Variazioni diurne della temperatura Parametro che fornisce indicazioni sullo stato termico di un corpo Variazioni diurne della temperatura Escursione termica Max Min -Si esprime normalmente in gradi Centigradi secondo la scala proposta da Anders Celsius. Da non confondere con Il Calore parametro quantitativo che esprime l’ENERGIA TERMICA posseduta da un corpo o trasmessa da un corpo all’altro e si misura in calorie (1 caloria= quantità di calore per richiesta da 1 g di acqua per passare da 14,5 a 15,5 °C). -Determinate dalla rotazione della terra intorno al proprio asse. Descrizione andamento BONCIARELLI PAG. 26. Oltre alla media (che può essere calcolata in differenti modi) occorre considerare la minima e massima e l’escursione termica.

VARIAZIONI STAGIONALI DELLA TEMPERATURA Escursione termica annuale G F M A L S O N D temperatura °C -5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Periodo agelo Condizionano l’attività agricola -Anche relativamente alle fluttuazioni stagionali di temperatura occorre cercare di acquisire quante più informazioni possibili in quanto, come vedremo, da esse di pende anche se una specie può essere coltivata in un determinato ambiente e il periodo in cui coltivarla. Di queste è importante conoscere: -Differenza tra le temperature medie del mese più caldo e di quello più freddo. È minima all’equatore, è forte alle latitudini medio-alte BONCIARELLI PAG. 26. -Intervallo tra l’ultima gelata primaverile e la prima autunnale. Più ridotto è il periodo agelo maggiormente limitato è il numero di colture proponibili. Con un periodo agelo inferiore a 90 giorni è difficilmente proponibile qualsiasi attività agricola. -Temperature invernali troppo rigide comportano la necessità di coltivare specie primaverili estive. -Periodo agelo ridotto comporta l’adozione di specie a ciclo molto breve -Temperature minime elevate impongono l’esclusione di specie criofile BONCIARELLI PAG. 27. gelata tardiva gelata precoce G F M A L S O N D Andamento delle temperature medie, media delle massime e media delle minime a Reggio Calabria (media 1936-2006). I cerchi indicano le temperature massime e minime assolute registrare nel cinquantennio.

TEMPERATURA DEL TERRENO -E’ indispensabile che il terreno raggiunga determinati livelli termici affinché attività biologiche come la germinazione dei semi, sviluppo e assorbimento radicale, attività microbica, reazione enzimatiche possano avvenire. - In genere la conducibilità termica del terreno è molto bassa, conseguenza di ciò è che le variazioni diurne di temperatura non sono avvertibili oltre i 25-30 cm, quelle stagionali oltre i 6 m di profondità. -

Componenti del terreno e contenuto di umidità FATTORI CHE INFLUENZANO LO STATO TERMICO DEL TERRENO Componenti del terreno e contenuto di umidità Colore Copertura vegetale -I fattori del clima sono già stati esaminati trattando il clima. Richiamare l’attenzione sull’altitudine: ogni 100 m la temperatura diminuisce in media di 0.5-0.6 °C. . I diversi costituenti del terreno hanno proprietà termiche diverse, cioè un diverso calore specifico (quantità di energia necessaria per innalzare di 1 °C 1 g di una sostanza) ovvero le sostanze si riscaldano in misura diversa a parità di energia ricevuta. -L’acqua presenta un calore specifico superiore a tutti gli altri componenti per cui per riscaldare un terreno umido occorre molta più energia rispetto ad un terreno asciutto L’aria è un pessimo conduttore di calore, pertanto i terreni ricchi di aria (T. torbosi) si riscaldano solo in superficie ma non in profondità. -Colore -La copertura vegetale può essere considerata un manto isolante che ostacola l’irradiazione solare e riduce le perdite per irraggiamento notturno, riducendo in tal modo l’escursione termica rispetto ad un terreno nudo. Calore specifico ( cal g-1) Costituenti cal g-1 Aria 0.25 Limo 0.21 Acqua 1.00 Argilla 0.22 Sabbia 0.19 Humus 0.47

Inclinazione ed esposizione FATTORI CHE INFLUENZANO LO STATO TERMICO DEL TERRENO Inclinazione ed esposizione L’effetto topografico o di pendice è dovuto al fatto che una superficie normale ai raggi del sole riceve, nell’unità di tempo e per unità di superficie, più energia di una superficie formante un angolo acuto o ottuso con la radiazione incidente. Spiegazione GHISLENI PAG.12. Energia ricevuta (cal cm-2 d-1) da un terreno in funzione dell’inclinazione e dell’esposizione (Reggio Calabria – mese di novembre) Superficie orizzontale Pendenza di 30° Sud Est Ovest Nord 144 185 132 130 72

