Indice PARTE PRIMA - L’AMBIENTE DI COLTIVAZIONE E LE PIANTE Sezione 1 Strutture, attrezzature e strumenti a disposizione degli studenti MODULO 1 L’azienda agraria dell’Istituto 12 1.1 La visita aziendale 12 1.1.1 Organizzazione di una visita aziendale 12 1.2 L’azienda agraria 13 1.3 Gli attrezzi manuali: utilizzo e precauzioni 15 1.3.1 Le macchine e gli attrezzi 16 1.3.2 Uso in sicurezza di alcune attrezzature 20 MODULO 2 Il laboratorio di biologia. Strumenti e tecniche 23 2.1 La sicurezza nei laboratori di analisi 23 2.1.1 Norme generali 23 2.1.2 Indicazioni di rischio e consigli di prudenza 25 2.2 Norme di primo soccorso in laboratorio 27 2.2.1 Regole generali 27 2.2.2 Interventi specifici 27 2.3 Arredamento e strumentazione di laboratorio 31 2.3.1 Arredamento 31 2.3.2 Strumentazione 33 2.3.3 Attrezzature di uso comune 36 2.4 Il microscopio 42 2.4.1 Istruzioni per l’uso del microscopio 43 2.5 Il microtomo 45 2.5.1 Istruzioni per l’uso del microtomo 45 2.6 I terreni di coltura e la loro preparazione 46 Esperienza di laboratorio 49 Prove di verifica 52 Sezione 2 Il clima e la vegetazione MODULO 3 I fattori climatici e la loro rilevazione 53 3.1 La distribuzione della vegetazione spontanea in un determinato ambiente 53 3.2 Importanza dei fattori climatici 58 3.2.1 La luce 58 3.2.2 La luce e le piante 61 3.2.3 La temperatura 64 3.2.4 L’acqua 66 3.3 Rilevazione ed elaborazione dei parametri climatici 68 3.3.1 Rilevazione 68 Esercitazione 1 – La stazione meteorologica tradizionale e i principali strumenti che la compongono 68 Esercitazione 2 – Visita ad una stazione climatica computerizzata 70 3.3.2 Elaborazione 72 Esercitazione 3 – Lettura ed elaborazione dei dati rilevati da una capannina climatica tradizionale 72 www. edagr i col escol ast i co. i t EDAGRI COLE SCOLASTI CO Esercitazione 4 – Realizzazione di diagrammi sull’andamento dei valori partendo dai dati numerici 72 Esercitazione 5 – Lettura e trascrizione dei dati climatici: temperature, umidità relativa, precipitazioni rilevati da un quotidiano 74 Percorso breve 76 MODULO 4 Il clima e i rapporti con la vegetazione 78 4.1 Il clima 78 4.1.1 I climi della Terra 78 4.1.2 I climi in Italia 80 4.1.3 I distretti climatici 80 4.1.4 Le variabili microclimatiche 81 4.2 Le fasce fitoclimatiche 84 4.2.1 Distribuzione delle zone fitoclimatiche in Italia 87 4.2.2 Le fasce altitudinali 89 4.3 Elementi di tipologia forestale 90 Percorso breve 96 Prove di verifica 97 Sezione 3 Il terreno e i rapporti con le piante MODULO 5 Richiami di pedologia: le caratteristiche chimico-fisiche dei terreni 102 5.1 La formazione dei terreni e la stratigrafia 102 5.1.1 La stratigrafia del terreno 102 5.2 Le caratteristiche chimico-fisiche dei terreni 104 5.2.1 La tessitura 104 Esperienza di laboratorio 105 5.2.2 La struttura 107 5.3 L’aria e l’acqua nel terreno 110 5.3.1 L’aria nel terreno 110 5.3.2 L’acqua nel terreno 110 Esperienza di laboratorio 111 5.4 La soluzione circolante 113 5.4.1 La capacità di scambio 113 5.4.2 Il pH 114 5.4.3 Il calcare 114 5.4.4 I problemi legati alla salinità 114 Percorso breve 115 MODULO 6 Richiami di pedologia: vita nel terreno e sostanza organica 118 6.1 La vita nel terreno. Mega, macro e mesofauna 118 6.1.1 Osservazione e rilevazione degli organismi 118 Esecitazione 1. – Parte A: Osservazioni in campo e prelievo di campioni di terreno. Parte B: Rilevamento della mega, macro e mesofauna nel campione di terreno 118 6.1.2 Classificazione degli organismi 119 6.2 I microrganismi del terreno 121 Esperienza di laboratorio 121 6.3 La classificazione e le funzioni dei microrganismi del terreno 124 6.3.1 La classificazione 124 6.3.2 I rapporti tra i microrganismi e le piante 126 6.4 La sostanza organica nel terreno 128 Esercitazione 2. – I costituenti organici del terreno 128 6.5 La trasformazione della sostanza organica: umificazione e mineralizzazione 129 6.5.1 L’humus 129 6.5.2 Il processo di umificazione 129 6.5.3 I fattori che condizionano il processo di umificazione 132 6.5.4 Il processo di mineralizzazione 132 6.6 Il ciclo del carbonio 134 6.6.1 Organismi autotrofi 135 6.6.2 Erbivori, predatori, parassiti e demolitori 135 6.6.3 Forme di immobilizzazione del carbonio 136 6.7 Il ciclo dell’azoto 137 Percorso breve 139 MODULO 7 La vegetazione in relazione al tipo di terreno 141 7.1 L’influenza del suolo nella diffusione delle specie spontanee 141 7.1.1 Esempi di distribuzione della vegetazione 141 7.2 L’influenza del suolo nella vegetazione agraria 142 7.2.1 Influenza del pH 142 7.2.2 Influenza della salsedine 144 7.2.3 Influenza della tessitura 145 Percorso breve 146 Prove di verifica 147 Sezione 4 Elementi di botanica generale e sistematica MODULO 8 Elementi di botanica generale 154 8.1 Caratteristiche generali di piante, cellula vegetale, tessuti, ormoni 154 Esercitazione 1. – La forma delle piante 154 8.1.1 La cellula al microscopio 155 Esperienza di laboratorio 156 8.1.2 I tessuti vegetali 157 8.1.3 Gli ormoni vegetali 160 Percorso breve 162 8.2 La foglia 163 8.2.1 La posizione delle foglie sulla pianta 163 Esercitazione 2. – La posizione e la distribuzione delle foglie sulla pianta 163 8.2.2 La forma delle foglie: elementi di morfologia 167 Esercitazione 3. – Raccolta di campioni fogliari e classificazione 167 8.2.3 La struttura interna della foglia: elementi di anatomia 173 Esperienza di laboratorio 175 8.2.4 I tessuti della foglia 178 8.2.5 Le funzioni della foglia: elementi di fisiologia 178 Esperienza di laboratorio 179 8.2.6 La guttazione 181 Esperienza di laboratorio 181 8.2.7 Introduzione alla fotosintesi 182 Esperienza di laboratorio 182 8.2.8 La clorofilla e gli altri pigmenti: caratteristiche e ruolo nella fotosintesi 183 Esperienza di laboratorio 183 www. edagr i col escol ast i co. i t EDAGRI COLE SCOLASTI CO 8.2.9 La chimica della fotosintesi 184 8.2.10 Il bilancio energetico della fotosintesi e i fattori limitanti del processo 186 8.2.11 Le altre vie per la fissazione della CO2 187 8.2.12 La respirazione 189 Esperienza di laboratorio 190 8.2.13 La fermentazione 192 8.2.14 Respirazione e fotosintesi a confronto 192 8.2.15 La caduta delle foglie 193 8.2.16 Modificazioni e metamorfosi della foglia 195 Percorso breve 198 8.3 Il fusto 202 8.3.1 La diversità nella forma delle piante superiori 202 Esercitazione 4. – Osservazioni sulla forma delle piante 202 Esperienza di laboratorio 204 8.3.2 La corteccia 212 8.3.3 Le gemme 214 Esperienza di laboratorio 215 8.3.4 Gemme e germogli nelle piante erbacee 217 