1 Caratteristiche morfologiche distintive dei cereali autunno

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN "PRODUZIONI AGROALIMENTARI E GESTIONE DEGLI
AGROECOSISTEMI" curriculum Agroambientale (DM 270).
Agroecosistemi erbacei
Prof Luciana Angelini
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Caratteristiche morfologiche distintive dei cereali autunno-vernini
La determinazione delle specie di questa famiglia (una delle più ricche della nostra flora)
va eseguita essenzialmente in base alla morfologia fiorale, che nelle Graminacee è
estremamente differenziata e tale da meritare una particolare nomenclatura.
Il fiore delle Graminacee è organizzato in piccole infiorescenze, uni- o pluriflore,
dette spighette; ciascuna spighetta è formata da un asse o rachide, sul quale sono inserite
due bratee sterili (glume), che contengono i fiori veri e propri, a loro volta racchiusi entro due
bratee fertili denominate rispettivamente lemma e palea (lucido).
Le glume sono due, generalmente opposte o quasi, ed una di esse (gluma inferiore)
abbraccia almeno alla base l'altra (gluma superiore); esse sono generalmente foggiate a
carena di nave e normalmente verdi o screziate di violetto; la loro lunghezza varia da pochi mm
a qualche cm; eccezionalmente una delle glume può mancare.
Il lemma è una brattea in generale abbastanza simile alle glume, e di dimensioni non
molto differenti, all'ascella della quale si diparte un asse fiorale, che porta successivamente una
seconda brattea fertile, detta palea
(glumetta superiore, paglietta superiore), il perianzio,
poco osservabile, costituito da 2 (raramente 3) piccole squame scariose dette lodicule,
l'androceo (con normalmente 3 stami tranne che nel riso in cui ne sono presenti 6), ed infine il
gineceo (formato da un ovario monocarpellare, contenente un solo ovulo, con stigmi piumosi e
bifidi nel frumento, nell'orzo, nell'avena e nella segale o piumosi e trifidi nel riso, oppure portati
da lunghi filamenti nel mais).
Il numero di fiori per spighetta varia da specie a specie, da uno, come nell'orzo, nel
sorgo, nel miglio, nel riso, fino a 5-7 nel frumento. Non tutti i fiori sono fertili; sono generalmente
sterili quelli apicali e spesso anche quelli basali delle infiorescenze e quelli apicali delle
spighette. Pure il numero di spighette varia da specie a specie e da varietà a varietà all'interno
della specie, oltre che in funzione delle condizioni ambientali e nutrizionali in cui la pianta
vegeta. Il fiore è unisessuale nel mais ed ermafrodita nelle altre specie.
Glume e lemma possono portare una resta ( o arista), nel qual caso si dicono aristati; la
resta può essere basale, dorsale o apicale, a seconda si diparta dalla base, dal dorso o
dall'apice della gluma o del lemma corrispondenti; talora può essere attorcigliata su sè stessa
(contorta) o piegata ad angolo ottuso (ginocchiata). Se la resta è apicale e molto breve, così da
ridursi ad una punta di 1 mm circa, essa viene detta mucrone.
Le spighette che si possono definire infiorescenze elementari, sono raggruppate per
formare delle infiorescenze composte. L'infiorescenza è una spiga o una pannocchia o un
racemo. Nel frumento, nell'orzo e nella segale e nel triticale è una spiga costituita da un
rachide sul quale sono inserite, in posizione alterna ed opposta, le spighette sessili. Nel mais
l'infiorescenza femminile è una spadice, detta comunemente spiga o anche pannocchia;
l'infiorescenza maschile, apicale, è invece una pannocchia. Nell'avena, nel riso e nel miglio,
l'infiorescenza è una pannocchia in cui a seconda della specie, le spighette sono sessili o
peduncolate e sono inserite su assi secondari; nel sorgo è un racemo composto, comunemente
chiamato panicolo o pannocchia.
Per quanto riguarda il frumento, frumenti assolutamente mutici sono del tutto
eccezionali, perciò con il termine mutici si indicano anche i frumenti che hanno reste molto
ridotte lunghe non più della gluma .
