Girasole. Helianthus annus (L.)

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1 Girasole Helianthus annus (L.)

2 Girasole (Helianthus annus L.) Il girasole ha raggiunto un posto importante nell agricoltura europea dopo la prima guerra mondiale grazie ai molteplici vantaggi offerti dalla sua coltivazione: valorizzazione di ambienti a siccità estiva buona produttività prodotto che ben si presta all estrazione di olio di ottima qualità

3 Caratteri botanici Famiglia Compositae è la più importante specie del genere Helianthus che include sia specie spontanee sia specie coltivate tra loro talvolta interfertili Pianta annuale caratterizzata da notevole sviluppo dei suoi organi Fusto eretto, vigoroso, cilindrico, internamente pieno di midollo lunghezza nelle specie da olio varia tra 60 e 220 cm diametro varia da 2 a 5 cm ed è ineguale nei diversi tratti. a maturità tende a piegarsi al di sotto della calatide con un inclinazione variabile

4 Caratteri botanici Fusto nelle forme sottoposte a miglioramento genetico è privo di ramificazioni Cotiledoni che costituiscono un carattere negativo in quanto le calatidi secondarie maturano più tardi e producono semi più piccoli ruolo importante nella crescita della pianta precoce perdita determina la formazione di una minore quantità di s.s.

5 Caratteri botanici Foglie grandi e alterne margine dentato e pubescenti su entrambi i lati forma cambia a seconda della posizione rispetto al fusto numero varia da 12 a 40 in funzione delle condizioni di coltivazione e delle caratteristiche varietali picciolo presenta nella parte superiore una doccia attraverso la quale l acqua piovana accumulatesi sulle foglie viene guidata verso il colletto

6 Infiorescenza Calatide Caratteri botanici formata da numerosi fiori collocati sul ricettacolo discoidale diametro varia molto (tra i10 e i 40 cm) in funzione della varietà e delle condizioni di coltura. fino all inizio della fioritura effettua movimenti di rotazione per i quali la superficie discoidale forma costantemente un angolo retto con la direzione dei raggi solari dopo la fioritura le calatidi rimangono rivolte verso Est, Nord-Est nell emisfero Nord verso Sud-Est nell emisfero Sud

7 Caratteri botanici Infiorescenza sul ricettacolo si trovano i fiori ligulati disposti radialmente in 1-2 file con fiori asessuati di colore giallo dorato, giallo paglierino o giallo arancio tubulosi ermafroditi e disposti in archi spiraliformi che irradiano dal centro del disco

8 Caratteri botanici Il frutto achenio compresso pericarpo duro e fibroso, finemente vellutato colore variabile dal bianco al nero a volte con nervature bianche o grigie Apparato radicale costituito da una radice principale fittonante dalla quale si dipartono numerose ramificazioni che tendono a spingersi in profondità formando un abbondante capillizio

9 Durata del ciclo dall emergenza alla maturazione fisiologica giorni Ciclo della pianta e sue fasi assumendo come temperatura base per il calcolo delle somme termiche 6 C le cv precoci richiedono, per il compimento di questo ciclo, 1600 C quelle tardive ne richiedono circa 2700 C In condizioni ottimali di sviluppo la pianta è in grado di produrre una biomassa di 12 t ha -1 Il ciclo di sviluppo della pianta può essere suddiviso nelle fasi indicate nella tab. 6.2

10 Ciclo della pianta e sue fasi Tab. 6.2

11 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze climatiche In fase germinativa il girasole ha minori esigenze termiche rispetto al mais Temperature ottimali: 15 C per la germinazione 18 C per le prime fasi di sviluppo C per le prime fasi di fioritura e maturazione Le plantule sono resistenti alle gelate tardive infatti, allo stadio cotiledonare, la pianta può sopravvivere alla temperatura di -3, -5 C

