Il frumento

Con il termine frumento o grano si identifica il cereale appartenente al genere Triticum dalla cui coltivazione si ottiene una granella che, opportunamente lavorata si ottiene farina o semola.

Genetica
L'origine dei frumenti poliploidi sembra attribuibile all'incrocio spontaneo tra specie diploidi differenti, seguito da un raddoppiamento cromosomico. La domesticazione dei tetraploidi è contemporanea a quella dei diploidi.
E' probabile che i primi frumenti esaploidi, coltivati successivamente ai diploidi e tetraploidi, si siano originati nei campi coltivati e che sia stato l'uomo a selezionare e riprodurre queste nuove forme.

Specie	Corredo cromosomico
Diploidi	2n = 2x = 14    genoma AA
Tetraploidi	2n = 4x = 28   gen. AABB
Esaploidi	2n = 6x = 42  gen. AABBDD

La classificazione attuale dei frumenti è la seguente:

• Frumenti diploidi: T. monococcum.
• Frumenti tetraploidi: T. turgidum, T durum.
• Frumenti esaploidi: T. spelta, T. aestivum.

Descrizione morfologica

Apparato radicale

Costituito da radici primarie e radici avventizie. Le radici primarie, emesse dal seme in germinazione in numero variabile da 3 a 7, ancorano la pianta al suolo e concorrono alla nutrizione fino allo stadio di terza e quarta foglia. Dallo stadio di terza e quarta foglia fino alla fase di levata si sviluppano le radici avventizie di struttura fascicolata.

Queste svolgono il processo di assorbimento lungo tutto il profilo interessato dalla rizosfera.

Culmo

Il culmo è eretto e costituito da 6-10 nodi e altrettanti internodi, solitamente cavi all'interno.

Nelle varietà moderne, dotate anche di culmi di maggiore spessore ed elasticità, i fenomeni di allettamento sono più limitati.

Se l'allettamento si verifica precocemente, il culmo è in grado di riprendere la posizione eretta grazie a processi di ginocchiata dovuti all'accumulo, nella parte in ombra di auxine .

Foglia

Il numero di foglie della pianta di frumento è variabile da 5 a 9 . Le prime 3-5 foglie, nel loro complesso costituiscono il cespo. L'ultima foglia a bandiera, assume un ruolo importante durante le ultime fasi di riempimento della cariosside perché ha un'alta efficienza fotosintetica .

Le foglie, composte da guaina avvolgente il culmo e lamina parallelinervia, si originano dai nodi del fusto.

Spiga

La spiga è formata dal rachide, costituito da nodi e brevi internodi, disposti a zig-zag. Su ogni nodo del rachide si inserisce una spighetta sessile, con disposizione distica (uno opposto all'altro).

La spighetta è formata da un paio di glume concave e simmetriche che la proteggono, da un asse interno  accorciato, la rachilla, sulla quale si inseriscono i fiori protetti dalle giumelle palea e lemma.

Il lemma, carenato dorsalmente con breve mucrone o resta terminale, ha dimensioni molto vicine a quelle del glume.

I frumenti si distinguono in mutici (senza resta) o aristati (con resta).

Il fiore 

Il fiore è ermafrodita  è costituito da un androceo, apparato maschile e da un gineceo apparato femminile. Alla base delle glumette  sono collocate due lodicole, due piccole squame, che in fioritura si gonfiano per divaricare le glumette e esporre gli stami e gli stigmi del fiore.

Cariosside

L'ovario fecondato si ingrossa e origina la cariosside, dal peso variabile da 30 a 40mg a seconda della specie e della varietà.

Le parti che costituiscono la cariosside sono: l'embrione, L'endosperma, i tegumenti.

L'embrione a sua volta è formato da piumetta e radichetta.

