Cereali: importanza, caratteristiche botaniche e classificazione

Cereali: Importanza e Classificazione

I cereali sono specie che producono semi ricchi di amido e perciò si presentano alla produzione di farina utilizzate per molti cibi, quali pane, focacce, pasta, minestre, polenta, ecc. Le colture cerealicole rappresentano la base alimentare della maggior parte dell'umanità. I cereali, infatti, presentano i seguenti pregi:

• elevate produzioni per ettaro;
• elevata concentrazione nutritivo-energetica delle granelle prodotte; . facilità di conservazione e trasporto, grazie al basso contenuto di umidità dei semi.

Per gli stessi motivi, soprattutto nei paesi ad agricoltura più evoluta, i cereali sono utilizzati come alimento zootecnico. Sono quindi colture maggiormente diffuse a livello mondiale; occupano infatti oltre la metà della superficie agricola a seminativi. Come produzione, il primo cereale è il mais, seguito da riso, frumento e orzo; relativamente invece alla superficie coltivata, il cereale maggiormente coltivato è il frumento, che precede mais, riso e orzo.

Caratteristiche Botaniche e Classificazione dei Cereali

I cereali appartengono quasi tutti alla famiglia delle graminacee, a esclusione del grano saraceno e di poche altre specie, che vengono considerate cereali a motivo dell'elevato contenuto in amido nel seme. Le graminacee sono specie dai caratteri morfologici tipici: L'apparato radicale è fascicolato, sviluppato prevalentemente in superficie. Il fusto (culmo) è generalmente cilindrico, suddiviso in nodi e internodi; i primi nodi a livello del suolo sono molto ravvicinati e spesso da questi si sviluppano nuovi culmi; tale fenomeno, detto accestimento, portaalla formazione di nuove piante; Le foglie sono disposte sul fusto in modo alterno; sono costituite dalla guaina che avvolge il culmo, dalla lamina lanceolata parallelinervia e, dove la lamina si distacca dal fusto, dalla ligula e da due auricole; la forma e le dimensioni della ligula e dalle auricole sono caratteri di riferimento per il riconoscimento delle diverse specie.

Cereali Autunno-Vernini: Chiave di Riconoscimento

Cereali autunno-vernini Chiave di riconoscimento in erba dei cereali microtermi

L'infiorescenza può essere di due tipi:

• spiga composta: le spighette che formano nel loro insieme la spiga sono inserite direttamente sull'asse centrale; è una spiga l'infiorescenza del frumento, dell'orzo e della segale;
• pannocchia: le spighette sono portate da un peduncolo, a sua volta inserito sull'asse principale, è una pannocchia l'infiorescenza dell'avena, del riso e l'infiorescenza maschile del mais.

Il frutto è una cariosside; raggiunta la maturazione per alcune specie (frumento, segale) le glumelle si distaccano dalla cariosside: il seme in questi casi viene detto nudo; in altre specie (avena, orzo, farro) le glumelle aderiscono alla cariosside e il seme è detto vestito. Sono possibili molte classificazioni delle colture cerealicole; quella che si presenta maggiormente ai nostri scopi è basata sulle esigenze termichedelle specie. In funzione di queste, i cereali sono così suddivisi:

Cereali a Ciclo Autunno-Primaverile

CEREALI A CICLO AUTUNNO-PRIMAVERILE (detti anche cereali autunno-vernini o semplicemente vernini) Hanno esigenze termiche limitate; appartengono a questo gruppo il frumento, l'orzo, l'avena, la segale, il farro, il triticale.

Cereali a Ciclo Primaverile-Estivo

CEREALI A CICLO PRIMAVERILE-ESTIVO (detti anche cereali estivi) Hanno elevate esigenze termiche; appartengono a questo gruppo il mais, il sorgo, il riso.