Spighe mutiche si trovano di frequente nel frumento tenero, nel quale si riscontrano
anche forme semiaristate, cioé con reste non presenti in tutte le spighette. Spighe mutiche
invece sono rarissime nel duro. Le reste sono bianche, rosse o nere. Le reste nere sono più
comuni nei grani duri e turgidi, molto rare nei teneri. In certi turgidi le reste cadono a maturità.
Nel frumento le spighette sono pluriflore: il numero di fiori in ogni spighetta varia da 3 a
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7 però normalmente sono fertili solo i fiori basali: 1 nel Triticum monococcum, 2 nel Triticum
dicoccum fino a 3-4 nei frumenti oggi coltivati. La grandezza, forma, carenatura e dentatura
terminale delle glume sono caratteri costanti, di alto valore tassonomico. In alcuni frumenti (duro
ad esempio) le glume sono carenate asimmetricamente per tutta la loro lunghezza, in altri
(tenero) la carenatura si limita alla parte superiore del dorso.
Le foglie delle Graminacee sono parimenti caratteristiche: lineari e parallelinervie, esse
possiedono una parte inferiore (guaina), avvolta intorno al culmo, ed una parte superiore
(lamina), libera; tra le due si presenta generalmente un'appendice membranosa detta ligula,
che può essere più o meno lunga, intera, sfrangiata o addirittura sostituita da peli; non di rado
la ligula è nulla o quasi. La ligula costituisce peraltro un elemento di identificazione specifica.
Nel mais, nell'orzo, nel riso sono state individuate linee prive di ligula. L'assenza della ligula
determina portamento eretto delle foglie. Le auricole (stipule o orecchiette) sono formazioni
falciformi membranacee, poste alla base della lamina. A seconda della specie sono più o meno
sviluppate e costituiscono anch'esse un elemento utile per la identificazione delle specie
quando la pianta non è ancora provvista di infiorescenza.
Il riconoscimento dei cereali in fase vegetativa richiede una attenzione particolare. Va
esaminata la larghezza e la tomentosità delle lamine e delle guaine, l'aspetto della ligula e delle
auricole. I cinque cereali a paglia si distinguono nel modo seguente:
Grano: ligula ben distinta, auricole piccole e tomentose;
Orzo: ligula ben distinta, auricole glabre e sviluppatissime, tanto da abbracciare lo stelo fino a
sovrapporsi l'una all'altra;
Avena: ligula glabra e ben sviluppata mentre mancano le auricole;
Segale: ligula piuttosto ridotta, corta, dentata a denti brevi e triangolari e auricole pressoché
assenti;
Riso: ligula bifida, auricole sottili, allungate e tomentose.
Nota: Si deve evitare di ricercare queste caratteristiche sulle prime foglie della plantula che non
sempre hanno tutti i tratti delle foglie dei nodi superiori. In questa fase precoce per la
determinazione va ricercato il seme, più facilmente riconoscibile.
Il fusto cilindrico e cavo è un culmo ; è diviso in nodi ed internodi in numero variabile a
seconda della specie, della varietà e delle condizioni in cui la pianta cresce. Generalmente
nell'ambito di ogni specie, maggiore è il numero di nodi più lungo è il ciclo vegetativo della
pianta. Gli internodi a maturità della pianta sono vuoti nell'orzo, nell'avena, nella segale, nel riso
e in diverse specie di frumento; sono pieni di un tessuto spugnoso nel mais, nel sorgo, nel
miglio e nel panico. Una carattere distintivo tra grano tenero e duro è che l'ultimo internodo nel
tenero è vuoto mentre nel duro è pieno.
Gli internodi basali, i primi che si allungano, sono più corti degli altri. L'allungamento
degli internodi, già abbozzati nella piumetta dell'embrione, deriva dall'allungamento e dalla
moltiplicazione cellulare.
Dai nodi basali si originano culmi secondari dopo che la pianta ha emesso 3-4 foglie.
Questa proprietà della pianta, chiamata accestimento, porta alla formazione di culmi secondari
o di accestimento, in numero diverso a seconda della specie, della varietà, di condizioni
nutrizionali, di fittezza delle piante, di illuminazione e di temperatura. E' dagli stessi nodi da cui
si formano i culmi secondari che si originano le radici avventizie, per cui ogni culmo può
vegetare indipendentemente da quello primario. Il numero dei culmi di accestimento per pianta
(indice di accestimento) può variare, in funzione dei fattori ricordati, da zero a qualche centinaio
in condizioni eccezionali.
