà) o indeterminato (rampicante, ovvero cresce senza limite in funzione delle condizioni pedoclimatiche). Le foglie sono ovoidali, cuoriformi o trifogliate secondo la posizione sulla pianta. Fiore tipico delle papilionacee da bianco a lilla. La fioritura è contemporanea nelle varietà determinate e scalare nelle varietà indeterminate. Il frutto un bacello, bivalve e deiscente (ovvero si apre da solo quando è maturo) è lungo dai 5 ai 20 cm.

16 FAGIOLO (Faseolus vulgare)

17 PISELLO (Pisum sativum) Famiglia : (Papilionacee) Leguminose Il Pisello era coltivato fin dall antichità in una vasta area tra il Caucaso, l Iran e l India. In Europa venne inizialmente utilizzato come coltura miglioratrice, solo successivamente come alimento. Oggi vi sono due specie di Pisello coltivato, il Pisum sativum e il Pisum arvense (quello che per errore è finito nelle bustine al posto del Pisum sativum). Dal punto di vista dell utilizzo il pisello si divide in varietà per consumo fresco, industriale o surgelato. La pianta erbacea, annuale, piuttosto ramificata è alta dai 30 ai 150 cm e si dividono in varietà nane, seminane e rampicanti. Il portamento può essere prostrato o eretto. Le foglie sono composte, con 2,3 o più paia di foglioline ovali con margine liscio. La foglia apicale è sempre trasformata in viticcio. Il punto in cui la foglia si unisce al fusto si chiama «nodo» e l angolo tra fusto e picciolo si chiama «ascella». Alla base dei rami nel pisello si nota una stipola grandi dimensioni, amplessicaule e fotosintetizzante.

18 PISELLO (Pisum sativum) Famiglia : (Papilionacee) Leguminose I fiori sono grandi e bianchi nel P. sativum e rosa scuro nel P. arvense. Il frutto è un bacello, più o meno curvo o dritto, di colore verde o verde/giallo della lunghezza tra i 6 e i 10 cm. I semi sono tra i 4 e i 10 per bacello, di forma rotonda, ovale o leggermente squadrata. Il coloro è variabile dal verde, al giallo al leggero rosa. Viene seminato a fine inverno e raccolto a inizio estate. Fiore bianco di Pisum sativum Fiore rosa di Pisum arvense

19 PISELLO (Pisum sativum) Pianta di Pisello, si notino i cirri o viticci posti all estremità del ramo. Bacello di Pisello, da poco fecondato, con i semi in trasparenza appena abbozzati. Bacello aperto con semi maturi per la raccolta. Grandi stipole amplessicauli e fotosintetizzanti.

20 FRUMENTO (Triticum aestivum) Famiglia (Poacee) Storicamente il Frumento è il sinonimo di cibo per l Europa, come il Riso lo è per l Asia e il Mais per l America. Il Frumento o grano è sicuramente tra i cereali più coltivati al mondo. Le due specie maggiormente coltivate sono il Frumento tenero (Triticum aestivum) con cui si fa il pane e il Frumento duro (Triticum durum) con cui si fa la pasta. La cariosside è di colore bianco o rossiccio a frattura farinosa nel frumento tenero, di colore bianco, rossiccio o ambrata, a frattura vitrea nel frumento duro. È costituita per l'80-84% dall'endosperma, per il 14-17% dagli involucri e per il 2-3% dall'embrione. La pianta è alta tra i 60 e i 100 cm. Il fusto è un culmo con nodi ed internodi. Nel Frumento t. l ultimo internodo è cavo a differenza del Frumento d. dove è pieno. L apparato radicale è fascicolato. Le foglie si originano dai nodi, hanno la guaina avvolgente (amplessicaule), lanceolate, in numero da 5 a 8. L ultima foglia prima della spiga è in genere la più sviluppata eha una forma tipicamente ad angolo retto, è così chiamata foglia a bandiera.

21 FRUMENTO (Triticum aestivum) Famiglia (Poacee) L infiorescenza, comunemente chiamata spiga, ma botanicamente una pannocchia, porta sull asse principale, detto rachide, 18/20 spighette ciascuna delle quali contiene dai 3 agli 8 fiori, ciascun fiore è protetto da due glumette : una superiore «la palea» e una inferiore «la lemma». In molte varietà la lemma presenta un lungo prolungamento sottile e appuntito detta «arista». Il Frumento, in Italia, viene normalmente seminato in autunno e raccolto a fine giugno/inizio luglio. La sua vita fenologica viene divisa in fasi : germinazione, emergenza, accestimento, levata, spigatura, fioritura, maturazione. La fase più interessante è l accestimento. In questa fase la piantina nata da un unico seme tende a produrre altri fusti a partire dal primo nodo (a livello del terreno). Con questa particolarità da un unico seme si possono generare più spighe. La produzione media di un Frumento è tra le 6 e 7 T/ettaro.

22 FRUMENTO (Triticum aestivum) Confronto tra granella di Frumento tenero (in alto) e Frumento duro (in basso) Spiga mutica e spiga aristata. L arista o resta è il prolungamento della lemma.

23 FRUMENTO (Triticum aestivum) Schema di una spighetta di Frumento. Sono visibili tre fiori fertili. Nella foto accanto le antere (il numero 9 nello schema) estroflesse dalle spighette : indicano che la fecondazione è terminata.

24 GRANO SARACENO (Fagopyrum esculentum) Famiglia (Poligonacea) Il Grano saraceno è un cereale, anche se non è una Graminacea come il Frumento o il Mais. Soprattutto nel passato è stato un importante fonte alimentare per l uomo e per il bestiame. Originario dell area posta tra Siberia e Manciuria, arrivò in Europa intorno al 1400 diffondendosi rapidamente. Oggi in Italia è coltivato in alcune aree della provincia di Sondrio e Bolzano. Pianta erbacea, dicotiledone, ha un ciclo produttivo variabile dai 60 ai 100 giorni. Il fusto ramificato è alto circa 1 metro. La radice è fittonante e poco sviluppata. Le foglie di forma cuoriforme sono peduncolate alla base e sessili verso l apice. L infiorescenza è un corimbo. I fiori di colore bianco sono ermafroditi. Il frutto è un piccolo achenio a forma tipicamente triangolare di colore bruno, con un ricco endosperma secondario. La granella di Grano saraceno è ricco delle proteine più nobili tra cui la Lisina. La granella, di colore scuro per la presenza del pericarpo, è usata per la produzione di polenta, focacce, pasta.

25 GRANO SARACENO (Fagopyrum esculentum)