Frumento Tenero e Duro: Aspetti Generali

Frumento tenero e duro Aspetti generali Il frumento, o grano, tenero (Triticum aestivum) è originario del Medio Oriente. Il frumento duro (Triticum durum) è originario dell'Africa centro-orientale (Etiopia). I paesi maggiori produttori, in ordine di importanza, sono: Cina, India, Federazione Russa, Stati Uniti d'America e Unione Europea, all'interno della quale il maggior produttore è la Francia. I primi Paesi produttori (Cina, India, Federazione Russa) destinano buona parte della produzione al consumo interno; infatti, i maggiori esportatori di frumento sono Stati Uniti, Francia, Canada e Australia. Se consideriamo la produzione complessiva di grano tenero e duro l'Italia compare al 17º posto, ma è seconda nella produzione del solo grano duro, insieme al Canada. Il grano duro è coltivato nell'Italia centro meridionale invece il grano tenero e coltivato prevalentemente nell'Italia centro settentrionale.

Morfologia del Frumento

MORFOLOGIA Il frumento presenta un fusto (culmo) eretto, costituito da 5-8 nodi e altrettanti internodi, cavi al loro interno. L'altezza del culmo dipende dallavarietà, ma anche dalle condizioni pedoclimatiche. Le vecchie cultivar di frumento superavano 1,5 metri di altezza; le varietà attuali presentano varietà più ridotta, tra 60 e i 90 cm. Il miglioramento genetico ha infatti ridotto l'altezza per indurre una maggiore resistenza all'allettamento. Il culmo porta le foglie che prendono origine dai nodi e, nella parte apicale, l'infiorescenza. Le foglie sono costituite dalla guaina che avvolge il culmo, dalla lamina lanceolata parallelinervia e, nel punto di congiunzione tra le due, dove la lamina si distacca dal fusto, dalla ligula e da due auricole. Il numero delle foglie, variabile da 5 a 8, è legato a fattori genetici, ma anche ambientali e nutrizionali. L'ultima foglia apicale, situata immediatamente sotto la spiga (foglia bandiera), è molto importante nella fase di formazione delle cariossidi, ai fini della produzione. L'infiorescenza è una spiga composta. È costituita da una asse centrale (rachide) sul quale sono inserite le spighette, mediamente in numero di 18-20 per ogni spiga. Ogni spighetta è racchiusa da due glume all'interno delle quali troviamo 3- 8 fiori. Ogni fiore è costituito da 2 glumelle o glumette, una superiore (palea) e una inferiore (lemma), che racchiudono 3 stami e il gineceo, costituito da un ovario monocarpellare portante 2 stili piumosi. La glumella inferiore può portare all'apice un prolungamento detto arista o resta. Per il frumento tenero questa è una caratteristica varietale: le varietà che presentano glumelle con reste si chiamano aristate, le varietà sprovviste sono dette mutiche. Tutte le varietà di grano duro, invece, hanno spighe aristate.

Varietà di grano tenero aristato Varietà di grano tenero muticoNel frumento le glumelle si staccano delle cariossidi al momento della trebbiatura (semi nudi); per il farro, così per la maggior parte delle varietà di orzo, le glumelle non si distaccano, ma aderiscono alle cariossidi (semi vestiti). Distinguiamo radici primarie (o seminali) che si originano direttamente dal seme e radici secondarie (o avventizie) che prendono origine dai nodi allabase del culmo quando le giovani piante hanno 3-4 foglie e costituiscono la maggior parte della massa radicale. Nel complesso l'apparato radicale è di tipo fascicolato e maggior parte delle radici è concentrata nei primi 25- 35 cm di suolo, quindi è essenzialmente superficiale. Il frutto del frumento è una cariosside di forma ellittica, ovoidale con gradazioni di colore che vanno dal bianco al rosso brunastro. Distinguiamo una parte dorsale convessa e una parte ventrale solcata da una infossatura più o meno profonda detta solco ventrale. Il peso di mille semi è pari a 35- 45 g per il frumento tenero e 40-50 g per il frumento duro; la cariosside del frumento duro, quindi, è leggermente più grande di quella del tenero. La cariosside è costituita dagli involucri, dall'endosperma e dall'embrione. All'interno degli involucri, costituiti dal pericarpo e dal tegumento seminale, troviamo l'endosperma che occupa la maggior parte del volume e l'embrione. L'endosperma formato fondamentalmente da amido e sostanze proteiche, ha struttura farinosa nel frumento tenero, mentre in quello duro ha consistenza vitrea. L'embrione trova posto all'estremità della cariosside opposta a quella dove troviamo un ciuffo di peli. Costituisce una minima parte della cariosside, ma contiene le parti della futura pianta.