Il frutto è una cariosside amidacea in cui il pericarpo è saldato con i tegumenti seminali.
La forma, le dimensioni, il colore, la composizione, la struttura variano con la specie e con la
varietà. Alla sgranatura in certe specie, come orzo, avena, riso, sorgo, miglio, le cariossidi
rimangono generalmente racchiuse tra le glumette; in altre, invece, come nel frumento tenero e
duro, ciò non avviene. Nel primo caso si parla di cariossidi vestite e nell'altro di cariossidi nude.
All'interno della stessa specie, come in orzo, avena, sorgo, miglio, si possono però avere
varietà con cariossidi vestite e varietà con cariossidi nude; anche alcune specie di frumento
hanno cariossidi vestite.
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Nella cariosside distinguiamo l'embrione, gli involucri costituiti dal pericarpo del frutto
saldato con il testa o spermoderma del seme, l'endosperma che comprende lo strato aleuronico
di natura proteica, il tessuto parenchimatico amidaceo. Le caratteristiche delle cariossidi sono
notevolmente varie da specie a specie.
Una differenza importante tra frumento e orzo va ricercata nella forma della spiga;
l'infiorescenza dell'orzo è una spiga il cui rachide è costituito da 20-30 articoli su ognuno dei
quali, in posizione alterna, sono portate 3 spighette uniflore, una mediana e due laterali. E
quindi, mentre nel frumento su ogni dente del rachide c'è una spighetta poliflora, nell'orzo su
ogni dente del rachide ci sono 3 spighette uniflore.
Se solo la spighetta centrale di ogni nodo del rachide è fertile e le due laterali sono
sterili, la spiga porta due soli ranghi e ha una forma fortemente appiattita: sono questi gli orzi
distici (Hordeum vulgare distichum).
Se le tre spighette presenti su ogni nodo del rachide sono tutte fertili, si hanno orzi
polistici (Hordeum vulgare hexastichum ), a sei file. Questi a loro volta, possono essere distinti
ulteriormente come segue: se le cariossidi sono disposte a raggiera regolare, si parla di orzi
esastici (H.v. hexastichum aequale); in altre forme le cariossidi laterali sono molto divaricate e
quasi si sovrappongono a quelle soprastanti e sottostanti formando ranghi molto ravvicinati; in
tal caso la spiga appare di 4 file e quadrangolare in sezione: questi orzi sono detti, con termine
improprio, tetrastici (H.v. hexastichum inaequale).
Nell'orzo le glume, presenti in tre paia su ogni nodo del rachide, sono piccole e
lesiniformi. Le glumelle sono molto sviluppate e aderiscono strettamente alla cariosside che
quindi è vestita; forme nude esistono, ma sono poco diffuse e trovano impiego come surrogato
del caffè. Le glumelle inferiori terminano quasi sempre con una resta lunghissima e robusta.
Mentre nel frumento la spiga è generalmente eretta, nell'orzo spesso la spiga è
reclinata per l'arcuamento dell'ultimo internodo (tipi "nutans") e/o della spiga stessa. In
conseguenza di ciò nell'orzo è assai facile che a maturità la spiga si spezzi a metà o alla base.
Ulteriori differenze tra frumento tenero e duro:
- Una carattere distintivo tra grano tenero e duro è che l'ultimo internodo nel tenero è vuoto
mentre nel duro è pieno.
- Il grano duro presenta foglie più assurgenti del tenero.
- La cariosside del grano duro ha consistenza vitrea mentre quella del tenero ha struttura
farinosa.
- La grandezza, forma, carenatura e dentatura terminale delle glume sono caratteri costanti, di
alto valore tassonomico. In alcuni frumenti (duro ad es.) le glume sono carenate
asimmetricamente per tutta la loro lunghezza, in altri ( tenero) la carenatura si limita alla parte
superiore del dorso.
Differenze biologiche tra i cereali a paglia
- resistenza alle basse temperature: segale>frumento tenero>orzo>frumento duro>avena;
- adattabilità ai terreni sabbiosi : secale>orzo>frumento tenero>frumento duro;
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