Ciclo produttivo
Germinazione
La prima fase è di natura prettamente fisica di assorbimento di acqua.
La radichetta primaria viene emessa protetta dalla coleoriza, seguita dalle altre radici embrionali in un numero variabile fino a 7-8.
La profondità di semina, determinante nel processo di fuoriuscita del coleoptile, risulta ottimale a 2-3 cm.

Accestimento
L'accestimento è la formazione di culmi secondari fertili, inizia allo stadio di 3-4 foglie.
L'indice di accestimento IA non deve essere troppo elevato per non avere fenomeni di scalarità di maturazione delle cariossidi e di eterogeneità del prodotto. Con le moderne varietà le condizioni ottimali vengono raggiunte con un indice IA pari a circa 2-3 culmi fertili. La capacità di accestimento del frumento duro risulta generalmente inferiore rispetto a quella del frumento tenero.

Viraggio
Il viraggio (cioè il passaggio dalla fase vegetativa a quella riproduttiva) si manifesta allo stadio di 8-9 foglie.
Da questo momento in poi si differenziano il numero di spighette per spiga e il numero di fiori per spighetta.
Per molte varietà il viraggio avviene solo dopo avere soddisfatto le esigenze del fotoperiodo, vale a dire aver superato la soglia di lunghezza del giorno, e aver trascorso un certo periodo a temperature relativamente basse.

Levata
La levata inizia dopo il viraggio, quando le temperature raggiungono i 10°C.
Tutti gli inetrnodi si allungano fino allo stadio di botticella, quando la spiga è completamente formata, racchiusa ancora solo dalla guaina dell'ultima foglia a bandiera e pronta a uscire. Con l'allungamento dell'ultimo internodo la spiga esce completamente e 5-6 giorni dopo avviene la fioritura.

Fioritura e fecondazione
La fioritura inizia a partire dalle spighette collocate nella zona centrale della spiga e procede verso l'estremità.
Nella spighetta il fiore più basso fiorisce prima . La fecondazione, che è anemofila e normalmente autogama, può avvenire a fiore chiuso.

Maturazione
La formazione dell'embrione inizia con la fecondazione dell'ovulo. Il processo prosegue con le diverse fasi di riempimento della granella reso possibile grazie all'attività fotosintetica di alcune foglie e parti della spiga.
Durante la maturazione le condizioni climatiche, le disponibilità idriche e di alcuni elementi nutritivi influiscono sul peso unitario delle cariossidi.
Subito dopo la maturazione fisiologia, che avviene con contenuti idrici della granella intorno al 30%, avviene la maturazione di raccolta che si effettua con un umidità del 14,5%.
Successivamente avviene la maturazione di morte con la quale si avrebbero cadute a terra di cariossidi e quindi gravi riduzioni della produzione reale.

Esigenze ambientali
Temperatura
Il frumento è una specie longidiurna, l'induzione fiorale avviene quando giunge la stagione durante la quale la durata del giorno è più lunga di quella della notte.
Come specie microterma è caratterizzata da temperature cardinali minime piuttosto basse (0°) sotto le quali i processi si arrestano temporaneamente.
Durante la spigatura, tuttavia, sono più temute i danni da alte temperature. Infatti i processi di accumulo di amido nella cariosside avvengono in modo più regolare con temperature comprese tra 22 e 26°C, al di sopra delle quali eccessi di evapotraspirazione possono provocare cali di assimilazione netta e stress.
L'espressione "stretta da caldo", indica la condizione di stress idrico che si verifica nelle regioni dell'Italia meridionale, quando alle alte temperature, superiori a 28-30°C si accompagnano giornate di vento caldo che interferisce fortemente in fase di riempimento della granella, che spesso rimane piccola e striminzita, le varietà cosiddette non alternative per passare alla fase riproduttiva devono trascorrere un certo periodo a temperature relativamente basse (vernalizzazione).

