CLASSE: MONOCOTILEDONI ORDINE: POALES FAMIGLIA: GRAMINACEAE

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Matteo Gasparini
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1 CEREALI 1

2 CLASSE: MONOCOTILEDONI ORDINE: POALES FAMIGLIA: GRAMINACEAE 2

3 GRAMINACEE (POACEE): GENERALITÀ Sono tra le piante maggiormente diffuse nel globo; il numero delle specie (9000 e 600 generi) è tra i più elevati, inferiore però a quello delle leguminose e delle composite. A questa famiglia appartiene il gruppo dei cereali, quali frumento, riso, mais, sorgo, miglio, segale, avena, etc., di notevole importanza per l alimentazione umana. Forniscono vari tipi di farine ma vengono utilizzati anche per la produzione di bevande alcoliche o l estrazione di zucchero. Altre specie vengono coltivate per scopi ornamentali. Molte sono le infestanti. Grande importanza anche per l alimentazione zootecnica in quanto forniscono foraggio da taglio, da pascolo, da insilamento e da affienamento. 3

, di notevole importanza per l alimentazione umana. Forniscono vari tipi di farine ma vengono utilizzati anche per la produzione di bevande alcoliche o l estrazione di zucchero.

4 CEREALI I CEREALI COSTITUISCONO UN COMPLESSO DI SPECIE RELATIVAMENTE OMOGENEO DATO CHE DA UN PUNTO DI VISTA BOTANICO APPARTENGONO TUTTI ALLA FAMIGLIA DELLE GRAMINACEE (ad eccezione degli pseudocereali). I CEREALI RAPPRESENTANO IL GRUPPO DI PIANTE AGRARIE PIÙ IMPORTANTE E COLTIVATO NEL MONDO E RICOPRONO UN RUOLO FONDAMENTALE NELL ALIMENTAZIONE DELL UMANITÀ. 4

5 e I CEREALI rappresentano le colture più importanti per l alimentazione umana 5

63 70 I CEREALI rappresentano le colture

6 LE CARATTERISTICHE CHE FANNO DELLE DIVERSE SPECIE CEREALICOLE UN GRUPPO SUFFICIENTEMENTE OMOGENEO SONO: BASSA PERCENTUALE DI UMIDITÀ NEI SEMI, RICCHEZZA DI AMIDO ALTAMENTE DIGERIBILE, POCHE SOSTANZE NON DIGERIBILI (cellulosa, lignina), ATTITUDINE A FORNIRE, TRAMITE MACINAZIONE, FARINE CHE, IMPASTATE CON ACQUA, SI PRESTANO A IMPORTANTI IMPIEGHI ALIMENTARI. 6

DIGERIBILE, POCHE SOSTANZE NON DIGERIBILI (cellulosa, lignina), ATTITUDINE A FORNIRE,

7 7

8 CEREALI PREGI DIFETTI 8

9 LA DIVERSA ORIGINE GEOGRAFICA, LE DIVERSE ESIGENZE ECOLOGICHE, L AMPIA VARIABILITÀ GENETICA DELLE SPECIE FANNO SÌ CHE ESSE SI PRESTINO ALLA COLTIVAZIONE IN AREALI PIÙ O MENO VASTI LA CUI AMPIEZZA È STATA NOTEVOLMENTE MODIFICATA DALL UOMO. I CEREALI SONO INFATTI COLTIVATI IN TUTTI LE REGIONI DEL MONDO. DISTRIBUITI NELLE REGIONI TROPICALI E TEMPERATE: FRUMENTO, RISO, MAIS, ORZO, AVENA, SORGO, MIGLIO, PANICO. REGIONI TEMPERATE E TEMPERATO-FREDDE: SEGALE, GRANO SARACENO (pseudocereale). NELLE REGIONI TROPICALI: TEFF, MIGLIO A CANDELA, MIGLIO PERLACEO, 9 AMARANTO (p.c.), QUINOA (p.c.).

I CEREALI SONO INFATTI COLTIVATI IN TUTTI LE REGIONI DEL MONDO.

10 CEREALI 10

11 I CEREALI POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER: ALIMENTAZIONE UMANA, ALIMENTAZIONE ZOOTECNICA, USI INDUSTRIALI: bevande, combustibili, plastica, amido 11

12 UTILIZZAZIONI DEI CEREALI 49% 37% 10% + 4% seme 12

13 13

14 14

15 15

16 CARATTERISTICHE BOTANICHE: apparato radicale È costituito da: Da 1 (riso, sorgo) a 3-7 (frumento, mais) radici primarie che si originano dall embrione del seme e che normalmente arrestano la crescita nelle prime fasi di vita; radici avventizie, che si sviluppano dopo l emergenza dai nodi basali del culmo e che svolgono le funzioni di assorbimento dei nutrienti e ancoraggio al suolo. In genere l apparato radicale è piuttosto superficiale, fascicolato e molto esteso. 16

radici avventizie, che si sviluppano dopo l emergenza dai nodi basali del culmo e che svolgono le funzioni di

17 RADICI EMBRIONALI 17

18 CARATTERISTICHE BOTANICHE: culmo Generalmente cilindrico, senza ramificazioni; cavo o midolloso; suddiviso in: nodi compatti dai quali prendono origine le foglie; internodi di diversa lunghezza, molto brevi alla base del culmo. Accestimento: fenomeno mediante il quale dai primi nodi, molto ravvicinati, si formano nuovi culmi, determinando così la crescita in larghezza e la formazione di cespi più o meno compatti. 18

19 Nodo CULMO e FOGLIA Lamina Internodo Guaina Nodo 19

20 Caratteristiche botaniche delle foglie: guaina - lamina FOGLIE: una per nodo; senza picciolo, alterne e opposte; sono composte da guaina, lamina, ligula, auricole o orecchiette. Guaina, che può abbracciare completamente o meno il culmo. Lamina, in diretta comunicazione con la guaina, di forma allungata, con nervature parallele. Tipi di superficie della lamina scanalature angolose profonde scanalature arrotondate profonde scanalature superficiali liscia con doppia scanalature centrale 20

Lamina, in diretta comunicazione con la guaina, di forma allungata, con nervature parallele.

21 Caratteristiche botaniche delle foglie: ligula Ligula: piccola membrana che assume diversi sviluppi nelle varie specie; può mancare; si trova dove la lamina si inserisce sulla guaina. assente senza auricole modificata in setole corta a margine liscio corta a margine dentato lunga a margine liscio lunga a margine dentato assente con auricole Tipi di ligula 21

22 Caratteristiche botaniche delle foglie: auricole Auricole o orecchiette, appendici di diverso sviluppo e forma, posti alla base delle foglie. Insieme alla ligula rappresentano caratteri importanti per il riconoscimento delle specie. Assenti in alcune specie. Tipi di auricole 22

23 DIFFERENZE FRA FRUMENTO, AVENA, ORZO E SEGALE ligula auricole frumento avena orzo segale ligula corta auricole larghe e pelose ligula dentata ovale e corta assenza di auricole ligula allungata auricole lunghe ligula e auricole corte RICONOSCIMENTO DEI CEREALI A PAGLIA ALLO STATO ERBACEO 23

24 CARATTERISTICHE BOTANICHE: infiorescenza INFIORESCENZA: fondamentalmente ne esistono 2 tipi: spiga, con spighette sessili (inserite direttamente sul rachide). panicolo o pannocchia, con spighette inserite sul rachide tramite un peduncolo di diverso sviluppo. rachide peduncolo pannocchia spiga pannocchia spiciforme 24

25 FRUMENTO TENERO: spiga 25

26 FRUMENTO DURO: spiga 26

27 ORZO: distico - polistico D I S T I C O P O L I S T I C O 27

28 MAIS: spighe 28

29 RISO: pannocchia 29

30 SORGO da GRANELLA: PANNOCCHIA 30

31 CARATTERISTICHE BOTANICHE: fiore - spighetta Spighette: sessili o peduncolate, a volte presenti in entrambe le forme; possono essere monoflore ma spesso con 2 o più fiori portati da una rachilla. Ciascuna spighetta alla base porta 2 glume mentre ciascun fiore è avvolto da 2 glumette, quella inferiore è la lemma che può essere mutica (senza resta) o aristata (con resta); quella superiore è la palea. Le glumette possono aderire alla cariosside, che in tal caso è detta vestita. Glume e glumette possono presentare dorsalmente una carena (carattere tassonomico). Fiori: comprende in genere 3 stami (ma anche da 1 a 6) e un pistillo, formato da un ovario uniloculare, con stimmi piumosi (nei fiori sterili l ovario manca). Sono presenti le lodicole ovvero brattee che all antesi, rigonfiandosi, divaricano le glumette permettendo così la fuoriuscita degli stami. Fecondazione: allogama o autogama. 31

32 CARATTERISTICHE BOTANICHE: spighetta - fiore (mutica o aristata) Rachilla 32

33 CARATTERSITICHE BOTANICHE: glume 33

34 CARATTERSITICHE BOTANICHE: palea e lemma Palea 34

35 CARATTERISTICHE BOTANICHE: cariosside La cariosside è un frutto secco indeiscente che porta un solo seme, saldato con il pericarpo. Può essere vestita o nuda a seconda che sia avvolta o meno dalle glumette. È di varie dimensioni e forme: ovoidale, globosa, appiattita; spesso presenta un solco laterale. La parte non occupata dall embrione è l endosperma, composto in prevalenza da amido. scutello tessuto vascolare coleoptile piumetta epiblasto radice primaria apice radicale coleoriza L embrione è attaccato all endosperma mediante l unico cotiledone (scutello) Nell embrione si distinguono: il coleoptile e la coleoriza che racchiudono rispettivamente la piumetta e la radichetta. Presente inoltre l epiblasto, probabile rudimento di un secondo cotiledone. 35

36 CARIOSSIDE DEI CEREALI ENDOSPERMA ALEURONE 4 NUCELLA 3 TESTA 2 PERICARPO 1 SCUTELLO PIUMETTA RADICHETTA 36

37 PROPORZIONE TRA LE DIVERSE PARTI NELLA GRANELLA DEI CEREALI ( %). CEREALI GLUMELLE PERICARPO E TESTA ALEURONE ENDO- SPERMA EMBRIO NE FRUMENTO 8 7, ORZO AVENA RISO SORGO MAIS MIGLIO

38 DIMENSIONI E PESO DEI 1000 DELLE CARIOSSIDI DI CEREALI CEREALI DIMESIONI ( mm) LUNGH. LARGHEZZA PESO DI 1000 SEMI MEDIA DA... A MIGLIO 2 1-2, SORGO RISO ,5-3,5 27 AVENA ,5 32 TRITICALE ORZO , FRUEMNTO FRUMENTO 5-8 2,5-4, MAIS

39 39

40 Fonte FAO,

41 41

42 DAL PUNTO DI VISTA AGRONOMICO E BIOLOGICO I CEREALI SI POSSONO DISTINGUERE IN TRE SOTTOGRUPPI AFFINI AL FRUMENTO: ORZO, AVENA, SEGALE; MAIS: SORGO, MIGLIO, PANICO; RISO 42

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