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Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Biologia e fisiologia delle colture erbacee Crop physiology Di che cosa si occupa questa disciplina?

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Presentazione sul tema: "Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Biologia e fisiologia delle colture erbacee Crop physiology Di che cosa si occupa questa disciplina?"— Transcript della presentazione:

1 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Biologia e fisiologia delle colture erbacee Crop physiology Di che cosa si occupa questa disciplina?

2 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Che cosa è la crop physiology fisiologia vegetale agronomia botanica biochimica ecologia coltivazioni erbacee Crop physiology

3 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Che cosa è la crop physiology Pur essendo un approccio multidisciplinare, si distingue dalla fisiologia vegetale e dalle altre discipline citate per i seguenti punti: specializzazione di studio Studio in profondità, dal livello cellulare alla scala di campo, della fisiologia di tutte quelle specie vegetali che danno una produzione per il consumo diretto (cereali, orticole, leguminose da granella...), indiretto (foraggere, leguminose da foraggio..) o che forniscono una produzione per scopi industriali (oleaginose, piante da fibra, biocarburanti..) unità di studio lunità colturale avvero linsieme delle singole piante presenti nellunità colturale obiettivo identificare quei processi che possono migliorare, quantitativamente o qualitativamente, la produzione agraria

4 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna DEFINIZIONE Studio dei processi fisiologici che direttamente o indirettamente determinano la produttività (--> accrescimento) delle specie vegetali di interesse agrario Per meglio comprendere le differenze analizziamo laccrescimento: Punto di vista Fisiologia vegetale Laccrescimento vegetale è dato da: - divisione cellulare - distensione cellulare - differenziazione Fisiologia delle colture Laccrescimento è il processo che porta ad un incremento della sostanza secca utile a scopi produttivi

5 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Laccrescimento di una coltura è un processo di trasformazione dellenergia solare radiante in energia chimica potenziale nelle parti raccolte (amido nella granella dei cereali, amido nei tuberi, lipidi nei semi delle oleaginose..) La trasformazione dellenergia solare radiante è basata su 3 processi: 1) intercettazione della radiazione solare incidente da parte della canopy (canopia o copertura vegetale della coltura) 2) conversione fotosintetica delle energia radiante in energia chimica (questultima, per convenzione, espressa in termini di sostanza secca prodotta) 3) ripartizione della sostanza secca prodotta tra i diversi tessuti e organi delle piante in coltura Questi processi possono essere inclusi in una formula unica che permette di evidenziare le componenti della produzione

6 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Formula generale della produttività Y = Q x [ I x x H ] 1) intercettazione dela radiazione solare incidente 2) conversione fotosintetica 3) ripartizione della sostanza secca prodotta dove: Y= sostanza secca prodotta nellunità di superficie colturale in una determinata unità di tempo Q= radiazione solare incidente I= frazione di Q intercettata dalla copertura vegetale della coltura = efficienza fotosinetetica (espressa, solitamente, come s.s. prodotta per unità di radiazione intercettata) H = indice di raccolta (Harvest index = frazione della sostanza secca totale allocata nelle parti raccolte della coltura; è un indice di efficienza di ripartizione)

7 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Formula generale della produttività Y = Q x [ I x x H ] agrometeorologia Fisiologia delle colture x [1-IS] IS= indice di stress Fisiologia delle colture Abbiamo identificato le quattro macro-aree di indagini della fisiologia delle colture: 1) I = studio della copertura vegetale (o canopy) 2) = studio dellefficienza fotosintetica 3) H = studio della ripartizione ) IS = studio della fisiologia dello stress - noi ci occuperemo principalmente di questi 4 argomenti di studio: fondamenti di biologia e fisiologia delle colture erbacee - la crop physiology comprende numerosi punti che noi non affronteremmo

8 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Il nostro percorso di studio: fondamenti di biologia e fisiologia delle colture erbacee Definizione e scopi crop physiology La produzione vegetale Accenni di analisi dellaccrescimento Accenni relativi alla radiazione solare (Q) Efficienza fotosintetica ( ) -fotosintesi -respirazione Intercettazione della radiazione solare (I) -la copertura vegetale La ripartizione (H) -indice di raccolta Fisiologia delle colture Lo stress: stress biotici e abiotici Con riferimenti a possibili interventi biotecnologici !! 5-6 ore 9-10 ore 1 ore5-6 ore - 22 ore di lezioni frontali - 8 ore di esercitazioni: induzione di proteine da stress in mais adattamenti a stress da eccesso idrico Biologia delle colture -laccrescimento -botanica di base

9 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Come ho strutturato il corso 1) Nel limite del possibile ho cercato di ridurre sovrapposizioni (un delirio!!!) 2) Enfasi ad un percorso logico (non date troppo peso ai numeri!!!) 3) Per motivi di tempo ---> aspetti fondamentali 4) Alcune parti sono forse un po pesanti: preferisco fare eventualmente meno rispetto al programma stabilito 5) Il mio obiettivo didattico primario ---> alla fine del percorso dovreste essere in grado di rispondere ad una domanda che spesso sorge spontanea: A me, studente di biotecnologie agrarie, a cosa serve conoscere la crop physiology??

10 Dipartimento di Agronomia Università degli Studi di Bologna Produttività potenziale ed effettiva Y = Q x [ I x x H ] x (1-IS) Y = sostanza secca prodotta nell'unità di superficie e nellunita di tempo Q = energia (= massa!!) nell'unità di superficie e nellunita di tempo I,, H, IS = valori adimensionali (percentuali, range 0-1) Produttività potenziale ponendo Q= 100 per I=1 (tutta la radiazione Q è intercettata dalla coltura), per =1 (tutta la radiazione intercettata è trasformata in energia chimica) per H=1 (tutta lenergia chimica è traslocata nelle parti raccolte della coltura) per IS=0 (assenza totale di stress: idrico minerale, competizione, patogeni...) Y = 100 Produttività effettiva (valore medio stimato) ponendo Q= 100 per I= (in alcune fasi la maggior parte delle colture riescono ad interecttare fino al % della Q, difficilmente possono mantenere una simile intercettazione per tutto il ciclo biologico), per = (la fotosintesi è un processo fortemente dissipativo) per H= (nonostante i progressi del miglioramento genetico, si ritiene comunemente che non sia possibile ottenere valori H >0.6) per IS=0.20 (nonostante tutti i progressi della tecnica agronmica, non è pensabile eliminare comletamnete ogni forma di stress per la coltura) Y = (specie spontanee Y=0.1) - questo esempio è chiaramente estremo - per svariati motivi, vedremo che la produttività potenziale in realtà per le diverse colture erbacee deve essere stimata su valori molto più bassi Alcune considerazioni: anni di miglioramento genetico e di affinamento delle tecniche agronomiche di coltivazione hanno portato ad un incremento dellefficienza complessiva del processo produttivo di circa 10 volte - anche se può sembrare un dato scoraggiante, deve essere visto in termini fortemente positivi


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