Ciclo Vegetativo e Riproduttivo del Frumento

CICLO VEGETATIVO E RIPRODUTTIVO Il ciclo del frumento può essere diviso nelle fasi fenologiche illustrate sotto.Large e Fao 1 £ 1.1 2 3 5 10 10.1 10.5 10.51 10.54 11 inizio Emergenza 1 foglia inizio accestim. occesti- mento inizio levata botticela inizio spigatura spigoturo fine fioritura fioritura riempi- mento inizio A umidità e temperature sufficienti (bastano 3-4º C) ha inizio la germinazione con rottura degli involucri: viene emessa la radichetta e poco dopo la piumetta ancora avvolta nel coleoptile. Vengono quindi emesse altre radici seminali fino a un massimo di 6-8 di radichette e si allunga il fusticino fino a raggiungere la superficie del terreno. Quando la piantina ha 3 o 4 foglie, a circa 1 cm di profondità si forma un ingrossamento o nodo dal quale prendono origine le radici avventizie. L'accestimento inizia con l'emissione di nuovi germogli, o culmi secondari, situati a livello dell'ascella della prima foglia, per cui da una pianta generata da un seme si sviluppa, un insieme di germogli che porterà alla formazione di più spighe. L'accestimento è influenzato da fattori genetici, ambientali e di coltivazione.

Fattori che Favoriscono l'Accestimento

• Specie: tenero più che duro
• Durata del ciclo: cv tardive > precoci
• Dimensione seme: semi più grossi > semi piccoli
• Fittezza delle piante: bassa > elevata
• Epoca di semina: anticipata > ritardata
• Profondità di semina: superficiale> profonda
• Temperatura: bassa > mite
• Fertilità terreno: terreni ricchi azoto > terreni poveri.

L'accestimento inizia in autunno, si arresta temporaneamente in inverno,riprende con la buona stagione e termina con il viraggio: è questa la fase di passaggio dalla fase vegetativa a quella riproduttiva. Nella fase di viraggio si formano gli abbozzi delle spighette nell'apice vegetativo che in questa fase è ancora vicino al suolo ("stadio di spiga a 1 cm"); se le condizioni nutrizionali ed ambientali sono buone si hanno spighe ricche di fiori e quindi potenzialmente con un numero elevato di cariossidi. In certe varietà il viraggio avviene solitamente se le piante sono state sottoposte a uno stimolo termico dovuto a basse temperature (vernalizzazione); queste varietà devono essere obbligatoriamente seminate in autunno e sono dette varietà autunnali o non alternative. Al contrario, le varietà che non hanno bisogno di vernalizzazione sono dette primaverili o alternative, perché, per queste, è possibile sia la semina primaverile sia quella autunnale. All'inizio della levata nodi e internodi, con all'apice gli abbozzi della spiga si trovano ravvicinati in prossimità del suolo avvolti dalle foglie. Con l'innalzarsi delle temperature si assiste agli allungamenti degli internodi con un veloce aumento dell'altezza dei culmi. Quando la spiga arriva all'altezza dell'ultima foglia, da cui rimane avvolta evidenziando un ingrossamento, si ha lo stadio di botticella. Nella fase di levata il frumento assorbe notevoli quantità di acqua ed elementi nutritivi. La spigatura avviene con l'evidenziarsi della spiga spinta fuori dall' allungamento dell'ultimo internodo; dopo 5-6 giorni inizia la fioritura. Ogni spiga è costituita da 18-20 spighette formate da più fiori, ma non tute portano alla formazione di cariossidi; in ottime condizioni soltanto due fiori per spighetta risultano in media allegati, con produzione di circa 35-40 cariossidi per spiga. Avvenuta la fecondazione, si forma l'embrione e inizia l'accumulo di sostanze nelle cariossidi in formazione. La maturazione si articola in 4 fasi: