Il Mais - Coltivazione by Coltura & Cultura

il mais

coltivazione Tecnica colturale Tommaso Maggiore, Luigi Mariani, Alberto Verderio

www.colturaecultura.it Diritti di sfruttamento economico: Bayer CropScience S.r.l. Realizzazione editoriale: ART Servizi Editoriali S.r.l. I nomi di coloro che hanno realizzato le fotografie sono riportati sopra le stesse; in tutti gli altri casi le immagini sono state fornite dagli Autori di ciascun capitolo o reperite da agenzie fotografiche. Crediti: le foto alle pagine 3 in basso a destra (Teresa Kenney), 6 a sinistra (Jo Ann Snover) e a destra (Douglas Mclaughlin), 17 (Annieannie), 24 (Teresa Kenney), 25 (Andrei Calangiu), 47 (Gary Allard), 88 in alto (Hdconnelly), 89 in basso (Ulia Taranik), 90 in basso (Ramon), 92 in alto (Robert Lerich), 92 in basso (Alex Staroseltsev), 93 (Mafoto), 290 in alto (Thomas Perkins), 291 in alto (Tadija Savic), 359 (Annieannie) sono dell’agenzia Dreamstime.com.

coltivazione Tecnica colturale Esigenze climatiche Il mais è una coltura termofila che cresce in una vasta gamma di condizioni climatiche. Anche se gran parte delle coltivazioni si trova nell’emisfero boreale fra il 35° e il 45° parallelo, il mais viene oggi coltivato in una fascia latitudinale assai ampia i cui estremi si collocano a 50° di latitudine nord e a 40° di latitudine sud. Alle latitudini più elevate il principale fattore limitante è la temperatura, per cui si rende possibile solo la coltivazione di ibridi precocissimi e poco produttivi, mentre negli ambienti caratterizzati da siccità estiva (per esempio, areali a clima mediterraneo, areali della fascia intertropicale) il fattore limitante principale è l’acqua e la coltura è possibile solo in presenza di consistenti disponibilità irrigue ovvero, nel caso delle fasce intertropicali, durante le stagioni delle piogge. Per comprendere le peculiarità del mais, che ne fanno un insuperabile produttore di biomassa vegetale, si può prendere spunto dalle caratteristiche agroclimatiche degli areali che a livello mondiale primeggiano per livelli produttivi unitari e cioè gli areali europei delle medie latitudini (Italia centro-settentrionale) e il Corn Belt americano. Tali areali, nel periodo di coltura del mais, si caratterizzano per: – elevati livelli di radiazione solare; – temperature medie fra 21 e 27 °C ; – temperature medie notturne superiori a 15 °C; – periodo esente da gelo di 130-150 giorni. Di seguito vengono descritte le esigenze del mais rispetto ai principali fattori meteoclimatici.

Agrometeorologia per la maiscoltura

• L’impiego di informazioni meteo-

climatiche può rivelarsi di indubbia utilità per le scelte strategiche e gestionali dell’imprenditore maidicolo

• Le previsioni meteorologiche sono

oggi un supporto concreto per le decisioni gestionali. In proposito si deve considerare che una previsione meteorologica è utile per scopi operativi per 3-5 giorni dall’emissione e che, in condizioni di tempo anticiclonico, la previsione può rivelarsi utile per scopi operativi fino a 7-8 giorni dall’emissione

• I produttori debbono interagire e

cooperare con i servizi meteorologici; tuttavia, salvo eccezioni, non possono pensare che il servizio meteorologico possa fornire loro i dati delle principali misure riferiti direttamente al territorio aziendale. Per disporre di tali dati è importante che il produttore si attrezzi con alcuni strumenti, elettronici o meccanici, e che con questi esegua misure con regolarità

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tecnica colturale Esigenze radiative. Il mais in origine era specie brevidiurna mentre le varietà attuali sono fotoindifferenti, il che favorisce in modo considerevole l’ampliamento dell’areale di coltura. Le caratteristiche di pianta C4 del mais gli consentono di sfruttare gli elevati livelli di radiazione propri delle giornate estive di pieno sole, con valori massimi giornalieri di radiazione solare globale dell’ordine dei 800-900 W m-2, che alle medie latitudini corrisponde a valori cumulati giornalieri dell’ordine dei 30 MJ m-2. Al contrario, periodi con copertura nuvolosa persistente si rivelano sfavorevoli alla coltura, mentre la copertura intermittente, propria di condizioni meteorologiche di variabilità, è generalmente ben sopportata. L’ombreggiamento all’interno della canopy, cioè della massa vegetante, limita il livello produttivo del mais e ciò ha spinto i miglioratori genetici a ridurre tale inconveniente modificando il portamento delle foglie in modo tale da favorire la penetrazione della luce, che è stato ottenuto selezionando ibridi che manifestano il carattere “foglie erette”, almeno per le foglie al di sopra della spiga, e una infiorescenza maschile piccola tale da ombreggiare il meno possibile.

Fotoperiodismo

• In molte specie vegetali l’attivazione dei meccanismi che portano alla fioritura (induzione fiorale) è influenzata dalla lunghezza del giorno. Ciò avviene per effetto dell’azione di un particolare pigmento fotosensibile, il citocromo

• La soglia critica di durata del giorno è di 12-14 ore, sia per le specie brevidiurne (per le quali l’induzione fiorale ha luogo quando la durata del giorno scende al di sotto di tale soglia), sia per le specie longidiurne (per le quali l’induzione fiorale ha luogo quando la durata del giorno supera la soglia stessa). Neutrodiurne o fotoindifferenti sono invece le specie insensibili alla lunghezza del giorno

• Fra le specie longidiurne ricordiamo

il frumento, fra le brevidiurne il crisantemo, la fragola e la stella di Natale e fra le fotoindifferenti, oltre al mais, molte specie arboree da frutto

• Dal fotoperiodismo deriva una serie di

precauzioni che devono essere assunte nello spostare una specie vegetale da una fascia latitudinale a un’altra, ovvero le pratiche agronomiche da adottare per indurre la fioritura in specie da fiore in coltura protetta (crisantemi, stelle di Natale)

Confronto fra piante di mais con foglie erette (a destra) e patenti (a sinistra)

Esigenze termiche. Il mais presenta una temperatura cardinale minima di circa 10 °C, una crescita sensibilmente limitata per temperature inferiori a 15 °C, temperature cardinali ottimali per lo sviluppo fra 24 e 30 °C e una temperatura cardinale massima di circa 32 °C. Temperature superiori a 32 °C sono dannose in virtù delle abbondanti perdite di sostanza organica per respirazione. Tuttavia i danni legati alle alte temperature sono contenuti in presenza di abbondanti disponibilità idriche. La temperatura critica minima della coltura si colloca intorno a –2 °C in quanto le piante di mais non sopportano in alcuna misura il gelo; tuttavia l’espansione della coltura verso areali temperati esposti a gelate tardive, oltre 143

coltivazione a giovarsi di specifiche attività di miglioramento genetico (riduzione del cardinale minimo), è stata favorita dal fatto che nelle fasi iniziali di crescita l’apice vegetativo è al di sotto della superficie del suolo e dunque risulta protetto dalle basse temperature. Alla differenza, a volte considerevole, fra la temperatura dell’aria e quella dell’apice vegetativo sono da attribuire molte valutazioni errate in merito allo sviluppo fogliare e più in generale al comportamento vegetativo della coltura nelle fasi iniziali del ciclo. Le basse temperature, specie nella parte iniziale del ciclo, possono provocare carenze nutritive in relazione tanto ai macro che ai microelementi, carenze che si manifestano attraverso anomale colorazioni delle foglie (arrossamenti, ingiallimenti). Le temperature elevate riducono la durata del ciclo e pertanto impediscono il raggiungimento di produzioni unitarie di rilievo, anche se in presenza di elevati livelli di radiazione solare. Ciò spiega perché i livelli produttivi più elevati del mais vengono raggiunti in areali temperati. Le alte temperature notturne (temperature minime dell’ordine di 22-25 °C e oltre), stimolando la respirazione, contribuiscono al calo delle rese negli areali a clima tropicale; tuttavia, il contributo di tale fenomeno appare di rilevanza limitata e comunque non in grado di giustificare la minor resa rispetto agli areali temperati. A favore di questi ultimi gioca invece un ruolo considerevole l’elevata lunghezza del giorno propria del periodo estivo. Deleterie per la coltura del mais si rivelano le temperature elevate (valori superiori a 40 °C, non rari nella fascia intertropicale) specie se associate a bassi valori di umidità relativa, in quanto ne deriva sterilità fiorale e morte del polline. Un indicatore vocazionale particolarmente considerato nel caso del mais è dato dai cumuli di unità termiche (GDD) necessari per portare a maturazione un dato ibrido di mais. In maiscoltura la tecnica dei gradi giorno si presta non solo in sede

Temperature cardinali e critiche

• In presenza di basse temperature per

ogni specie è possibile stabilire due soglie, cioè la temperatura cardinale minima (temperatura al di sotto della quale lo sviluppo si arresta per essere ripreso non appena la soglia viene di nuovo superata in salita) e la temperatura critica minima (temperatura al di sotto della quale si verifica la morte di tessuti o dell’intera pianta). Soglie analoghe possono essere definite per le alte temperature e in tal caso si parla di temperatura cardinale e critica massima

• Si definisce infine cardinale ottimale

l’intervallo di temperature all’interno del quale i processi fisiologici hanno luogo in modo ottimale

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tecnica colturale GDD dal germogliamento alla maturazione fisiologica per alcuni ibridi di mais Pioneer a precocità decrescente

GDD_emissione_sete

Precocissimi

Precoci

Medi

Medio-tardivi

Tardivi

850

Calcolo dei Growing Degree Day (GDD)

800

• Esistono svariati algoritmi per il calcolo delle unità termiche; il più semplice e più comunemente utilizzato prevede il calcolo delle unità termiche giornaliere GDD con la seguente formula:

750 700 650

GDD = (Tmax+Tmin)/2 – Cmin, ove se (Tmax+Tmin)/2 < 0 il valore GDD è 0

600 550

1100

1200

1300 1400 GDD alla maturazione

1500

In tale equazione Cmin rappresenta il cardinale minimo (per il mais 10 °C) e Tmax e Tmin sono le temperature massime e minime giornaliere del giorno in esame

1600

Fonte: rielaborazione con dati Yang et al., 2004

Per esempio in un giorno con Tmax = 28 °C e Tmin = 18 °C, le unità termiche cumulate saranno GDD = (28+18)/2–10 = 13 °C

di stima delle date di accadimento delle fasi fenologiche, ma anche per l’assunzione di decisioni come la scelta degli ambienti più adatti alla coltura o la scelta degli ibridi più idonei a ottimizzare le risorse termiche di un determinato ambiente.

Mappa dell’attitudine termica del mais in Italia 5.200.000

Mappa dell’attitudine termica del mais in Italia

5.000.000

• La cartina a lato, ottenuta con metodi

1800

4.500.000

geostatistici a partire dalle normali climatiche raccolte dalla FAO per 79 stazioni meteorologiche dell’area italiana, riporta con colorazioni diverse i cumuli annui dei GDD a base 10 °C. In bianco sono le aree montane inadatte alla coltura del mais, mentre dal blu al rosso si hanno le aree adatte agli ibridi di mais a tardività crescente, per cui gli areali in blu e azzurro sono adatti per ibridi precoci, quelli in verde e giallo per gli ibridi medi e quelli in arancio e rosso per ibridi medio tardivi

1700 1600

4.600.000

1500 1400

4.400.000

1300 1200

4.200.000

4.000.000

1100

400.000

600.000

800.000 1.000.000 1.200.000

Fonte: elaborazione su dati FAO

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coltivazione Risorse e limitazioni climatiche e distribuzione globale del mais. In base ai criteri enunciati nei paragrafi precedenti è possibile sviluppare una cartografia di massima della vocazione alla coltura del mais. Nel nostro caso, l’individuazione delle aree idonee alla coltivazione del mais è stata ottenuta facendo ricorso a un metodo originale basato su due tipi di strati informativi: – la mappa degli areali con GDD annui > 1100 °C – la mappa delle zone a clima temperato, arido e tropicale secondo la classificazione di Koeppen. I dati di base per ottenere tali strati informativi sono stati i dataset globali della FAO che riportano per celle di 0,5 x 0,5 °C i valori di temperatura media mensile e il codice di tipo climatico di Koeppen. Le aree suscettibili di coltivazione del mais si sono ottenute selezionando le aree che appartengono ai tipi temperati o tropicali di Koeppen e che nel contempo presentano GDD superiori a 1100 °C. Tali aree sono evidenziate nella mappa di sintesi che riporta in arancio l’area del mais.

Classificazione di Koeppen

• Wladimir Koeppen è stato uno dei

maggiori climatologi del ’900 e ha sviluppato una serie di classificazioni che si fondano sulle precipitazioni e sulle temperature dell’aria e che sono ancora oggi molto utili per individuare a livello globale areali omogenei dal punto di vista climatico. Di Koeppen ricordiamo, per esempio, la definizione di clima mediterraneo, definito come quel clima in cui oltre il 70% delle precipitazioni cade nel periodo fra il 1o ottobre e il 31 marzo

Distribuzione globale delle aree vocate al mais su base climatica

–50

–150

–100

–50

Fonte: elaborazione su dati FAO

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100

150

tecnica colturale Terreno Quello ideale per il mais, ma in realtà per tutte le colture, è il terreno profondo, franco, ben fornito di sostanza organica, capace di drenare bene e con una buona capacità di ritenuta idrica, avente lo strato sottostante il profilo colturale profondo e moderatamente permeabile. Il pH deve essere intorno alla neutralità (6,5-7) e la capacità di scambio cationico intorno a 15-20 meq/100 g di terreno. È però evidente che un terreno con queste caratteristiche non è sempre facile da reperire, ciò non deve preoccupare molto in quanto il mais è una coltura che si adatta alle condizioni più diverse. Infatti, operando al meglio, la produttività che si consegue è spesso pari a quella ottenuta nei terreni più dotati. Il mais però poco si adatta a terreni superficiali, a quelli molto compatti o molto limosi, che formano spesso croste superficiali, durissime e tali da non consentire l’emergenza delle piantine o successivamente la penetrazione dell’acqua piovana o d’irrigazione. Anche i terreni pesanti sono idonei alla coltura, anzi proprio in questi, capaci di autostrutturarsi, è più facile realizzare la semina su sodo, o le minime lavorazioni, e ridurre la quantità di acqua irrigua data la loro capacità a trattenerla. Si è fatto cenno prima al pH ottimale, ma in realtà il mais è coltivabile con pH da 5,5 a 8. La conoscenza dettagliata di ogni appezzamento aziendale dal punto di vista chimico-fisico è sempre molto importante per impostare la più corretta agrotecnica, in particolare in questa, una più razionale concimazione e un più puntuale controllo dei competitori nel rispetto dell’ambiente. Infine la conoscenza del suolo e del sottosuolo in termini territoriali, consente di applicare meglio la modellistica e stimare non solo le produzioni, ma anche gli eventuali rischi ambientali.

Terreno

• Il mais non presenta particolari

problemi di adattamento al terreno, anche se non gradisce substrati troppo superficiali o eccessivamente umidi e freddi

• Cresce bene sia in terreni

tendenzialemte sciolti sia in terreni pesanti, purché sia sempre disponibile acqua e nei quali la preparazione del terreno sia stata adeguata al fine di non disperdere le riserve idriche del suolo

• Rispetto al pH e alla salinità è una

specie alquanto tollerante. Le migliori performance si ottengono in genere su terreni neutri o moderatamente acidi, fino a pH 6. Al di sotto di tale soglia, così come al di sopra di pH 8, le condizioni di abitabilità del terreno peggiorano a scapito della produttività

• Molto importante è la funzione del

terreno come substrato nutritivo per la pianta stessa. Un “terreno da mais” deve essere fertile e ricco soprattutto in azoto Foto E. Marmiroli

Nei terreni pesanti la semina su sodo riduce la perdita di acqua del terreno Irregolare densità d’investimento

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coltivazione Esigenze idriche Le precipitazioni caratteristiche dell’areale mondiale di diffusione del mais si collocano nell’intervallo fra 250 e 5000 mm/anno. L’enorme potenzialità produttiva del mais può esplicarsi appieno solo in corrispondenza con il totale soddisfacimento delle esigenze idriche della coltura, il che comporta spesso un apporto idrico considerevole. Per esempio, in luglio, con temperatura media di 25-26 °C e piante in fioritura, il consumo idrico giornaliero è di circa 7-8 mm (70-80 m3 per ettaro), con consumi medi mensili intorno ai 200 mm (2000 m3 per ettaro). Le necessità idriche del mais si concentrano nei 50-60 giorni a cavallo della fioritura e dal soddisfacimento di esse dipende strettamente il livello produttivo finale. Per gli ibridi attuali, nelle condizioni padane, si può considerare un consumo idrico medio da 6000 a 8000 m3/ha. Dato che la pianta attinge acqua anche dalle riserve del terreno, è difficile definire la quantità minima di pioggia che deve cadere nel corso del ciclo per avere una buona produzione in assenza d’irrigazione. I valori orientativi minimi di pioggia caduta lungo il ciclo colturale che possono giustificare l’assenza di irrigazione sono compresi tra 300-400 mm, per terreni di medio impasto e buona capacità di ritenzione idrica del nord, e 450-550 mm per i terreni più leggeri del nord e per il meridione. Tuttavia, in considerazione della variabilità interannuale delle precipitazioni, la scelta di praticare la coltura del mais senza irrigazione deve essere ben ponderata, in quanto la resa risulta assai variabile negli anni.

Criticità per la resa

• I punti di criticità sulla resa finale

si verificano negli stadi R1-R2, seguiti da V7-V9 e ancora da R4-R5. Resta comunque fondamentale il numero di piante per m2

Spiga poco fecondata in punta

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tecnica colturale Foto R. Balestrazzi

Climatologia

• Dalle serie storiche di dati meteorologici

(radiazione, temperatura, precipitazione, vento ecc.) è possibile estrarre una notevole quantità di informazioni. In particolare si può, per esempio, valutare l’adattabilità dei diversi ibridi a un dato ambiente o quantificare il rischio climatico derivante da precipitazioni durante le fasi di semina o raccolta, da freddo tardivo, vento forte, grandine ecc.

• Partendo da tali dati si possono anche

Effetti della carenza idrica

stimare quantitativamente i consumi evapotraspirativi della coltura per poi valutare, tramite tecniche di bilancio idrico, il livello di soddisfacimento delle necessità del mais ottenibile nelle diverse annate tramite le precipitazioni

Carenze idriche intense e prolungate si traducono nella perdita pressoché completa della produzione. È importante considerare anche che apporti idrici insufficienti, nel periodo che precede la fioritura, si traducono in un diffuso fenomeno di proterandria (anticipo della fioritura maschile rispetto a quella femminile), da cui conseguono fenomeni di sterilità fiorale per difetto di impollinazione, il cui sintomo principale è la presenza di spighe di dimensioni ridotte e con la parte apicale priva di semi.

Capannina meteorologica elettronica Piante di mais danneggiate da una violenta grandinata

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coltivazione Ciclo biologico del mais Il ciclo biologico del mais può essere suddiviso in due diverse fasi, differenti anche dal punto di vista delle esigenze pedoclimatiche e nutrizionali: fase vegetativa e fase riproduttiva. La fase vegetativa (nella tabella a lato indicata con la lettera V) procede dalla germinazione all’inizio della fioritura. In tale fase, tutta l’energia posseduta dalla pianta è spesa per il suo accrescimento e per la predisposizione degli organi riproduttivi. Nelle prime 3 settimane dalla semina la piantina cresce e sviluppa prevalentemente a spese delle sostanze di riserva contenute nel seme. Con la successiva formazione delle foglie e l’inizio dell’attività fotosintetica, la pianta inizia la sua vita autonoma. Nei 30-40 giorni successivi l’emergenza, si ha una intensa attività vegetativa che porta alla differenziazione, a livello del “punto vegetativo” posto all’interno della pianta a livello del terreno o subito sotto, delle prime 8-10 foglie. Nello stesso tempo inizia la formazione dell’infiorescenza maschile e successivamente quella della prima spiga all’ascella della 6a foglia sotto il pennacchio. Altre 5-6 spighe sono prodotte nei nodi sottostanti, ma nelle normali condizioni colturali esse non svilupperanno. Superato tale periodo, gli internodi più bassi incominciano ad allungarsi e le piante entrano nella fase di levata che termina 4-6 settimane più tardi con l’emissione del pennacchio. La durata del periodo vegetativo può variare da 45 a 50 giorni per le varietà precocissime a 75-80 giorni, per quelle più tardive. La fase riproduttiva (nella tabella a lato indicata con la lettera R) procede dalla fioritura alla piena maturazione della granella. In tale fase, la maggior parte della produzione fotosintetica della pianta viene accumulata come sostanza di riserva nella granella. L’ingrossamento della cariosside inizia subito dopo la fecondazione e già dopo tre settimane ha raggiunto le dimensioni finali.

Stadi fenologici del mais VE

Emergenza

1a foglia*

2a foglia

3a foglia

N° foglia (cambia con l’ibrido)

Compare l’infiorescenza maschile e la spiga senza sete

Comparsa delle sete, impollinazione**

Formazione delle cariossidi che si presentano bianche e con liquido trasparente all’interno

Maturazione lattea. Le cariossidi sono colorate,con liquido di color latte

Maturazione cerosa. Consistenza pastosa della cariosside

Formazione del dente nella cariosside

Maturazione fisiologica. Comparsa del punto nero alla base della cariosside

V = fase vegetativa R = fase riproduttiva * Ogni stadio fogliare è definito dall’ultima foglia il cui collare è visibile ** Gli stadi seguenti a R1 vengono valutati considerando le cariossidi della parte centrale della spiga

Ciclo biologico del mais R3 R1

Vt V9-10 V3 Germinazione

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tecnica colturale La maturazione “piena” o fisiologica della granella si raggiunge indicativamente 60-70 giorni dopo la fioritura. Germinazione. La radichetta perfora i tegumenti della cariosside quindi si allunga il coleottile per raggiungere la superficie del terreno. Il seme può iniziare a germinare quando la temperatura del terreno è di circa 10 °C e con questo valore l’emergenza si ha in 3 settimane. Con temperature più alte (16-18 °C) si ha in circa 8-10 giorni e con temperature ancora più alte (22-25 °C) in 4-5 giorni. Con la germinazione si ha la ripresa della vita attiva dell’embrione. In questo stadio e nel successivo si determina la densità di piante per unità di superficie. Fattori negativi al regolare andamento della germinazione possono essere: il freddo, l’eccesso o la carenza di acqua e gli eventuali parassiti animali. Gli stessi fattori sono nocivi nei successivi due stadi.

Germinazione

Emergenza (VE). Il coleottile è visibile alla superficie del terreno. Si dice che l’emergenza è avvenuta quando la metà delle piante ha il coleottile visibile. In questo stadio ha inizio la formazione delle nuove foglie a livello della gemma terminale posta sotto il suolo. La differenziazione di tutte le foglie termina circa 30 giorni dopo l’emergenza. Stadio 4 foglie (V4). La 4a foglia è visibile nel cono centrale. In questo stadio la pianta diventa autonoma avendo esaurito tutte le riserve del seme. Il numero di piante è definitivo. Ha inizio la formazione dell’infiorescenza maschile e dopo circa 10 giorni quella della spiga presente all’ascella della sesta foglia al di sotto dell’infiorescenza maschile; vengono inoltre predisposte altre spighe nei nodi sottostanti, delle quali solo alcune possono svilupparsi in condizioni particolarmente favorevoli.

Emergenza e stadi successivi fino a V2

Stadio di 9-10 foglie (V9-V10). Quando spunta nel “cornetto” la 10a foglia, la pianta ha un’altezza di circa 50-60 cm, si completa la formazione della spiga e pertanto il numero dei ranghi della stessa diventa definitivo e si è già determinata la lunghezza di ciascun rango. I fattori limitanti che in questo stadio possono intervenire sono la scarsa alimentazione idrica e la concorrenza determinata dalle piante infestanti. In questo stadio ha inizio la levata, che termina con l’emissione dell’infiorescenza maschile. L’apparato radicale continua ad accrescersi e nuove radici vengono emesse dalla corona (così è chiamato il punto costituito da 4-5 nodi, molto ravvicinati, posto al di sotto del terreno).

Stadio V5

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coltivazione Panicolo visibile (Vt). Stadio di piena levata con attività molto intensa per tutti gli organi della pianta. I principali fattori limitanti che possono intervenire sono: stress idrico, piralide e piegamento del culmo dovuto a forte vento. Complessivamente la durata del periodo emergenza-fioritura, per gli ibridi coltivati in Italia e per epoca di semina normale, è di 5080 giorni. Fioritura femminile (R1). Questo stadio viene definito quando la pianta presenta la spiga con visibili le prime sete, e convenzionalmente, a livello di appezzamento, quando il 50% delle piante si trova nelle condizioni sopra descritte. In questo stadio avviene la fecondazione. Il massimo della resa si ottiene quando tutti gli ovuli presenti nella spiga vengono fecondati. Cause avverse possono essere: stress idrici, piralide, diabrotica e piegamento del culmo dovuto a forte vento.

Fioritura maschile

Maturazione lattea (R3). Ci si trova in questo stadio quando premendo la granella con le dita si ottiene il completo svuotamento, con fuoriuscita di un materiale bianco-lattiginoso e dolciastro. Questo stadio si raggiunge dopo 20 giorni dalla fecondazione con inizio del periodo di accumulo di amido nella granella. Maturazione cerosa (R4). Alla maturazione lattea segue quella cerosa (cariosside che si intacca con la pressione dell’unghia); ciò si verifica dopo circa 25 giorni dal precedente stadio. In R4 si determina, compatibilmente con il genotipo, il peso unitario della granella e vengono definiti la lunghezza del seme e il peso ettolitrico. Un qualsiasi stress in questo periodo (stadi R3-R5) può influenzare, pur essendo fuori dallo stadio critico (R1 e R2), il peso unitario, componente anch’esso della resa unitaria. Limitano le potenzialità della pianta: gli eventuali stress idrici, la piralide e le malattie fungine delle foglie.

Fioritura femminile

Maturazione fisiologica (R6). Il raggiungimento di questo stadio lo si può osservare quando alla base della cariosside (punto di attacco con il tutolo) si riscontra la presenza di un punto nero. In questo stadio, le brattee della spiga tendono a seccare. Non si ha più trasferimento di fotosintati nella granella e quindi un aumento in peso della stessa. In questo stadio i principali fattori che possono limitare la resa sono: piralide, malattie delle foglie e stroncamento del culmo dovuto a parassiti.

Spiga in maturazione lattea

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tecnica colturale Componenti della resa Produzione granella (g/m2)

Numero spighe m2

Cariossidi per spiga n°

Peso cariossidi (g)

N° fiori per spiga

N° piante m2

% allegagione

N° spighe per pianta N° semi m2

% di emergenza

Fasi del ciclo e momenti in cui viene influenzata la resa N° ranghi-ovuli/spiga N° piante/ha

N° ovuli per rango

N° spighe per pianta % fecondazione

Peso cariosside

Stadio critico per i fattori della resa Stadio N° piante “normali” x m

G-V6

Dimensioni della spiga numero ranghi lunghezza rango

V4-V6 V7-V9

Numero cariossidi per spiga

R1-R2

Peso delle cariossidi profondità cariosside densità cariosside

R4-R5 R5

Semina

4-5 8-10 foglie foglie

Germinazione

Fioritura

Maturazione

Panicolo al colletto Periodo critico

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coltivazione Avvicendamento colturale Il mais nelle rotazioni di un tempo, come la bietola e la patata, coltura sarchiata che utilizza bene gli apporti di sostanza organica, veniva posto in testa alle stesse, dopo un cereale vernino o la rottura di un prato. Come tutte le piante sarchiate esigenti il mais guadagna a essere coltivato dopo piante “miglioratrici”: leguminose da foraggio (erba medica, trifoglio violetto o ladino) o da granella (soia, pisello, veccia). Pianta soffocante per le infestanti, dopo una certa fase fenologica, è dotata di un sistema radicale potente e può essere considerata anche una pianta pioniera, cioè utilizzata per prima dopo una radicale sistemazione idraulico-agraria dei terreni. Negli ultimi decenni però, in Italia, si è assistito sempre di più, date le mutate condizioni socio-economiche dell’agricoltura, alla successione stretta di mais su mais (omosuccessione) per diversi anni. Questa ripetizione è possibile perché il mais non sembra, contrariamente ad altre piante, lasciare nel terreno residui tossici per se stesso e perché il mantenimento della struttura del terreno è possibile per l’azione del possente apparato radicale e per le restituzioni organiche che lo stesso assicura nel caso del mais da granella; mentre nel caso del mais destinato all’insilamento, le restituzioni organiche con solo liquame potrebbero portare a un impoverimento della sostanza organica del terreno. Ciò però, in pratica, non sembra avvenire sia perché lo stocco viene sempre interrato, sia perché raramente nelle aziende zootecniche si pratica esclusivamente la coltura dell’erbaio di mais per l’insilamento. L’omosuccessione è tuttavia dannosa per più ragioni: – la raccolta, spesso tardiva, effettuata su suoli umidi, fa sì che il terreno di anno in anno diventi più compatto;

Mais nell’avvicendamento

• Il mais è una coltura definita “da

rinnovo” in quanto, come conseguenza delle particolari cure colturali che riceve (lavorazioni profonde, abbondanti concimazioni e irrigazioni), lascia il terreno particolarmente fertile per le colture che lo seguono

• Nei sistemi di avvicendamento classici veniva inserito tra prato e grano: in tal modo il grano si avvantaggiava della fertilità residua delle concimazioni eseguite al mais, il quale, a sua volta, era tra i migliori sfruttatori dei miglioramenti del terreno apportati dal prato

• Nelle aree a più elevata specializzazione maidicola è generalmente avvicendato a se stesso (omosuccessione)

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tecnica colturale – nei terreni in pendio, anche debole, l’erosione è accelerata dato che il suolo è mantenuto umido ed esposto alle piogge autunnali. In realtà, in questi terreni, il tipo di danno è più alto nel caso delle colture ripetute di erbaio di mais per l’insilamento; – l’impiego di diserbanti selettivi facilita la proliferazione di certe avventizie graminacee (della stessa famiglia del mais) come setaria e digitaria, ma anche di dicotiledoni entro le quali si sviluppano dei biotipi resistenti ai diserbanti normalmente utilizzati; – tutte le omosuccessioni squilibrano il suolo e possono incrementare i parassiti specifici della coltura (per esempio la recente diffusione di Diabroitica virgifera virgifera), necessitano di concimazioni minerali più elevate e costose e un rafforzamento della lotta ai competitori (funghi, insetti, malerbe). Gli avvicendamenti, invece, permettono una utilizzazione molto più ragionevole ed economica dei fertilizzanti e dei nutrienti liberati dal suolo.