Esigenze pedologiche
La coltura di frumento teme i ristagni idrici che possono provocare stati di asfissia radicale malattie fungine (mal del piede) e carenze nutrizionali.
Per questa ragione predilige i terreni di medio impasto o quelli più pesanti, argillosi, ma ben strutturati.
Il frumento predilige un intervallo di pH 6-8 e tollera discretamente la salinità.

Esigenze nutrizionali
Possono verificarsi stress di carenze idriche in fase di germinazione nei terreni a bassa capacità di campo nel corso di stagioni autunnali, particolarmente siccitose, la fase più critica in Italia risulta quella della post-fioritura, quando l'acqua svolge un ruolo fondamentale nel processo di riempimento della granella.
Una carenza azotata viene manifestata dalla pianta con ingiallimenti delle foglie, riduzione della taglia, mentre un eccesso può facilmente provocare fenomeni di allettamento.
Un equilibrio nutrizionale del potassio generalmente permette di aumentare la resistenza a stress abiotici (siccità) bioetici (malattie fungine).

Varietà
Fra i caratteri da considerare relativi al ciclo produttivo vi sono:

• L'alternatività, vale a dire la possibilità di seminare anche in primavera in quanto la varietà risulta caratterizzata da basso o nullo di fabbisogno in freddo.
• La precocità, che permette di concludere in anticipo il ciclo sfuggendo a rischio di siccità o alle ruggini.

Fra i caratteri da considerare relativi alle resistenze/tolleranze:

• Resistenza all'allettamento;
• La resistenza al freddo;
• La resistenza o tolleranza genetica alle avversità crittogamiche, importanti per tenere elevate produzione laddove si verificano attacchi e dove si vogliano limitare o annullare interventi con fitofarmaci.

E' necessario, inoltre conoscere anche la cosiddetta qualità della granella, con particolare riferimento al peso ettolitrico, al contenuto e alla qualità proteica e, per il frumento duro, anche alla suscettibilità alla bianconatura (malattia del frumento per la quale l'endoderma delle cariossidi invece di essere completamente vitreo presenta parti farinose e biancastre).

La scelta parietale in ambito specifico del frumento tenero sarà effettuata anche sulla base della cosiddetta attitudine alla panificazione, o meglio sulla base della destinazione d'uso.

1. varietà miglioratici o di forza;
2. varietà panificabili superiori;
3. varietà panificabili;
4. varietà da biscotti;
5. per altri usi.

Tecniche colturali

Preparazione letto di semina

Aratura

erpice rotante

Le lavorazioni preparatorie per il frumento prevedono la trinciatura dei residui della coltura precedente seguita da un'aratura, con rovesciamento completo della fetta di terreno a una profondità di 15-25 cm e un affinamento superficiale con successivi passaggi di estirpatori o di eroici di vario tipo.
Per ridurre i rischi di formazione di croste superficiali è opportuno non affinare eccessivamente il terreno.
Recentemente si è potuto notare che con le tecniche di lavorazione minima, effettuata con un unico passaggio superficiale a 5-10 cm con attrezzo idoneo (erpice, estirpatore, zappatrice), riduce il diametro degli aggregati più grossi in superficie.
La semina diretta o su sodo viene effettuata su terreno non lavorato da una seminatrice speciale composta da un elemento anteriore in grado di aprire un solchetto ove viene collocato il seme a fila continua subito ricoperto da un elemento posteriore capace di riportare il terreno e pareggiarlo con una leggera pressione.

Semina
il frumento oggi in Italia è seminato in coltura pura vale a dire che a esso non viene consociata nessuna specie. In Italia la semente posta in commercio è sottoposta al controllo della CREA-ENSE che garantisce:

• purezza varietale;
• purezza tecnica;
• alta germinabilità
• buono stato fitosanitario;
• dimensione uniforme alle cariossidi.

La semente, può essere conciata con prodotti in grado di assicurare una buona protezione dalle malattie trasmesse da seme.