8.3.5 Germogli e rami nelle piante arboree e arbustive 219 8.3.6 Adattamenti particolari (del fusto e del germoglio) 222 Percorso breve 225 8.4 L’apparato radicale 228 Esercitazione 5. – La forma delle radici 228 8.4.1 Le funzioni della radice 229 Esperienza di laboratorio 231 8.4.2 L’assorbimento della soluzione circolante da parte delle radici 233 Esperienza di laboratorio 234 8.4.3 Metamorfosi della radice 237 Percorso breve 240 8.5 Il fiore, il frutto e il seme 241 8.5.1 Tipi di fiore 241 Esercitazione 6. – Osservazioni su diversi tipi di fiore e raccolta di campioni 241 8.5.2 Anatomia del fiore 246 Esperienza di laboratorio 246 8.5.3 La funzione del fiore 251 Esperienza di laboratorio 255 8.5.4 La fecondazione 256 8.5.5 Lo sviluppo del seme e del frutto 257 Esperienza di laboratorio 262 8.5.6 Classificazione dei frutti 262 8.5.7 Importanza del frutto e del seme in agricoltura 266 Percorso breve 272 MODULO 9 Elementi per il riconoscimento delle principali piante di interesse agrario e forestale 274 9.1 Aspetti generali della sistematica delle piante superiori 274 9.1.1 La tassonomia 274 9.2 La classificazione delle piante 279 9.2.1 Le chiavi analitiche 279 9.3 Le principali famiglie di interesse agrario e forestale 281 9.3.1 Famiglie di interesse agrario 281 9.3.2 Famiglie di interesse forestale 287 La nutrizione degli esseri viventi MODULO 10 La nutrizione delle piante e degli animali 312 10.1 Le piante 312 10.1.1 La nutrizione minerale 313 10.1.2 Gli elementi nutritivi e le loro funzioni 315 10.2 Gli animali 315 10.2.1 La nutrizione animale 315 10.2.2 Le funzioni svolte dagli alimenti 316 Percorso breve 319 Prove di verifica 321 PARTE SECONDA - GLI INTERVENTI SPARTE SECONDA - GLI INTERVENTI SULL’AMBIENTE E SULLE PIANTE. LE TECNICHE COLTURALI LE TECN ICHE COLTURALI Sezione 6 Interventi sulle piante: riproduzione e miglioramento genetico MODULO 11 La riproduzione gamica e agamica nelle piante 324 11.1 La riproduzione e il seme 324 Esperienza di laboratorio 325 11.2 Le tecniche di riproduzione agamica per talea, propaggine e margotta 327 Esperienza di laboratorio 328 11.2.1 La moltiplicazione per talea 328 11.2.2 Tecniche di radicazione 330 11.2.3 La moltiplicazione per propaggine e margotta 331 11.2.4 Le tecniche di propagazione per innesto 333 11.2.5 La micropropagazione 346 Percorso breve 347 MODULO 12 Elementi di genetica e di miglioramento genetico 349 12.1 Le basi della genetica e le leggi di Mendel 349 12.1.1 Le diversità nel mondo dei viventi e il significato di specie 349 12.1.2 I cromosomi e i geni 350 12.2 Le leggi di Mendel 351 12.2.1 Prima legge, detta della “dominanza” 351 12.2.2 Seconda legge, detta “della segregazione dei caratteri” 352 12.2.3 Terza legge, detta “dell’assortimento indipendente dei caratteri” 353 12.3 Il miglioramento genetico dei vegetali 356 12.3.1 Le mutazioni 356 12.3.2 Il miglioramento genetico nei vegetali 357 Percorso breve 362 Prove di verifica 364 Sezione 7 Modificazioni dell’ambiente naturale e difesa MODULO 13 Il ciclo colturale 369 13.1 Un’esperienza di coltivazione 369 13.2 Le pratiche agricole e il ciclo colturale 372 www. edagr i col escol ast i co. i t EDAGRI COLE SCOLASTI CO 13.2.1 Il ciclo colturale della pianta 373 Percorso breve 376 