Mais nella rotazione classica

• Una rotazione classica lombarda fino

al 1960 era quella settennale: maisfrumento-mais-frumento-prato-pratoprato

• Dopo il frumento di norma venivano

coltivati degli erbai intercalari, alcuni di questi potevano essere di mais in coltura fitta (granturchino). La semina del prato poteva essere fatta nel frumento (bulatura) nella primavera del 4° anno e in questo caso il prato aveva una durata produttiva di tre anni e mezzo

Prove parcellari per valutare l’effetto di avvicendamenti diversi sulla produttività del mais

Preparazione del terreno Il terreno per la coltura del mais deve essere in grado di trattenere grandi riserve di acqua, riscaldarsi facilmente, avere un profilo colturale omogeneo. La riserva di acqua disponibile per il mais dipende dall’infiltrazione della stessa in profondità, nel corso dell’autunno-inverno e poi nel corso del ciclo vegetativo, e dal contenuto in sostanza organica del terreno. Il riscaldamento del terreno è essenziale per una pronta germinazione (temperatura a partire da 10 °C). Una buona struttura e l’assenza di “suole” superficiali o profonde sono necessarie per consentire lo sviluppo dell’apparato radicale in profondità per meglio resistere alla siccità e prelevare nutrienti non solo nello strato più superficiale. Quanto sopra si può realizzare con tecniche tradizionali o con lavorazioni minime.

Soia (in alto) e trifoglio (in basso) sono specie che, come la medica, ben si adattano alla precessione con mais

155

coltivazione Preparazione tradizionale: aratura e affinamento accurato. Le arature permettono una più facile penetrazione dell’acqua nel terreno; lo espongono meglio al sole, al gelo e all’alternanza del disseccamento e umettamento, producendo una buona struttura e distruggendo le “suole” costipate; permettono l’incorporazione dei residui colturali, dei fertilizzanti minerali che si spostano in profondità con una certa difficoltà (fosforo e potassio) e dei fertilizzanti organici. Le arature autunnali sono raccomandate in terreni argillosi o tendenzialmente tali. Al contrario nei terreni leggeri e che si costipano con facilità, l’aratura autunnale può essere dannosa in quanto le piogge potrebbero costipare di nuovo il terreno. In questo caso l’aratura deve essere effettuata tra la fine dell’inverno o meglio appena prima della semina, consentendo così di attuare delle colture a raccolta primaverile precoce. Le lavorazioni superficiali o di effettiva preparazione del letto di semina devono essere tali da rendere lo strato superficiale del terreno affinato per poter ricevere la semente e non creare ulteriori suole superficiali. Per questa ragione è essenziale scegliere bene le attrezzature adatte all’ottenimento dello scopo. Se si escludono i terreni argillosi, per i quali è difficile dare ricette per la preparazione del letto di semina, in certe situazioni basta un semplice passaggio di erpice per ottenere il risultato voluto, in altre è necessario intervenire prima con erpici a disco, poi con altri a rotazione verticale e infine con pareggiatori. Negli altri tipi di terreno oggi si tende, dopo l’aratura, a effettuare un solo passaggio con più attrezzi combinati tra loro, per ridurre i tempi di lavoro, economizzare carburante e ridurre il costipamento. Nelle omosuccessioni è utile o indispensabile completare il lavoro di aratura con dei ripuntatori tipo Chiesel per eliminare le suole profonde o, nel caso in cui si riscontrano anche suole superficiali, con ripuntatori vibranti dotati posteriormente di un rullo a gabbia.Relativamente alla profondità di

Aratura Foto V. Bellettato

Macchina combinata per la preparazione del letto di semina

156

tecnica colturale aratura, che un tempo, come per tutte le colture, in Italia si consigliava profonda, oggi si tende a non far superare i 25-30 cm. Minima lavorazione. È una tecnica molto diffusa negli Stati Uniti e con modalità diverse si va diffondendo anche negli altri Paesi maidicoli per cercare di limitare i costi colturali, senza intaccare la resa, mantenendo una buona struttura del terreno. Si fa cenno qui di seguito ad alcuni metodi di minima lavorazione: – sostituzione dell’aratura con una scarificatura profonda, seguita da un erpice rotativo verticale associato o meno a una seminatrice di precisione. Si può impiegare per la semina diretta su prato dopo aver eliminato la vegetazione con un diserbante totale; – sostituzione dell’aratura con un unico passaggio di una attrezzatura composta da uno scarificatore profondo, vibrante, un estirpatore superficiale e un rullo a gabbia. Più generalmente in Italia, in terreni franchi o argillosi, molto spesso l’aratura viene sostituita con una preparazione del suolo attuata con un solo passaggio di uno strumento ad azione energica quale l’erpice rotativo associato a un rullo a gabbia o, se il terreno è leggero, con vibrocoltivatore sempre munito posteriormente di rullo a gabbia. Esistono anche attrezzature complesse munite di seminatrice, spandiconcime e diserbatrice ancora poco impiegate, almeno in Europa. In molti areali maidicoli degli Stati Uniti la minima lavorazione, ma anche la non lavorazione, di cui si cominciò a parlare dopo la prima crisi petrolifera agli inizi degli anni ’70 dello scorso secolo, vengono effettuate essenzialmente per controllare l’erosione eolica del suolo. Gli eventuali benefici, quali quelli dovuti a un minor impiego di energia, sono aggiuntivi. Molti esperimenti nelle più svariate parti del mondo hanno mostrato che l’applicazione delle tecniche di minima lavorazione o

Ripuntatore con pareggiatore Foto V. Bellettato

Terreno dopo il passaggio del ripuntatore

157

coltivazione non lavorazione consentono risultati favorevoli nei terreni in grado di autostrutturarsi, mentre nei terreni sabbiosi e limosi le tecniche tradizionali risultano ancora le più valide. Sempre prendendo in considerazione l’elevato numero di esperimenti effettuati su questi argomenti i risultati mostrano che attuandoli, quando è possibile farlo, è necessario prevedere una maggiore concimazione azotata e un maggior costo della lotta contro le erbe infestanti.

Ridge till

• È una tecnica americana di minima

lavorazione in ambienti con omosuccessione di mais o con avvicendamento biennale mais-soia. La tecnica è la seguente: 1° anno: rincalzatura accentuata del mais, raccolta e trinciatura degli stocchi 2° anno e seguenti: taglio della “porca” (scalping) per eliminare gli apparati radicali superficiali e semina del mais che, quando raggiunge le 9-10 foglie, viene rincalzato nuovamente

Schema della tecnica “Ridge till” Prima della semina

Dopo la semina

• Consiste pertanto in una sistemazione a porche permanenti che, perché non vengano rovinate, richiede che tutte le attrezzature siano adeguatamente dimensionate

Dopo il primo anno

Secondo anno (ricostruzione della porca)

Concimazione Il mais è una pianta che svolge il suo ciclo velocemente. I bisogni per tonnellata di granella prodotta sono considerevoli anche se inferiori a quelli di altri cereali come il frumento. Tuttavia le restituzioni al suolo con l’interramento dei residui colturali sono elevate: 2/3 dell’azoto; 3/5 del fosforo e 5/6 del potassio. Il ritmo di assorbimento dei macronutrienti è rappresentato nel grafico della pagina seguente dal quale si osserva che lo stesso è molto intenso in un periodo di circa 60 giorni a cavallo della fioritura. Quasi 3/4 dell’azoto sono assorbiti in 1/3 del ciclo. Il mais utilizza bene le riserve del suolo che vengono mineralizzate nel periodo di massima intensità di assorbimento quando la disponibilità idrica è sufficiente.

Assorbimenti di macronutrienti (kg) per tonnellata di granella Granella

Parte epigea senza Radici Totale granella

13,5

11,2

8,3

5,8

4,2

3,3

13,3

4,5

16,2

6,6

27,3

158

tecnica colturale Assorbimento dei nutrienti nel corso dello sviluppo della pianta Azoto (N)

N, P, K assorbiti dalla pianta (% del totale)

100

• È presente nel profilo colturale in

quantità variabile fra 1000 e 4000 kg/ha, prevalentemente in forma organica, e per 1-2% come ione ammonio, nitrato e nitrito

80 70 60

• Rappresenta l’elemento più importante

per il mais in quanto ne influenza in modo determinante la produzione, sia in termini di resa, sia di proteina grezza, anche se non modifica i rapporti fra gli aminoacidi

40 30 20 10 0

100

115

Sviluppo della coltura (giorni) Peso secco

Le rese della coltura sono fortemente influenzate da tre fattori: acqua, densità e concimazione. Questi sono fattori tra loro solidali. L’acqua non deve mancare specie nel periodo critico. Relativamente alla densità quando la stessa è insufficiente non si avranno buone rese anche se le spighe saranno più grandi rispetto a quelle che si ottengono con una densità più elevata. La densità, come si vedrà meglio in seguito, può variare da un minimo di 50.000 a 100.000 piante per ettaro; sarà tanto più alta quanto più è possibile irrigare e se, a parità di epoca di semina, l’ibrido è più precoce. Contrariamente ad altri cereali, il peso di 1000 semi di mais è prevalentemente influenzato dal genotipo: ciò significa che se la nutrizione del mais è deficiente si avranno meno cariossidi per spiga, ma il peso sarà poco influenzato. Lo stesso peso, però, può essere influenzato negativamente da un cattivo stato sanitario, per esempio da un attacco tardivo dello stocco da Fusarium spp. (premorienza). Il livello delle concimazioni minerali dipende dalle asportazioni, dalle restituzioni organiche, dalla dotazione del terreno e dalla disponibilità in acqua. Le asportazioni variano in dipendenza del sistema di coltura. Una raccolta di 10 tonnellate di granella asporta per ettaro N, P, K, rispettivamente in ragione di 135, 58 e 45 kg. Se si aggiungono le perdite per lisciviazione (con le piante sarchiate sono nell’ordine di almeno 100 kg di N e 20-25 di K) e per fissazione del fosforo, specie nei suoli ricchi in calcio, di 20 kg/ha; in totale 10 t di granella asportano 235, 80 e 80 rispettivamente di N, P e K.

Spandiconcime

Assorbimento dell’azoto

• Nel periodo della fioritura l’intensità

di assorbimento giornaliera per ettaro è dell’ordine di 5 kg/ha

• A maturità 2/3 dell’azoto totale della

parte epigeica sono nella cariosside (1,4-1,6%), minori quantità si trovano nelle restanti parti della pianta (0,5-1%)

• La carenza di azoto si manifesta con

una diminuzione di vigore e con foglie più piccole del normale e di colore verde-giallo. Prima della fioritura, a partire dalla base della pianta le foglie ingialliscono e seccano in proporzione alla carenza

159

coltivazione Quando viene raccolta la pianta intera (20 t/ha di s.s.) le asportazioni per ettaro ammontano a 260, 90 e 210 kg, rispettivamente, di N, P, K e aggiungendo le perdite per lisciviazione a 360, 110, 250 kg/ha. Quando si produce solo granella e i residui colturali vengono interrati, gli apporti con concimi minerali possono limitarsi alle sole asportazioni, senza considerare le perdite che possono essere compensate: – per il fosforo e il potassio, dalla liberazione delle riserve minerali del suolo stimolata dall’attività biologica e dagli apporti di sostanza organica; – per l’azoto, dalle sintesi di azoto effettuate dai batteri delle leguminose, se queste colture entrano nell’avvicendamento colturale come colture principali (erba medica, trifogli) o come colture da sovescio. Questo azoto rimasto nel terreno può essere utilizzato dal mais. Nelle aziende zootecniche moderne con bovini da latte o carne poste nelle aree maidicole, dove il silomais costituisce la base della razione giornaliera, circa il 50% dell’alimento, nella maggioranza dei casi, proviene dall’esterno e ciò consente di allevare un elevato carico di bestiame per unità di superficie. I reflui prodotti, anche se prevalentemente in forma di liquame, apporterebbero quantità di nutrienti eccedenti rispetto alle esigenze delle colture, ciò impone di disporre di superfici più ampie per la razionale utilizzazione agronomica degli stessi. In breve, con i reflui zootecnici è possibile coprire ampiamente le esigenze colturali in fosforo e potassio e in linea teorica anche dell’azoto. Purtroppo per quest’ultimo, dato che il ritmo di mineralizzazione della sostanza organica non è coincidente a quello della coltura del mais è necessario ricorrere a una piccola integrazione con concimi minerali o di sintesi.

Fosforo (P)

• Nel terreno è presente in combinazioni

organiche e inorganiche, ma per la pianta ne è disponibile solo una piccola parte in quanto il mais assorbe solamente fosfati inorganici solubili

• È essenziale per la pianta, svolgendo

un ruolo di grande importanza nel trasferimento dell’energia. Nella pianta si trova come componente di diverse molecole quali fosfolipidi, lecitine, fitina, nucleoproteine

Spandiletame

160

tecnica colturale Foto V. Bellettato

Assorbimento del fosforo

• Durante le varie fasi della maturazione

il fosforo delle foglie e delle altre parti vegetative, in grande quantità, viene trasferito alle cariossidi. La curva di assorbimento anticipa lievemente quella dell’accumulo della sostanza secca

• Carenze di fosforo si possono osservare nei primi stadi di sviluppo con un più o meno grave arrossamento delle foglie. Questa manifestazione però si ha anche quando la temperatura si abbassa molto. È pertanto verosimile che in condizioni di bassa temperatura del terreno la pianta non sia in grado di assorbire il fosforo. Detto inconveniente si riduce molto se si ha l’accorgimento di effettuare una parte della concimazione fosfatica localizzata alla semina

Barra per la concimazione liquida

Un discorso simile può essere fatto per le aziende zootecniche che allevano suini o avicunicoli, anche se in questo caso, producendo granella, le asportazioni di nutrienti sono più limitate. In conclusione disponendo di reflui zootecnici e apportandoli regolarmente è possibile limitare fortemente gli apporti di concimi minerali. Per tener conto della dotazione del terreno è necessario disporre sempre dei risultati delle analisi chimiche e ciò per evitare di seguire le pubblicità commerciali che consigliano fosforo e potassio in dosi di gran lunga superiori alle asportazioni più le perdite, supponendo sempre necessario l’arricchimento in questi elementi. Molti esperimenti di lunga durata mostrano che le concimazioni consigliate non sono giustificabili. È quindi il caso di raccomandare, per la concimazione minerale, di superare del 50% le asportazioni solo per qualche anno e, sicuramente, di non distribuire fertilizzanti nel caso di aziende zootecniche o che utilizzano reflui da esse pro-

Botte per lo spandimento dei liquami zootecnici

161

coltivazione Bilancio nutrizionale dell’azoto Potassio (K)

• Si trova nel terreno sotto forma di sali

N necessario (asportazioni + perdite)

inorganici o assorbito sul complesso argillo-umico

–

• Nelle piante influenza, come regolatore,

tutti i processi metabolici: assorbimento dell’azoto, divisione cellulare, umidità delle foglie, attività fotosintetica, sintesi delle proteine

N fornito dal terreno (residui della precedente coltura; residui colturali; mineralizzazione del suolo; residui della mineralizzazione dei fertilizzanti organici distribuiti negli anni precedenti)

dose totale da apportare

venienti. Il calcolo della dose di concime azotato da distribuire al mais va effettuato seguendo il criterio del bilancio dell’elemento. Da una parte si stimano le asportazioni e le perdite e dall’altra l’azoto non utilizzato, più quello rimasto dalla coltura precedente, più quello derivato dalla mineralizzazione dei residui colturali del precedente e ancor dalla mineralizzazione dell’humus. Anche se le forme di concimi impiegati sono quelle ammoniacali, date le favorevoli temperature per i processi di nitrificazione e le possibili perdite di azoto nitrico per lisciviazione, è bene ricorrere al frazionamento della dose. In molti ambienti maidicoli il frazionamento più impiegato è il seguente: metà dose in presemina, alla preparazione del letto di semina, e metà in copertura allo stadio di 6-9 foglie. Tuttavia in terreni leggeri, al fine di evitare l’inquinamento delle falde con i nitrati, la dose di azoto potrebbe essere distribuita tutta in copertura. Quando in presemina vengono distribuiti reflui zootecnici, la concimazione azotata con fertilizzanti minerali andrà effettuata solo in copertura. Una parte della concimazione fosfatica può essere effettuata alla semina localizzandola. È questo un accorgimento da seguire specialmente oggi che si tende ad anticipare le semine per evitare, nel caso di ritorni di freddo, l’arrossamento delle piantine e la conseguente stasi vegetativa.

• I terreni sabbiosi e comunque tutti

quelli poveri di argilla e sostanza organica risultano scarsamente dotati di potassio; inoltre, mancando una buona capacità di scambio cationico, non è possibile procedere a concimazioni di arricchimento. In questi casi si deve concimare annualmente tenendo conto della stima delle quantità asportate

Assorbimento del potassio

• Alla raccolta, la maggior parte del

potassio si trova nei residui colturali, pertanto con l’interramento degli stessi l’elemento ritorna nuovamente al terreno

• La maggior parte del potassio viene

Foto R. Angelini

assorbita dalla levata alla fioritura

• Verso la fine della coltura, nella pianta si trova una minor quantità di potassio in quanto, essendo lo stesso in soluzione, una parte viene rilasciata attraverso le foglie a seguito delle piogge

• La carenza di potassio deprime

l’attività fotosintetica, fa aumentare la respirazione e porta a un generale indebolimento della pianta. Forti carenze di potassio fanno riscontrare culmi meno resitenti allo stroncamento Coltivazioni di mais vicine all’arco alpino

162

tecnica colturale Scelta dell’ibrido Dall’introduzione degli ibridi, avvenuta negli anni ’50 del secolo scorso, la maiscoltura italiana è stata efficientemente rifornita di materiali genetici via via più efficienti che hanno permesso un aumento medio delle rese intorno ai 130-140 kg/ha/anno pari, nei diversi momenti del periodo considerato, a un valore di 1,5-2,2 punti percentuali su base annua. Il continuo incremento della produzione per unità di superficie è imputabile per la quota maggiore al miglioramento genetico e allo sviluppo di ibridi con una crescente tolleranza agli stress da alto investimento (numero di piante/m2) e in generale a tutti gli stress, specie di natura abiotica. In estesi esperimenti di confronto tra gli ibridi più coltivati nei diversi periodi tra il 1940 e il 2000 non sono stati, sorprendentemente, riscontrati cambiamenti nella produttività potenziale della singola pianta isolata, nel rapporto pianta/ spiga (Harvest Index) e inoltre nella quantità di eterosi (assoluta o relativa) espressa. Sono invece cambiati il numero delle piante per unità di superficie (da 30.000 a 70.000 piante/ha) e tutti i caratteri morfo-fisiologici direttamente collegati alla tolleranza agli stress da elevata popolazione: radici più espanse, stocchi più resistenti, diminuzione di piante senza spiga (barren), migliore stay green, foglie più erette, ridotta proterandria, diminuita superficie fogliare per pianta, aumentata tolleranza alla piralide. Non sono invece variati la lunghezza del ciclo, l’altezza della pianta, l’altezza dell’inserzione della spiga, l’epoca di fioritura, il numero di foglie e l’area fogliare per unità di superficie della coltura (LAI). La rigidità dei valori dell’Harvest Index (HI) e del Leaf Area Index (LAI), pur sotto la forte pressione selettiva esercitata dai breeders, introduce una spiegazione del processo avvenuto in termini di fisiologia della produzione e di rapporto sink-source.

Foto Agrilinea

Produzione degli ibridi in Italia

• Negli anni ’70 la produzione globale

italiana era di circa 5 milioni di tonnellate, a partire dal 1996-’97 a parità di superficie investita e senza sostanziali cambiamenti dell’agrotecnica e dell’intensità colturale, la produzione sta superando i 10-10,5 milioni di tonnellate

Produzioni medie (kg/ha)

Andamento delle produzioni medie per ettaro in Italia 10.000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1860

Ibridi semplici b = 149,9

Ibridi a 4 vie b = 118,4

Varietà locali b = 9,4

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2004

Anni

163

coltivazione

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Nel mais delle zone temperate-calde, la capacità fotosintetica non è fattore limitante e la produzione di carboidrati risulta “frenata” dalla capacità di rilocazione dei fotosintati e dalla possibilità di accumulo nella spiga e nello stocco. L’incremento del numero di piante/m2 ha avuto il significato di aggirare questa strozzatura fisiologica: essendo il LAI (source) rimasto sostanzialmente invariato, è stato ottenuto a livello di popolazione quanto era risultato impossibile fare a livello di singola pianta, vale a dire una ridistribuzione della sostanza secca totale a favore degli organi di accumulo (sink) costituiti da stocchi e spighe (3 spighe nel 1950 contro 7-8 spighe nel 2000). La tempestiva sostituzione delle varietà coltivate e la scelta dell’ibrido costituiscono forse la più importante decisione nella gestione manageriale dell’azienda agricola.

115

Giorni dall’emergenza Peso secco

Granella

Tutolo

Culmo

Criteri di scelta dell’ibrido Resa per ettaro. Misurata in termini sia di potenzialità produttiva dell’ibrido sia di stabilità delle produzioni è senz’altro il più “immediato” criterio di scelta da parte dell’agricoltore. I due “caratteri” sono espressi al meglio da genotipi con forti caratteristiche di adattamento alle condizioni ambientali e alla conduzione (agrotecnica, organizzazione, indirizzi colturali ecc.) dell’azienda agricola nella quale l’ibrido viene coltivato. Alcuni tratti morfo-fisiologici sono immediatamente individuati come portatori di caratteristiche desiderabili: apparato radicale espanso contro il rischio di allettamento; stay green contro la rottura dello stocco, premorienza della pianta, limitazioni del danno dalle gallerie della piralide; struttura dello strato vegetante (canopy) in grado di minimizzare la competizione tra piante (giusta fogliosità per larghezza o lunghezza delle lamine, portamento eretto ecc.); uniformità di dimensione della spiga per intrinseche capacità “omeostatiche” del genotipo e per la presenza di geni portatori del carattere polispighia; proporzionato rapporto tra altezza della pianta e dell’inserzione della spiga. Altre caratteristiche adattative, espresse in modo differenziale dai diversi genotipi, servono per meglio “posizionare” gli ibridi in azienda: risposta all’investimento; sensibilità all’epoca di semina; tolleranza a condizioni di stress idrico; rapporto tra lunghezza (in GDD) dello stadio vegetativo e lunghezza del periodo di accumulo; dinamica della curva di accumulo, attitudine della granella a perdere acqua a fine ciclo, specifiche tolleranze ai parassiti endemici nella zona di coltivazione.

Foglie Andamento della sostanza secca delle parti epigeiche della pianta

Longevità degli ibridi di mais

• La durata media della vita commerciale di un ibrido di mais è di circa 5-7 anni, periodo di tempo nel quale viene completato un ciclo di selezione genetica e una nuova generazione di materiali è resa disponibile per sostituire la precedente: il miglioramento genetico quale pressione selettiva continua, ciclica e “ricorrente”, costituisce il processo evolutivo delle piante coltivate

Lunghezza del ciclo. Per il completo sviluppo dell’ibrido (misurata in quantità di gradi di calore utili necessari per raggiungere gli stadi di fioritura e maturazione fisiologica) è il più “basilare” tra i requisiti di adattamento; a parità di potenziale genetico la pro164

tecnica colturale duzione è proporzionale al numero di giorni di fotosintesi attiva e alla durata del periodo di accumulo. Per la maggior parte degli ambienti italiani l’ibrido di piena stagione appartiene alla classe FAO 600 (1550-1600 GDD o 130 giorni di relative maturity), nelle zone più calde della bassa Pianura Padana l’ibrido di piena stagione può essere anche di classe FAO 700, e nelle pianure pedemontane di classe FAO 4-500. Ibridi di ciclo più precoce rispetto ai “piena stagione”, generalmente appartenenti alla classe FAO 500, vengono ampiamente impiegati in coltura principale dove esistono limitazioni all’uso dell’irrigazione, dovuti all’indisponibilità di acqua nella fase di riempimento della cariosside, o agli alti costi di distribuzione. È verosimile che in futuro, dove il costo dell’irrigazione non sarà contenuto dall’adozione di razionali metodi irrigui, si stabilizzerà l’uso di ibridi di classi medie.

Classificazione degli ibridi di mais secondo la precocità (FAO)

Destinazione della coltura. È un aspetto di fondamentale importanza: quasi un quinto dell’intero ettarato italiano è destinato alla produzione di trinciato integrale: in epoca primaverile vengono utilizzati ibridi di classe 700 (in mancanza di ibridi ancora più tardivi con accettabili caratteristiche agronomiche di stabilità produttiva e di “tenuta” della pianta) che giungono alla maturazione di riferimento (30-35% di sostanza secca totale) già a partire dalla seconda metà di agosto. La scelta dell’agricoltore privilegia genotipi in grado di massimizzare la produzione di sostanza secca totale, ottenibile con piante dotate di grande “vigore ibrido” per taglia della pianta, fogliosità, sviluppo potenziale della spiga e contemporaneamente dotata di forti connotati “difensivi” per i caratteri più direttamente legati alla tolleranza agli alti investimenti: eccellente apparato radicale contro il rischio di allettamenti e spiga

165

Classe

Ibrido di riferimento

Precocità

Ciclo in giorni

100

Wisconsin 1600

Ultraprecoci

76-85

200

Wisconsin 240

Precocissimi

86-95

300

Wisconsin 355

Precoci

96-105

400

Wisconsin 464

Medioprecoci

106-115

500

Ohio M15

Medi

116-120

600

Jowa 4316

Mediotardivi

121-130

700

Indiana 416

Tardivi

131-140

800

US13

Moltotardivi

141-150

900

US523W

Ultra-tardivi

150-160

coltivazione “consistente” anche in condizioni di elevato aduggiamento con valori del rapporto spiga/pianta non inferiori alla soglia di 0,42-0,45. La qualità del prodotto finale non è meno importante ed è riferibile ai caratteri legati alla insilabilità: stay green, tolleranza alla piralide, assenza di parti secche (brattee, guaine, foglie basali o apicali) al momento della raccolta, presenza di zuccheri solubili negli internodi basali, e ai caratteri legati alla digeribilità e al valore nutritivo: percentuale di proteina, quantità e composizione della fibra totale, percentuale e distribuzione della lignina e, sia pure in modo non proporzionale, quantità e conformazione dell’amido. L’utilizzazione del mais come pastone di spiga intera o di sola granella umida si va diffondendo negli allevamenti di suini per vantaggi di ordine economico (risparmio dei costi di essiccazione) e di ordine nutrizionale (diminuita presenza di micotossine) vengono preferenzialmente impiegati ibridi di piena stagione (FAO 6-700) con spiccate caratteristiche di stay green e di lenta perdita di umidità della granella, atti a massimizzare la “finestra di raccolta” intesa come intervallo di tempo intercorrente tra la formazione dello strato nero intorno al 32% di umidità e il raggiungimento del 28% di contenuto in acqua, considerato come il limite inferiore per una corretta conservazione del prodotto. Varietà sintetica con stay green

Preferenze dell’utilizzatore finale. Rappresentano un requisito per la collocabilità delle produzioni. Il sistema italiano di produzione-raccolta-condizionamento e stoccaggio è ancora essenzialmente basato sul concetto di mais quale materia prima indifferenziata (commodity) con caratteristiche qualitative generiche di “merce sana, leale e mercantile” e in riferimento alle definizioni e alle tolleranze del Contratto Nazionale n. 103 che regola gli scambi. Tutto questo, quando la “qualità”, intesa in generale come aderenza di un prodotto alle richieste del mercato e alle preferenze dei consumatori, oppure, più in particolare, intesa come “qualità d’uso” specifica per i diversi utilizzatori finali, sta diventando un aspetto importante nel sistema di produzione e di commercializzazione delle materie prime alimentari. L’industria molitoria preferisce partite con alto peso ettolitrico, alta percentuale di endosperma vitreo, uniformità di dimensione delle cariossidi, alto rapporto tra gritz e germe, colore intenso delle farine, basso indice di microfessurazione. L’industria amidiera acquista partite con alta resa in amido (data dalla percentuale di amido vs proteine, germe e tegumenti) e dalla estraibilità dello stesso (facilità di separazione dagli altri componenti). Alte rese in amido sono ottenibili da granella con peso ettolitrico medio-basso, basso contenuto di proteine, basso contenuto in olio e da partite con alta percentuale di granella intera e basso indice di microfessurazione più facilmente ottenibile, quest’ultimo, con essiccazione a temperature moderate. 166

tecnica colturale L’industria mangimistica, nella formulazione dei prodotti per i diversi allevamenti (poligastrici, suini, avicoli) apprezza il valore energetico totale e una granella “nutrizionalmente densa” per contenuto in olio e composizione in acidi grassi, contenuto in proteine e composizione aminoacidica, struttura e digeribilità dell’amido, presenza di carotenoidi. La presenza di antimetaboliti e micotossine riducono fortemente gli indici di conversione in allevamento; la conoscenza del tipo di contaminazione (classe di micotossine e loro concentrazione, naturalmente entro i limiti di legge), permette di indirizzare le varie partite in lavorazione verso gli utilizzi (tipo di allevamento) che meno risentono di queste naturali e per certi versi inevitabili sostanze.

Foto R. Angelini

Informazione sulla performance degli ibridi. Ogni anno in Italia vengono approvati per la commercializzazione, dopo un biennio di sperimentazione parcellare da parte del Registro Nazionale delle Varietà, oltre un centinaio di nuovi ibridi appartenenti alle diverse classi di precocità. Contemporaneamente, le società sementiere sviluppano questi ibridi sul territorio attraverso reti di centinaia di campi comparativi tra gli ibridi (strip-test trials) per precisare le performance produttive, le caratteristiche agronomiche e l’adattamento alle condizioni locali di coltivazione. Il settore pubblico, a sua volta, mette in atto un sistema di sperimentazione agronomica varietale a carattere nazionale: per ogni ibrido provato nella sperimentazione parcellare o di pieno campo vengono fornite informazioni sulla resa, l’umidità alla raccolta, la “tenuta” della pianta, l’altezza della pianta e dell’inserzione della spiga, il peso ettolitrico della granella.