12 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze climatiche Alte temperature nella fase di maturazione possono dar luogo a stress idrico che può determinare la riduzione della percentuale in olio del seme diversa composizione degli acidi grassi La fase di fioritura è quella più sensibile alla carenza idrica Alcuni genotipi in situazione di stress chiudono gli stomi presenti nella pagina inferiore riducendo le perdite idriche del 60%

13 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze climatiche Pianta neutrodiurna le foglie sono eliotropiche nella fase giovanile e tale capacità diminuisce con lo sviluppo manifesta una particolare sensibilità per l intensità della luce soprattutto durante la fase compresa tra la formazione dei primordi fiorali e quella delle tetradi polliniche infatti, durante questo periodo, l ombreggiamento della pianta può causare una decurtazione significativa della produzione di semi e di olio

14 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze pedologiche Predilige terreni profondi di medio impasto oppure organici con ph sub-acido. Tollera moderatamente la salinità

15 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze nutrizionali La pianta raggiunge il ritmo più intenso del suo accrescimento massale nel periodo compreso tra il 40 e l 80 giorno dalla semina periodo nel quale costruisce il 76% della sua s.s. Il periodo di più intensa crescita si colloca tra la comparsa del bottone fiorale e la fase di piena fioritura Il vero organo di riserva per il seme è la calatide, la cui entità ponderale (che è intorno al 40% in fase di fioritura) si riduce, al momento della maturazione, a solo il 22% del totale della pianta

16 Esigenze e adattamento ambientale Esigenze nutrizionali Asportazioni per una produzione media di 3,5 t ha -1 di seme: 160 kg di N 60 kg di P 2 O kg di K 2 O 90 kg di MgO 200 kg di CaO A completamento del ciclo, per una resa di 3,5 t ha -1, la pianta restituisce con i suoi residui: Circa il 50% dell azoto assorbito Circa il 18% del fosforo assorbito

17 Esigenze e adattamento ambientale Traslocazione e ridistribuzione degli assimilati Fino all apparizione del bottone fiorale gli assimilati migrano verso l apparato radicale per orientare poi la loro migrazione verso la calatide Nella fase di riempimento dei semi gli assimilati, sotto forma di zuccheri riducenti, sono utilizzati per la lipogenesi

18 Esigenze e adattamento ambientale Traslocazione e ridistribuzione degli assimilati Durante la fase iniziale della maturazione la sintesi dei lipidi avviene soprattutto nella zona periferica della calatide, in quanto i vasi libro-legnosi giungono alla calatide dalla periferia, mentre la zona centrale è costituita da un parenchima midollare sprovvisto di vasi Inverso è invece il gradiente per i composti azotati Per questo motivo il peso medio dell achenio ed il contenuto in olio diminuiscono dalla periferia della calatide verso il centro mentre si osserva nella stessa direzione un leggero aumento del contenuto in proteine

19 Esigenze e adattamento ambientale Fig. 6.4

20 Esigenze e adattamento ambientale Fig. 6.5

21 Esigenze e adattamento ambientale Fig. 6.6

22 Esigenze e adattamento ambientale Fig. 6.7

23 Esigenze e adattamento ambientale Sintesi dell olio Il tenore in olio nel seme aumenta regolarmente fino a 30 giorni dopo la fioritura successivamente rallenta progressivamente A maturità il 95% dell olio è contenuto nella mandorla la sua composizione varia secondo la cv. utilizzata alto oleico o meno secondo la latitudine della località di coltivazione

24 Tecnica colturale Avvicendamento Tipica pianta da rinnovo l entità e la composizione dei residui lasciati nel terreno dopo la raccolta costituiscono un ottimo apporto per la coltura successiva Allo scopo di evitare problemi legati al diffondersi di malattie è opportuno che il girasole non ritorni sullo stesso terreno prima di 3-5 anni a sufficiente distanza da altre oleaginose es. colza