MODULO 14 Interventi sul terreno: sistemazioni e messa a coltura 377 14.1 Le sistemazioni dei terreni 377 14.1.1 L’acqua nel terreno 377 Esercitazione 1 – Osservazioni sulle sistemazioni dei terreni di pianura 382 Esercitazione 2 – Osservazioni sulle sistemazioni dei terreni di collina 385 14.1.2 Le principali sistemazioni dei terreni in piano e in collina 387 14.1.3 Il drenaggio 391 14.1.4 La bonifica 392 14.2 Le sistemazioni in zone montane 393 Esercitazione 3 – Osservazioni sulle sistemazioni montane 393 14.2.1 Gli interventi 394 14.3 Le tecniche di ingegneria naturalistica 398 14.3.1 La sistemazione dei corsi d’acqua 399 14.3.2 Il consolidamento dei pendii 402 14.4 Le siepi e la rinaturalizzazione del paesaggio agrario 405 14.4.1 Le siepi e i filari 405 14.4.2 La rinaturalizzazione degli ambienti agricoli 409 Percorso breve 411 MODULO 15 Interventi sul terreno: le lavorazioni 414 15.1 Effetti delle lavorazioni sulle caratteristiche chimiche, fisiche e biologiche del terreno 414 15.1.1 Esigenze del seme, delle radici e della pianta 414 15.1.2 Conseguenze delle lavorazioni 415 15.2 Lavori di messa a coltura 417 15.3 I tipi di lavorazione del terreno 418 Esercitazione 1 – Osservazioni sul lavoro di aratura e determinazione dei tempi necessari 418 Esercitazione 2 – Osservazioni sul lavoro di erpicatura e determinazione dei tempi necessari 419 15.3.1 L’aratura 420 15.3.2 Scarificatura o ripuntatura 422 15.3.3 Fresatura 422 15.3.4 Vangatura 423 15.3.5 Discatura 423 15.3.6 Lavori preparatori secondari 423 15.3.7 Lavori di coltivazione consecutivi o successivi 424 15.4 Gli orientamenti attuali riguardo alle lavorazioni 425 Percorso breve 428 MODULO 16 Interventi sul clima: sistemi di protezione da temperatura, luce, vento e grandine 430 16.1 La protezione nei riguardi della temperatura e della luce 430 16.1.1 La temperatura 430 16.1.2 La luce 432 16.2 La protezione nei riguardi della grandine e del vento 432 16.2.1 La grandine 432 16.2.2 Il vento 433 Percorso breve 434 MODULO 17 Difesa delle piante: controllo di infestanti, parassiti e malattie 435 17.1 Le infestanti 435 17.1.1 Perché le infestanti sono un problema? 435 17.1.2 Quando le infestanti sono un problema? 436 17.1.3 Il controllo delle infestanti attraverso le tecniche agronomiche 438 17.2 Il diserbo chimico 439 Esercitazione – I diserbanti e le loro caratteristiche 439 17.2.1 Effetti dei diserbanti sulle malerbe, sulle specie coltivate e sull’ambiente 440 17.2.2 Tecniche di diserbo 444 17.3 Criteri di controllo e di difesa da malattie e parassiti 444 17.3.1 La lotta integrata 444 Percorso breve 448 Prove di verifica 450 Sezione 8 Le tecniche di coltivazione delle piante erbacee MODULO 18 Le sementi e la semina 460 18.1 La scelta della semente 460 Esercitazione – La semente 460 18.2 La semina 462 18.2.1 Il calcolo della quantità di seme o investimento 462 18.3 Le seminatrici 463 18.3.1 La seminatrice a file 464 18.3.2 La seminatrice di precisione pneumatica 465 18.3.3 La seminatrice per semina su sodo 466 Percorso breve 467 MODULO 19 La fertilizzazione 468 19.1 La classificazione dei fertilizzanti 468 19.1.1 Gli ammendanti e i correttivi 468 19.2 La concimazione (o fertilizzazione) organica 469 19.2.1 I principi nutritivi 469 19.2.2 Caratteristiche chimiche e agronomiche 470 19.2.3 Effetti sul terreno e sull’ambiente 471 19.2.4 Distribuzione: epoche, metodi e quantità 472 19.2.5 Il sovescio 472 19.3 I concimi chimici 473 Esercitazione – I concimi chimici e le loro caratteristiche 473 19.3.1 Classificazione dei concimi chimici 474 19.4 La risposta delle piante 476 19.5 La distribuzione dei concimi 477 19.6 Il piano di concimazione 479 19.6.1 Asportazione di elementi nutritivi da parte delle piante 479 19.6.2 Analisi fogliare e suo utilizzo nel piano di concimazione 480 19.6.3 Analisi chimica del terreno e suo utilizzo nel piano di concimazione 480 www. edagr i col escol ast i co. i t EDAGRI COLE SCOLASTI CO 19.6.4 Caratteristiche dei concimi e perdite nel terreno 481 19.6.5 Avvicendamento colturale e suo effetto nel piano di concimazione 482 19.6.6 Predisposizione del piano di concimazione 483 Percorso breve 485 MODULO 20 L’irrigazione 488 20.1 Il bilancio idrico 488 20.1.1 I consumi idrici e le perdite 488 20.1.2 Gli apporti idrici 489 20.2 Il fabbisogno idrico della pianta 490 20.2.1 Scelta del momento di intervento e della quantità di acqua 491 20.2.2 Efficienza dell’irrigazione 492 20.3 La qualità dell’acqua irrigua 493 20.4 I metodi irrigui 493 Percorso breve 496 MODULO 21 La raccolta 498 21.1 Epoche e metodi di raccolta 498 21.1.1 Le parti che si raccolgono 498 21.1.2 Epoca di raccolta 501 Esercitazione – Osservazioni sul lavoro di mietitrebbiatura e determinazione dei tempi necessari 501 Percorso breve 504 MODULO 22 Gli avvicendamenti colturali 505 22.1 Gli avvicendamenti colturali e gli obiettivi che si prefiggono 505 22.1.1 Effetti degli avvicendamenti 506 22.1.2 Criteri da adottare nell’avvicendamento delle colture 506 22.1.3 I secondi raccolti 508 22.1.4 Il set-aside 508 Percorso breve 509 Prove di verifica 510 PARTE TERZA - LE COLTURE ERBACEE Sezione 9 Le principali colture erbacee MODULO 23 La classificazione delle colture erbacee 520 MODULO 24 Le schede delle principali colture erbacee 522 24.1 I cereali 522 Cereali autunno-vernini 524 Frumento 524 Orzo 526 Cereali minori 528 Segale 528 Avena 530 Cereali primaverili-estivi ed estvi 532 Mais 532 Riso 538 Sorgo 541 Piante orticole da pieno campo 544 Patata 544 Pomodoro 547 Piante da industria 550 Barbabietola da zucchero 550 Piante aromatiche 554 Tabacco 554 Piante oleifere 557 Girasole 557 Soia 560 Foraggere 563 Erbai 564 Prati 565 Prati monofiti 566 Erba medica 566 Erba mazzolina e Festuca 568 Prati polifiti 570 Pascoli 572 Prove di verifica 574 Sezione 10 La certificazione delle produzioni MODULO 25 La certificazione regolamentata dei prodotti agro-alimentari 575 25.1 Agricoltura tradizionale 575 25.1.1 I sistemi soggetti a disciplinari di produzione 575 25.1.2 La registrazione del nome di un prodotto 578 25.1.3 Il Disciplinare di produzione 578 25.2 Agricoltura biologica 579 25.2.1 Caratteristiche dell’agricoltura biologica 579 25.2.2 Comportamento dell’operatore biologico 580 MODULO 26 Esempio di disciplinare di produzione 581 26.1 I disciplinari di produzione in applicazione del regolamento CEE 2078, misura A1 sui cereali 581 Percorso breve 584 Glossario 585 Prove di verifica corrette 606 www. edagr i col escol ast i co. i t EDAGRI COLE SCOLASTI CO