Vista di un campo sperimentale di mais ove sono confrontate centinaia di ibridi

167

coltivazione Semina Epoca. Nell’Italia del nord, tradizionalmente erano possibili tre diverse epoche di semina sia per la produzione di granella, sia di trinciato integrale: la prima effettuata tra il 15 e il 30 aprile con ibridi di classe 600-700; la seconda, tra il 10 e il 20 maggio, dopo aver raccolto un erbaio autunno-vernino o dopo il primo sfalcio di un prato da vicenda da rompere, con ibridi di classe 400-500; la terza, dal 20 giugno al 10 luglio dopo la raccolta della granella di un cereale vernino (frumento o orzo) con ibridi di classe 200-300. Attualmente, sempre nel nord, anche per effetto delle politiche comunitarie, le epoche di semina, tenendo conto della destinazione, sono le seguenti: – prime semine, per mais da granella e da trinciato integrale, da metà marzo a fine aprile con ibridi di classe 600 per la granella e 700 per il trinciato; – seconde semine, di norma per produzioni di trinciato integrale, dopo la raccolta di erbai autunno-vernini (prevalentemente di loiessa, Lolium multiflorum), tra il 10 e il 15 maggio con ibridi di classe 600 e più raramente 500. Sono da considerare seconde semine anche quelle effettuate dopo la raccolta di frumento, orzo o triticale destinati a trinciato integrale tra il 20 e il 25 di maggio; – terze semine, esclusivamente per trinciato integrale, oggi effettuate in quantità sempre più ridotta, dopo la raccolta dell’orzo da granella e cioè intorno al 20 giugno, con ibridi di classe 300.

Vantaggi della semina precoce

• Il radicamento è più rapido e profondo

e ciò aumenta la resistenza alla siccità

• La raccolta è più precoce e ciò consente di attuare in successione con più facilità la coltura autunnale; inoltre si può scegliere un ibrido lievemente più tardivo, in genere più produttivo

• Lo sviluppo della pianta risulta più

compatto e di norma si consegue un maggiore Harvest Index (Indice di raccolto) e una superiore tolleranza agli alti investimenti che contribuiscono consistentemente a incrementare le rese. Si aggiunga che sfalsando il ciclo tradizionale si altera, almeno per il momento, il parallelismo tra ciclo del mais e cicli della piralide

• Le semine anticipate, inoltre,

consentono una maggiore elasticità per la preparazione del letto di semina senza arrecare danni alla struttura del terreno, cui il mais è estremamente suscettibile

Densità. Le vecchie varietà venivano allevate con un numero ridotto di piante per unità di superficie; mediamente non si superavano le 30.000 piante/ha e ciò perché scarsa era la resistenza allo stroncamento e all’allettamento (quando la pianta si piega sul terreno, mostrando anche parzialmente fuori terra l’apparato ra-

168

tecnica colturale dicale). Inoltre, superando le densità indicate, spesso si assisteva alla presenza di numerose piante senza spiga (barren). Dopo l’introduzione degli ibridi si sono incrementate le densità via via che il miglioramento genetico ha introdotto: caratteri di resistenza alle malattie fungine dello stocco (diretti o indiretti), robustezza dell’apparato radicale, il carattere polispighia (che non si estrinseca con elevate densità di piante, ma che garantisce una spiga per pianta). Attualmente, le densità medie consigliate in Italia per le diverse classi di maturità ed epoche di semina sono quelle riportate nella tabella a lato. Aumenti o riduzioni dei valori indicati in tabella si possono verificare in funzione degli ibridi e della intensità colturale capace di controllare gli stress idrici e nutrizionali. Di norma viene adottata una distanza tra le file tra 70 e 80 cm e una sulla fila variabile in relazione al numero di piante desiderate. Il numero di semi da porre a dimora deve essere superiore di circa una unità per metro quadro per tener conto della germinabilità, che non è mai del 100%, sia di qualche perdita accidentale che si può avere nel terreno. Se questo poi viene preparato male, l’unità in più spesso non basta.

Mais da granella: piante per m² * Classe di maturità FAO

1° 2° 3° semina semina semina

200

300

8,5-9

400

500

7-7,5

6,5-7

600

6,5-7

700

6-6,5

* Nel mais da trinciato si considerano mediamente 1-2 piante/m² in più rispetto al mais da granella

Calcolo della densità di semina

Profondità. In genere non si superano i 5-6 cm, ma si può arrivare anche a 8-10 in terreni secchi in superficie, anche se viene rallentata leggermente l’emergenza, o a 2-3 cm in suoli umidi. Oggi è generalizzata la semina di precisione e pertanto non si ricorre più a quella in fila continua e a un successivo diradamento manuale quando il mais raggiunge lo stadio di 3-5 foglie. Con la semina di precisione si depone nel terreno il seme alla distanza prestabilita. Le seminatrici meccaniche di precisione sono state completamente abbandonate mentre si ricorre in modo generalizzato a quelle pneumatiche. Foto E. Marmiroli

Particolare di seminatrice pneumatica per la semina su sodo

169

n. piante per m2

Distanza fra i semi sulla fila (cm)

4,0

N. semi per m2 Distanza tra le file (m) 0,70

0,75

0,80

5,7

5,3

5,0

4,2

23,8

6,0

5,6

5,2

4,4

22,7

6,3

5,9

5,5

4,6

21,7

6,6

6,1

5,8

4,8

20,8

6,9

6,4

6,0

5,0

20,0

7,1

6,7

6,3

5,2

19,2

7,4

6,9

6,5

5,4

18,5

7,7

7,2

6,8

5,6

17,8

8,0

7,5

7,0

5,8

17,2

8,3

7,7

7,3

6,0

16,7

8,6

8,0

7,5

6,2

16,1

8,9

8,3

7,8

6,4

15,6

9,1

8,5

8,0

6,6

15,1

9,4

8,8

8,3

6,8

14,7

9,7

9,1

8,5

7,0

14,3

10,0

9,3

8,8

coltivazione Nel caso di semine su sodo è necessario disporre di apposite seminatrici in grado di tagliare il terreno, deporre il seme e coprirlo con la terra. La quantità di semente per ettaro dipende, oltre che dalla densità adottata, dal calibro della stessa. In media si può stimare un impiego di 20-23 kg/ha. Le confezioni di seme oggi in uso (dosi) riportano il numero di semi contenuto, ma non il peso. Sarchiatura e rincalzatura Queste tecniche venivano largamente impiegate prima della comparsa degli erbicidi chimici per il controllo delle malerbe. Il mais, infatti, veniva considerato una coltura sarchiata. Oggi, visto che questa tecnica molto spesso non viene impiegata e comunque lo è poco per il controllo delle malerbe, la coltura del mais dovrebbe essere denominata “diserbata”. La sarchiatura veniva realizzata in parte meccanicamente nell’interfila e in parte a mano lungo la fila, non solo per aerare il suolo eventualmente costipato in superficie dalle piogge battenti, ma soprattutto per controllare le erbe infestanti. La rincalzatura, effettuata poco prima della levata, apportando terreno intorno al culmo, favoriva l’accrescimento dell’apparato radicale avventizio aereo e consentiva una migliore “tenuta” della pianta. Indirettamente poi facilitava l’irrigazione a scorrimento. Attualmente, non sempre le due pratiche sopra ricordate vengono effettuate sia perché, come detto, si tende a effettuare il controllo delle malerbe esclusivamente con mezzi chimici, sia perché gli appezzamenti perfettamente livellati con le moderne attrezzature laser non richiedono per l’irrigazione la predisposizione dei solchi che si venivano a creare con la rincalzatura. Si è però del parere che entrambe le tecniche vadano riconsiderate e applicate nella maggioranza dei casi sia per integrare la lotta alle malerbe (è questo anche il caso del diserbo in banda alla semina e controllo meccanico tra le file), sia nel caso della sarchiatura per interrare i concimi azotati distribuiti in copertura. Quest’ultima operazione è sempre da raccomandare nei terreni ricchi di calcare dove i concimi ammoniacali tendono a volatilizzare. Infine, il ricorso all’irrigazione attraverso i solchi creati con la rincalzatura (irrigazione da solchi), pur in terreni perfettamente livellati, dovrebbe aumentare l’efficienza dell’irrigazione e conseguentemente avere meno perdite di nitrati o di sostanze solubili per lisciviazione rispetto a una irrigazione a scorrimento di un appezzamento sistemato a spianata. L’epoca ottimale per effettuare la sarchiatura è la 5a-6a foglia, mentre per la rincalzatura è l’inizio della levata e prima che il mais “chiuda”. Entrambe le operazioni, eliminando la crosta superficiale e il costipamento del suolo, fanno diminuire le perdite di acqua per evaporazione (pratica di aridocoltura) e fanno aumentare la temperatura del terreno con conseguente migliore mineralizzazione della sostanza organica e maggiore sviluppo dell’apparato radicale.

Sarchiatura e concimazione in copertura

Zappatrice per la sarchiatura interfila del mais, dotata di spandiconcime

Rincalzatura

170

tecnica colturale Come effetto finale si consegue un anticipo nell’epoca di fioritura oltre a un anticipo dello sviluppo. Bilancio idrico

Irrigazione Il mais ha un coefficiente di evapotraspirazione basso: 250 kg di acqua per chilogrammo di sostanza secca prodotta. In molti ambienti maidicoli, anche se la piovosità totale nel corso del ciclo può apparire sufficiente, in realtà non è ben distribuita e ciò impone interventi irrigui senza i quali non sarebbero possibili rese elevate e, soprattutto, costanti negli anni. Se una coltura produce 12 t/ha di granella significa anche che ha prodotto una massa epigeica di circa 24 t/ha di sostanza secca e pertanto ha avuto necessità di 6000 m3 di acqua e cioè di 600 mm di pioggia. Per il mais un periodo di grande sensibilità alla mancanza di acqua comincia 15-20 giorni prima della fioritura, quando si sviluppano i fiori femminili, e termina 30 giorni dopo la fioritura, già allo stadio di maturazione lattea. Molte esperienze mostrano che uno stress idrico in questo periodo porta a riduzioni di resa dell’ordine del 50-60%. Tuttavia, un cumulo di più settimane di siccità, anche al di fuori del periodo critico, può causare un calo di resa più elevato di un deficit momentaneo al momento della fioritura. Dati gli andamenti pluviometrici dei mesi estivi, nell’area padana, in tutti gli areali dove le falde idriche non sono sufficientemente alte e in grado di fornire acqua alle piante, è indispensabile l’irrigazione. La quantità di acqua da apportare in ciascun intervento deve riportare l’umidità del suolo a un adeguato livello di umidità quando si è consumata la riserva facilmente utilizzabile (RFU). Questa varia molto con i tipi di suolo da 30 a più di 100 mm, a seconda della tessitura e della profondità del terreno, nonché dall’attitudine delle radici a svilupparsi in profondità.

• Stima dell’evapotraspirazione ET

con 0 il metodo, oggi ritenuto più attendibile, di Penman-Monteith che necessita dei seguenti dati meteorologici: radiazione solare, temperatura, umidità dell’aria e velocità del vento. Ottenuto l’ET0 si moltiplica per il coefficiente colturale (Kc) che varia nel corso del ciclo:

fino alla 6a foglia Kc = 0,3; dalla 6a alla 9a foglia Kc = 0,6; dall’inizio levata all’emissione del pannicolo Kc = 1; dalla fioritura fino alla maturazione lattea-cerosa Kc = 1,2; dalla maturazione cerosa a fine ciclo Kc = 0,6

• Per stabilire il volume di adacquamento occorre conoscere: profondità interessata dalle radici (altezza in millimetri); umidità del suolo al momento della irrigazione (u% in volume); umidità del suolo alla capacità di campo (c% in volume); efficienza dell’irrigazione Ei

• Volume di adacquamento (mm) = h(c-u)/Ei

Rainger

171

coltivazione Questo principio teorico merita di essere interpretato, infatti non è più sostenibile attendere, per irrigare, la completa eliminazione della RFU, che si traduce nell’arrotolamento delle foglie del mais con rallentamento o arresto della crescita. Inoltre, non è necessario riempire completamente la riserva del suolo, e cioè portarlo alla sua capacità di campo: tale intervento può essere inutile o nocivo se dovesse verificarsi una pioggia dopo l’irrigazione che potrebbe provocare un temporaneo ristagno con conseguente lisciviazione dei nutrienti e il temporaneo non funzionamento degli apparati radicali e dei microrganismi. Alla fine della coltura, a partire dalla maturazione cerosa, non si ha interesse a lasciare il terreno troppo umido, anche per non ostacolare le operazioni di raccolta o creare, con questa, disturbo alla struttura del terreno. In molti ambienti maidicoli italiani, attualmente, è impossibile seguire i concetti sopra esposti per più ordini di ragioni. In primo luogo perché i turni irrigui sono fissati dai Consorzi di Bonifica e il prelievo di acqua non può essere fatto a domanda, in secondo luogo perché si irriga a scorrimento o per infiltrazione da solchi con volumi di acqua molto elevati per ogni adacquata (da 1000 a 1500 m3/ha). Questa modalità di irrigazione, nata almeno 700 anni fa, utilizzata soprattutto per irrigare i prati stabili e da vicenda, mal si presta per il mais, specialmente oggi, almeno per due importanti ragioni; la prima perché il metodo ha scarsissima efficienza, provocando inevitabilmente la lisciviazione dei sali e di tutte le molecole solubili (per esempio azoto nitrico, molecole di diserbanti) che possono inquinare le falde oltre a provocare un danno economico diretto; in secondo luogo perché l’acqua è un bene prezioso che bisogna risparmiare. L’irrigazione per aspersione è sicuramente il metodo più idoneo per evitare gli inconvenienti sopra esposti, ma se effettuata con i materiali di un tempo presenta dei costi non più sopportabili dalla coltura. Solo l’impiego di grandi macchine irrigue (Pivot e Rainger) appare oggi quello

Irrigazione a scorrimento

Rotolone (al centro) e lancia (in basso) per l’irrigazione ad aspersione Irrigazione per infiltrazione dai solchi

172

tecnica colturale tecnicamente migliore. Con queste è possibile, su grandi superfici (di almeno 100 ha), effettuare un programma irriguo tale da fornire al suolo ogni 7-10 giorni la quantità di acqua evapostraspirata, interrompendo l’irrigazione nel caso di piogge di grande intensità. Misure rapide dell’acqua utile presente nel terreno e l’implementazione di appositi programmi informatici consentono di stabilire con una certa precisione l’inizio della stagione irrigua e la gestione delle macchine irrigue facendo loro calibrare la quantità di acqua da erogare in funzione della natura del terreno. I risultati dell’irrigazione sono le rese alte e stabili, infatti la stessa corregge la eterogeneità e la cattiva qualità dei suoli. Quelli leggeri o mancanti di profondità, grazie all’irrigazione e alla fertilizzazione appropriata, possono fornire rese vicine e spesso uguali a quelle dei suoli più fertili. L’inizio dello stress idrico è mostrato specialmente in prefioritura con manifestazioni in successione: opacità delle foglie, arrotolamento, “agliatura”. Queste manifestazioni si possono notare prima nelle testate dei campi, intorno alle ore 13, e indicano che nel campo è ancora disponibile dell’acqua, ma che presto si andrà in carenza.

Punto nero

• Circa dopo 60-70 giorni dalla fioritura,

i processi di accumulo delle sostanze di riserva nella granella cessano. Tale stadio, detto di maturazione fisiologica, è identificato dalla comparsa di un “punto o strato nero” alla base della cariosside nel punto di attacco al tutolo. Affinché la granella possa essere raccolta deve perdere umidità passando dal 30-35% fino al 25-28%

Foto R. Angelini

Raccolta e conservazione del mais Nello stadio R6, quello nel quale si è raggiunta la maturazione fisiologica, si ha anche il successivo sottostadio di perdita dell’umidità della granella. Nei comprensori maidicoli italiani con ibridi di classe piena, questo stadio si raggiunge intorno alla prima settimana di settembre, quando le condizioni climatiche (umidità dell’aria in particolare) non favoriscono la rapida perdita di umidità della granella. Spesso, per perdere 5-6 punti di umidità occorrono 1012 giorni (mezzo punto per giorno), mentre successivamente, per arrivare a umidità più ridotte, cioè del 22-25%, sono necessari, in condizioni stagionali medie, 20 o più giorni. Dalla formazione del punto nero al momento della raccolta si lasciano intercorrere circa 35-40 giorni per la perdita di umidità della granella. Ciò costituisce un rischio sia per le produzioni sia per la qualità delle stesse. Il rischio per la produzione è dato dallo stroncamento delle piante causato dalla piralide e dal marciume dello stocco; per la qualità, da attacchi di funghi tossigeni presenti sia con andamenti caldo umidi (Fusarium verticilloides) sia con andamenti freddi e piovosi (Fusarium graminearum). Inoltre, a causa degli attacchi della piralide, sulla spiga si trovano granelli compromessi nella loro integrità. Ciò significa che, per stabilire il momento di raccolta, è opportuno trovare un compromesso tra i maggiori oneri di essiccazione e la garanzia di produrre una buona qualità. La granella di mais non è mai raccolta secca e cioè tale da poter essere conservata senza aver subito un qualsiasi trattamento di essiccazione, infatti la presenza del tutolo, sempre più umido, della granella impedisce che l’umidità della stessa scenda al di sotto del 16%, tasso minimo necessario per una buona

Umidità alla trebbiatura

• Raccolta in agosto: non meno del 23% per evitare la comparsa di aflatossine e ridurre i Fusarium

• Raccolta in settembre: non meno del 25-27%

• Raccolta in ottobre: appena possibile a qualsiasi umidità

173

coltivazione conservazione nei sili moderni (frigoconservazione o atmosfera controllata), pertanto la granella dovrà essere essiccata. Il mais potrebbe essere raccolto subito dopo la maturazione fisiologica, ma a parte i danni (rotture) che si avrebbero sulla granella, provocati dagli organi della mietitrebbia data l’elevata umidità (32-35%) si ha interesse, come visto prima, che la granella perda umidità con la pianta in piedi, ma alle condizioni già esposte. Con una raccolta relativamente precoce (umidità della granella del 25-28%) si hanno i costi di essiccazione alti, ma si evitano altri inconvenienti che si verificano con una raccolta tardiva: allettamento, stroncamento, attacco di parassiti, ritardo nei lavori preparatori delle colture che seguono. La raccolta meccanica che ha ovunque rimpiazzato quella manuale (almeno nei Paesi a maiscoltura avanzata) viene effettuata con mietitrebbia e viene fatta seguire immediatamente dall’essiccazione. Per una corretta conservazione nei sili non condizionati e prevenire fermentazioni e ammuffimenti, l’umidità dovrebbe essere intorno al 13%. La granella umida può essere insilata per produrre i cosiddetti pastoni o conservata in azienda tal quale dopo aver effettuato trattamenti antifungini (per esempio con acido propionico, non più usato però per ragioni economiche). Per la preparazione del pastone di granella, la stessa viene raccolta al 30-32% di umidità. La raccolta meccanica della spiga è effettuata solo per la produzione del seme o per i mais speciali da destinare all’alimentazione umana, o ancora quando la spiga intera, dopo la macinazione, deve essere insilata per essere destinata all’alimentazione del bestiame. Le spighe da insilare dopo macinazione possono essere raccolte con una mietitrebbiatrice dotata di attrezzature che effettuano la macinazione direttamente in campo. Un tem-

Foto R. Angelini

Trebbiatura Foto R. Angelini

Foto R. Angelini

Centro di raccolta Foto R. Angelini

Silos di stoccaggio Impianto di essicazione della granella

174

tecnica colturale po, l’essiccazione delle spighe veniva fatta direttamente all’aria sistemandole a festoni sui muri dei fabbricati rurali o in appositi cassoni, mentre la sgranatura veniva effettuata sempre a mano ogni volta che era necessario utilizzare la granella. Attualmente, in Italia, la granella secca di mais convenzionalmente ha una umidità ammessa del 14,5% (Contratto nazionale n. 103). Tuttavia, per una corretta conservazione negli impianti non condizionati, per evitare rischi di ammuffimento, l’umidità di conservazione dovrebbe essere intorno al 13%. Ottenimento delle sementi commerciali Le sementi dei mais ibridi commerciali sono ottenute in due tappe: – moltiplicazione delle linee pure in campi isolati da altri mais a distanze elevate (400 m). Le piante si fecondano tra loro e rimangono omozigoti. La resa in granella è di norma scarsa (raramente superiore a 4-5 t/ha; – ottenimento degli ibridi semplici, incrociando due linee pure e seminando da 4 a 6 file la linea che funge da femmina (portaseme) e 2 file per quella che funge da maschio (impollinatrice). La semina delle due linee pure può essere contemporanea se il gruppo di maturità è identico o sfalsata se vi è differenza nell’epoca di fioritura. Inoltre, per garantire una migliore copertura di polline, la linea impollinatrice viene sovente seminata in due epoche diverse. Quando nella linea femminile non sono stati inseriti i caratteri di maschiosterilità, le piante vengono castrate: viene tolta l’infiorescenza maschile prima dell’emissione del polline, di norma con apposite macchine o a mano con operai trasportati da macchine agevolatrici. Le macchine per emasculare possono essere equipaggiate con due diversi dispositivi: con coltelli rotativi (vantaggi: rapidità di intervento; svantaggi: eliminazione di 2-4 foglie e necessità di un doppio passaggio per eliminare le infiorescenze emerse tardivamente); con rulli che prendono il panicolo e lo strappano. Le stesse macchine per emasculare vengono utilizzate per tutti gli interventi agronomici sulle colture da seme sviluppate (per esempio distribuzione degli insetticidi per la piralide o per la diabrotica). Dopo circa 15-20 giorni dalla fecondazione, le file maschili vengono raccolte e destinate alla zootecnia o distrutte. La raccolta delle spighe della pianta portaseme è effettuata quando la granella presenta una umidità di circa il 30%. Le spighe trasportate nello stabilimento sementiero vengono essiccate in apposite strutture, utilizzando una temperatura non superiore ai 40 °C. Quando l’umidità della granella raggiunge circa il 12%, le spighe vengono tolte dall’essiccatoio e sgranate con attrezzature atte a non ledere l’integrità delle cariossidi. Ottenuta la granella, la stessa viene preliminarmente pulita eliminando le cariossidi rotte e leggere, le polveri e altri corpi estranei.

Antico sistema di essicazione all’aria delle spighe di mais

Classificazione delle categorie di seme commerciale e precommerciale

• Seme della ricerca: si tratta della

produzione di piccole quantità di seme di linee pure (omozigoti) ottenute dalla Stazione di ricerca, che rimane responsabile del mantenimento e del rifornimento alle Società produttrici di ibridi

• Seme di fondazione: è la fase

successiva di incremento del seme della ricerca effettuata in una o più generazioni successive per produrre le quantità necessarie di parentali destinati ai campi di produzione seme

• Seme commerciale certificato: viene

prodotto dalle Società sementiere per destinarlo alla commercializzazione per le diverse produzioni

175

coltivazione Successivamente si procede alla calibrazione, che consiste in una separazione in lunghezza e larghezza delle cariossidi, utilizzando cilindri alveolati per la lunghezza e griglie rettangolari per lo spessore. Le classi di semi risultanti sono di norma: tondo piccolo (quelli presenti sulla parte apicale della spiga), tondo grande (quelli presenti nella parte basale o nelle spighe irregolarmente fecondate), piatti variamente separati per lunghezza e spessore (quelli localizzati nella parte centrale della spiga). Le operazioni di selezione vengono perfezionate alla fine attraverso un processo di “selezione” per densità con specifiche attrezzature definite come tavole densimetriche. Quanto sopra è finalizzato all’ottenimento di lotti ottimizzati per qualità tecnologiche: adattamento del seme alle seminatrici di precisione, pneumatiche, condotte sempre più con alte velocità; massima germinabilità e energia germinativa. Di norma queste analisi vengono effettuate sia dalle società sementiere sia dall’organismo pubblico di controllo (in Italia ENSE, Ente Nazionale Sementi Elette); questo organismo di controllo visita anche le colture in campo per controllare l’uniformità genetica e che le operazioni di castrazione siano effettuate tempestivamente. Attualmente le società sementiere si sono dotate di sistemi severi di controllo dei processi di produzione che vengono certificati da enti tecnici esterni (tracciabilità, ISO 9000 ecc.). L’ente ufficiale di certificazione affianca in ogni caso la società sementiera e gli enti certificatori, nelle fasi di campo e di stabilimento per dare maggiori garanzie all’utilizzatore. Prima dell’insaccamento il seme viene conciato, questa operazione consiste nel depositarvi uniformemente su tutta la superficie uno o più prodotti antiparassitari. Di norma sempre un fungicida al fine di preservare il seme e la plantula nelle prime fasi della germinazione da attacchi di funghi presenti nel terreno. Oggi però sempre di più si aggiunge un insetticida sistemico in grado di controllare gli attacchi di insetti presenti nel terreno al momento della semina, ma soprattutto di controllare fino alla 7a-14a foglia eventuali attacchi di afidi dannosi di per sé, ma anche trasmettitori di virus. In questi ultimi anni in Italia i danni da virus (MDMV e BYDV) per attacchi precoci sono diminuiti e gli ibridi, che in qualche misura erano sensibili, hanno guadagnato in stabilità produttiva e ciò per merito della concia insetticida. Il seme degli ibridi per gli areali dove si pratica una maiscoltura progredita viene confezionato in dosi di 25.000, 50.000 e 80.000 semi. Sulla confezione sono apposti, in Italia, due cartellini (uno dell’Ente certificatore e uno della Società sementiera) dove, oltre al nome dell’ibrido e alla classe di maturità, vengono riportati il numero del lotto, l’anno di produzione e il luogo, la germinabilità e la purezza riscontrata all’analisi.

Demasculatrice

Mercato del seme mais in Italia

• Il mercato italiano è costituito da 1,3-1,4 milioni di ettari con una domanda lorda (quantità seminata + 10%) di “resi” non recuperabili di 4.300.000 dosi da 25.000 semi (pari a 3000 t di seme insaccato) per un valore globale all’azienda agricola di 170-180 milioni di euro

• Oggi, un ettaro investito a mais da

seme produce mediamente 350 dosi, sufficienti per seminare 120 ha di mais da consumo

• La maiscoltura italiana dipende quindi

da 11.500-12.500 ha di produzione di seme, allevati per una quota pari al 20% del totale in Italia e per il restante 80% in USA, Paesi dell’Est, Francia e Turchia

• Le società sementiere internazionali,

proprietarie del seme parentale, operano secondo criteri di riduzione dei rischi ambientali (differenziazione delle aree di produzione), dei costi di campagna (selezione delle aree economiche di maggior favore) e disponibilità di idoneo ambiente tecnico (autoorganizzazione dei produttori) nonché giuridico (protezione dei materiali, certificazione, procedure di import-export)

176

tecnica colturale Moderna modellistica per la coltura del mais Nel corso del potente processo di innovazione che ha riguardato, nei diversi ambiti disciplinari, la coltura del mais dal dopoguerra a oggi, la modellistica della crescita, sviluppo e produzione ha occupato uno spazio significativo sia per gli aspetti teorici, sia per quelli pratico-applicativi. L’area della modellistica dei sistemi colturali è un ambito di attività di ricerca nato dall’integrazione scientifica e tecnologica di importanti discipline, tra loro diversificate, come l’ecologia agraria, la sistemica, la cibernetica, la matematica, la fisiologia della produzione, che hanno trovato nella moderna Information Technology (IT) una efficace piattaforma di realizzazione e diffusione. Gli attuali modelli informatici di crescita e sviluppo del mais sono in grado di elaborare rapidamente banche dati di tipo meteorologico e pedologico (input), effettuare il calcolo integrale, con passo giornaliero (o sue frazioni) e, in base a conoscenze di carattere eco-fisiologico colturale e agrotecnico, fornire dati di output relativi agli impatti e ai prodotti della coltura stessa. Questi strumenti, che si prestano per analisi strategiche di nuovi scenari, per prevedere le capacità produttive in ambienti remoti, per valutare nuovi prodotti o nuove agrotecniche, sono il frutto di studi sostanzialmente basati sul trinomio sistemamodello-simulazione. Per sistema si intende una parte limitata della realtà caratterizzata dalla interrelazione dei componenti; per modello, una rappresentazione semplificata e strumentale del sistema; per simulazione, l’arte di costruire modelli matematici e di studiarne le proprietà in relazione a quelle dei sistemi che rappresentano. Le diverse ricerche portate avanti, anche in Italia, da alcune Università e Centri di Ricerca, dopo i necessari processi di parametrizzazione-validazione con materiali diversi in differenziati ambienti, rendono possibili oggi applicazioni di ampio respiro nel campo della ricerca (studio e comprensione delle complesse interazioni genotipo-fisiologia-ambiente); della erogazione di servizi (previsione delle produzione, valutazione dei danni da agenti esterni); degli studi territoriali (stima dell’erosione, della domanda idrica, degli inquinamenti, degli effetti di cambiamenti climatici, studi ecotossicologici applicati a diverse scale spazio-temporali ecc.); della valutazione aziendale preventiva e gestionale (confronto di nuove strategie, tattiche, agrotecniche, prodotti innovativi, definizione delle modalità di intervento nei piani di lavorazione, diserbo, irrigazione, controllo dei parassiti, raccolta); delle valutazioni tecniche o economiche (funzioni-obiettivo, riduzione degli yield gap, ricerca della massima efficienza, bilanci aziendali o colturali su basi modellistiche per l’ottimizzazione in funzione di obiettivi tecnici, economici, ambientali diversificati).