In Italia l'epoca di semina del frumento varia in funzione della specie. Per il frumento tenero le migliori condizioni si hanno in autunno con date più anticipate quanto più elevate sono le latitudini e le altitudini. Nelle aree dell'Italia settentrionale viene effettuata nella seconda decade di ottobre. In caso di condizioni avverse la semina può essere spostata adottando varietà alternative all'inizio della stagione invernale-inizio primavera l'epoca di semina deve essere scelta in base alla precocità della varietà e in modo tale che la coltura raggiunga i primi freddi invernali allo stadio di 3-4 foglie durante il quale esprime il massimo della resistenza alle basse temperature.

Densità di semina

Il frumento è una pianta che con l'accestimento può compensare difetti di fittezza iniziale. La quantità di seme che puoi impiegare per unità di superficie sono: 

• dalla densità di spighe che si vuole ottenere
• dal peso medio delle cariossidi
• dai fattori di cui dipende la germinabilità del seme in campo
• dalla resistenza all'allettamento e alle malattie della varietà

In condizioni normali e con le moderne varietà si ritiene conveniente realizzare fattezze iniziali piuttosto alte per limitare l'accestimento.

In linea generale l'ottimale quantitativo di seme da impiegare per ha si ottiene mediante un calcolo fatto in funzione del numero di semi per m2 che si vuole mettere a dimora del peso di mille semi e della germinabilità, utilizzando la formula:

kg-Ha= (N x P)/G, dove N = n.cariossidi metro quadro, P = peso dei 1000 semi (g), G= germinabilità (%).

Modalità di semina

Seminatrice

seminatrice su sodo

La semina del frumento è normalmente fatta a file con seminatrici universali le file sono normalmente semplici distanti da 12 a 18 cm con lunghezze maggiori qualora per problemi strutturali sia difficile preparare adeguatamente il terreno.

L'utilizzo dello spazio tra le bine riduce gli eventuali danni per il passaggio degli operatori.

La profondità di semina non dovrebbe superare i 4-5 cm per i terreni più sciolti e i 2-3 cm nei terreni più pesanti.

Semine effettuate troppo in profondità superiore alla capacità di allungamento dell'epicotile, cioè il fustino embrionale provoca nasciate stentate morti precoci delle giovani piante, ridotta attività del piano di accestimento.

Concimazione

Fino allo stadio di 3° foglia, il frumento, vive sulla base delle riserve della cariosside, nella fase successiva di accestimento la pianta non accresce la propria biomassa a ritmi elevati e si stima che assuma nutrienti per una quantità non superiore a 1/4 del totale finale, mentre è nella fase successiva di levata fino alla fioritura-inizio maturazione che la coltura asporta 3/4 della quantità complessiva a un ritmo evidentemente molto elevato.

I tre principali elementi fertilizzanti comportano distinti effetti sullo sviluppo della pianta, sui componenti della produzione e sulla qualità della granella.

• Il potassio è elemento indispensabile al metabolismo del frumento in quanto stimola la produzione dei fotosintetati, aumenta la resistenza al freddo, all'allettamento. La pianta raggiunge il quantitativo massimo di elemento assorbito circa un mese prima della maturazione. In queste fasi di intenso assorbimento, carenze di potassio possono essere manifestate con arrossamenti delle foglie e con essiccamenti degli apici.
• Il fosforo equilibra lo sviluppo tra la parte epigea e quella ipogea della pianta, ha un ruolo importante nella riproduzione delle cellule e assicura resistenza ai culmi e migliora la qualità della granella.
• L'azoto è, il principale e più diffuso fattore limitante delle produzioni e quindi merita particolare attenzione.

Viene assorbito dalla pianta nella forma nitrica. In fase vegetativa favorisce l'emissione delle radici e dei germogli di accestimento, e quindi la densità delle spighe per unità di superficie.

In fase riproduttiva, favorisce da un lato la morfogenesi dei componenti delle infiorescenze, e quindi il numero di spighette e di fiori.