25 Tecnica colturale Lavori preparatori del terreno Le lavorazioni tendono principalmente ad aumentare la capacità idrica del terreno Da studi condotti in questi ultimi anni è emerso che le arature a ridotta profondità (25-30 cm) possono fornire risultati analoghi o addirittura superiori rispetto alle arature profonde a causa di una migliore emergenza delle plantule della minore difficoltà di insediamento della coltura

26 Concimazione Azoto Tecnica colturale Un adeguato assorbimento nelle prime fasi del ciclo vegetativo è indispensabile per un ottimale sviluppo e mantenimento della massima superficie fogliare conseguentemente per la formazione di un sufficiente numero di acheni Massima utilizzazione dell azoto si verifica generalmente al momento della fioritura in questa fase il 50-60% dell azoto assorbito come fertilizzante si ritrova nelle foglie

27 Tecnica colturale Concimazione Azoto Le foglie rappresentano un organo di stoccaggio transitorio dell azoto dopo la fioritura avviene una intensa ridistribuzione dell azoto presente nelle foglie e nel fusto verso la calatide ed i semi Ai fini dell elaborazione di un corretto piano di fertilizzazione azotata della coltura occorre considerare l entità delle risorse idriche disponibili (naturali ed artificiali) Nelle condizioni ambientali italiane, tenuto conto della scarsa disponibilità di azoto mediamente rilevata nei nostri terreni, le dosi consigliate sono di circa kg ha -1 per gli investimenti tradizionalmente adottati (5-6 piante/m 2 )

28 Tecnica colturale Concimazione Fosforo In suoli ben dotati con ph vicino alla neutralità: kg ha -1 di P 2 O 5 Potassio Assorbe un alto quantitativo di potassio Dosi in funzione della dotazione del suolo fino a 150 kg ha -1 di K 2 O

29 Il seme del girasole inizia a germinare con una temperatura del terreno di 6-7 C la semina può perciò essere anticipata di circa 30 gg rispetto a quella del mais viene venduto in dosi per ettaro di o semi pari a 4-6 kg è calibrato e trattato con prodotti contro le crittogame La semina viene effettuata mediante seminatrici pneumatiche di precisione con dischi da girasole La densità di semina in terreni con buone capacità di rifornimento idrico 7-9 semi m -2 Semina al fine di ottenere un investimento alla raccolta di 6-7 piante m -2

30 La produzione è determinata da Numero di calatidi ad ettaro Numero di semi per calatide Peso medio del seme Poiché il girasole coltivato produce una sola calatide per pianta il numero di piante per unità di superficie costituisce il parametro produttivo più importante Bassi investimenti aumenta il numero di semi per calatide ed il peso medio dei semi Elevati investimenti Semina queste variabili registrano valori inferiori ed aumenta invece la produzione di olio per pianta

31 In regime di massima disponibilità idrica Le attuali cv presentano un fabbisogno idrico di circa 600 mm per l intero ciclo. Il fabbisogno idrico minimo è così suddiviso tra le diverse fasi fenologiche: Dall emergenza alla fioritura: mm necessari per l ottenimento di un indice fogliare ottimale Durante la fase di fioritura: 70 mm per evitare carenze idriche Dopo la fioritura: Irrigazione mm per mantenere più a lungo efficiente l apparato fogliare

32 Irrigazione Una distribuzione di acqua così equilibrata nelle varie fasi fenologiche può consentire rese anche molto elevate 3,5-4 t ha -1 È in grado di fornire una certa produzione anche in condizioni di limitata disponibilità idrica In raffronto ad altre specie annuali (mais, soia) presenta un rapporto tra deficit evapotraspirativo e decremento di resa nettamente maggiore

33 Irrigazione In ambienti con disponibilità idriche limitanti occorre prevedere apporti idrici solo nelle fasi più critiche per la formazione della produzione comparsa del bottone fiorale e riempimento degli acheni questi apporti permettono di ottenere produzioni similari o lievemente ridotte rispetto a quelle ottenibili con irrigazioni effettuate durante tutto il ciclo Nel girasole a semina primaverile si possono generalmente considerare non necessari gli apporti irrigui durante la fase vegetativa

34 Epoca giorni dopo la maturazione fisiologica indici attendibili del raggiungimento di questa fase sono: caduta degli involucri fiorali dei frutti viraggio al bruno delle calatidi completa secchezza delle foglie basali e di parte di quelle mediane L umidità alla raccolta degli acheni deve essere pari al 9-10% Il prezzo del seme è fissato considerando un prodotto al 9% di umidità al 2% di impurità Effettuata Maturazione e raccolta con la mietitrebbiatrice da frumento adottando opportuni accorgimenti o impiegando la specifica testata per girasole

35 Caratteristiche del prodotto ed Utilizzazione I semi di girasole trovano impiego quasi esclusivamente nell industria olearia Peso di 1000 semi da 40 a 90 grammi Tenore in olio del seme intero varia tra il 30 ed il 50% Olio di eccellenti qualità dietetiche elevato contenuto di acidi grassi insaturi alto contenuto di vitamine Le varietà alto oleico con contenuto di questo acido grasso superiore all 80% sono utilizzate anche nell industria per la produzione di lubrificanti e detersivi

36 Caratteristiche del prodotto ed Utilizzazione La lecitina ed i fosfatidi estratti dall olio vengono usati nell industria dolciaria e nei salumifici La farina viene utilizzata in alimentazione animale fonte di proteine così come i semi interi concentrato energetico I semi di girasole contengono in media: 48% olio 18% proteine 20% fibra 9% acqua 2-3% ceneri Dalla lavorazione di 1 t di semi dopo l estrazione dell olio si ottengono in media 400 kg di farine

37 Caratteristiche del prodotto ed Utilizzazione Biodiesel L olio ottenuto dalle piante oleaginose (girasole, colza e soia) è utilizzato esterificato come carburante (puro o in miscela) dei motori a ciclo diesel come combustibile per il riscaldamento delle abitazioni in impianti per la produzione di energia elettrica Considerando una produzione media di 3 t ha -1 di girasole con una percentuale in olio del 50% si possono ottenere 1,5 t di olio pari a litri di Biodiesel per ha

38 Cultivar e Miglioramento Genetico L ibrido di girasole ideale per l ambiente italiano dovrebbe avere le seguenti caratteristiche: Numero di semi per pianta: Peso ettolitrico: kg hl -1 Peso di semi: grammi Percentuale di guscio: 20-21% Contenuto in olio del seme: 50% Un ideotipo con queste caratteristiche potrebbe fornire una produzione media superiore alle 2 t di olio per ettaro

39 Cultivar e Miglioramento Genetico Altri aspetti di interesse per il miglioramento genetico riguardano: selezione di piante ad internodi raccorciati che permettano una maggiore resistenza all allettamento un aumento della densità di semina (tale da compensare la minore produttività delle piante a taglia bassa) forma ed inclinazione della calatide la selezione è volta all ottenimento di tipi con il dorso della calatide leggermente convesso e con posizione dell infiorescenza parallela alla superficie del terreno selezione di tipi ad alto contenuto di acido oleico resistenza alla siccità tolleranza alla salinità resistenza alle malattie

40 Cultivar e Miglioramento Genetico Metodi di selezione utilizzati per l ottenimento degli ibridi Per sfruttare il fenomeno dell eterosi e gli incrementi di resa ad esso dovuti sono state create varietà ibride la loro produzione su scala industriale è stata notevolmente facilitata dalla scoperta della sterilità maschile citoplasmatica Per produrre ibridi è necessario incrociare piante maschiosterili con piante recanti i due geni ristoratori della fertilità il processo passa attraverso molte tappe e, una volta identificati fenotipicamente gli individui più promettenti, viene effettuata l autofecondazione in seguito viene svolta una selezione in ogni linea e tra diverse linee