Storia della modellistica per il mais

• Il primo contributo significativo alla

moderna modellistica fu dato nel decennio 1945-’55 da un gruppo di studiosi del MIT negli USA: J. Von Neuman, N. Kiener, W. Mc Culloch, W. Pitts i quali, con l’uso della logica matematica per rappresentare processi naturali anche complessi, ottennero dispositivi (hardware e software) per l’elaborazione del dato e dell’informazione

• In Olanda, all’inizio degli anni ’60 del

secolo scorso, nasce una scuola di modellistica agro-ecologica. De Wit e collaboratori pongono le basi teoriche, studiando lo stato dell’agroecosistema e descrivendone l’evoluzione attraverso funzioni matematiche che prendono in considerazione i cambiamenti e le variabili di stato determinati dalle variabili guida

• Alla scuola olandese, che ha prodotto

modelli come SUCROS o MACROS, negli anni ’70 e ’80 si sono affiancate altre scuole, da quella americana (CERESmais, CERES-wheat, DSSAT ecc.) a quella australiana (APSIM ecc. ) fino ai più recenti gruppi scientifici che hanno permesso alcuni significativi passi avanti nel settore. Si pensi, per esempio, a Crop-Syst, che consente di simulare il comportamento di colture singole o di avvicendamenti a livello di singolo appezzamento o di ampie aree territoriali

177

il mais

coltivazione Agricoltura di precisione Stefano Bocchi

coltivazione Agricoltura di precisione Per la messa a punto dei piani di concimazione, di diserbo o di irrigazione vengono generalmente effettuate analisi preliminari di tipo fisico-chimico o biologico del terreno e, attraverso l’interpretazione dei risultati e la conoscenza dei processi di crescita e produzione della coltura di mais, ci si orienta cercando di dosare il fertilizzante, l’acqua, o il prodotto per il controllo delle infestanti. Generalmente, il campione composto di terreno raccolto per tali analisi è considerato rappresentativo di tutta la superficie del campo, all’interno del quale la variabilità dei diversi parametri fisico-chimici e biologici viene considerata trascurabile (viene spesso trascurata non solo la variabilità nello spazio, ma anche quella nel tempo). Tuttavia, in tempi in cui all’agricoltura viene chiesto di razionalizzare l’utilizzazione delle risorse naturali, a partire da quelle più limitate, ci si è chiesto se tale ipotesi di base sia sempre corretta. A partire da alcuni Stati degli USA (la nascita dell’agricoltura di precisione viene collocata negli USA verso la fine degli anni ’80), dalla Germania, Gran Bretagna, Francia l’uso di mietitrebbie munite di GPS (Global Positioning System, un sistema collegato ai satelliti in grado di determinare la posizione geografica della macchina) ha consentito di ottenere rapidamente e con costi relativamente limitati la mappa della variabilità della produzione. Tale mappa, che non deve essere sbrigativamente interpretata (l’equazione produzione elevata = asportazioni più consistenti = concimazioni superiori è spesso errata), rappresenta un valido strumento di supporto alle decisioni agronomiche. La mappa della produzione può essere, infatti, un utile punto di partenza per analizzare la struttura della variabilità del campo e iniziare indagini più approfondite al fine di gestire gli appezzamenti

Agricoltura di Precisione (AP)

• L’agricoltura di precisione è un insieme di conoscenze e di tecniche che permette razionali e puntuali interventi agronomici, modulati in funzione delle variazioni nello spazio e nel tempo delle caratteristiche pedologiche, microclimatiche e colturali

Foto Informatore Agrario

GPS montato su trattore e satellite per la localizzazione puntuale della macchina operatrice

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agricoltura di precisione più ampi ed eterogenei con agrotecnica variata, modulare, sitospecifica. In termini anglosassoni tale approccio è stato definito Precision Agriculture (AP) e ha richiamato non solo l’attenzione del comparto tecnologico, ma anche quella del settore scientifico. Sul piano tecnologico lo sviluppo e l’applicazione di AP richiede: – un sistema di posizionamento per identificare e registrare dinamicamente la posizione di un qualsiasi oggetto o persona posta sulla superficie terrestre, in aria o nello spazio (vi sono diversi sistemi di posizionamento e navigazione satellitare come l’americano NAVSTAR-GPS, il russo GLONASS, l’europeo EGNOS): il sistema permette di rilevare superfici e confini, effettuare campionamenti georeferenziati, georeferenziare dinamicamente processi, come ad esempio la raccolta, ottenendo mappe tematiche; il sistema di navigazione permette a trattori e/o alle macchine operatrici di effettuare in modo preciso le diverse operazioni; – un sistema informatico in grado di acquisire, organizzare, estrarre, elaborare, restituire il dato su base cartografica (per indicare tale sistema viene utilizzata l’espressione anglosassone Geographic Information System-GIS ): ogni dato all’interno di un GIS possiede quindi una coppia di coordinate geografiche, una componente descrittiva, una componente temporale e attributi relativi alle relazioni spazio-temporali con altri dati del GIS stesso; – una serie di conoscenze, strumentazioni, mezzi interpretativi di diversa tipologia, in grado di acquisire informazioni di natura qualitativa e quantitativa in modo indiretto, non distruttivo. Con il cosiddetto Telerilevamento (Remote e Proximal Sensing) si utilizzano le proprietà fisiche degli oggetti (foglie, piante, colture, suolo nudo, rocce, coltri idriche o nevose ecc.) che, colpiti da flussi energetici di diversa origine (sole o altre fonti artificiali) riemettono, in modo del tutto particolare, energia elettromagnetica secondo una propria firma spettrale, differenziabile nel tempo e nello spazio; gli indici di vegetazione (combinazioni sintetiche dei

Obiettivi dell’Agricoltura di Precisione (AP)

• Individuare in modo esatto e ripetibile

dove si trova una porzione di terreno: questa possibilità permette di collegare alle informazioni di posizione (coordinate) un elevato numero di informazioni utilizzabili in vari modi. Per esempio si possono collegare informazioni sulla composizione del terreno, sulla produzione, sulla presenza di particolari infestanti o parassiti, sulle colture degli anni precedenti ecc.

• Utilizzare in modo più mirato le macchine agricole con risparmio di tempo, riduzione dei costi di produzione ecc.

• Accompagnare le produzioni

agricole raccolte con questo sistema con una serie di informazioni che seguiranno per tutto il loro tragitto sino al consumatore. Ciò consente di avere una “rintracciabilità di filiera”, ossia di fornire una documentazione comprovante l’origine e la storia completa di quel prodotto

Foto Informatore Agrario

Funzioni dell’Agricoltura di Precisione (AP)

• I sistemi informativi geografici

sviluppati a livello aziendale possono rappresentare un valido aiuto per una reale applicazione di alcuni recenti regolamenti e direttive CE come, per esempio, il Reg. 178/2002 (normativa sulla tracciabilità)

Macchina operatrice a controllo satellitare

179

coltivazione Foto Informatore Agrario

Mappa di produzione

• Una mappa di produzione è una

immagine sullo stato della coltura al momento della raccolta, che consente di vedere le variazioni all’interno del campo

• A ogni zona colorata corrisponde un

diverso livello di resa granellare, a seconda di come la coltura ha risposto nelle varie parti dell’appezzamento alle tecniche colturali, alle caratteristiche del campo (terreno, sostanza organica ecc.), all’andamento climatico dell’annata ecc.

Centralina di controllo e gestione dei diversi interventi agronomici

valori di energia riflessa in diverse bande dello spettro elettromagnetico) aiutano a caratterizzare lo stato mutevole delle colture e a studiarne i comportamenti a seguito di sollecitazioni esterne; – una serie di strumentazioni da installare sulle macchine operatrici. Per ottenere una mappa della produzione, la mietitrebbiatrice deve essere equipaggiata con un ricevitore satellitare, un sensore di portata della granella, un sensore di densità, un sensore di umidità (tecnologia NIR o Near Infrared Reflectance), sensori di velocità di avanzamento, sensori alla barra collegati con una centralina di acquisizione ed elaborazione. Gli aspetti di carattere più scientifico-agronomico riguardano le nuove metodiche di campionamento del terreno e della coltura, le nuove procedure statistiche per l’elaborazione del dato, l’interpretazione integrata della cartografica tematica in grado di rappresentare la variabilità spazio-temporale riscontrabile all’interno del sistema colturale. Con il campionamento del terreno non si vuole tanto avere un campione supposto rappresentativo per determinare valori medi di alcuni parametri, quanto si tende a conoscere l’ampiezza della variabilità degli stessi. Per questo motivo, ogni campione di terreno, quindi ogni bollettino di analisi, deve mantenere una informazione fondamentale: quella relativa alla propria posizione, quindi le coordinate geografiche del punto in cui esso si riferisce. Con i diversi campioni georeferenziati, raccolti a maglia opportunamente scelta, viene così formata una rete geografica di dati che, sottoposta ad elaborazione geostatistica, consente di stimare i valori dei parametri anche nei punti non campionati e di redigere mappe di dettaglio relative al parametro preso in esame. Oltre alle mappe di produzione, l’azienda agraria nel tempo ha, quindi, la possibilità di creare una banca-dati dinamica, con la quale organizzare un sistema informatico con funzionalità cartografiche utili per ottimizzare l’agrotecnica, individuando per ogni campo le zone carenti di elementi nutritivi, o più infestate, o con

Latitudine

Belvedere 45.32 45.32 45.32 9.33 9.33 9.33 9.34 9.34 9.34 Longitudine ≤11.30 ≤11.60 ≤11.85 ≤12.10 ≤12.35 Resa Mappa della produzione di granella di mais

Latitudine

45.32

Cerro 30

45.32 45.32 45.32 45.31 9.33 9.33 9.33 9.34 9.34 9.34 Longitudine ≤9.00

≤11.00 ≤12.50 ≤14.50 ≤16.23 CSC 30

Mappa della capacità di scambio cationico (CSC)

180

agricoltura di precisione maggiori problemi di ordine idrologico, e per questo, meno produttive; ciò per poter razionalizzare ulteriormente l’uso di concimi, diserbanti, dell’acqua irrigua e, quindi, ridurre gli impatti ambientali, avvicinandosi uniformemente alla massima produzione potenziale e, in alcuni casi, migliorando il reddito. Con la formazione di un archivio storico aziendale si creano nuove possibilità: per esempio individuare le aree stabilmente poco produttive, quelle stabilmente molto produttive e quelle, invece, che evidenziano grande variabilità temporale. Con un GIS aziendale ben strutturato e fornito di dati elementari (caratteristiche fisico-chimiche dei terreni, andamenti meteorologici, agrotecniche adottate nel corso degli anni) si è in grado di interpretare tale informazione e procedere a quella che viene definita in termini anglosassoni Variable Rate Technology o tecnologia per l’applicazione variabile. La distribuzione differenziata di fattori produttivi può procedere basandosi su mappe o su sensori (sensori sensibili alle proprietà del suolo o della coltura), ma sempre a seguito di uno studio approfondito di tipo agronomico che ne ottimizza l’applicazione. I vincoli individuati per lo scarso successo in Italia della AP sono i seguenti: la struttura del territorio e delle aziende agrarie italiane (orografia, giacitura, dimensione delle aziende e degli appezzamenti, ordinamenti colturali), gli investimenti iniziali richiesti per organizzare un sistema AP aziendale, scarsa ricerca, scarsa formazione e informazione degli operatori. Falliti i tentativi di trasferimento tout court dell’agricoltura di precisione statunitense in Italia, è possibile invece ipotizzare una diffusione di un insieme integrato di tecnologie informatiche che, rivolte all’azienda agraria, permettano un migliore uso del dato e dell’informazione, sia al suo interno, finalizzato principalmente a un oculato uso delle risorse, sia all’esterno, finalizzato a un qualificato collegamento con i consumatori.

Diffusione della AP

• Attualmente (dati 2005) negli USA

sono attive più di 20.000 mietitrebbie con sistema satellitare e circa il 30% delle aziende agricole sta adottando tecniche AP (nel Corn Belt la diffusione è particolarmente alta per il mais con il 30 % della superficie, seguito da soia, con il 25 % e da frumento, con il 10 %). In Europa la diffusione risulta ancora molto limitata, fatta eccezione per alcuni stati come la Germania (7 % delle grandi aziende), o la Danimarca (9% della superficie cerealicola). In Italia, le attuali 50 mietitrebbie (circa) attrezzate con sistemi di mappatura riescono a coprire solo 0,5 % della superficie cerealicola nazionale. Ancora in una fase sperimentale o di prima applicazione, e limitatamente alla coltura del mais (ancora pochi i casi di applicazione in frumento e soia) sono le macchine adatte alla RVT (distribuzione di fitofarmaci, concimi)

Foto Informatore Agrario

181

il mais

coltivazione Macchine per la coltivazione Luigi Bodria, Marco Fiala

coltivazione Macchine per la coltivazione Macchine per la preparazione del letto di semina La tecnica colturale tradizionale comprende un’aratura medioprofonda, che comporta il rivoltamento della fetta al fine di interrare i residui colturali organici della precedente coltura e i fertilizzanti organici e minerali, seguita da una serie di operazioni di finitura, per portare il terreno al voluto livello di amminutamento. Negli anni più recenti, tuttavia, a fronte delle crescenti esigenze di abbattere i costi di produzione dei processi agricoli, si è progressivamente sviluppata una certa tendenza verso tecniche colturali meno impegnative in termini energetici e ambientali che prevedono una minore profondità di aratura (lavorazione a due strati), fino a tecniche di lavorazione ridotte (minimum tillage) e di semina su sodo. L’impiego di queste nuove tecniche e tecnologie consente, rispetto a quelle convenzionali, risparmi compresi fra il 40 e il 60% in termini economici e fino all’80%, dal punto di vista energetico. Le operazioni per la preparazione del terreno pre-semina si articolano in due gruppi: lavori di rottura (fondamentalmente tuttora coincidenti con l’aratura e/o la ripuntatura) e lavori di preparazione del letto di semina. I lavori di rottura consistono nell’operare una prima disgregazione dello strato coltivato allo scopo, sia di interrare i residui della coltura precedente, sia di ripristinare un’adeguata porosità del terreno che permetta la diffusione e l’accumulo dell’acqua e lo sviluppo dell’apparato radicale. La macchina fondamentale per i lavori di rottura è costituita dal tradizionale aratro a versoio, la cui azione può interessare uno strato di terreno più o meno profondo, da circa 20 cm nei lavori superficiali, a oltre 35 cm nei lavori profondi. Le operazioni che un aratro a versoio deve compiere avanzando nel

Lavorazioni per la preparazione del letto di semina

• Tali operazioni si articolano in due gruppi: lavori di rottura e lavori di preparazione del letto di semina

• I lavori di rottura, prevalentemente

eseguiti per mezzo dell’aratro a versoio, consistono in una prima disgregazione del terreno al fine di interrare i residui della coltura precedente e ripristinare un’adeguata porosità del terreno

• I lavori di preparazione del letto di

semina hanno la funzione di eliminare le erbe infestanti e provvedere allo sminuzzamento ulteriore del terreno adatto a ospitare il seme

Foto V. Bellettato

182

macchine per la coltivazione terreno sono quelle necessarie a: tagliare dallo strato non ancora lavorato una fetta continua di terra, sollevarla, rivoltarla facendole compiere una rotazione di circa 135° e lasciandola, quindi, cadere di lato, inclinata di 45°. La fetta risulta di sezione rettangolare, con un rapporto ottimale teorico fra altezza e larghezza pari a 1/1,41. Si tratta, tuttavia, di un’astrazione teorica che non tiene conto delle diverse caratteristiche fisico-meccaniche dei vari terreni, dell’influenza del rapporto terra-acqua, dell’azione di disgregamento dovuta al contatto con gli organi dell’aratro e della presenza della vegetazione. In pratica, nei terreni tenaci ci si avvicina abbastanza a questa formulazione teorica, ma più in generale il rivoltamento e le proporzioni della fetta variano secondo la natura del terreno stesso e della profondità di lavoro da valori di 1,25 (aratura ritta) a valori di 2,00 (aratura rovesciata). All’aratro, poi, pur nelle sue varie versioni, sono andate sostituendosi e/o integrandosi macchine diverse basate su organi di lavoro sia fissi, che si limitano a disgregare il terreno senza rivoltarne gli strati (coltivatori o chisels), sia mossi dalla presa di potenza (p.d.p.) della trattrice (coltivatori rotativi). I lavori di preparazione del letto di semina hanno la funzione di: eliminare le erbe infestanti e provvedere allo sminuzzamento ulteriore del terreno, spianandone e regolarizzandone la superficie. Il tutto, al fine di portare il terreno stesso nelle condizioni fisiche più favorevoli alla successiva operazione di semina. Questi due gruppi di operazioni – rottura e preparazione del letto di semina – possono essere svolti in tempi differiti fra loro e rispetto alla semina stessa, oppure contemporaneamente, mediante macchine a operazioni riunite in associazione alla semina.

Foto V. Bellettato

Rottura del terreno

Preparazione del letto di semina e lavorazioni consecutive

Tecnica convenzionale

Lavorazione in due strati

Lavorazione ridotta (minimum tillage)

Dirompimento (lavorazione primaria)

Preparazione del letto di semina (lavorazione secondaria)

Aratri: - a versoio - a disco Coltivatori (chisels) Vangatrici Coltivatori rotanti

Erpici fissi: - a denti rigidi - a denti elastici - a dischi Erpici snodati

Aratri ripuntatori Ripuntatori + aratri a versoio

Erpici azionati dalla p.d.p.: - a denti oscillanti - a denti ruotanti Zappatrici Rulli: - frangizolle - sottocompressori - compressori

Erpici combinati Coltivatori (+ erpici fissi o azionati dalla p.d.p.) Zappatrici (+ erpici)

183

In copertura

Scarificatori Erpici strigliatori Rotocoltivatori frangicrosta Sarchiatrici: - a utensili fissi - a utensili azionati dalla p.d.p. Rincalzatrici

coltivazione Rottura del terreno La rottura del terreno viene fondamentalmente effettuata a mezzo di aratri a versoio, ma in particolari condizioni si possono utilizzare soluzioni alternative, con macchine a organi rotanti azionati dalla presa di potenza della trattrice.

Schema di un aratro a versoio Versoio

Aratro monovomere

Appendice Vomere Petto Suola

Gli aratri, con il costante sviluppo tecnologico delle trattrici, che ha reso disponibile una sempre maggiore potenza di trazione, si sono progressivamente evoluti, dal tradizionale aratro trainato, ad aratri portati polivomeri, anche di tipo reversibile.

Aratro esavomere

Foto V. Bellettato

Aratro fenestrato Aspetto del terreno dopo il passaggio dell’aratro

184

macchine per la coltivazione Nella coltivazione del mais vengono generalmente impiegati aratri polivomere portati o, all’aumentare del numero dei corpi lavoranti, semiportati, accoppiati a trattori a quattro ruote motrici. Una soluzione recente è l’aratro fenestrato, caratterizzato da una riduzione della superficie del versoio, al fine di ridurre la resistenza di attrito con il terreno. È possibile così ridurre la forza di trazione dell’815%. La regolazione della profondità di lavoro avviene a mezzo del sollevatore idraulico e, in caso di aratri semiportanti, di un martinetto idraulico che regola la posizione della ruota di appoggio posteriore. I moderni polivomere sono dotati di sistemi idraulici di regolazione che consentono sia di operare entro e fuori il solco mantenendo il corretto assetto dell’insieme trattore-aratro, sia di variare la larghezza di lavoro mediante bure articolata. Possono, inoltre, essere dotati di dispositivi non-stop che, mediante intermediari deformabili, consentono agli organi di lavoro di sollevarsi in presenza di ostacoli interrati. Al fine di ridurre gli elevati costi economici ed energetici connessi con l’aratura profonda ed evitare la formazione di suole di lavorazione per effetto della compattazione del terreno da parte delle ruote della trattrice e della pressione del vomere dell’aratro, si è sviluppata, in alternativa all’aratura tradizionale, la tecnica della lavorazione a due strati. Tale tecnica, costituita da una ripuntatura profonda seguita da un’aratura superficiale, consente, da un lato, di smuovere il terreno in profondità, mantenendo gli effetti positivi dell’aratura convenzionale e, dall’altro, grazie alla maggiore larghezza di lavoro e velocità delle macchine utilizzate, di realizzare risparmi, in termini di spesa energetica e di produttività del lavoro, dell’ordine di 20-30%. I ripuntatori possono operare a profondità comprese fra 60 e 80 cm e consentono di ridurre del 40% circa la spesa di energia necessaria per unità di volume di terreno lavorato, rispetto a quella richiesta da un aratro convenzionale operante a pari profondità.

Sistema automatico per il superamento degli ostacoli interrati

Parametri operativi di macchine per la lavorazione del terreno Parametri

Unità di misura

Aratri a versoio

Ripuntatori

Coltivatori

Coltivatori rotativi

Tipo di accoppiamento

Trainato/portato

Portato con p.d.p.

Larghezza utile di lavoro

m corpi

0,40-4,00 1-9

0,80-4,00 1-5

2,50-6,00 5-15

2,50-3,00 5-6

Profondità di lavoro

15-60

35-60

15-35

20-35

Velocità di avanzamento

km/h

4,0-7,0

4,0-8,0

3,0-6,0

Resistenza specifica di trazione

N/m ∙ cm

300-1400

100-300

Potenza specifica assorbita alla p.d.p.

kW/m ∙ cm

0,6-2,4

Potenza motore al trattore

40-180 (4 RM)

80-280 (4RM)

60-180 (4 RM)

120-180

Capacità teorica unitaria di lavoro

ha/h ∙ m

0,4-0,7

0,3-0,6

Indice di rivoltamento

Elevato

Nullo

Basso

185

coltivazione Preparazione del letto di semina A tale scopo si usano, fondamentalmente, due tipi di macchine: gli erpici (di varia forma e tipologia, anche combinati fra loro) e le zappatrici. Gli erpici hanno la funzione di completare il lavoro dell’aratro e, più precisamente, amminutare, livellare e pulire dalle erbe infestanti il terreno arato preparandolo, così, a ospitare la semente. Nella produzione attuale, l’erpice – che si presenta oggi quasi sempre di tipo portato – può distinguersi in diverse categorie, ciascuna delle quali meglio si adatta a particolari tipi di lavoro e a specifici terreni. In particolare, si hanno modelli: a utensili rigidi o elastici; a telaio rigido o snodato; con organi di lavoro fissi rotanti, folli sul proprio asse o a denti azionati dalla p.d.p., che vengono generalmente accoppiati con rulli costipatori. La categoria che prevede organi di lavoro rotanti per reazione dei denti sul terreno comprende erpici a lame radiali ed erpici con rotori dentati. In terreni di medio impasto o di limitata tenacità, si impiegano in generale erpici a denti elastici o a denti rotanti folli in grado di operare a velocità dell’ordine di 12-13 km/h. Nel caso di terreni a elevata zollosità che richiedono un’azione di frantumazione più energica, vengono utilizzati erpici a dischi che offrono anche un apprezzabile interramento della biomassa vegetale. Nel caso di terreni particolarmente tenaci o qualora sia richiesto un più elevato grado di amminutamento, è possibile ri-

Frangizolle

Tipologie di erpice

Erpicatura

Tipologie di erpici

• I più recenti, ma ormai di gran lunga

più diffusi, sono gli erpici a denti rotanti. Essi sono caratterizzati da una serie di rotori ad asse verticale, rotanti ciascuno in senso opposto all’adiacente e provvisti di una coppia di denti variamente conformati

Erpice a dischi

• A parità di velocità di avanzamento,

in genere compresa fra 3 e 6 km/h, il livello di amminutamento del terreno è, quindi, regolabile in base alla velocità di rotazione dei denti, in generale compresa fra i 150 e 400 giri/min Erpice con rotori dentati folli

186

macchine per la coltivazione correre all’impiego di erpici a utensili mossi dalla p.d.p. i cui denti possono essere dotati di moto rotativo o oscillante. Le zappatrici possono essere impiegate sia su terreni lavorati particolarmente tenaci per le lavorazioni secondarie di preparazione del letto di semina, sia per la lavorazione primaria per la semina diretta su terreno sodo. Lo sminuzzamento e il rimescolamento del terreno sono tanto maggiori quanto più elevato è il rapporto fra la velocità di rotazione degli organi lavoranti, variabile fra valori dell’ordine dei 100 e 400 giri/min, e la velocità di avanzamento, in genere pari a 3-5 km/h. A causa dell’elevato valore della potenza assorbita (15-30 kW per metro di larghezza di lavoro), i modelli con larghezza di lavoro superiore ai 2 m sono azionati dalla p.d.p. unificata a 1000 giri/min, al fine di ridurre il valore della coppia trasmessa. Macchine combinate L’esigenza di applicare, da un lato, tecniche di coltivazione più economiche in termini generali ed energetici e, dall’altro, meno invasive in termini ambientali, sta generando una crescente attenzione verso l’agricoltura conservativa, ovvero verso tecniche colturali che non inducano trasformazioni tali da modificare nel tempo le caratteristiche generali dell’ambiente e del terreno. L’obiettivo, quindi, è di ridurre l’impatto dei processi agricoli sia sulla naturale composizione del suolo, sia sulla sua struttura e sulla biodiversità, favorendo la conservazione dell’umidità, limitando l’erosione e il calpestamento. A tal fine le tecniche tradizionali di lavorazione profonde con interramento dello strato superficiale, possono essere sostituite con sistemi semplificati che comportano un ridotto numero di passaggi e che disturbano meno la struttura del terreno. Si parla in ordine di intensità decrescente, di lavorazione ridotta e di semina su sodo, quest’ultima nel caso del mais di secondo raccolto, applicata soprattutto nelle semine autunnali. La lavorazione ridotta è costituita da una rottura degli strati superficiali del terreno (5-15 cm) per creare le condizioni favorevoli allo sviluppo del seme. A tale fine vengono impiegate attrezzature semplici, costituite da un telaio su cui sono disposte combinazioni di attrezzi (dischi, denti, organi rotanti, rulli ecc.) scelti in funzione delle caratteristiche e delle tipologie dei suoli. Se si ha una elevata presenza di residui colturali, può anche essere effettuato un leggero rivoltamento del suolo, utilizzando aratri a versoio, che operano a profondità limitate (≤ 15 cm) e ad elevate velocità, seguito dalla semina su terreno affinato da un organo accoppiato con la seminatrice stessa. Nel caso della semina su sodo, vengono utilizzate attrezzature combinate in cui gli organi lavoranti, che operano solo nelle zona interessata del solco di semina, sono accoppiati direttamente con una seminatrice di precisione di tipo pneumatico. Gli organi lavoranti possono essere piccole zappatrici rotative azionate dalla p.d.p., che provvedono alla lavorazione di una striscia di

Confronto fra terreno appena arato (a destra) e pronto per la semina (a sinistra) Foto E. Marmiroli

Esempio di macchine combinate per la minima lavorazione o semina su sodo

187

coltivazione pochi centimetri, al centro della quale avviene la deposizione del seme. In qualche caso sono presenti anche organi discissori che provvedono a fessurare il terreno a una profondità di 10-15 cm. Altre soluzioni prevedono come organi lavoranti dei dischi a bordo ondulato o ancore elastiche che provvedono all’apertura del solco prima degli elementi seminanti. Naturalmente l’impiego di tali tecniche richiede terreni strutturati, ben livellati, con buon drenaggio e sgrondo delle acque, al fine di evitare dannosi ristagni idrici.

Fertilizzanti minerali e reflui zootecnici

• Le accuse di inquinamento ambientale

mosse al settore agricolo, le restrizioni normative all’uso di prodotti chimici, nonché la crescente richiesta di prodotti biologici, hanno stimolato l’attenzione verso le tecniche di distribuzione dei fertilizzanti minerali a ridotto impatto ambientale e un rinnovato interesse verso l’utilizzazione agronomica dei reflui zootecnici, considerati come prodotti fertilizzanti piuttosto che scarti da smaltire

Macchine per fertilizzazione, semina e irrigazione Fertilizzazione I fertilizzanti organici si distinguono in solidi (letame: prodotto palabile formato da deiezioni e lettiera, con contenuto di sostanza secca > 14%) e in liquidi (liquame: prodotto pompabile formato da deiezioni e acqua, con sostanza secca < 14%). I fertilizzanti minerali, invece, si distinguono sia per i diversi componenti chimici, sia per l’aspetto fisico che può essere fluido o, più diffusamente, solido (granuli, scaglie, polveri). L’utilizzazione dei fertilizzanti organici avviene sempre mediante lo svolgimento delle operazioni di: carico, trasporto e distribuzione, eseguite in successione con macchine operatrici diverse in taluni casi raggruppate in un complesso unico. La dose da distribuire (kg/ha) è sempre legata, oltre che alle esigenze agronomiche della coltura, al contenuto in elementi nutritivi (N, P, K) del fertilizzante e alla verifica del rispetto di vincoli legislativi relativi alla vulnerabilità del suolo ai fini dell’inquinamento delle acque. Il letame viene di norma stoccato nel centro aziendale su piattaforme all’aperto in prossimità dei locali di allevamento e caricato sulle macchine per la distribuzione nei campi mediante pale e caricatori azionate idraulicamente e montate anteriormente alla trattrice, oppure mediante piattaforme gommate dotate di benna e accoppiate a punto fisso con la trattrice. Di uso frequente movimentatori semoventi dotati di braccio telescopico, impiegati in azienda per il carico/scarico di altri materiali. I liquami, invece, provenienti dai locali di allevamento, sono stoccati in vasche all’interno delle quali – per

Foto Agrilinea

Particolare di un centro aziendale in cui si notano i vasconi di stoccaggio dei liquami

Macchine per la fertilizzazione Operazione

Letame

Liquame

Concimi minerali solidi

Concimi minerali liquidi

Omogeneizzazione

Miscelatori a elica

Carico

Caricatore a forca

Pompe (centrifughe, a lobi, a vite)

Manuale Pala meccanica Caricatore a gru

Pompe centrifughe

Trasporto

Rimorchio agricolo

Rimorchio cisterna

Rimorchio agricolo

Serbatoio

Distribuzione

Spandiletame

Spandiliquame

Spandiconcime

Irroratrici

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macchine per la coltivazione evitare la separazione della fase liquida dalla solida e la conseguente formazione di una crosta superficiale – sono sottoposti a operazioni di omogeneizzazione, ottenuta mediante dispositivi a pale, azionati elettricamente o dalla p.d.p. della trattrice. Per l’effettuazione della concimazione minerale trovano impiego gli spandiconcime, caratterizzati da due sistemi di distribuzione: per reazione centrifuga e per azione pneumatica. Recentemente introdotti (e di grande interesse in termini di controllo ambientale) sono i sistemi elettronici per la regolazione della dose distribuita. Nel caso del liquame tali sistemi sono anche abbinati a sensori per la determinazione, in tempo reale, del contenuto in elementi fertilizzanti (N e P) presenti nel liquame stesso. La portata del sistema di distribuzione viene calcolata in base alla velocità di avanzamento della trattrice, della larghezza di lavoro prescelta, mantenendo automaticamente i valori voluti di dose per ettaro. Tale sistema può essere collegato a un dispositivo GPS (Global Positioning System) che, stabilendo la posizione georeferenziata dello spandiliquame nell’appezzamento, permette la variazione della dose distribuita in relazione alle esigenze “locali” nonché la registrazione dei dati di funzionamento, indispensabili per il rispetto dei limiti delle quantità distribuite fissate per il territorio interessato.

Spandiletame

Riempimento Passo d’uomo

Semina Le moderne tecniche di lavorazione del terreno, se applicate correttamente per le specifiche condizioni pedologiche, rappresentano un’efficace alternativa alla aratura profonda tradizionale, con una interessante riduzione dei costi di produzione. Tuttavia, cambiare le modalità di lavorazione significa adeguarsi a un sistema colturale che influenza le successive operazioni, a partire dalla semina. Se, infatti, con le lavorazioni tradizionali si ottiene un letto di semina perfettamente preparato per accogliere il seme e favorirne la germinazione, con le tecniche più moderne precedentemente illustrate tale perfezione è difficilmente raggiungibile. Lavorare meno e più superficialmente porta, infatti, a un letto di semina più grossolano, zolloso e con la presenza di residui colturali. Da qui l’evoluzione anche della moderne seminatrici da mais che, adeguandosi alle nuove necessità, presentano una serie di dispositivi e accorgimenti che garantiscono una semina precisa e regolare in tutte le condizioni di terreno. Le seminatrici di precisione provvedono, mediante elementi seminatori indipendenti per ogni fila di semina, alla deposizione dei semi singoli di mais mantenendo costante la distanza sulla fila. Attualmente i modelli più diffusi sono quelli a distribuzione pneumatica. In tali seminatrici, la distribuzione dei semi è assicurata da una leggera depressione (0,03-0,04 bar) creata da un ventilatore centrifugo aspirante azionato dalla p.d.p della trattrice, che agisce sui dischi distributori, ciascuno dei quali munito di fori equidistanti di diametro leggermente inferiore a quello dei semi di mais. Durante la rotazione, ogni foro trattiene un solo se-

Comando distributore

Serbatoio Filtro Comando aria p.d.p.

Spandiliquame a pressione

Tramoggia

Agitatore Regolazione della dose

Tubo oscillante Spandiconcime

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Compressore

coltivazione me, rilasciato quando viene meno l’effetto aspirante, in corrispondeza del tubo adduttore. La semina pneumatica ben si adatta a semi di calibro diverso e consente elevate velocità di lavoro senza problemi di lesione ai semi. Quasi tutte prevedono come optional l’equipaggiamento con dispositivi spandiconcime che depongono il fertilizzante minerale a monte dei semi e di microgranulatori per la distribuzione, a valle dei semi, di un geodisinfestante. I prodotti, dosati mediante sistemi diversi (meccanici o pneumatici), cadono in uno o più tubi adduttori attraverso i quali raggiungono la superficie del terreno o gli assolcatori della seminatrice. Le larghezze di lavoro delle moderne seminatrici raggiungono 9 m, permettendo nel mais di lavorare fino a 12 file contemporaneamente. Le seminatrici operano con velocità avanzamento di 8-10 km/h, mentre gli assorbimenti complessivi di potenza sono di 4,0-5,0 kW/fila.

Seminatrici a controllo elettronico

• Sui modelli di grandi dimensioni

(8-12 file) si vanno diffondendo sistemi elettronici di controllo costituiti da sensori ottici applicati a ogni elemento di semina in grado di contare i semi distribuiti attivando segnali sonori e visivi in caso di anomalie; tali dispositivi, abbinabili a sistemi GPS, forniscono, inoltre, informazioni all’operatore su superficie seminata, velocità di avanzamento, tempi di esecuzione, chilometri percorsi

Macchina combinata per la preparazione del letto e la semina

4 5 6

1) Serbatoio per i fertilizzanti 2) Ripuntatore 3) Zappatrice 4) Microgranulatore per i geodisinfestanti 5) Seminatrice 6) Irroratrice per il diserbo in “banda”

Seminatrice a 10 elementi, adatta a seminare grandi superfici rapidamente

190

macchine per la coltivazione Impianto semifisso per l’irrigazione a pioggia Tubo di erogazione

Irrigatori ruotanti Irrigatore

Una classificazione degli irrigatori ruotanti è definibile in base alla differente pressione p (bar) di esercizio dell’irrigatore stesso, pressione legata alla gittata b (m) e alla portata Q (dm3/s). Si hanno così:

Idrante

• irrigatori a bassa pressione

(p < 2,5 bar, b < 20 m, Q = 0,5-2 dm3/s)

• irrigatori a media pressione

(p = 2,5-5,0 bar, b < 21-40 m, Q = 2-6 dm3/s)

Condotta di adduzione

• irrigatori ad alta pressione

(p > 5 bar, b > 40 m, Q > 6 dm3/s)

Irrigazione Il mais è una delle colture con il maggiore fabbisogno di acqua e, pertanto, in caso di piovosità limitata o mal distribuita, è necessario compiere tempestivi interventi di irrigazione per evitare fenomeni di squilibrio tra acqua necessaria alla pianta e disponibilità idrica offerta dal terreno. Naturalmente, è opportuno fare ricorso a tecniche di uso razionale dell’acqua al fine di contenere il consumo di una risorsa che va diventando sempre più scarsa nel tempo. Di comune impiego nella coltura del mais è l’irrigazione a pioggia (o per aspersione) che, a parità di esigenze della coltura, comporta mediamente consumi di acqua inferiori alla metà di quelli propri del classico sistema per scorrimento. L’impianto

Irrigatore gigante semovente (rotolone)

Irrigatore mobile

Bobina operante a punto fisso

All’opera di presa

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coltivazione relativo prevede un’opera di presa dell’acqua; una condotta di adduzione; una o più condotte di erogazione, uno o più irrigatori. L’opera di presa è generalmente rappresentata da una stazione di pompaggio, ossia da un gruppo motore-pompa che provvede a fornire all’acqua l’energia di pressione necessaria a vincere la prevalenza di mandata. L’acqua viene spinta, così, nelle condotte di adduzione, e portata a sistemi di distribuzione di tipo fisso, semifisso o mobile dove sono posti degli irrigatori, in genere di tipo dinamico (o ruotante). Questi sono costituiti da una lancia che termina con un opportuno boccaglio e che ruota attorno a un asse verticale, a giri completi (360°) o secondo un angolo predefinito. L’esigenza di tempestività ed economicità degli interventi hanno portato allo sviluppo di impianti di tipo mobile che comportano un basso impiego di manodopera e offrono un elevato livello di automazione delle operazioni. La soluzione più comunemente impiegata è costituita dagli irrigatori giganti semoventi o rotoloni. Il sistema è costituito da una tubazione flessibile, con lunghezza variabile da 100 a 700 m e avvolta su una bobina montata su un carrello a ruote gommate, alla cui estremità è posto un irrigatore mobile ad alta pressione portato da un carrello. Un motore idraulico a turbina, azionato dalla stessa acqua di irrigazione che giunge dalla stazione di pompaggio a una pressione dell’ordine di 10 bar, provvede all’azionamento della bobina. Una volta posizionato l’impianto e collegato all’opera di presa, il tubo viene interamente srotolato, trainando il carrello dell’irrigatore. Una volta avviata l’irrigazione, il motore idraulico aziona la bobina che riavvolge lentamente il tubo, riportando l’irrigatore alla posizione iniziale. La velocità di movimento dell’irrigatore è regolabile mediante un variatore continuo al fine di ottenere il necessario valore di intensità di pioggia. Si tratta di impianti che si sono grandemente diffusi negli ultimi anni per il loro costo contenuto e la loro elevata maneggevolezza che consente grande tempestività di intervento. Un solo operatore, infatti, è in grado di posizionare l’impianto che

Pivot

Sistema di irrigazione a pioggia tipo pivot

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macchine per la coltivazione provvede a irrigare una superficie di 5-6 ha. Più complessi sono gli impianti ad ala piovana mobile ad avanzamento automatico che possono essere a moto circolare (pivot) oppure a moto rettilineo (rainger). Il sistema a moto circolare consiste in una intelaiatura metallica, portante la tubazione di distribuzione con relativi irrigatori, composta da più elementi di lunghezza variabile da 25 a 50 m, montati su ruote e azionati da motori elettrici. Tali elementi vengono uniti fra loro, collegando le tubazioni con giunti flessibili, e formano ali di lunghezza variabile (fino a 1500 m). Un’estremità dell’ala viene collegata al punto centrale di alimentazione dell’acqua in pressione e il movimento rotatorio viene ottenuto regolando opportunamente la velocità delle ruote dei tralicci di supporto dei diversi elementi, che risulta progressivamente crescente all’aumentare della distanza del centro di rotazione. Anche gli irrigatori, di tipo a bassa-media pressione, devono fornire una portata di acqua crescente, all’aumentare della distanza dal centro, al fine di garantire una intensità di pioggia uniforme su tutta la superficie circolare coperta dall’impianto. La soluzione a moto rettilineo si basa su un carrello semovente montato su quattro ruote pneumatiche, al quale sono collegate due ali laterali (disposte perpendicolarmente alla direzione di avanzamento) composte da elementi mobili analoghi a quelli precedentemente descritti nel sistema pivot. Il complesso è azionato da un motore diesel che provvede, sia all’autodislocamento del carrello e alla produzione di energia elettrica per l’alimentazione dei motori di avanzamento dei tralicci di supporto delle ali, sia all’azionamento della pompa che preleva l’acqua da un canale a fianco del quale la macchina avanza. Si tratta di una soluzione che offre bassi costi di esercizio, ma elevati costi di investimento per l’acquisto delle attrezzature e, pertanto, la sua utilizzazione è limitata ad aziende di adeguate dimensioni e con fabbisogni idrici particolarmente elevati.

Foto R. Balestrazzi

Rainger e canale di adduzione dell’acqua

Sistema di irrigazione a pioggia tipo rainger

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coltivazione Macchine per la distribuzione dei fitofarmaci Le operazioni di diserbo e di controllo dei parassiti vengono effettuate per mezzo di macchine irroratrici, che svolgono la funzione di polverizzare in gocce finissime e distribuire in modo uniforme, la voluta quantità di liquido contenente il principio attivo. Le macchine

Schema di una macchina irroratrice Serbatoio

Agitatore idraulico

Manometro

Ugello Pompa

Ugello a ventaglio

sono costituite da un telaio sul quale sono montati: il serbatoio principale, destinato a contenere la miscela da distribuire e il circuito idraulico. Quest’ultimo ha il compito di regolare la portata di liquido e trasportarlo agli ugelli erogatori, dove avviene la polverizzazione meccanica per effetto dell’espansione del liquido in pressione attraverso il foro degli ugelli stessi. Nel caso del mais le tipologie usate sono quelle a ventaglio e a getto deviato, che derivano il loro nome dalla forma e dalla distribuzione del getto prodotto. Gli ugel-

Ugello a getto deviato

Foto V. Bellettato

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macchine per la coltivazione li a ventaglio, dotati di foro di uscita a sezione ellittica, generano un getto con un angolo di apertura, crescente all’aumentare della pressione, compreso fra 80° e 110°, con un diagramma di distribuzione di tipo triangolare, mentre quelli a getto deviato presentano un orifizio circolare che indirizza il getto contro una parete che lo devia verso terra. Dispositivi antigocciolamento provvedono ad arrestare il flusso di liquido quando viene arrestata la distribuzione al termine dell’appezzamento, per evitare dannose dispersioni del prodotto nell’ambiente. Di fondamentale importanza per questo tipo di macchine sono i dispositivi di regolazione e controllo, sia per la corretta erogazione del liquido e la buona riuscita del trattamento, sia e soprattutto, al fine di evitare la distribuzione incontrollata nell’ambiente dei prodotti impiegati. I sistemi di regolazione meccanici tradizionali più comuni sono di due tipi: a pressione costante e a ritorno proporzionale, ma una sempre maggiore diffusione vanno progressivamente trovando i dispositivi di tipo elettronico, che consentono di realizzare una regolazione con distribuzione proporzionale all’avanzamento (DPA). I sistemi di regolazione a pressione costante sono quelli maggiormente impiegati e si basano su un regolatore di pressione, con molla di taratura, che controlla il flusso di ritorno del liquido al serbatoio. Ai fini dell’uniformità di distribuzione longitudinale, pertanto, è necessario che il conduttore mantenga rigorosamente costante la velocità di avanzamento. Nei sistemi di regolazione a ritorno proporzionale, è mantenuto costante il rapporto fra la portata di ritorno e quella di distribuzione, che varia proporzionalmente al regime di rotazione del motore. Quindi, se la marcia selezionata non viene modificata e in assenza di slittamento delle ruote motrici, la quantità di prodotto distribuita per unità di superficie rimane costante. I sistemi di regolazione a distribuzione proporzionale all’avanzamento (DPA), che nel passato richiedevano sistemi meccanici complessi e ingombranti, stanno oggi trovando sempre maggiore diffusione grazie al rapido sviluppo delle tecno-

Portata di ritorno (Q2)

Valvola (1) Portata della barra (Q1)

Variazioni della portata (Q 0) Regolatore di pressione

Regolatore di pressione

• Il disegno in alto mostra il sistema

di regolazione della pressione che mantiene costante la portata di distribuzione della barra. Le variazioni della portata Qo proveniente dalla pompa fanno variare l’apertura della valvola (1) che varia la portata Q2 di ritorno al serbatoio, mantenendo costante la pressione e la portata Q1 che va alla barra

Computer di controllo

Foto V. Bellettato

Valvola

Radar

Portata della pompa Nel sistema di regolazione proporzionale all’avanzamento, la portata della pompa viene regolata dalla valvola in funzione della velocità reale di avanzamento rilevata dal radar, secondo i valori impostati dal computer di controllo

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coltivazione logie elettroniche e informatiche. Sono essenzialmente costituiti da un sensore per la misura delle portate di distribuzione, da una valvola motorizzata di controllo della portata distribuita e da un dispositivo di misura della velocità di avanzamento della macchina, che nella versione più sofisticata è di tipo “radar”. Le informazioni lette dai sensori giungono ad un dispositivo di controllo, nel quale l’operatore ha impostato la larghezza di lavoro e la dose per ettaro voluta, che provvede a regolare opportunamente l’apertura delle valvole motorizzate al fine di adeguare la portata e di mantenere così sempre costante la dose erogata, indipendentemente dalla velocità di lavoro.

Diverse tipologie di falciatrincia-caricatrici (FTC)

• Le FTC a 1 fila portate da trattori con

potenza motrice pari a 35-80 kW trovano sempre più scarsa applicazione nella moderna foraggicoltura, risultando interessanti soltanto nel caso particolare di distribuzione giornaliera dell’alimento verde; le medesime considerazioni, aggravate dalla minore manovrabilità in campo, valgono per le FTC a 1 fila, di tipo trainato. Più interessanti risultano, invece, le FTC a 2-3 file con testata intercambiabile che, con produttività di lavoro di 20-40 t/h e grazie alla possibilità di impiego su foraggi di varia natura, diventa l’operatrice cardine per le aziende zootecniche di piccola-media dimensione

Macchine per la raccolta Le modalità di raccolta del mais si differenziano in modo sostanziale in relazione alla tipologia di prodotto; esistono, infatti, macchine operatrici specifiche e funzionalmente predisposte per raccogliere il mais in forma di: trinciato integrale, granella, miscuglio granella-tutoli. Raccolta di trinciato integrale per l’insilamento La raccolta del mais ceroso (silomais) si basa sull’impiego di falcia-trincia-caricatrice (FTC), operatrici in grado di preparare in campo il prodotto trinciato, predisponendolo per il suo trasporto e insilamento, previa adeguata compressione della massa, in sili orizzontali nei quali è conservato, in condizioni di anaerobiosi. Le FTC oggi disponibili sul mercato sono di tipo: portato, trainato, semovente. Nel caso, assai diffuso, di FTC portate ad accoppiamento posteriore, dovendosi la trattrice muovere in retromarFoto Agrilinea

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macchine per la coltivazione Foto R. Angelini

Tubo di lancio

Rullo alimentatore

Falcia-trincia-caricatrice

cia, deve presentare il sistema a guida reversibile e un gruppo cambio dotato di inversore; quelle ad accoppiamento anteriore necessitano, invece, di trattrici dotate di sollevatore e p.d.p. anteriori, allestimento peraltro frequentemente riscontrabile nei trattori di medio-elevata potenza; queste macchine non richiedono la preventiva “apertura del campo” e impiegano trattori con potenza dell’ordine = 100-130 kW. Le FTC semoventi (equipaggiate con motori di potenza pari a 200450 kW e con trasmissione idrostatica che permette di adeguare in modo continuo la velocità di avanzamento dell’operatrice, migliorandone anche la manovrabilità) sono le operatrici più interessanti per la produzione di silomais in aziende zootecniche di grandi dimensioni o in dotazione ad aziende agro-meccaniche; esse, infatti, con testate 4-6 file consentono produttività di lavoro di 50-100 t/h.

Falcia-trincia-caricatrice per la raccolta del silomais Foto R. Angelini

Raccolta della granella La granella di mais viene raccolta con la mietitrebbiatrice, macchina polivalente che realizza, con una sola passata in campo, l’intero ciclo di lavoro, dal taglio della pianta alla trebbiatura, alla separazione e pulizia della granella; essa provvede, altresì, all’immagazzinamento temporaneo del prodotto in apposite tramogge periodicamente svuotate, lasciando la biomassa residuale in campo. L’operatrice è sempre di tipo semovente (potenza motrice = 200-350 kW), costituita da: testata di raccolta specifica (spannocchiatrice), organi di trebbiatura e separazione, organi di pulizia e movimentazione della granella, unità motrice e organi di regolazione e controllo. La testata della spannocchiatrice è caratterizzata da una serie di spartitori carenati che delimitano le file di raccolta (da 4 a 8); fra ciascuna coppia di spartitori si trova una coppia di rulli orizzontali scanalati e controrotanti (rulli mungitori). Lo stocco delle piante viene preso fra i rulli e tirato verso il basso, fino a provocare il distacco delle spighe in

Campo di mais pronto per la trebbiatura della granella

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coltivazione corrispondenza di una coppia di lame pareggiatici, orizzontali e poste immediatamente al di sopra dei rulli mungitori, mentre gli stocchi sono trascinati velocemente verso il basso e trinciati da dispositivi (coltelli orizzontali) posti sotto ogni spartitore e distribuiti sul terreno. In alcuni modelli, ai lati della testata sono presenti coclee coniche che agevolano l’operazione ed evitano il ribaltamento delle piante all’esterno. Sopra le lame pareggiatrici scorre una coppia di catene dentate che portano le spighe verso il convogliatore a coclea, posto trasversalmente alla testata e dotato di profili contrapposti, che fa affluire le spighe al centro della testata, dove – mediante un apposito convogliatore-elevatore a elementi retrattili di larghezza analoga al battitore – sono introdotte negli organi trebbianti, interni alla macchina. In caso d'ingolfamento degli organi trebbianti è possibile invertire il moto della coclea. Tutti i dispositivi che costituiscono la testata di raccolta (la cui massa è notevolmente superiore a quella per frumento) sono assemblati in una piattaforma metallica, incernierata al telaio e sostenuta da pistoni idraulici che consentono di variarne l'altezza rispetto al terreno, adeguandola all'altezza di taglio e allo stato (in piedi o allettato) della coltura. È ormai generalizzato l'impiego di sistemi elettronici di controllo automatico della posizione longitudinale e trasversale della testata, che viene costantemente adeguata alla conformazione del terreno nonché di sensori (particolarmente utili in casi di scarsa visibilità) posti all’estremità degli spartitori che rilevano la posizione degli stocchi e “guidano” la mietitrebbiatrice tra le file. Dato che le larghezze superano abbondantemente quelle consentite dal Codice della Strada, durante il trasferimento su strada, la testata viene ripiegata idraulicamente, di norma, in tre sezioni.

Schema della testata di una mietitrebbiatrice da granella

Foto V. Bellettato

Particolare della testata di una mietitrebbia per la raccolta della granella

Foto R. Angelini

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macchine per la coltivazione Gli organi di trebbiatura e separazione, nella versione classica, sono costituiti da un battitore a flusso tangenziale e da una serie di scuotipaglia. Il battitore è costituito da un rotore, provvisto di barre trasversali, rotante all’interno di una griglia fissa (o controbattitore) che lo avvolge per circa 120°, con maglie larghe 20-25 mm). Il distacco delle cariossidi dal tutolo avviene principalmente per attrito, ed è tanto più energico quanto maggiore è la velocità del battitore e minore è la distanza battitore-controbattitore. Questi parametri vanno accuratamente settati nella preparazione della mietitrebbiatrice e, grazie ai sofisticati sistemi elettronici di controllo, costantemente monitorati durante il lavoro affinché siano ridotte al minimo le perdite (≤ 3,0-3,5%) e i danni (≤ 3,54,0%) alla granella. Dopo l’azione del gruppo di trebbiatura, la massa di materia organica, rappresentata dalla granella separata e da parti minute di steli e tutoli, attraversa il controbattitore e cade al piano preparatore che la invia al sistema di pulizia. Le brattee/tutoli e le parti non trebbiate, invece, vengono inviate alla separazione a mezzo di un deflettore e di un tamburo spagliatore (o post-battitore) che opera una seconda separazione fra la restante granella e l’altra biomassa; da qui il flusso di materiale giunge a 4-8 scuotipaglia con funzione di ulteriore separazione della granella residuale. Essi consistono in una serie di cassetti longitudinali in lamiera (superficie complessiva: 3,5-4,5 m2/m di larghezza di battitore), inclinati di 20-30° e rivestiti superiormente da griglie. Sono fissati ad alberi a gomiti, che li scuotono in

Battitore

Controbattitore Gruppo battitore

Mietitrebbiatrice a battitore trasversale

Tramoggia di carico

Cabina

Scuotipaglia

Battitore

Ventilatore

Crivelli

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coltivazione modo da rimescolare il materiale facendolo contemporaneamente avanzare verso la parte posteriore della macchina, dove viene scaricato a terra. La granella che cade dalle griglie scorre lungo i cassetti e viene così anch’essa convogliata al piano preparatore; se il flusso di materiale è eccessivo, l’efficienza di separazione diminuisce, provocando perdite troppo elevate, immediatamente rilevabili con moderni sensori piezoelettrici posti nella parte terminale della mietitrebbiatrice. È da rilevare che, nell’attuale panorama costruttivo, sono disponibili diverse soluzioni tecniche basate su dispositivi che lavorando in concomitanza con gli scuotipaglia, mirano a migliorare ulteriormente l’efficienza di separazione. Il battitore assiale è una soluzione alternativa che riunisce, all’interno di un unico elemento, le funzioni di trebbiatura e di separazione. Il sistema di trebbiatura è costituito da una griglia all’interno della quale ruota un tamburo dotato di rilievi in grado di far avanzare il prodotto verso l’uscita. Nella prima sezione del battitore avviene la trebbiatura, mentre nella seconda si realizza la separazione. L’alimentazione del prodotto al battitore può essere tangenziale o, più frequentemente, assiale; ciò condiziona il posizionamento del sistema trebbiante che, nei due casi, risulta, rispettivamente, trasversale o longitudinale. Poiché la trebbiatura avviene più per frizione che per impatto, la richiesta di energia è circa doppia rispetto a quella necessaria per un sistema di trebbiatura tangenziale, determinando una azione meccanica più intensa sui residui colturali. D’altra parte, nei modelli assiali si verifica una interessante riduzione delle rotture di granella mentre la produttività per unità di volume della macchina risulta incrementata rispetto a quella dei modelli convenzionali. In termini generali, quindi, se i rotori assiali presentano alcune limitazioni per la raccolta dei cereali a paglia, offrono indubbi vantaggi nella trebbiatura del mais.

Principali parametri operativi delle mietitrebbiatrici Parametri

Mietitrebbiatrici Unità a flusso di misura trasversale assiale

Larghezza barra

File

6-8

Velocità di avanzamento

km/h

3-8

5-10

0,90-3,00 0,45-0,80 500-1200

2,60-2,80 0,50-0,80 300-1300

Battitore m - lunghezza m - diametro - regime giri/min rotazione Potenza specifica motore

kW/m

20-120

60-80

Capacità serbatoio

2,0-12,0

3,5-6,5

Capacità operativa di lavoro

ha/h

1,0-3,0

0,5-1,5

Mietitrebbiatrice a battitore assiale

Battitore assiale

Cabina

Controbattitore Crivelli Ventilatore

200

macchine per la coltivazione Gli organi di pulizia hanno lo scopo di pulire la granella separata dal controbattitore e dagli scuotipaglia e sono costituiti da un piano preparatore, crivelli e ventilatore. Il piano preparatore consiste in una lamiera inclinata oscillante che regolarizza il flusso della granella e lo invia a 2 crivelli sovrapposti. Questi ultimi vibrano per effetto di un meccanismo a eccentrici. I sistemi di pulizia attuali funzionano in modo ottimale solo quando operano in condizioni di perfetta orizzontalità; per ovviare a questo inconveniente sono state messe a punto soluzioni diverse a scala crescente di complessità, fino a prevedere il montaggio dell’intero cassone di pulizia su un sistema autolivellante che lo mantiene perfettamente orizzontale fino a pendenze del 20% o l’adozione di sistemi di autolivellamento automatico dell’intera mietitrebbiatrice basato sull’impiego di pistoni idraulici (anche a funzionamento automatico, comandati da un sensore di pendenza) in corrispondenza delle singole ruote. Le pendenze superabili in perfetta orizzontalità sono del 20% e dell’8% procedendo rispettivamente secondo le linee di livello o a rittochino. Fra i due crivelli agisce un ventilatore centrifugo con portata d’aria regolabile tramite comando elettroidraulico dalla cabina, che asporta le particelle più leggere lasciando cadere la granella, più pesante. Le parti che non vengono allontanate dalla prima ventilazione sono raccolte e convogliate tramite coclea, al gruppo battitore-griglia per essere sottoposte a una seconda trebbiatura. Al di sotto del crivello inferiore, un trasportatore a coclea eleva la granella al serbatoio di raccolta (capacità: 3-4 m3/m di larghezza del battitore) che, a sua volta, è periodicamente scaricato, mediante un’altra coclea di elevata portata (50-100 dm3/s) alloggiata in apposito condotto laterale alla macchina, su un carro a sponde alte posto al servizio della mietitrebbiatrice. Il numero di carri da prevedere per l’ottimizzazione del cantiere di trasporto è dipendente dal tempo di riempimento del serbatoio della mietitrebbiatrice e dai

Foto Informatore Agrario

Regolazioni per la trebbiatura dei cereali principali Battitore Prodotto

Velocità di rotazione

Gruppo di ventilazione

Apertura controbattitore

Apertura vaglio registrabile

anteriore

posteriore

tipo Petersen

tipo Clostz

Fori vaglio anteriore

Ventilazione

(m/s)

(giri/min)

(mm)

(-)

(mm)

(-)

Frumento

25-30

790-950

Completa

1/4

8-10

Med/max

Orzo

28-32

890-1000

Completa

1/4

8-10

Med/max

Riso

15-24

490-760

Esclusa

1/2

16-18-20

Moderata

Mais

15-22

490-700

Fori fissi

18 mm

14-16

Med/max

201

coltivazione tempi di trasferimento e scarico della granella in azienda. Per quanto riguarda gli organi di movimentazione e i dispositivi di controllo, l’unità motrice che fa capo al motore è costituita da un telaio in profilati metallici che appoggia su due assi: quello anteriore, sul quale sono applicate le ruote motrici gommate e quello posteriore che si scarica sulle ruote direttrici. Per la protezione dell’operatore, tutte le macchine dispongono di cabine insonorizzate con un livello di rumore inferiore agli 80 dB, con sistemi antivibranti, aria condizionata, sedile ammortizzato e ampie vetrature. Nelle attuali cabine si dispone poi di sistemi di informazione e di segnalazione (mediante display digitali, avvisatori acustici ecc.) di eventuali anomalie di funzionamento nonché di di spositivi di regolazione (o controllo automatico) computerizzati sulle macchine di grande dimensioni che contemplano: il monitoraggio del regime di rotazione degli organi lavoranti, atto a prevenirne ingolfamenti; l’indicazione delle perdite di granella, rilevate da appositi sensori; la guida automatica delle testate da mais; il livellamento automatico del gruppo di pulizia, su terreni in pendenza; la misurazione della superficie lavorata, della quantità di prodotto raccolto, della resa produttiva media della coltura. In termini operativi, larghezze di lavoro, velocità d’avanzamento e capacità di battitura sempre più elevate, regolazioni da effettuare in modo sempre più preciso per adattarsi alle variazioni del prodotto, scarico del serbatoio molto rapido sono alcuni aspetti particolarmente studiati sulle mietitrebbiatrici moderne.

Innovazione tecnologica delle mietitrebbie

• In questi anni si è delineato l’obiettivo

di trasformare la mietitrebbiatrice in sede di raccolta e prima elaborazione di dati riguardanti la gestione dell’azienda agricola (mappe di produzioni, umidità prodotto ecc.)

• Alcuni sistemi già presenti su talune

mietitrebbiatrici permettono di memorizzare e stampare tutti i principali eventi manifestatisi durante la giornata lavorativa, costituendo una sorta di “diario di lavoro” e permettendo di effettuare controlli a posteriori per individuare l’origine di eventuali imprevisti o anomalie ai vari apparati

• Altre soluzioni, più complesse,

sono proposte dalla “agricoltura di precisione”. Su molte macchine è già installato il sistema di posizionamento satellitare con apposito software

Trebbiatura della granella: nella parte posteriore della mietitrebbia è visibile lo scarico dello scarto di trebbiatura

Foto V. Bellettato

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macchine per la coltivazione Raccolta del miscuglio granella-tutoli e delle spighe intere Il miscuglio granella-tutoli – altrimenti noto come “pastone” – si ottiene impiegando FTC oppure mietitrebbiatrici; in entrambi i casi le operatrici devono essere munite di apposita testata spannocchiatrice. Nelle FTC, oltre alla testata spannocchiatrice, è necessario applicare, nella parte posteriore dell’organo trinciatore, una apposita griglia con la funzione di completare la frantumazione del prodotto trinciato. Le maglie di questa griglia hanno dimensioni diverse a seconda della granulometria che si vuole ottenere nel miscuglio. Notevole è l’usura dell'organo trinciatore e frequenti possono essere gli ingolfamenti provocati dalla presenza della griglia. Più funzionale è, invece, il cantiere che utilizza mietitrebbiatrici opportunamente trasformate (mediante la sostituzione dei crivelli e delle griglie scuotipaglia) e regolando sia il regime di rotazione del battitore, sia la distanza controbattitore-battitore. Attualmente, essendo praticamente scomparsa la forma di conservazione con essiccazione naturale delle spighe in gabbioni aperti (ungheresi), la raccolta della granella in spiga intera interessa soltanto la filiera della produzione del mais da seme e viene effettuata con raccoglispighe-sfogliatrici, macchine specifiche in grado di ridurre al minimo i danni alle cariossidi, deleteri per la germinabilità del seme. Esse operano il distacco della spiga dallo stocco, eliminando successivamente le brattee e convogliando le spighe in una tramoggia propria o su rimorchio. La testata spannocchiatrice di cui sono dotate, che si differenzia da quella delle mietitrebbiatrici per la mancanza delle lame pareggiatrici e la presenza di rulli mungitori – ai quali è deputato il distacco – mostra risalti a profilo elicoidale; la maggior superficie di contatto tra rulli e spighe facilita una prima parziale sfogliatura delle spighe stesse. La separazione completa delle brattee avviene su un apposito piano di sfogliatura costituito da una serie di coppie di rulli controrotanti, generalmente in gomma. Sopra il piano di sfogliatura, disposti trasversalmente rispetto ai rulli, agiscono dei dispositivi a palette o spazzole in gomma che hanno la funzione di allineare le spighe, disponendole in un unico strato a diretto contatto con i rulli. La controrotazione di questi ultimi comporta lo strappo delle brattee che cadono verso il basso mentre le spighe sfogliate sono inviate ai contenitori. Sul piano di sfogliatura e in prossimità dell’elevatore di carico delle spighe spesso agisce un ventilatore per eliminare le impurità. Le raccoglispighe-sfogliatrici si presentano nelle versioni trainate (1-2 file), portate (1-3 file) e semoventi (4 file) e possiedono capacità reali di lavoro che variano da 0,2-0,4 ha/h per i modelli di piccola dimensione a 0,6-1,2 ha/h per le portate (posteriormente su trattori a guida reversibile) e le semoventi.

B Piano di sfogliatura a rulli controrotanti in una raccoglispighe-sfogliatrice per la raccolta di spighe intere (A). Il particolare (B) illustra il principio di funzionamento

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il mais

coltivazione Parassiti animali Aldo Pollini

coltivazione Parassiti animali Introduzione In tutti gli ambienti italiani di coltivazione, il mais è esposto agli attacchi di una nutrita schiera di insetti, in parte indigeni e altri acquisiti per accidentale importazione (l’ultimo esempio riguarda Diabrotica virgifera virgifera che, importata dagli USA alla fine del secolo scorso, rappresenta ora uno degli insetti più dannosi). Attualmente, alcuni fitofagi presentano un notevole livello di temibilità negli ambienti in cui la coltura ha raggiunto un’elevatissima specializzazione, soprattutto ove è stato, in tutto o in parte, abbandonato l’avvicendamento con altre colture per lasciar posto alla monocoltura. Nei confronti delle suddette avversità è necessario ricorrere a tecniche di difesa atte a ridurre le perdite produttive e a contenere, sotto i limiti di legge, la presenza di micotossine che si formano in seguito dall’attività metabolica di microrganismi fungini. Essendo la granella destinata, per oltre il 70% dell’intera produzione mondiale, all’alimentazione degli animali e direttamente o indirettamente all’uomo, con consumo dilazionato nel tempo, la suddetta deve possedere elevati livelli di sanità al momento dello stoccaggio e deve essere preservata, per l’intero periodo di conservazione, dagli attacchi di insetti e microrganismi fungini che possono portare a inaccettabili perdite qualitative e quantitative (ingenti nei Paesi meno evoluti), nonché allo sviluppo di micotossine dannose agli animali e all’uomo. Si segnala inoltre che il mais, durante le varie fasi di coltivazione, può essere seriamente danneggiato anche dall’attività di roditori e uccelli.

Larva di piralide su spiga

Foto E. Marmiroli

Danno da Scotia ipsilon

Danno da roditori sulle cariossidi Grave attacco di diabrotica su piante di mais

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parassiti animali Piralide (Ostrinia nubilalis) Lepidottero Pyraustidae di origine europea, dall’inizio del secolo scorso fu introdotto accidentalmente negli Stati Uniti, probabilmente dall’Italia, attraverso l’importazione di saggina per la fabbricazione di scope, divenendo con il termine European corn borer l’insetto più temibile per la maiscoltura americana. Il lepidottero è ampiamente diffuso in tutto l’emisfero boreale, in ambienti assai diversi, dai temperati ai tropicali.

Piralide

• Le piante colpite si stroncano

facilmente in occasione di forti temporali e la loro produzione subisce perdite quantitative e qualitative

• I decrementi produttivi causati da una

larva che attacca lo stocco sono risultati del 6,6% nella fase di prefioritura del pennacchio maschile, del 4,4% nel momento della deiescenza delle antere, del 3% durante la maturazione lattea e del 2% durante la maturazione cerosa

• Sulle spighe danneggiate si sviluppano

varie muffe che producono micotossine alquanto temibili per la salute dell’uomo e degli animali

• L’insetto sverna allo stato larvale entro Maschio di piralide

i resti degli stocchi rimasti in campo

Femmina di piralide

Il livello di suscettibilità delle piante all’attacco della piralide cresce con il loro sviluppo e con la conseguente diminuzione del contenuto fogliare del glucoside a effetto insetticida DIMBOA [2,4-diidrossi-7metossi 2H-1,4 benzossazin-3 (4H)-one]. Quando la pianta raggiunge lo stadio di 7-9 foglie, il contenuto del suddetto composto scende a valori non più in grado di svolgere azione inibitoria verso l’insetto. Le larve durante la loro attività fitofaga perforano le foglie avvolte in cartoccio, scavano gallerie nello stocco, danneggiano l’infiorescenza ma-

Foto R. Angelini

Larva su infiorescenza maschile Ooplacca di piralide

Schiusa delle uova

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coltivazione schile, minano il peduncolo della spiga ed erodono i semi. Le spighe con il peduncolo minato si disarticolano e cadono al suolo durante la trebbiatura. Le erosioni interessanti la granella portano a perdite in peso fino al 20%. In seguito all’attacco larvale a carico delle spighe si sviluppano muffe appartenenti al genere Fusarium, dalla cui attività metabolica si formano micotossine (fumonisine) temibili per la salute degli animali e dell’uomo. Su mais dolce gli attacchi causano forti perdite del valore commerciale delle spighe. La monosuccessione colturale e la mancata aratura delle stoppie, per lasciare posto alla semina su terreno non lavorato, favoriscono lo sviluppo della piralide. Mentre nel sud-est asiatico questo lepidottero riesce a compiere più generazioni all’anno (fino a 5-6), in Europa svolge una sola generazione oltre il 46° parallelo di latitudine nord e due sotto questo limite, con popolazioni delle due generazioni che finiscono per sovrapporsi. Il voltinismo (numero di generazioni) non è tuttavia ben netto in quanto alla suddetta latitudine coesistono razze (biotipi) uni e bivoltini. Le uova sono deposte in ovoplacche sulla pagina inferiore delle foglie. Le larve mature si incrisalidano sulle piante danneggiate. Lo svernamento avviene con larve all’interno dei resti degli stocchi rimasti in campo.

Trappola per il monitoraggio in campo dei voli degli adulti di piralide

Foto E. Marmiroli

Ciclo biologico della piralide Novembre Aprile

Maggio

Giugno

Luglio

Agosto Uova Adulto

Tipici fori “impallinatori” sulle foglie prodotti dalle larve

Crisalide Larva Uova

Adulto Crisalide Larva svernante

I fori di penetrazione delle larve favoriscono lo sviluppo di funghi produttori di micotossine

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Settembre Larva

Ottobre

parassiti animali Nottua delle graminacee [Pseudaletia (=Mythimna) unipuncta] Specie di origine americana, è divenuta comune in tutta Europa, Italia compresa, con popolazioni generalmente disperse su svariate piante ospiti comprendenti graminacee coltivate e spontanee, foraggere, ortive, bietola, tabacco, pomodoro ecc. Le larve compiono erosioni a carico delle foglie e riescono a distruggere l’apice vegetativo. Per quest’ultima modalità di attacco sono oltreoceano conosciute come budworms (vermi della gemma). Più raramente riescono a compiere erosioni sulle brattee delle spighe. Saltuariamente può comparire con ingenti popolazioni larvali derivanti da masse migratorie di adulti, sviluppatesi inizialmente su graminacee spontanee presenti all’interno delle coltivazioni o lungo i fossi e migranti sul mais alla ricerca di nuove fonti alimentari, dopo che piante ospiti spontanee sono state soppresse con operazioni di diserbo. I danni alle coltivazioni di mais sono operati principalmente dalle larve della prima generazione e interessano piante in accrescimento. Si tratta di una nottua con un lungo periodo di volo, dalla fine di febbraio-primi di marzo a tutto ottobre e con massime presenze da maggio a luglio e in settembre-ottobre. Nel corso dell’anno riesce a svolgere 3-4 generazioni, svernando prevalentemente come larva nel terreno oppure allo stato di crisalide. Le uova (fino a 100-1500 per femmina) sono deposte in caratteristiche masse agglutinate, nastriformi, comprendenti in genere alcune centinaia di elementi. Lo sviluppo larvale procede celermente (in un paio di settimane o poco più nelle condizioni più favorevoli), per cui anche l’attività distruttiva è molto rapida, e a completo sviluppo le larve scendono nel terreno per imbozzolarsi entro una cella terrosa.

Nottua delle graminacee

• Le larve sono conosciute come

armyworms (vermi soldato) per la capacità di spostarsi in ranghi compatti dalle graminacee spontanee al mais

• La nottua può comparire saltuariamente con forti popolazioni larvali in grado di danneggiare gran parte dell’apparato fogliare e le spighe

• Nel corso dell’anno la nottua compie

3-4 generazioni, delle quali la seconda è quella più dannosa per il mais

Uova di nottua delle graminacee

Larva di P. unipuncta Adulto di Pseudaletia unipuncta

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coltivazione Crambide (Angustalius malacellus) Si tratta di un lepidottero della famiglia Crambidae che compare saltuariamente nelle coltivazioni di mais della Pianura Padana. È una specie vivente abitualmente su graminacee spontanee e foraggere, che si sposta sul mais in seguito a operazioni di diserbo che sopprimono gli ospiti originari. Interessate dagli attacchi sono soprattutto le coltivazioni di mais dolce di secondo raccolto. Le larve attaccano le giovani piante al colletto e penetrano all’interno del cartoccio fogliare. Le piante maggiormente danneggiate avvizziscono e disseccano, le altre reagiscono con l’emissione di culmi secondari, ma il loro sviluppo è comunque compromesso in quanto difficilmente riescono a produrre le spighe. L’insetto sembra svolgere tre generazioni l’anno, delle quali la seconda è quella che è in grado di compiere danni sul mais. Gli adulti del primo volo, sfarfallati dalle crisalidi originate dalle larve mature che hanno svernato nel terreno, compaiono in primavera e depongono le uova alla superficie del suolo, generalmente in prossimità di graminacee spontanee e foraggere, sulle quali le larve riescono a completare lo sviluppo in circa tre settimane per poi incrisalidarsi nel terreno. Sul mais le larve della seconda generazione compaiono tra la metà di luglio e quella di agosto, ma per la loro disetaneità sono attive fino a tutto agosto. Gli adulti dell’ultimo volo sono presenti fino alla prima decade di settembre e le larve dell’ultima generazione concludono lo sviluppo su graminacee prative, prima dell’arrivo dei primi freddi, per poi imbozzolarsi e trascorrere l’inverno.

Crambide

• L’insetto compie saltuari attacchi, favoriti dalla soppressione di graminacee spontanee

• Le infestazioni interessano quasi

esclusivamente le coltivazioni di mais dolce di secondo raccolto

• Le piante attaccate che riescono a sopravvivere reagiscono con l’emissione di culmi secondari

• Le femmine non depongono le uova sulle piante, ma nel terreno

Larva di A. malacellus

Danno al colletto di giovani piante Adulto di A. malacellus

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parassiti animali Nottua delle messi (Agrotis segetum) È una nottua ad habitat terricolo con un’ampia distribuzione eurasiatica, presente anche nel continente africano e nella fascia subsahariana di coltivazione del mais, dove è superata, per importanza, dalla indigena Busseola fusca. In Italia è diffusa in tutte le aree maidicole, con popolazioni autoctone che abitualmente sono numericamente ben più comuni e superiori a quelle dell’affine nottua dei seminati (Agrotis ipsilon). Le larve compiono erosioni e perforazioni al colletto delle giovani piante, causandone la morte, rendendosi pertanto responsabili di fallanze che, nei casi di maggiore gravità, richiedono operazioni di risemina. I danni interessano prevalentemente le colture di mais da granella e quelle di secondo raccolto di mais dolce, realizzate dopo colture di pisello e di frumento. Contrariamente all’affine Agrotis ipsilon è una specie sedentaria, nonostante le sue popolazioni di adulti siano in grado di compiere importanti spostamenti, soprattutto in estate, alla ricerca di terreni investiti con colture di secondo raccolto (per esempio fagiolo e mais dolce) e irrigati. Gli adulti, caratterizzati da abitudini notturne, sono presenti in campo dal mese di marzo all’inizio di ottobre, con punte massime durante i mesi di luglio e agosto. La separazione dei voli delle singole generazioni (generalmente due) è difficoltosa per l’accavallamento dei diversi stadi di sviluppo preimmaginale (uova, larve di diverse età, crisalidi) e per la presenza, anche in inverno, di crisalidi, larve di diverse età senza diapausa in temporanea inattività e perfino di adulti.

Nottua delle messi

• È una nottua con larve ad habitat

terricolo, diffusa in tutte le aree maidicole e più comune dell’affine Agrotis ipsilon

• Le larve compiono erosioni e

perforazioni al colletto delle giovani piante, causandone la morte

• I danni arrecati possono rivelarsi assai gravi, tanto da causare fallanze che rendono opportuna un’operazione di risemina

• La nottua compie in genere due

generazioni all’anno con voli non ben distinti

Foto E. Marmiroli

Larva (sopra) e adulto (sotto) di A. segetum Fallanza, per morte della piantina, in seguito a un attacco di nottue

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coltivazione Nottua dei seminati (Agrotis ipsilon) Come l’affine Agrotis segetum è una nottua con habitat terricolo. Pur essendo cosmopolita trova condizioni più favorevoli per il suo sviluppo nelle regioni tropicali e subtropicali. Notevoli sono i danni che si verificano nelle annate in cui i territori maidicoli italiani (soprattutto quelli della Pianura Padana e, marginalmente, quelli marchigiani) sono invasi da popolazioni migratorie di adulti che, costretti a interrompere il loro volo per sopraggiunte avverse condizioni atmosferiche, si soffermano nei territori raggiunti. La generazione di larve che ne deriva è a volte così numerosa che riesce a distruggere in pochi giorni intere coltivazioni di mais. Agrotis ipsilon è una specie con comportamento migratorio, in virtù del quale masse di adulti si spostano in primavera dai Paesi caldi africani (Egitto, Sudan), dall’Arabia e dall’Iran verso l’Europa meridionale, dove le condizioni di elevata umidità del suolo e dell’aria sono assai favorevoli alle ovodeposizioni (fino a 2500 uova per femmina). Voli migratori inversi avvengono in autunno e anche in tale periodo, quando sono interrotti da avverse condizioni atmosferiche, le femmine riescono a sgravarsi delle uova nei territori che hanno raggiunto. L’elevata umidità del terreno è molto favorevole per le ovodeposizioni e, conseguentemente, per lo sviluppo di forti infestazioni larvali. Dannose alle coltivazioni del mais si rivelano le popolazioni larvali che hanno svernato nel terreno in diversi stadi di sviluppo e quelle derivanti da ovodeposizioni di individui autoctoni emersi dalle crisalidi svernanti, alle quali si aggiungono, periodicamente, le larve derivanti dalle uova deposte dalle femmine dei voli migratori. Ne deriva che all’inizio della primavera le coltivazioni subiscono danni da parte di larve di diverse età, soprattutto da parte di quelle derivanti dalle ovodeposizioni primaverili di femmine del volo migratorio.

Nottua dei seminati

• Negli ambienti italiani, alle popolazioni autoctone, numericamente inferiori a quelle di A. segetum, si aggiungono ciclicamente quelle derivanti da movimenti migratori

• Le larve vivono interrate per compiere erosioni al colletto delle piante e causarne la morte

• Popolazioni derivanti da voli migratori riescono, ciclicamente, a causare ingentissimi danni

• Storicamente sono ben note le

devastanti infestazioni che si sono verificate alla fine del 1800 nel Polesine e nel Ferrarese nei terreni in precedenza inondati dalle acque del Po

Adulto (sopra) e larva (sotto) di A. ipsilon Danno da nottua dei seminati

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parassiti animali Diabrotica (Diabrotica virgifera virgifera) Questo insetto indigeno dell’America, conosciuto come verme occidentale del mais o western corn rootworm, è il più importante rappresentante degli insetti del terreno (corn rootworm) del Corn Belt occidentale degli Stati Uniti. La sua comparsa in Europa risale all’anno 1992, in seguito a catture di adulti avvenute nelle vicinanze dell’area aeroportuale di Belgrado. Fino al 1998 è rimasto localizzato nelle aree del bacino del Danubio per poi comparire nello stesso anno in appezzamenti di mais prossimi all’aeroporto Marco Polo di Venezia. Nel 2002 l’insetto si è diffuso nelle coltivazioni maidicole lombarde a nord di Milano ma considerato che presenze di adulti, in progressivo aumento, sono state successivamente riscontrate in varie province dell’Italia settentrionale, è temibile un ulteriore allargamento dei territori colonizzati dall’insetto. Le larve si nutrono dell’apparato radicale, troncando le radichette e scavando gallerie in quelle più grosse. Le piante colpite deperiscono e, male ancorate al terreno, si inclinano o si allettano e il loro fusto tenta di riprendere la posizione eretta assumendo la caratteristica conformazione a “collo d’oca” (goosenecked plants).

Diabrotica

• La diabrotica rappresenta attualmente

la più grave minaccia per la maiscoltura dell’Italia settentrionale

• Le larve danneggiano le radici mentre

gli adulti si nutrono delle foglie e della spiga

• L’insetto compie una sola generazione all’anno

• Trattandosi di un organismo nocivo da quarantena è in vigore un decreto di lotta obbligatoria per contrastarne la diffusione nelle aree ancora indenni

Ciclo della diabrotica

Femmina

Accoppiamento Maschio

Femmina che depone Pupe

Larve

Larva svernante

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coltivazione

Diversi livelli di danno alle radici secondo la scala IOWA 0-3 internazionale

Gli adulti si nutrono delle foglie e delle sete della spiga impedendo in tal modo l’impollinazione. L’insetto, pur compiendo una sola generazione all’anno, è notevolmente insidioso per le coltivazioni maidicole. Le larve, nate da uova svernanti in diapausa nel terreno, compaiono scalarmente da metà maggio a giugno inoltrato mantenendosi in attività fino a quasi tutto il mese di luglio, completando tre stadi di sviluppo. Gli adulti emergono dal terreno dalla fine di giugno alla metà di ottobre con massime presenze in piena estate (dalla metà di luglio a metà agosto). In seguito agli accoppiamenti, dalla metà di luglio avvengono le ovodeposizioni (mediamente 400 uova per femmina), che si mantengono elevate per tutto agosto per poi diminuire gradualmente e terminare alla fine di settembre.

Gli adulti si nutrono delle sete

Mancata fecondazione dell’infiorescenza Foto E. Marmiroli

Trappola per il monitoraggio di diabrotica Danno su foglia provocato dagli adulti

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parassiti animali Elateridi (Agriotes litigiosus, A. sordidus, A. ustulatus, A. brevis, A. lineatus ecc.) Agriotes brevis e A. sordidus sono presenti in tutte le aree maidicole del nord; A. ustulatus è distribuita soprattutto nella parte nord-orientale della Pianura Padana; A. litigiosus è adattata maggiormente ai terreni argillosi e di medio impasto; A. lineatus è presente invece in aree circoscritte. I danni causati dalle larve sono fortemente influenzati dalla coltura precedente e si riscontrano con maggior frequenza nelle coltivazioni in successione al medicaio o al prato polifita. Le larve sono attive all’inizio della primavera, durante le prime fasi di sviluppo del mais (in particolare dalla germinazione fino alla 3a-5a foglia), quando il livello di umidità degli strati superficiali del terreno è favorevole all’attività larvale. Fattore di attrazione delle larve è l’anidride carbonica emessa dai semi in germinazione e dall’apparato radicale delle piante. Le larve attaccano dapprima i semi in geminazione e più tardi compiono erosioni sulla parte interrata del culmo con conseguente appassimento della foglia centrale e, successivamente, dell’intera pianta. Il ciclo di sviluppo degli elateridi dura più anni. Gli adulti di Agriotes litigiosus e A. ustulatus compaiono nella tarda primavera e vivono in genere circa un mese per cui non riescono a svernare; quelli di Agriotes sordidus e A. brevis svernano all’interno delle celle in cui si sono formati e compaiono in primavera per poi vivere molti mesi o addirittura un anno. Le uova sono deposte in gruppi nel terreno fresco e umido e si schiudono in una quindicina di giorni. Le larve completano lo sviluppo dopo numerose mute (8-10 per A. sordidus e A. brevis, 11-13 per A. litigiosus e A. ustulatus), superando due inverni. La metamorfosi di Agriotes sordidus e A. brevis si compie nel corso dell’estate, per cui gli adulti neoformati svernano all’interno delle loro celle; quella di Agriotes litigiosus e A. ustulatus si svolge nella tarda primavera.

Elateridi

• Le larve, conosciute anche con il

termine di “ferretti” per la loro vaga somiglianza a pezzi di filo di ferro, attaccano i semi in germinazione e, più tardi, la parte interrata del culmo, causando la morte delle piante

• Il ciclo degli elateridi si completa in più anni, durante i quali le larve risalgono verso gli strati superficiali del terreno in primavera e in autunno per poi approfondirsi in estate e in inverno

• La presenza di larve nel terreno

può essere accertata attraverso il controllo di campioni di terra oppure con l’impiego di vasetti forati interrati, contenenti vermiculite e semi di fumento in germinazione, entro i quali vengono attratte le larve dei ferretti

• Il mais coltivato in successione alla

medica o al prato polifita, in terreni arati in autunno, è maggiormente esposto agli attacchi dei ferretti

I fusti colpiti sono esili, di taglia ridotta e le spighe sono atrofizzate Larve di elateridi

Adulto di Agriotes litigiosus

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coltivazione Nottua gialla del pomodoro [Helicoverpa (= Heliothis) armigera] È una specie presente in gran parte del mondo, escluse le Americhe, dove è sostituita dall’indigena Helicoverpa zea, somaticamente simile. Nei nostri ambienti è prevalentemente diffusa nelle regioni meridionali su piante ortive, ma crescenti infestazioni sono comparse nelle regioni settentrionali, soprattutto nelle zone tipiche di coltivazioni del pomodoro da industria, che costituisce la pianta ospite di elezione, e in quelle in cui si realizzano coltivazioni di mais dolce. Trattasi di una specie assai polifaga, ben conosciuta per i danni che compie su svariate ortive (pomodoro, peperone, cucurbitacee, leguminose, insalate), su cotone e mais nei Paesi tropicali e subtropicali, nonché su fiori (garofano), tabacco ecc. Su mais sono compiute erosioni a carico delle foglie unite in cartoccio, ma i danni maggiori sono quelli che interessano le spighe durante le fasi di maturazione lattea e cerosa, nelle quali le larve penetrano per divorarne i semi della parte distale. I danni più importanti riguardano le coltivazioni di mais dolce di secondo raccolto. Helicoverpa (= Heliothis) armigera compie più generazioni all’anno (generalmente 3, fino a 4 negli ambienti più favorevoli), trascorrendo l’inverno nel terreno allo stato di crisalide in diapausa. Il periodo di volo si estende dall’inizio di maggio a tutto ottobre, con massime presenze in piena estate. Su mais le uova sono deposte sulle foglie e, più frequentemente, sulle sete delle spighe. Le larve nascono dopo un breve periodo d’incubazione (appena 2-3 giorni in estate) per poi attaccare il cartoccio fogliare o, più spesso, le spighe. Nelle prime fasi dello sviluppo larvale due o più larve possono convivere all’interno della medesima spiga, ma dopo la quarta età prevalgono istinti cannibaleschi, soprattutto a spese delle larve più giovani, per cui all’interno di una spiga finisce per completare lo sviluppo una sola larva, che poi l’abbandona per incrisalidarsi nel terreno.

Nottua gialla del pomodoro

• È la specie maggiormente presente su mais dolce, soprattutto nelle zone di coltivazione lodigiane e piacentine

• La nottua compie più generazioni

all’anno (generalmente 3, fino a 4 negli ambienti più favorevoli)

• Le larve sono caratterizzate da un

istinto cannibale per cui le vecchie divorano quelle più giovani

• Le larve compiono erosioni su foglie

unite in cartoccio, ma i danni maggiori sono quelli che riguardano la granella durante le fasi di maturazione lattea e cerosa

• I danni più importanti riguardano le

coltivazioni di mais dolce di secondo raccolto

Adulto di nottua gialla Larve, di diverso aspetto cromatico, su spighe di mais

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parassiti animali Sesamie (Sesamia cretica, Sesamia nonagrioides) Trattasi di due lepidotteri nottuidi con adulti molto simili, il primo dei quali è diffuso in tutta l’area circummediterranea, nelle Canarie, in Arabia, Turkestan, e in gran parte dell’Africa, escluse le parti meridionale, orientale e occidentale, dove è sostituita dall’affine Sesamia calamistis. In Italia S. cretica si trova ovunque (Sardegna compresa), pur predominando nelle regioni centro-meridionali. Sporadica è la sua presenza nelle aree maidicole settentrionali della Penisola. Sesamia nonagrioides si sovrappone, in alcuni areali circummediterranei, alla S. cretica, prevalendo su questa in Spagna, Sardegna e, ancor più nettamente, in Sicilia. Le due nottue si sviluppano, non solo a spese del mais, ma anche su sorgo (specie preferita da S. cretica) e diverse graminacee (cannuccia di palude, canna comune, panico, setaria). Delle due specie S. nonagrioides è più polifaga per cui attacca anche altre piante (cotone, asparago, solanacee, gladiolo ecc.). Nel mais le larve scavano gallerie nello stocco, nell’asse delle pannocchie e penetrano nelle spighe per scavarvi gallerie o per divorarne le cariossidi. Contrariamente alla piralide attaccano anche le giovani piante, causandone la morte. Le piante minate nel culmo si indeboliscono e finiscono per stroncarsi in occasione di violenti temporali. Entrambe le specie svernano con larve riparate all’interno dei residui degli stocchi rimasti in campo. Gli adulti compaiono all’inizio della primavera e, contrariamente alla piralide, le femmine depongono le uova sotto le guaine fogliari, talora all’esterno (isolate, in coppie, talora in file di 1-2 decine di elementi nel caso di S. cretica; in gruppi di decine di elementi per la seconda specie). La fecondità delle due specie è notevole (fino a 800 uova). Le larve mature si incrisalidano all’interno o all’esterno degli organi danneggiati, protette all’interno di un esile bozzolo costituito da fili di seta inglobanti granelli di rosume. Nel corso della stagione vegetativa del mais, S. cretica compie di norma due generazioni (talora una terza nelle regioni meridionali), mentre S. nonagrioides riesce a svolgerne 4.

Sesamie

• Le due nottue sono diffuse nelle regioni centro meridionali e nelle Isole

• Le larve scavano gallerie nello stocco, nell’asse delle pannocchie e delle spighe e danneggiano le cariossidi

• Le piante attaccate in uno stadio

giovanile disseccano; quelle già sviluppate, minate nello stocco, si indeboliscono e si stroncano facilmente

• In un anno Sesamia cretica svolge 2-3

generazioni; S. nonagrioides ne compie 4. Entrambe svernano come larve nei residui degli stocchi rimasti in campo

Adulto di Sesamia cretica

Il maschio di Sesamia nonagrioides si distingue da quello di S. cretica per le antenne bipettinate Adulto di Sesamia cretica: 30-40 mm di apertura alare

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coltivazione Afidi (Rhopalosiphum padi, Rhopalosiphum maidis, Sitobion avenae) Rhopalosiphun padi è la specie che si riscontra con maggiore frequenza nelle coltivazioni maidicole italiane e ad essa si accompagna, saltuariamente, Sitobion avenae. Rhopalosiphum maidis è una specie diffusa nelle aree maidicole calde in quanto, essendo caratterizzato da maggiori esigenze termiche, non riesce a sopravvivere negli ambienti con forti freddi invernali. La prima specie è caratterizzata da un ciclo dioico, con ospiti primari rappresentati da alcuni Prunus (padus, spinosa, virginiana), sui quali è deposto l’uovo durevole e si svolge la prima parte del ciclo. Gli ospiti secondari sono rappresentati dal mais e da diversi altri cereali (orzo, avena, segale), nonché da graminacee spontanee e piante appartenenti alle famiglie Cyperaceae, Typhaceae, Juncaceae e Iridaceae. Negli ambienti maidicoli italiani Rh. padi si sviluppa ininterrottamente sugli ospiti erbacei in quanto riesce a sopravvivere a temperature che scendono fino a –10 °C. Sitobion avenae svolge l’intero ciclo su cereali e graminacee spontanee, svernando con uova durevoli con inverno freddo e con piccole colonie nelle annate o negli ambienti con miti temperature invernali. Gli afidi infestano foglie, pannocchie e spighe con popolazioni che, soprattutto per Rhopalosiphum padi, raggiungono spesso un’elevate densità. Le popolazioni di Sitobion avenae si insediano in genere sulle sole foglie. Con le loro punture di suzione gli afidi penalizzano l’attività vegetativa delle piante, soprattutto quando gli attacchi sono precoci. Assai temibili, soprattutto nei campi di produzione di materiale sementiero, sono i danni conseguenti alla trasmissione, operata in maniera persistente, dei virus del mosaico e del nanismo del mais.