Alla fioritura, l'azoto influenza positivamente la fecondazione, e quindi il numero di cariossidi per spiga.

Nella fase finale di riempimento e maturazione influisce il peso unitario della cariosside, sulla qualità e sulle caratteristiche merceologiche della granella.

L'eccesso di azoto può dar luogo a inconvenienti anche gravi per la coltura:

• provoca l'indebolimento degli internodi del culmo, eccessiva fittezza di culmi che aumentano la propria altezza conmaggiore suscettibilità all'allettamento, piante più fogliose che traspirano più acqua e quindi con maggiori esigenze idriche.
• Predispone la pianta ad attacchi fungini.

Dosi ed epoca di distribuzione

Con il piano di concimazione si devono stabilire quantità e modalità di distribuzione dei concimi tali da evitare insufficienze ed eccessi, ottimizzando le operazioni aziendali, tanto da ridurre i costi.

La cosiddetta dosi di restituzione, vale a dire indicativamente 80-100 unità di K2O e 60-80 kg/ha di P2O5 provedendo o meno il reintegro delle paglie nel terreno, considerato il fatto che questi elementi non risultano particolarmente mobili nel terreno e che dovrebbero essere distribuiti lungo lo strato più superficiale, è razionale una distribuzione effettuata prima della coltura da rinnovo precedente la coltura del frumento.

Il piano di concimazione azotato dipenderà principalmente dai seguenti fattori:

• condizioni climatiche;
• caratteristiche del terreno, con particolare riferimento alle quantità di sostanza organica;
• caratteristiche varietali;
• obiettivo produttivo e destinazione d'uso;
• caratteristiche dei fertilizzanti/concimi.

E' da prevedere un incremento della richiesta d'azoto qualora si siano interrate paglie di una coltura cerealicola precedente con un alto rapporto carbonio/azoto.

Ulteriori incrementi della richiesta di azoto da parte del sistema sono da prevedere in funzione degli eventi di pioggia dilavante nel corso della fase di accestimento, da tutto ciò si ricava che non è consigliabile soprattutto nei terreni sciolti, costituire una grossa riserva di azoto prima che la coltura possa assorbirlo rapidamente ed efficacemente.

Nelle aziende convenzionali il fabbisogno di azoto può essere soddisfatto con tre concimazioni frazionate di copertura, apportando: 

• una percentuale limitata allo stadio di 2-3 foglie, per favorire l'accestimento; 
• una percentuale più elevata in pieno accestimento a favore della morfogenesi delle spighe;
• la rimanente quota in fase di levata per favorire i bisogni durante le prime fasi riproduttive.

La scelta può essere orientata su concimi complessi o semplici, ad esempio alla semina può essere indicato fosfato biammonico, mentre in copertura sono maggiormente indicati nitrati ammonico e /o urea.

Controllo della flora avventizia

La flora avventizia, può determinare notevoli cali della produzione e quindi notevoli danni alla produzione, la fase più critica di competizione tra coltura e infestanti risulta essere compresa tra la semina del cereale e l'inizio della levata.

In Italia sono presenti più di 200 specie avventizie nei frumenti coltivati, alcune praticamente innocue, altre piuttosto dannose.

Strategie di intervento. Per il controllo della flora avventizia è possibile diversificare la strategia di intervento e ricorrere a metodi preventivi o diretti agronomici, biologici e chimici. 

Fra le strategie prettamente agronomiche sicuramente la rotazione rimane quella più importante ed efficace, gli interventi sulla coltura si traducono in tutte quelle tecniche che favoriscono lo sviluppo delle giovani piante, prima che le infestanti diventino competitive.

La semina deve essere effettuata a profondità non eccessiva per favorire rapide e complete nascite.

I metodi diretti comprendono la falsa semina, il diserbo meccanico e quello chimico.

Con la diffusione della pratica del diserbo, spesso si rileva l'insorgenza di una flora di nuovo tipo, comprendente come specie dominante quelle resistenti all'erbicida usato sistematicamente.

Il diserbo chimico del frumento può essere fatto in:

• predomina;
• pre-emergenza;
• post-emergenza precoce;
• post-emergenza tardiva.

Principali avversità e controllo

Le avversità della coltura del frumento possono essere di origine abiotica o biotica, vegetale o animale.

L'intera gestione del sistema colturale mira a ridurre i rischi di malattie i cui fattori predisponenti sono spesso i ristoppi, la cattiva sistemazione del terreno, semine effettuate in tempi o con modalità scorrette, errati piani di concimazione e irragazione, controllo delle avventizie.

In seguito a casi recenti di fusariosi della spiga che possono determinare un abbassamento notevole dei livelli qualitativi e quantitativi della produzione e una preoccupante presenza di micotossine nei prodotti derivati, si è reso necessario limitare i danni con l'impiego di varietà tolleranti o meno suscettibili adottando pratiche agronomiche in grado di abbassare il potenziale di inoculo.

Raccolta e resa produttiva

L'epoca di raccolta può variare in funzione dell'andamento metereologico della precocità, della varietà coltivata e delle caratteristiche del terreno, quando viene effettuata con le moderne mietitrebbie, l'operazione di raccolta permette di separare la granella dalla paglia.

Con una produzione di 6 t/ha di granella vengono prodotte anche circa 6 t/ha di paglia.

Le rese ottenute in Italia sono nelle aree settentrionali dove le medie aziendali possono superare 7-8 t/ha di granella.

Caratteristiche, utilizzazioni e qualità del prodotto

Caratteristiche. La composizione della granella varia in funzione dell'ambiente pedoclimatico della varietà e della tecnica colturale.

I costituenti chimici possono influire sulle caratteristiche del prodotto, ma la maggior influenza è esercitata dalla componente proteica. Le frazioni proteiche insolubili sono quelle che influiscono maggiormente sulla differente destinazione d'uso delle due specie maggiormente coltivate.

Utilizzazioni. L'utilizzazione prevalente del frumento tenero è la produzione dei prodotti da forno e soprattutto il pane, mentre l'utilizzo predominante del frumento duro è la produzione della pasta.

Per la produzione di tali alimenti, la granella subisce una prima trasformazione, mediante la macinazione o molitura, operazione con la quale si provoca lo schiacciamento delle cariossidi e la separazione di tre parti:

• endosperma, da cui si ricava la farina e la semola dal frumento duro;
• embrione o germe;
• crusca, costituita da tegumenti ricchi di fibra.

La qualità. In funzione della destinazione d'uso la granella di frumento deve possedere un insieme di caratteristiche che rappresentano diversi aspetti della qualità:

• Merceologica;
• Tecnologica o qualitativa;
• Nutrizionale;
• Igienico-sanitario.

La qualità merceologica è generalmente riconducibili al grado di umidità della granella, alla percentuale di impurità e alla percentuale di seme pregerminato, al peso ettolitrico, al peso medio di 1000 cariossidi, alla durezza del seme.

La qualità tecnologica rappresenta invece, l'attitudine della farina 0 della semola a essere trasformata. La qualità del glutine viene valutata attraverso test chimici e fisici.

Per quanto riguarda il frumento duro, il glutine conferisce lavorabilità all'impasto e trattiene l'amido durante la cottura della pasta tanto da renderla non collosa e resistente alla cottura.

La qualità nutrizionale è riconducibile al valore nutritivo delle proteine che risulta limitato dallo scarso contenuto di uno degli amminoacidi essenziali per l'alimentazione umana: la lisina.

Le qualità igienico-sanitarie, è riconducibile ad alcuni caratteri principali quali assenza di:

• residui di fitofarmaci;
• metalli pesanti;
• micotossine.