Afidi

• Le infestazioni di afidi si sviluppano in

maniera esponenziale per raggiungere la massima densità nelle fasi di formazione della spiga e di emissione della pannocchia. Particolarmente intense sono quelle che interessano i mais dolci

• In questi ultimi anni, caratterizzati da

inverni non particolarmente freddi, le infestazioni interessano già le giovani piante, colonizzate da afidi provenienti dalle coltivazioni di frumento o che hanno superato l’inverno su graminacee spontanee cresciute lungo fossi e scoline

Foto R. Angelini

Esempi di colonie di afidi su mais

Danno da Metopolophium dirhodum su mais. Questo afide vive comunemente sulla rosa e occasionalmente sui cereali

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parassiti animali Difesa dagli insetti Per salvaguardare il rendimento economico della coltura e ottenere produzioni di elevata qualità è necessario adottare tutti quei provvedimenti in grado di minimizzare i danni causati in campo dagli insetti e di ridurre conseguentemente le perdite produttive, sia quantitative che qualitative. Nell’ambito dei provvedimenti agronomici è importante l’avvicendamento della coltura, anche se adesso è sempre più frequente il ristoppio. Questo è da evitare nei terreni che hanno ospitato mais colpito da Diabrotica virgifera virgifera. La sfibratura degli stocchi e il loro sotterramento con una profonda aratura consentono di ridurre le popolazioni di insetti che attaccano il fusto (Ostrinia nubilalis, Sesamia cretica e S. nonagrioides), nei cui resti riescono poi a superare l’inverno. La scelta di varietà adatte agli ambienti di coltivazione, la semina su terreni ben preparati, il diserbo, razionali concimazioni e irrigazioni consentono di porre le piante in buone condizioni vegetative e di superare meglio gli attacchi degli insetti. Il miglioramento genetico consente l’ottenimento di varietà con fattori (geni) di resistenza verso alcuni insetti (per esempio piralide e diabrotica), tali da non rendere più necessari interventi insetticidi verso questi fitofagi. La difesa con insetticidi chimici e microbiologici è utile, per non dire necessaria, per contrastare diversi temibili fitofagi e salvare conseguentemente la redditività della coltura. Spesso si ricorre alla concia del seme al fine di proteggere lo stesso durante la germinazione nonché le giovani piante dagli attacchi di alcuni insetti quali i “ferretti”, le larve delle nottue terricole e la diabrotica. Alla semina si possono poi somministrare preparati insetticidi geodisinfestanti che, interrati lungo la fila di semina, consentono di combattere popolazioni larvali di “ferretti”.

Difesa

• Provvedimenti di difesa sono necessari

per l’ottenimento di produzioni qualitativamente e quantitativamente in grado di assicurarne un soddisfacente rendimento economico

Strategie agronomiche preventive

• I provvedimenti di difesa di tipo

agronomico sono rappresentati da: avvicendamento della coltura, sfibramento e interramento con aratura dei resti colturali, scelta di varietà idonee all’ambiente di coltivazione, semina sui terreni ben preparati, distruzione delle piante infestanti, razionali concimazioni e irrigazioni per ottenere piante vigorose, in grado di affrontare meglio gli attacchi degli insetti Foto V. Bellettato

Foto V. Bellettato

Particolare dei trampoli Trattamento della vegetazione con barre montate sui trampoli

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coltivazione Durante le prime fasi di sviluppo delle piante può essere necessario intervenire contro le larve delle nottue terricole (Agrotis segetum e A. ipsilon) e del lepidottero crambide Angustalius malacellus, onde evitare il rischio di gravi diradamenti della coltura. Contro questi insetti si ricorre a preparati (per esempio piretroidi) con debole tossicità per l’uomo e che vengono degradati rapidamente da parte dei microrganismi presenti nel terreno. Su piante sviluppate è emersa l’importanza della lotta agli afidi e soprattutto alla piralide per limitare le perdite produttive e per contenere lo sviluppo di micotossine prodotte da funghi che si sviluppano sulle spighe danneggiate dal suddetto insetto. Con la disponibilità di attrezzature semoventi montate su trampoli per l’esecuzione dei trattamenti e di adeguati preparati ovicidi e larvicidi è ora possibile ottenere buoni risultati e, soprattutto, una granella il cui contenuto in micotossine è inferiore ai limiti di legge. Metodi di lotta biologica contro la piralide, in fase di studio e di sviluppo, si basano sull’impiego di insetti antagonisti (per esempio i minuscoli Trichogramma spp., parassitoidi delle uova), del fungo Beauveria bassiana e del protozoo Nosema pyraustae. Ai suddetti metodi di lotta contro la piralide potrebbe aggiungersi quello basato sull’impiego di feromoni sessuali di sintesi per l’applicazione della tecnica della “confusione sessuale”, con la quale è inibito l’incontro dei due sessi. La protezione del raccolto consente di evitare le perdite causate dagli attacchi degli “insetti di magazzino”.

Interventi al seme e al terreno

• Il contenimento dei danni di alcuni insetti (per esempio elateridi, afidi, nottue e diabrotica) può essere conseguito con l’impiego di seme adeguatamente conciato

• In alternativa alla concia si può

ricorrere alla geodisinfestazione localizzata in concomitanza della semina

Interventi sulla vegetazione

• Un intervento sulle giovani piante da

poco emerse può rendersi necessario per evitare forti diradamenti

• Interventi su piante in spigatura

consentono di salvaguardare la resa produttiva della coltura e di ottenere una granella con bassi livelli di micotossine

Tifone per il trattamento al mais dal bordo dell’appezzamento

Foto V. Bellettato

218

parassiti animali Concia del seme Uno dei primi presupposti per ottenere colture sane e alte rese produttive è il ricorso a sementi sane o accuratamente conciate. La concia chimica delle sementi è un trattamento protettivo effettuato con sostanze chimiche che vengono applicate in dosi di poche decine di grammi per quintale di semente. Il trattamento avviene all’interno di attrezzature che, per rotazione o gravità, permettono alla sostanza conciante di ricoprire accuratamente l’intera superficie del seme. Tale tecnica ha lo scopo di eliminare eventuali microrganismi patogeni nonché fitofagi presenti sul seme e di contenere i danni che vari parassiti possono arrecare al seme, sia nella fase di germinazione, sia nei primi stadi di sviluppo della piantina. Attualmente la somministrazione al seme di insetticidi sistemici è largamente utilizzata nella difesa del mais per contenere gli attacchi di insetti, in particolare afidi, elateridi, nottue e diabrotica. È inoltre molto importante difendere il seme e la pianta di mais nelle prime fasi di sviluppo, per ottenere l’investimento di piante programmato, al fine di massimizzare le rese produttive. L’utilizzo della concia del seme presenta numerosi vantaggi: migliore protezione del seme dagli attacchi dei principali parassiti terricoli, emergenza migliore sul campo, nonché minor impatto ambientale rispetto alle tecniche tradizionali di geodisinfestazione con prodotti insetticidi granulari.

I prodotti che ricoprono il seme creano una barriera protettiva in grado di controllare i principali insetti del terreno e quelli che causano danni nelle prime fasi vegetative del mais

Particolare del processo di concia Attrezzature per il trattamento dei semi

219

il mais

coltivazione Malattie Paola Battilani

coltivazione Malattie Introduzione I principali patogeni del mais sono funghi microscopici. Questi attaccano le piante per trarne nutrimento e supporto per la riproduzione. Ciò arreca un danno che, in tempi più o meno lunghi, si manifesta con sintomi visibili che vanno da semplici alterazioni del colore delle foglie e del fusto, ad alterazioni della crescita o marciumi dell’intera pianta o di una sua parte. Nei casi più gravi le malattie possono anche causare la morte delle piante. Le alterazioni indotte dagli attacchi parassitari causano perdite di produzione dovute a una crescita stentata della pianta, a una minore produzione di granella o a un’alterazione della sua qualità. La cattiva qualità della granella si ripercuote sia sul prodotto destinato alla semina, con abbattimento della germinabilità e dell’energia germinativa, sia su quello a uso alimentare, con peggioramento delle caratteristiche organolettiche e delle proprietà nutrizionali. Le alterazioni più gravi sono quelle causate da alcuni funghi patogeni della spiga che sono in grado di produrre micotossine, sostanze tossiche per gli animali e per l’uomo, molto stabili, che si ritrovano anche nei prodotti derivati. Le malattie infettive, causate da microrganismi, si verificano solo in concomitanza di situazioni favorevoli che comportano la presenza di popolazioni numerose del patogeno, in prossimità di piante recettive e in condizioni ambientali favorevoli. Negli ecosistemi naturali queste condizioni si verificano saltuariamente, perché le piante della stessa specie non sono concentrate in una superficie ristretta e in genere sono rustiche, quindi manifestano fenomeni naturali di resistenza alle avversità; si crea quindi un equilibrio che consente la sopravvivenza di entrambi. Negli agrosistemi moderni l’uomo ha finalizzato la sua attività all’intensificazione delle coltivazioni, concentrando le specie vegetali nelle aree più vocate, utilizzando varietà selezionate, sempre più produttive, ma meno rustiche, gestite ottimizzando gli apporti di acqua e di nutrienti per ottenere produzioni molto elevate. In queste condizioni gli equilibri naturali sono stati alterati e spesso si rendono necessari interventi specifici per il controllo delle avversità. Dopo la raccolta, durante il periodo di conservazione in magazzino, alcuni dei patogeni del mais rimangono attivi e possono continuare il loro sviluppo, se le condizioni ambientali lo consentono. In questo caso le perdite produttive aumentano e, in presenza di funghi produttori, l’accumulo di micotossine prosegue.

Malattie del mais

• Il mais è sensibile a diverse malattie

che possono alterare la produzione, riducendone sia la quantità sia la qualità. A livello mondiale, si stima che tali malattie causino una perdita di circa il 9% della produzione

• I principali patogeni del mais sono

funghi microscopici che attaccano la pianta per nutrirsi e riprodursi

• I patogeni possono essere attivi

anche dopo la raccolta nel periodo di conservazione Foto I. Ponti

Marciume pedale da Fusarium Foto I. Ponti

Spiga parzialmente ammuffita

220

malattie Marciume del seme e delle plantule (Pythium spp., Helmintosporium spp.) Le cariossidi di mais seminate possono essere colpite da diversi funghi patogeni durante la fase di germinazione. Si tratta di funghi presenti nel seme o nel terreno che causano marciume del seme o della giovane piantina e ne determinano la morte nel caso di infezioni gravi. I principali funghi responsabili di questa malattia appartengono ai generi Pythium ed Helmintosporium, in particolare H. maydis. Questa malattia trova le condizioni favorevoli per il proprio sviluppo con terreni scarsamente drenati, molto compatti, freddi e umidi. La gravità dipende anche dalla qualità del seme impiegato, dalla eventuale presenza di danni meccanici e dalla resistenza genetica alle infezioni. I mais dolci sono più suscettibili di quelli dentati.

Marciume del seme e delle plantule

• Il marciume del seme e delle plantule

è spesso causa di morte della piantina

• Di norma l’infezione prende avvio sulle

parti della pianta a contatto del suolo, causandone imbrunimenti e successivi fenomeni di marcescenza

• La gravità della malattia è condizionata da svariati fattori quali: potenziale d’inoculo, microflora terricola, umidità, temperatura e pH del suolo. Con umidità molto elevata e valori termici leggermente inferiori a quelli ottimali per la pianta si hanno gli attacchi di maggiore entità

Elmintosporiosi (Helmintosporium turcicum, H. maydis) Questa malattia è presente in tutte le zone di coltivazione del mais, di preferenza nelle zone temperato-calde, e si può sviluppare anche su altre graminacee, in particolare su sorgo. Il fungo si conserva come spore nei residui della coltura ammalata e talvolta anche nel seme. L’infezione interessa le foglie e a volte anche le spighe e in genere avviene attraverso gli stomi. La temperatura ottimale per la crescita di questi funghi è intorno a 28 °C. La malattia è favorita da condizioni di umidità molto alta e i danni maggiori si osservano quando il periodo primaverile-estivo è eccezionalmente piovoso. Le foglie colpite presentano macchie più o meno grandi in relazione alla specie fungina presente, allungate nel senso delle nervature, larghe fino a 1 cm e lunghe fino a 10 cm, di colore bruno chiaro con alone più scuro. Gli attacchi gravi causano disseccamento delle foglie e di conseguenza indebolimento della pianta e scarsa produzione.

Pythium spp. al microscopio

Elmintosporiosi

• L’elmintosporiosi è una malattia

fogliare che causa disseccamenti con conseguente indebolimento della pianta

Danni da elmintosporiosi su foglie

221

coltivazione Peronospora o cima pazza (Sclerospora macrospora) L’agente causale della peronospora del mais è un fungo diffuso negli areali di coltivazione a clima temperato o temperato caldo. Compare raramente nelle zone tropicali, mentre è molto diffuso negli Stati Uniti. È segnalato in Europa, ma la malattia non è considerata di rilievo. Il fungo si conserva come spore nel terreno o nei tessuti di piante ammalate che oltre al mais possono essere altre graminacee, sia coltivate, quali frumento, orzo, avena o riso, che spontanee, diverse erbe infestanti. L’infezione è possibile in condizioni di prolungata permanenza di ristagno idrico. Entrato nell’ospite, il fungo invade i tessuti e può svilupparsi in tutti gli organi della pianta. Dagli stomi fuoriescono poi nuove spore che danno origine a successivi cicli di infezione se le condizioni sono favorevoli. Questa malattia si sviluppa solo quando le colture rimangono sommerse appena dopo la semina o comunque fino allo stadio di 4-5 foglie. Una sommersione di 24-48 ore è sufficiente per consentire l’infezione. Le condizioni ottimali di temperatura per lo sviluppo di questo fungo sono comprese tra 10 e 25 °C.

Peronospora

• La peronospora causa alterazioni

in varie parti della pianta. La più caratteristica è quella a carico dell’infiorescenza maschile da cui il nome di cima pazza Foto I. Ponti

Foto I. Ponti

Particolare della spiga infetta da Sclerospora macrospora

Foto I. Ponti

Aspetto di un campo colpito da “cima pazza”

I sintomi variano notevolmente in funzione del momento di infezione e del grado di attacco dell’ospite. In genere, i primi sintomi sono rappresentati da abbondante accestimento, arricciamento e arrotolamento delle foglie superiori. Il sintomo più caratteristico è comunque a carico dell’infiorescenza maschile che si trasforma in una massa di strutture fogliari chiamata appunto “cima pazza”. La sostituzione delle foglie all’infiorescenza si può verificare anche nell’infiorescenza femminile. Le foglie delle piante fortemente colpite si presentano strette, nastriformi. Inoltre, le piante colpite sono più piccole, mostrano sintomi di nanismo.

Alterazioni delle foglie attaccate da peronospora

222

malattie Marciume dello stocco (Fusarium graminearum) L’agente causale principale del marciume dello stocco del mais è Fusarium graminearum, chiamato anche Gibberella zeae. È un patogeno segnalato in tutto il mondo in grado di colpire diverse altre graminacee quali frumento, orzo, avena e riso. Anche F. verticillioides può causare marciume dello stocco del mais con modalità e sintomi praticamente indistinguibili da quanto descritto per F. graminearum. Il fungo si conserva nei residui infetti della vegetazione dell’anno precedente. In condizioni favorevoli, i funghi infettano la pianta del mais attraverso ferite o danni meccanici. Le piante debilitate per qualunque motivo, ad esempio per cattiva preparazione del suolo, gelate primaverili o prolungata siccità, sono più sensibili all’attacco di questo fungo. Le temperature utili per F. graminearum sono quelle comprese tra 10 e 35 °C ed è favorito dalle piogge e da valori elevati di umidità dell’aria.

Marciume dello stocco

• Il rammollimento del culmo e la sua

disgregazione sono i sintomi tipici del marciume che causa indebolimento delle piante fino alla morte nei casi più gravi

Foto I. Ponti

Culmi spezzati in conseguenza al danno provocato da F. graminearum

La colorazione rossastra dei tessuti esterni (a sinistra) o interni (a destra) è tipica delle infezioni da Fusarium spp.

I sintomi tipici sono rappresentati dal rammollimento del fusto, soprattutto nella parte basale, e dalla disgregazione della sua parte interna che può assumere una colorazione bianca o rossastra. Con andamento stagionale umido le parti del fusto ammalate si ricoprono di una muffa bianco rosata. Le piante colpite possono facilmente piegarsi o spezzarsi alla base, soprattutto con piogge forti e vento. Gli attacchi precoci producono spighe di dimensioni ridotte, con cariossidi piccole e striminzite a causa della difficoltà di trasferimento delle sostanze nutritive alla parte apicale della pianta.

Particolare del marciume del colletto

223

coltivazione Carbone (Ustilago maydis) Il carbone del mais è un fungo diffuso in tutti gli areali di coltivazione del cereale. Il fungo si conserva nel terreno, durante l’inverno, in forma di spore che rimangono vitali per 5-7 anni. In primavera le spore germinano e producono nuove spore che, trasportate dall’acqua o dal vento, raggiungono le varie parti della pianta. Il fungo penetra nei tessuti dell’ospite attraverso gli stomi nei tessuti verdi, attraverso le sete nelle spighe o attraverso le ferite in qualsiasi parte della pianta. La malattia è favorita da un andamento climatico caldo-asciutto, con valori di temperatura ottimali compresi fra 26 e 34 °C. In condizioni naturali tutte le parti aeree della pianta possono essere colpite. Si possono osservare clorosi, arrossamenti e necrosi delle aree infette, ma il sintomo principale è rappresentato dalla formazione di galle, ovvero da crescita molto superiore al normale e di forma irregolare degli organi colpiti. Le galle possono essere presenti sullo stocco, sulle foglie, ma la parte più gravemente danneggiata è la spiga, che può risultare completamente distrutta.

Carbone

• Il carbone del mais causa la formazione di galle su varie parti della pianta, ma soprattutto sulla spiga

• Le galle inizialmente sono bianche ma dopo circa 20 giorni dalla loro formazione si trasformano in una massa nera polverulenta

• Le galle indotte dal carbone, note

anche come “tartufo del mais” o huitlacoche sono da tempo utilizzate per l’alimentazione umana nelle regioni del Centro America

• Le spighe colpite da carbone non

contribuiscono alla produzione, ma le perdite in genere sono limitate per la bassa incidenza della malattia in campo

Foto I. Ponti

Foto E. Marmiroli

Carbone su culmo e infiorescenza femminile (a sinistra) e su infiorescenza maschile (a destra)

Pochi giorni dopo l’infezione nelle galle sviluppate si ha una proliferazione massiccia del fungo con la formazione di spore di colore nero. Le galle hanno dimensione molto variabile, da piccole, simili a cariossidi, fino a un diametro di diversi centimetri e possono contenere miliardi di spore. Inizialmente le galle hanno una struttura compatta, sono di colore bianco con la superficie bianco lucente; dopo 16-18 giorni dall’inizio dell’infezione il 60-80% del tessuto delle galle è nero e queste hanno raggiunto indicativamente il massimo del loro peso. Dopo 19-21 giorni dall’infezione i tessuti sono completamente neri ed iniziano a perdere consistenza; si trasformano in una

Carbone del mais illustrato in una tavola a colori dell’edizione italiana del trattato di Bonafous

224

malattie massa nera polverulenta costituita dalle spore. Tra gli ibridi coltivati, la maggior parte è resistente a questa malattia e le piante infette, in genere, non eccedono il 2%, mentre in genotipi suscettibili la percentuale può salire a 10. Il danno diretto dovuto a questa malattia, inteso come perdita di produzione, solitamente è molto contenuto e non desta preoccupazione. L’impiego di foraggi a base di mais affetto da carbone nell’alimentazione animale, invece, ha creato qualche dubbio in passato sulla eventuale tossicità del prodotto. Il mais raccolto prima della maturazione fisiologica per uso zootecnico viene infatti trinciato e in presenza di carbone assume una colorazione nera che si associa facilmente ad un prodotto tossico. In realtà, il valore nutrizionale del mais attaccato da U. maydis è ridotto, ma lo stato di salute degli animali non è mai risultato alterato e non è mai stata dimostrata la produzione di sostanze tossiche da parte di questo fungo. Un aspetto curioso di questa malattia è il fatto che le galle indotte da U. maydis sulla spiga del mais sono da tempo utilizzate per l’alimentazione umana nelle regioni Latino Americane, specialmente in Messico, e di recente hanno conquistato anche il mercato Nord Americano. Ustilago maydis compare anche nell’elenco dei funghi commestibili riportato nell’ordinanza pubblicata in Svizzera dal Dipartimento Federale dell’Interno (DFI). Annualmente vengono commercializzate, nei mesi di giugnoluglio, 400-550 t di “tartufo del mais” o huitlacoche, come viene definito dai messicani. Il prodotto viene anche inscatolato per prolungare il periodo di commercializzazione. Il momento ottimale per la raccolta di queste galle corrisponde al 60-80% di annerimento dei tessuti. In questa fase di sviluppo l’umidità delle galle è intorno al 92%. Il contenuto in lisina è relativamente alto, 6-7g/100 g di proteine. Gli acidi grassi dominanti sono: linoleico (39-48%), linolenico (25-34%) e palmitico (13-14%). Il momento ottimale per la raccolta delle galle si limita a 1-2 giorni. Infatti, la raccolta a 12-14 giorni non è adeguata, in primo luogo per l’assenza di spore che modificano il colore ed il sapore, e per il peso ridotto rispetto al massimo ottenibile; successivamente, le galle perdono la loro integrità e sono facilmente colonizzate da altri funghi quali Fusarium spp. e Penicillium spp. Vista l’importanza che sta assumendo U. maydis come fungo commestibile, sono stati svolti diversi studi per selezionare ceppi del fungo particolarmente aggressivi, in grado quindi di produrre più galle e di dimensioni maggiori, per ottenere ibridi di mais particolarmente suscettibili e per ottimizzare il momento di inoculo artificiale.

Foto E. Marmiroli

Carbone neoformato su spiga Foto I. Ponti

Carbone della spiga molto sviluppato

Nel Centro America i carboni della spiga di mais sono impiegati nell’alimentazione umana

225

coltivazione Fusariosi della spiga (Fusarium verticillioides) L’agente causale principale della fusariosi della spiga del mais è Fusarium verticillioides, chiamato anche Gibberella fujikuroi. Nelle annate più fresche e piovose si può sviluppare su mais anche F. graminearum fungo più frequentemente presente su frumento, dove è più studiato, mentre le informazioni disponibili riguardo allo sviluppo di questo fungo su mais sono scarse. I Fusarium sono segnalati in tutto il mondo; la specie di Fusarium più diffusa nelle varie aree geografiche e colture dipende principalmente dalle condizioni di temperatura durante il periodo di sviluppo della coltura. ll fungo si conserva nei residui infetti della vegetazione dell’anno precedente o nel terreno. In condizioni favorevoli, le spore, trasportate dal vento o dalla pioggia, raggiungono la spiga e l’infezione avviene attraverso le sete o attraverso ferite, quali quelle causate dalla grandine o dagli insetti. Le temperature utili per F. verticillioides e F. graminearum sono comprese fra 10 e 35 °C, con 30 e 25 °C rispettivamente come temperatura ottimale. La fusariosi della spiga si manifesta a partire dalle sete, sulle quali è possibile osservare una muffetta bianca. In genere il marciume è visibile anche nella parte apicale della spiga. Altri sintomi di muffa bianca si possono osservare su singole cariossidi o su piccoli gruppi di cariossidi vicine. In genere questi sintomi sono associati a rosure causate da piralide. A maturazione le cariossidi si possono presentare ammuffite e striminzite, anche se questo non è in stretta relazione con l’attacco del fungo, dato che le cariossidi infette possono anche non presentare sintomi. Durante il periodo post-raccolta il fungo rimane attivo, se l’umidità della granella è superiore al 14%; quindi, soprattutto se vi sono cariossidi danneggiate, la malattia peggiora. Le perdite di produzione causate da questo patogeno sono in genere limitate, almeno in Italia, ma l’interesse nei confronti di

Fusariosi della spiga

• La fusariosi causa marciumi all’apice

o su piccoli gruppi di cariossidi in altre parti della spiga

• F. verticillioides è un fungo che produce fumonisine, micotossine tossiche per gli animali e per l’uomo

• Le fumonisine vengono prodotte in

campo, ma anche in post-raccolta se le condizioni rimangono favorevoli al fungo

Presenza di Fusarium verticillioides sulle sete Foto I. Ponti

Grave attacco di fusariosi su spiga Sintomi di fusariosi della spiga associati a rosure di piralide

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malattie questa malattia è alto. Infatti, F. verticillioides è un fungo che produce micotossine, in particolare, le fumonisine. Gli effetti tossici delle fumonisine sono stati dimostrati soprattutto nei cavalli e nei maiali, ma si ritiene che possano causare patologie gravi all’esofago nell’uomo. Le fumonisine si accumulano nelle cariossidi durante la maturazione e si rilevano a partire dalla maturazione cerosa. Nelle raccolte posticipate, con umidità delle cariossidi più bassa, le fumonisine sono tendenzialmente presenti a maggiore concentrazione.

Effetti delle micotossine

• Le micotossine sono sostanze naturali,

prodotte da alcune specie fungine, in grado di causare effetti tossici, acuti o cronici, sugli animali e sull’uomo. Gli effetti acuti sono dovuti a ingestione di alimenti molto contaminati, evento possibile solo occasionalmente per gli animali e per l’uomo solo nei Paesi in via di sviluppo, dove il controllo delle produzioni è ancora precario. Gli effetti cronici si verificano per ingestioni ripetute nel tempo di alimenti a bassa contaminazione

Evoluzione del contenuto di Fumonisine Evoluzione del contenuto di FB1 dalla impollinazione (FB1) dall’impollinazione 8000

FB1 (ppb)

6000

• Essendo sostanze molto stabili,

4000

si possono accumulare nell’organismo e causare tossicità una volta raggiunto un elevato livello nei tessuti

2000 0

• A salvaguardia della salute degli animali

e dell’uomo, esiste una legislazione a livello europeo che pone dei limiti di presenza delle principali micotossine negli alimenti. I limiti fissati derivano da un approccio molto cautelativo, quindi hanno l’obiettivo di garantire l’assenza di danno quando l’alimento viene consumato per tutta la vita

Giorni dall’impollinazione

Alla raccolta, che in genere avviene con cariossidi ad umidità superiore rispetto a quella adatta per lo stoccaggio, è necessario procedere ad una essiccazione tempestiva, fino al 14% di umidità della granella, eseguita a temperature non troppo elevate per evitare la fessurazione delle cariossidi (craking). L’umidità della granella alla raccolta è importante anche in relazione ai danni meccanici causati dalle mietitrebbie; infatti, cariossidi troppo secche sono più facili alla rottura e questo favorisce l’attività del fungo in post-raccolta. Per finire, il periodo di conservazione può essere un ulteriore elemento negativo se gestito non correttamente, ovvero se non viene mantenuto il livello di umidità basso perseguito con l’essiccazione. Anche F. graminearum è produttore di un gruppo di tossine definito Tricoteceni, la più nota delle quali è il deossinivalenolo (DON, detto anche vomitossina). I principali effetti tossici noti riguardano infiammazione della pelle, diarrea, vomito, emorragie e rifiuto dell’alimento; i suini sono particolarmente sensibili, ma sono noti anche effetti tossici sull’uomo. In Italia, il problema che si presenta con regolarità è quello della fumonisina. Infatti, per le condizioni meteorologiche e colturali delle zone maidicole la tossina è sempre presente. I controlli eseguiti garantiscono comunque un corretto uso del prodotto.

Coltura in piastra di F. verticillioides

227

coltivazione Marciumi da Aspergillus (Aspergillus flavus) Il patogeno in genere si comporta da saprofita, ovvero si sviluppa preferibilmente su tessuti morti; quindi, colonizza cariossidi danneggiate, anche se in qualche caso invade anche cariossidi integre. Il fungo colonizza le piante in campo; ha diversi ospiti oltre al mais, e tra i più importanti si possono ricordare arachide e pistacchio. Infatti, le aree geografiche più a rischio per gli attacchi di questo fungo sono quelle a clima tropicale o sub-tropicale. L’attività del fungo continua anche nel periodo post-raccolta se i prodotti non sono adeguatamente disidratati. Il fungo si conserva nel terreno o nei residui infetti della coltura precedente, e quando le condizioni sono idonee inizia a produrre spore che, soprattutto grazie al vento, vengono diffuse e raggiungono la pianta fino all’altezza della spiga. L’infezione avviene attraverso le sete e il fungo si sviluppa soprattutto sulla superficie delle cariossidi. La penetrazione delle cariossidi può avvenire attraverso le sete o ferite di varia origine, principalmente danni causati da piralide. L’invasione delle cariossidi è molto contenuta finché l’umidità della granella è superiore al 32%, ma aumenta rapidamente quando questa scende sotto il 28%. L’intervallo di temperature utili per questi funghi è tra 12 e 48 °C, ma le condizioni considerate ottimali sono intorno a 28-30 °C. A. flavus è un agente di marciume, ma i sintomi causati da questo fungo sono visibili raramente sulle spighe. Si tratta comunque di una comparsa di muffa verde che in genere interessa 1 o poche cariossidi vicine, a volte associate a rosure causate da piralide. Alla raccolta è più frequente osservare la muffa verde su cariossidi spezzate. Durante il periodo post-raccolta il fungo rimane attivo se l’umidità della granella è superiore al 14%. Quindi, soprattutto se vi sono cariossidi danneggiate, si possono avere nuove infezioni. Le perdite di produzione causate da questo patogeno sono in genere limitate, almeno in Italia ma, come per F. verticillioides, l’interesse per questa malattia è alto perché A. flavus è un fungo che produce aflatossine. La produzione di aflatossine avviene con temperature comprese tra 20 e 30 °C e si ritiene che il limite superiore coincida con quello ottimale. L’umidità della cariosside diventa limitante sia per la crescita che per la produzione di tossine solo quando è indicativamente al 13%. Le condizioni ambientali più favorevoli alla sintesi delle aflatossine durante la coltivazione del mais sono alte temperature e stress idrico. Il livello di aflatossine cresce rapidamente quando l’umidità della cariosside scende sotto il 32% e il contenuto è molto maggiore quando il fungo è penetrato da ferite piuttosto che attraverso le sete. È opportuno ricordare che anche per le aflatossine le contaminazioni sono cumulative, quindi l’epoca di raccolta e le condizioni di essiccazione e di stoccaggio possono svolgere un ruolo molto importante nel determinare il livello di contaminazione della granella.

Marciumi da Aspergillus

• A. flavus produce una muffa verde sulle cariossidi e può produrre aflatossine

• Le aflatossine vengono prodotte già in

campo, ma per l’ottimo adattamento del fungo a bassa umidità la sintesi può continuare anche in post-raccolta Foto I. Ponti

Sintomi di marciume da Aspergillus

Aflatossine

• Si tratta di micotossine molto

pericolose, a effetto cancerogeno; in seguito a ingestione di prodotti fortemente contaminati sono stati osservati tumori al fegato, cistifellea, colon, retto, stomaco, pancreas e polmoni di diversi animali

• All’aflatossina è stato riconosciuto

anche un effetto di abbattimento delle difese immunitarie con conseguente aumento di alcune malattie quali l’epatite

• Dal mais, l’aflatossina passa

facilmente al latte e quindi ai formaggi, accumulandosi

228

malattie Avvizzimento batterico (Pantoea stewartii) Questa malattia è causata da un batterio, Pantoea stewartii. La fonte di conservazione principale è il seme, ma il batterio si può diffondere da piante ammalate gravemente ad altre piante sane. Le piante colpite avvizziscono rapidamente e si presentano simili a quelle sofferenti per siccità, carenze nutrizionali o danni da insetti. Le foglie mostrano striature longitudinali, di colore da verde chiaro a giallo, con margine irregolare, che si possono estendere per l’intera lunghezza della foglia. Successivamente le aree alterate disseccano e le foglie si presentano deformate. Le piante colpite producono anticipatamente l’infiorescenza maschile che si presenta decolorata e muore rapidamente. Nelle piante gravemente colpite, la parte basale presenta imbrunimenti interni, in corrispondenza dei vasi, a volte accompagnati da marciumi. In queste piante i batteri si possono diffondere attraverso i vasi e raggiungere anche le cariossidi. In genere i mais dolci sono molto più suscettibili a questa malattia rispetto agli altri, ma anche alcuni ibridi di mais dentato mostrano tutti i sintomi più gravi. Attualmente in Italia i sintomi compaiono solo sporadicamente in coltivazioni di mais dolce.

Foto Pataky, Usa

Avvizzimento batterico

Mosaico del mais (Maize Dwarf Mosaic Virus) Responsabile di questa malattia è un virus che si conserva sulle piante infestanti spontanee, quali la sorghetta, e viene trasmesso al mais da afidi. Le piante colpite sono distribuite in modo sporadico nel campo. I principali sintomi sono rappresentati da striature gialle tra le nervature delle foglie, visibili principalmente sulle foglie più giovani, e presenza di internodi accorciati. Questa malattia può causare una riduzione nella dimensione delle spiga e delle cariossidi.

Mosaico del mais

Nanismo giallo dell’orzo (Barley yellow dwarf virus) Il virus del nanismo giallo dell’orzo, responsabile di questa virosi del mais, viene trasmesso da afidi, principalmente Rhopalosiphum padi e R. maidis. Questo virus è più tipicamente presente sui cereali a paglia, ma recentemente ha causato problemi anche nel mais. I principali sintomi associati alle piante colpite da nanismo giallo dell’orzo sono arrossamenti o ingiallimenti ai margini per l’intera lunghezza delle foglie, sia basali che più alte; il colore che assumono le foglie dipende dall’ibrido di mais coltivato. Gli arrossamenti assomigliano alle carenze di fosforo, ma queste in genere si osservano sulle piante giovani. Se le piante sono infettate dal virus nelle prime fasi di sviluppo, risultano in genere di ridotte dimensioni, con spighe più piccole e con mancata fecondazione nella parte apicale della spiga.

Nanismo giallo dell’orzo

229

coltivazione Difesa dalle malattie Le malattie, per i danni che possono causare alla produzione, hanno sempre suscitato l’interesse dell’uomo che ha cercato di individuare specifici interventi di difesa. Essi hanno l’obiettivo di impedire che si creino le condizioni favorevoli allo sviluppo delle malattie, ovvero che siano presenti i patogeni e le piante suscettibili in un ambiente favorevole. Il contenimento delle malattie può avvenire con azioni sulla pianta ospite, sul patogeno o sull’ambiente. Le azioni sulla pianta e sull’ambiente sono essenzialmente preventive, hanno l’obiettivo di impedire che si creino le condizioni idonee per l’inizio della malattia. Le azioni sul patogeno possono essere eseguite con il medesimo scopo, ma anche per curare le malattie in atto. Le azioni preventive sono basate essenzialmente sulla scelta di varietà con resistenza specifica nei confronti di avversità di interesse o con modifiche della tecnica di coltivazione finalizzate a rendere l’ambiente meno favorevole al patogeno. Le azioni curative richiedono l’impiego di prodotti ad azione specifica contro i patogeni. I prodotti più noti sono i fungicidi, prodotti chimici che ostacolano le attività dei funghi limitando o impedendo lo sviluppo di malattie. Per gli altri patogeni, quali batteri e virus, non esistono prodotti simili il cui impiego sia autorizzato in Italia. Di più recente sviluppo sono i prodotti biologici ad azione diretta contro i patogeni. Anche se al momento non sono disponibili prodotti specifici da utilizzare sul mais, sono allo studio funghi e batteri innocui per l’uomo e gli animali, che non

Protezione dalle malattie

• Per limitare lo sviluppo dei patogeni

si può agire sulla scelta delle varietà e delle tecniche colturali o applicando agrofarmaci ad azione specifica contro i patogeni

• Una corretta scelta del seme è alla base della prevenzione delle malattie

• Le tecniche colturali possono svolgere un ruolo importante nel controllo delle malattie

• La concia del seme garantisce buona protezione delle plantule da patogeni presenti nel seme o nel terreno

Confronto fra ibridi resistenti alle virosi (a destra) e ibridi non resistenti (a sinistra)

230

malattie causano danni neppure alle piante del mais, ma in grado di contenere le malattie. Nella pratica, la difesa del mais dalle avversità può essere ottenuta attraverso diversi interventi. In primo luogo è importante la scelta del seme, un’azione preventiva che può ridurre notevolmente i rischi di danno alla produzione. Il seme deve essere sano, quindi provenire da colture che non abbiano manifestato sintomi di malattie trasmissibili per seme, quali Helmintosporium, Fusarium o Sclerospora macrospora, anche se soprattutto per gli ultimi 2 patogeni la trasmissione per seme non è ritenuta importante. Gli ibridi devono essere adatti alla zona in cui saranno coltivati perché questo garantisce la crescita di una pianta robusta. Il miglioramento genetico ha portato alla selezione di ibridi che mostrano resistenza a diverse malattie; la scelta dovrà quindi cadere su materiale resistente alle avversità maggiormente presenti nella zona di coltivazione. Sono disponibili ibridi con resistenza a Pythium, Helmintosporium, Ustilago maydis, Fusarium e Pantoea stewartii. La resistenza alla fusariosi della spiga non fornisce al momento risultati soddisfacenti; infatti, si osservano differenze di comportamento dei medesimi ibridi nelle diverse aree di coltivazione. Le tecniche colturali possono svolgere un ruolo fondamentale nel controllo delle malattie. È importante per la maggioranza delle malattie del mais l’interramento dei residui colturali, in presenza di colture precedenti infette, e soprattutto l’avvicendamento. Una buona preparazione del terreno che eviti i ristagni idrici costituisce un buon sistema preventivo soprattutto per la peronospora e il marciume del seme e delle plantule. Un corretto apporto idrico e nutrizionale garantisce uno sviluppo equilibrato della pianta e un buon controllo delle erbe infestanti, assicura minore suscettibilità della pianta ai patogeni, in particolare a Ustilago maydis e Fusarium. Il controllo degli insetti vettori è un aiuto nella prevenzione delle malattie virali, quali il mosaico e il virus del nanismo giallo dell’orzo. Un intervento diretto sui patogeni fungini, con l’impiego di fungicidi sulle piante di mais in campo, attualmente non è possibile in quanto non vi sono prodotti autorizzati. Interessante ed efficace è invece la concia delle sementi con fungicidi. La concia, sostanzialmente una copertura del seme con fungicidi appropriati, permette di devitalizzare patogeni presenti sul seme o al suo interno, e di contenere i danni che questi possono arrecare al seme stesso, alla plantula o alla giovane piantina, anche in caso di presenza del patogeno nel terreno. Il trattamento viene eseguito dalle ditte sementiere; quindi, il seme in commercio è già pronto all’uso. La concia del seme con fungicidi viene applicata per prevenire gli attacchi di Pythium e Helmintosporium.

Pianta virosata con produzione di granella scarsa o assente

Mais virosato

Semina di mais conciato

231

il mais

coltivazione Prevenzione micotossine Paola Battilani

coltivazione Prevenzione micotossine Introduzione Il mais è un prodotto che in tutte le aree di coltivazione a livello mondiale è a rischio di contaminazione da micotossine. Attualmente sono note più di 300 micotossine e sono stati elencati parecchi generi di funghi, principalmente Aspergillus, Penicillium, Fusarium, ai quali appartengono specie produttrici di micotossine. Tre importanti funghi micotossigeni, Fusarium graminearum, produttore di deossinivalenolo (DON) e zearalenone (ZEA), F. verticillioides, produttore di fumonisine (FB), e Aspergillus flavus, responsabile della presenza di aflatossine (AF), trovano nel mais un ospite idoneo. Gli effetti tossici delle micotossine sono diversi e sono noti principalmente sugli animali ai quali sono spesso destinati i prodotti più scadenti. Le specie animali più sensibili alle fumonisine sono equini e suini che manifestano rispettivamente leucoencefalomalacia, sindrome neuro-degenerativa, ed edema polmonare, associato ad alterazioni del fegato e del pancreas e mortalità fetale. Il DON causa citotossicità, lesioni cutanee, leucopenia e immunosoppressione. Inoltre, può causare rifiuto del cibo, nausea, vomito e forti reazioni gastrointestinali. Lo ZEA ha un effetto estrogenosimile; i suini sono considerati gli animali più sensibili e i polli i più resistenti. Le notizie relative all’effetto sull’uomo sono molto scarse. Le AFs sono sostanze dotate di elevata tossicità acuta e cronica; l’aflatossina B1 (AFB1) è quella presente in maggior quantità e con tossicità più elevata. Gli effetti acuti causati da AFB1 si manifestano con ittero, febbre, edema degli arti inferiori ed effetti gastroenterici e nei casi più gravi morte. La cancerogenicità, principalmente a carico del fegato, rappresenta l’effetto cronico più rilevante. Tutti

Micotossine

• Le micotossine sono sostanze

naturali, sintetizzate da alcuni funghi microscopici, comunemente chiamati muffe, in grado di causare effetti tossici, acuti o cronici, sugli animali e sull’uomo. Si tratta di molecole non necessarie per la crescita del fungo e quindi considerate metaboliti secondari. Una volta prodotte, le micotossine possono persistere per lungo tempo, anche dopo la morte del fungo

Distribuzione geografica dei funghi micotossigeni

• Nelle diverse aree geografiche di

coltivazione del mais, uno di questi funghi tende ad assumere un ruolo dominante. Nel nord Italia, per esempio, Fusarium verticillioides è normalmente prevalente; in certe annate particolarmente fresche e piovose può prendere il sopravvento F. graminearum e in altre più calde e siccitose Aspergillus flavus. Quindi, le fumonisine rappresentano un problema diffuso nel nord Italia quasi tutti gli anni, DON e ZEA lo sono raramente, e le aflatossine in modo più localizzato e sporadico

Distribuzione di fumonisine nel nord Italia nel 2002

< 2000 ppb 2000-4000 ppb 4000-8000 ppb > 8000 ppb

232

prevenzione micotossine i mammiferi che ingeriscono AFB1, ne eliminano una quota come aflatossina M1 nel latte; questa sostanza ha tossicità acuta paragonabile a quella della molecola da cui deriva, mentre la cancerogenicità epatica è circa il 2‑8% rispetto a quella della B1. Al fine di minimizzare l’esposizione dell’uomo alle micotossine e i problemi sanitari da esse causati, la Commissione Europea ha definito dei limiti massimi di presenza negli alimenti, quindi anche nel mais e nei suoi derivati, riportati nel Regolamento n. 1881/2006 e aggiornati nel Regolamento n. 1126/2007. Vi sono anche delle raccomandazioni per gli alimenti destinati agli animali e sono anch’essi pubblicati sulla Gazzetta Ufficiale della Commissione Europea (n. 100/2003 e n. 576/2006).

Normative in materia di micotossine

• Regolamento CE n. 401/2006 definisce i metodi e le quantità di campionamento per il monitoraggio del contenuto in micotossine

• Regolamento CE n. 1881/2006 e

Regolamento CE n. 1126/2007 fissano i limiti massimi di presenza delle micotossine negli alimenti

Contenuti massimi di micotossine in mg/kg per alimenti a uso umano (Regolamenti CE n. 1881/2006 e n. 1126/2007)

• Raccomandazioni CE n. 100/2003

e n. 576/2006 sono relative agli alimenti destinati agli animali

Prodotti

Micotossine

Mais non pulito

Derivati

Baby food

AFB1

5,0

0,1

AFB1+ AFB2+AF1+AF2

10,0

DON GG

1750

750

200

ZEA

350

100

4000

1000

200

Contenuti massimi di micotossine in mg/kg suggeriti per gli alimenti a uso zootecnico (Raccomandazioni CE n. 100/2003 e n. 576/2006) Micotossine

Prodotti

Mangimi

Mais Sottoprodotti

Suini, Pollame, Ruminanti Animali equini agnelli adulti da latte

AFB1

0,02

DON

ZEA

FB1+FB2

0,02

0,01

Aspetto di una partita contaminata da funghi micotossigeni

0,005

Campionamento e analisi Le cariossidi contaminate non sono distribuite in modo uniforme nelle spighe e negli ammassi di granella; dato che una singola cariosside può contenere livelli di tossine anche molto elevati, le modalità con cui si raccolgono i campioni per le analisi sono fondamentali. La Commissione Europea ha predisposto uno spe-

Fluorescenza giallo-verde visibile in cariossidi infette da Aspergillus flavus esposte a radiazioni UV

233

coltivazione cifico Regolamento (n. 401/2006) in cui sono definiti i metodi da seguire e le quantità da campionare. Le analisi ufficiali delle micotossine vengono eseguite con metodi e apparecchiature sofisticati e costosi, basati sulla cromatografia liquida ad alta precisione, che richiedono una accurata preparazione del campione. Per garantire un buon controllo del rispetto dei limiti di legge, ma a costi accettabili, sono allo studio metodi rapidi, meno precisi, ma che possono essere applicati almeno per le indagini preliminari. Risultati interessanti sono stati ottenuti per le fumonisine con la spettrometria nel vicino infrarosso; questa tecnica non distruttiva, che fornisce il risultato in tempo reale, è già applicata da diversi operatori della filiera mais per la determinazione delle componenti della granella. Un sistema ancora più semplice è disponibile per le aflatossine, basato sulla fluorescenza emanata dalle cariossidi contaminate da A. flavus ed esposte a radiazione UV. Questi metodi hanno certamente un interesse pratico per una prima valutazione dei campioni.

Contenuto medio di micotossine in campioni di mais raccolti in nord Italia. Gli anni 1995-2003 sono relativi al nord Italia, e gli anni 2004-2006 alla regione Emilia Romagna ZEA (ppm)

DON (ppm)

FB1 (ppm)

AFB1 (ppb)

1995

0,07

0,19

3,35

1,9

1996

0,45

2,72

1,32

0,3

1997

0,03

0,80

3,10

1,5

1998

0,003

0,30

2,66

1,5

1999

0,02

0,29

5,17

4,1

2002

0,174

0,54

4,80

2003

5,19

4,4

2004

0,174

0,34

6,30

16,64

2005

0,018

0,11

6,91

12,68

2006

0,003

0,00

4,02

14,04

Micotossine nel mais italiano L’importanza delle differenti micotossine varia tra gli ambienti e gli anni, ma F. verticillioides è il fungo maggiormente presente sul mais in Italia. Monitoraggi condotti negli anni 2002-2007 nel nord Italia su più di 450 campioni di granella raccolti in campo hanno confermato l’alta percentuale di cariossidi infette da F. verticillioides, in genere superiore al 40%, con differenze tra le regioni campionate, con un gradiente positivo da ovest a est, più marcato in alcuni anni quali il 2002. Nei sei anni considerati, il contenuto medio di fumonisina è stato intorno a 4500 µg/kg (ppb) con valori massimi vicino a 20.000 ppb; il 35% circa dei campioni è risultato al di sotto della soglia di legge di 2000 µg/kg, ma la percentuale è salita a oltre 50 secondo il nuovo limite di 4000 µg/kg fissato nel Regolamento CE n. 1126/2007. La fumonisina è un problema quasi tutti gli anni, DON e ZEA lo sono occasionalmente, come pure le aflatossine. Inoltre, i livelli elevati segnalati per la fumonisina interessano in genere la maggior parte dei campioni, mentre per l’aflatossina il numero di campioni oltre i limiti di legge è solitamente limitato, ma con contaminazioni molto elevate. Le ragioni di queste differenze vanno ricercate nelle caratteristiche dei funghi, in particolare nelle loro esigenze termiche e di umidità e nel rapporto che stabiliscono con la pianta ospite.

Nota: i valori in grassetto rappresentano valori superiori al limite di legge per la granella a uso umano nd: dati non disponibili

22% 35% 26%

17%

< 2000 ppb

2000-4000 ppb

4000-8000 ppb

> 8000 ppb

Funghi tossigeni Tutti i funghi micotossigeni del mais si conservano durante il periodo invernale, e comunque in assenza del mais, nei residui colturali nel terreno. F. verticillioides, principale agente del marciume rosa della spiga, la raggiunge trasportato dal vento o dalle gocce di acqua e causa l’infezione attraverso le sete, nel periodo di fioritura, o attraverso le ferite, causate principalmente dalla piralide.

Distribuzione dei campioni di mais italiano per classe di frequenza del contenuto di micotossine negli anni 2002-2007

234

prevenzione micotossine F. graminearum, responsabile del marciume rosso della spiga, la raggiunge solo trasportato dalla pioggia e l’infezione avviene attraverso le sete. A. flavus viene trasportato dal vento e può infettare la cariosside attraverso le sete, dalla zona del pedicello e attraverso ferite. Quindi, sia nel raggiungimento della spiga che nella modalità di infezione vi sono differenze tra questi funghi. La muffa, di colore bianco rosato per F. verticillioides, bianco rossastro per F. graminearum e verde per A. flavus, non è sempre ben visibile nel caso dei funghi tossigeni del mais e non vi è una chiara relazione tra le cariossidi ammuffite e il contenuto di tossine, soprattutto in presenza di F. verticillioides. Questi funghi trovano le condizioni ottimali per le loro attività a temperature e umidità differenti. A. flavus resiste a condizioni di bassa umidità e predilige le temperature elevate, intorno ai 30 °C, F. graminearum è il più esigente in umidità e si sviluppa in modo ottimale tra 20 e 25 °C, e F. verticillioides ha un comportamento intermedio, necessita di umidità maggiore rispetto ad A. flavus e di temperatura maggiore rispetto a F. graminearum. Le condizioni meteorologiche non agiscono solo in modo diretto sul ciclo biologico dei funghi, ma possono anche agire indirettamente mettendo la coltura in condizioni di stress. Le piante indebolite, o comunque in condizioni non ottimali, sono più suscettibili agli attacchi dei patogeni.

Le ferite provocate dalla piralide favoriscono i funghi micotossigeni

Influenza delle tecniche agronomiche Sviluppo fungino e formazione di micotossine avvengono in campo, sulla pianta, ma proseguono nelle successive fasi di lavorazione e conservazione se vengono mantenute condizioni utili ai funghi. Le condizioni meteorologiche della zona di coltivazione determinano il rischio di presenza delle micotossine, ma le tecniche di coltivazione possono modificarne il livello e rappresentano un utile strumento di prevenzione. Numerose ricerche sono state condotte per valutare l’effetto delle rotazioni colturali e delle lavorazioni del suolo sullo sviluppo dei funghi tossigeni. In mais non sono stati riscontrati evidenti effetti, sia nei confronti della infezione da A. flavus che da Fusarium spp.; probabilmente, la grande diffusione della coltura sul territorio assicura un inoculo così abbondante che gli avvicendamenti perdono gran parte del loro ruolo, soprattutto per i funghi che sono trasportati dal vento. L’epoca di semina influenza l’accumulo di micotossine. In particolare, un anticipo della semina si traduce, generalmente, in una maggiore robustezza della pianta, meno soggetta a stress, e quindi in un minor rischio di accumulo di micotossine, anche se le condizioni climatiche avverse possono vanificarne l’efficacia. Le semine comprese tra marzo e la prima o la seconda decade di aprile in genere consentono di ottenere livelli di tossine, soprattutto fumonisine, più bassi.

Muffa bianco rosata dei funghi del genere Fusarium prodotta da F. verticillioides

Ambiente di coltivazione e produzione di micotossine

• L’andamento meteorologico e il

microclima che si origina intorno alla pianta di mais hanno notevole influenza sui funghi produttori di micotossine; in particolare, temperatura, pioggia e umidità dell’aria possono indurre condizioni di stress per i funghi, stimolandoli alla produzione di metaboliti tossici

235

coltivazione È importante seminare ibridi adatti alla zona di coltivazione ed è necessario dare la precedenza a quelli che offrono le migliori garanzie per quanto riguarda la tolleranza agli attacchi fungini e la resistenza agli stress idrici. La concimazione azotata, per l’influenza che ha sul vigore delle piante e sul ritardo del disseccamento, è in grado di influenzare l’accumulo di micotossine. Una concimazione equilibrata, minimizza il rischio di contaminazione, mentre apporti troppo scarsi o eccessivi lo aumentano. È stata più volte messa in luce la relazione tra stress idrico e contaminazione da aflatossine e il loro contenuto è sempre risultato maggiore dove lo stress idrico era più accentuato. L’effetto delle carenze idriche è meno evidente sulle Fusario-tossine, mentre l’eccesso idrico è in grado di portare a un aumento di accumulo di fumonisine. Quindi, la corretta gestione dell’irrigazione è un’importante azione preventiva. La crescita delle muffe e l’accumulo delle tossine sono maggiori tanto più è prolungato il periodo di maturazione. Ne consegue che il ritardo della raccolta, che ha lo scopo di ottenere una granella meno umida e contenere così i costi di essiccazione, influenza negativamente la sanità della granella. Seppure influenzato dall’andamento meteorologico, il contenuto in FB1 aumenta ritardando il momento della raccolta, in particolare negli ibridi più tardivi che mantengono a lungo condizioni di umidità della granella favorevoli alla crescita dei Fusaria. La formazione di AFs è favorita in campo da temperature elevate (massima giornaliera superiore a 30 °C) nel periodo compreso tra maturazione fisiologica e raccolta e bassa umidità della granella; quindi, una consistente riduzione del rischio può essere perseguita raccogliendo con umidità della granella non inferiore al 22-24%.

Suscettibilità degli ibridi

• I dati disponibili hanno spesso

evidenziato che gli ibridi più precoci (Classe FAO 300-400) sono quelli maggiormente suscettibili alla contaminazione da aflatossine, mentre gli ibridi più tardivi (Classe FAO 600-700) sono più predisposti alla contaminazione da fumonisine

Contaminazione da A. flavus e F. verticillioides

Ruolo delle avversità I funghi tossigeni causano marciumi delle cariossidi, ma dato che il loro effetto di riduzione della produzione è minimo, attualmente non sono previsti interventi di controllo specifici. Sono però allo studio fungicidi che potrebbero avere un effetto diretto sulle contaminazioni. Le larve degli insetti creano una via d’accesso per i funghi e ne favoriscono la diffusione, soprattutto per i Fusarium spp., mentre per A. flavus la relazione tra fitofagi e sviluppo del fungo è stata rilevata solo in alcuni ambienti. In diversi areali maidicoli italiani è stata dimostrata un’apprezzabile influenza dell’entità dell’attacco da piralide sulla concentrazione di fumonisine e l’impiego di insetticidi ha dimostrato una buona efficacia nel ridurre la contaminazione da micotossine, anche se con notevole variabilità fra gli anni e le località. È anche importante mantenere pulito il terreno dalle erbe infestanti, in modo da evitare competizione idrica e nutrizionale con la coltura. Infatti, la presenza di erbe infestanti è un elemento di forte stress per la pianta, quindi predisponente per l’infezione fungina.

Mais Bt

• Negli Stati Uniti, ma anche in alcuni

paesi europei, sono diffusi ibridi di mais geneticamente modificati, chiamati Bt, che essendo resistenti alla piralide risultano meno suscettibili anche ai funghi tossigeni

• Il termine Bt indica il batterio Bacillus thuringensis, fonte del gene che codifica per una tossina neurotossica per la piralide, che, una volta inserito nel DNA del mais lo rende resistente agli attacchi dell’insetto

236

prevenzione micotossine Raccolta e stoccaggio L’accumulo di micotossine in mais avviene in campo, ma come detto, può proseguire dopo la raccolta se le condizioni rimangono idonee allo sviluppo del fungo, in particolare se l’umidità della granella non è inferiore al 15%; la temperatura spesso si mantiene nell’intervallo utile per i funghi se non si lavora in ambienti condizionati. Il mais viene raccolto solitamente a umidità superiore al 15%, quindi dopo la raccolta deve essere effettuata tempestivamente l’essiccazione, entro 48 ore dal ricevimento del prodotto, con temperature non troppo elevate ed evitando repentini sbalzi termici che possono comportare rotture delle cariossidi. I danni fisici della granella (rotture e fessurazioni) sono tra gli ele menti che più favoriscono l’attacco dei funghi, promuovendo così le contaminazioni post-raccolta; è quindi necessaria un’opportuna regolazione delle mietitrebbie per ridurre le rotture e per eliminare dal prodotto le cariossidi ammuffite, spesso dotate di un peso specifico inferiore. Questi accorgimenti, tuttavia, non sono sufficienti a eliminare completamente le contaminazioni dato che anche la granella integra può contenere elevati livelli di micotossine. Anche la pulitura della granella, eseguita per allontanare il prodotto alterato (cariossidi spezzate, farina e polvere) ha un’importante azione preventiva e può essere attuata in fase di caricamento dall’essiccatoio e durante le successive movimentazioni dagli impianti, compresa l’uscita dai centri di stoccaggio. Poiché fino a oggi non sono stati ancora individuati ibridi resistenti ed economiche tecniche di detossificazione e risanamento delle partite contaminate da micotossine, la prevenzione risulta essere ancora la migliore strategia di controllo, purché sia applicata su tutta la filiera, a partire dal campo e durante la lavorazione del prodotto.

Micotossine: importanza di racolta e stoccaggio

• La prevenzione è, oggi, il migliore

sistema di controllo per evitare la contaminazione da micotossine

• Per impedire che i miceti presenti sulle

cariossidi contaminate infettino tutta la partita del cereale sono fondamentali: la regolazione della mietitrebbia al fine di ridurre le rotture ed eliminare le cariossidi ammuffite, la tempestiva essiccazione del prodotto trebbiato e la succesiva pulitura della granella per allontanare le cariossidi alterate Foto P. Giorni

Foto R. Angelini

Conidioforo e conidi di Aspergillus flavus al microscopio ottico Foto A. Scandolara

Fusarium verticillioides al microscopio

Le rosure provocate dalla larva di piralide rappresentano una facile via d’ingresso per i funghi produttori di micotossine

237

il mais

coltivazione Erbe selvatiche Pasquale Viggiani

coltivazione Erbe selvatiche Introduzione Una recente indagine indica che circa 130 specie di erbe selvatiche si trovano nei campi di mais di tutta l’Italia. Di queste circa una dozzina sono molto frequenti e molto aggressive nei riguardi del cereale. Di seguito sono descritte 30 specie; lateralmente alla descrizione di ciascuna specie è riportata la cartina dell’Italia che ne mostra la diffusione sul territorio. Tale mappa mostra un dettaglio sulle regioni del nord dove è più diffusa la coltivazione del mais. Non sono state considerate Valle d’Aosta, Trentino-Alto Adige e Liguria dove al contrario la coltura è quasi assente.

Erbe spontanee più frequenti

Mais fortemente infestato da erbe selvatiche

Infestazione mista con prevalenza di dicotiledoni

Acàlifa ** (Euforbiacee)

Panico delle risaie* Graminacee (=Poacee)

Amaranto comune** (Amarantacee)

Persicaria** (Poligonacee)

Ambrosia con foglie d’Artemisia** Composite (=Asteracee)

Poligono convolvolo** (Poligonacee)

Assenzio selvatico** Composite (=Asteracee)

Poligono degli uccellini** (Poligonacee)

Cencio molle** (Malvacee)

Poligono nodoso** (Poligonacee)

Farinello comune** (Chenopodiacee)

Pomidorella comune** (Solanacee)

Fitolacca, Uva turca** (Fitolaccacee)

Pomidorella della Carolina** (Solanacee)

Forbicina peduncolata** Composite (=Asteracee)

Porcellana** (Portulacacee)

Galinsoga ispida** Composite (=Asteracee)

Sanguinella comune* Graminacee (=Poacee)

Giavone* Graminacee (=Poacee)

Sorghetta, Melghetto* Graminacee (=Poacee)

Girasole comune infestante** Composite (=Asteracee)

Stramonio comune** (Solanacee)

Gramigna comune* Graminacee (=Poacee)

Topinambur** Composite (=Asteracee)

Luppolo comune** (Cannabacee)

Vilucchio** (Convolvulacee)

Nappola** Composite (=Asteracee)

Vilucchione** (Convolvulacee)

Pabbio* Graminacee (=Poacee)

Zigolo dolce* (Ciperacee)

* Monocotiledoni, ** Dicotiledoni

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erbe selvatiche Acàlifa (Acalypha virginica) era così chiamata già dagli antichi Greci. Molto diffusa negli USA, come si arguisce dall’aggettivo latino virginica, questa pianta invade frequentemente le colture di mais formando folti tappeti erbosi che raggiungono un’altezza di circa 50-60 cm. Parente delle euforbie, ha fiorellini poco appariscenti e produce una discreta quantità di semi (fino a un migliaio per pianta). Nasce durante tutta la primavera e anche verso l’inizio dell’estate; si diffonde specialmente negli appezzamenti mal sistemati e in quelli seminati precocemente.

Diffusione dell’acàlifa