EFFETTI DELLA TEMPERATURA DELL’ARIA E DEL TERRENO Influenza su tutti i processi fisici, chimici e fisico-chimici t. critica max germinazione assorbimento radicale respirazione traslocazione, ecc. Intensità delle funzioni vegetali t. cardinale max t. ottimale Dalla temperatura dipendono tutti i processi chimici, fisici e chimico-fisici che avvengono nel terreno e nella piante. Per questo motivo determina direttamente l’intensità con cui avvengono le varie funzioni vegetali e microbiche. Viscosità dei liquidi, solubilità dei soluti, permeabilità cellulare, velocità di reazione, stabilità dei sistemi enzimatici. Germinazione, assorbimento radicale, respirazione, traslocazione, ecc. Umificazione, ammonizzazione, nitrificazione, azotofissazione, ecc. Per ogni specie o cultivar, per ogni funzione fisiologica, per ogni fase del ciclo vitale della pianta esistono dei LIMITI CARDINALI DI TEMPERATURA. I limiti cardinali non vanno considerati solo per la coltura ma anche per altri fattori che possono influenzarla come l’attività dei microrganismi nel terreno. t. cardinale min Umificazione Ammonizzazione Nitrificazione Azotofissazione ecc. Intensità dell’at- tività tellurica t. critica min temperatura (°C) 5 10 15 20 25 semina-emergenza (d) 30 40 50 Durata delle fasi di sviluppo

VARIABILITÀ DEI LIMITI CARDINALI DI TEMPERATURA Specie e varietà Microterme Distinzione tra specie MICRO E MACROTERME Macroterme

VARIABILITÀ DEI LIMITI CARDINALI DI TEMPERATURA Funzione svolta dalla pianta Termoperiodismo Specie Temperatura ottimale (°C) Notte Giorno Pomodoro 15-18 22-26 Cetriolo 18-20 24-28 Melone 18-21 24-30 Fagiolo 16-18 Peperone 13-16 22-28 Melanzana Lattuga 10-15 15-20 Fragola 10-13 18-22 Garofano 10-12 Rosa 14-16 20-25 Gerbera 13-15 20-24 Crisantemo Tulipano 12-18 22-25 Iris 8-15 Le temperature ottimali della nictofase variano secondo la specie e lo stadio di sviluppo. Il pomodoro ad esempio produce abbondantemente se durante la fase di fruttificazione le temperature notturne si mantengono sui 15-18 °C. Qunado queste scendono sotto i 10 °C o sono superiori a 20 °C la pianta rallenta la crescita e la traslocazione degli elaborati stenta. Da queste osservazioni è nato il concetto di TERMOPERIODISMO. Temperature notturne ottimali per il pomodoro ed il peperone

VARIABILITÀ DEI LIMITI CARDINALI DI TEMPERATURA Esigenze termiche del frumento duro nelle varie fasi di sviluppo Fase di sviluppo Specie °C avena 1-2 Orzo barbabietola 4-5 Patata (germogl.) 8-10 canapa 1-3 Peperone 11-12 carota Pisello 2-4 cavolo Pomodoro 6-7 cocomero 12-13 Riso cotone 12-14 Segale 0-1 fagiolo 10-12 Senape fava Sorgo 9-10 frumento Sulla 5 girasole 8-9 Tabacco 13-14 lino Trifoglio bianco lupinella 3 Trifoglio incarnato 1 lupino giallo 3-4 Trifoglio pratense mais Veccia medica 2 Zucca 14 Una fase veramente importante è la germinazione dei semi: occorre conoscere per ogni specie la temperatura ottimale e quella cardinale minima. La prima ci indica la condizione da creare in laboratorio per eseguire le prove di germinabilità. La seconda ci consente di stabilire quand’è il momento di affidare il seme al terreno.

TEMPERATURA E COMPORTAMENTO DELLE PIANTE Vernalizzazione Hyoscyamus niger Fotoperiodo Lungo Breve Vernalizzata vernalizzata non autunno inverno primavera-estate Fenomeno fisiologico di induzione florigena esercitato sulle piante (dette criofile) dalle basse temperature. E’ un eccellente meccanismo di adattamento delle piante nei climi con stagione fredda. In tal modo non possono salire a fiore anche se le temperature prima dell’inverno sono miti. Se abbinata al fotoperiodismo costituisce un doppio meccanismo di sicurezza perche le piante fioriscano solo nella stagione ad esse propizia. Distinzione tra SPECIE ALTERNATIVE E NON ALTERNATIVE.

TEMPERATURA E COMPORTAMENTO DELLE PIANTE Jarovizzazione Inumidimento del seme per 10-24 ore a 15-18 °C Mantenimento per 15-60 giorni a 1-5 °C L’induzione a fiore può verificarsi in qualsiasi momento: questo fatto è stato sfruttato con la tecnica della JAROVIZZAZIONE. Da Jar (divinità della primavera nella mitologia slava). Pretrattamento del seme con basse tempearture al fine di indurre la vernalizzazione. VERNALIZZAZIONE DELLE CARIOSSIDI DI CEREALI: Inumidimento del seme per 10-24 ore a 15-18 °C.- Mantenimento per 15-60 giorni a 1-5 °C. LANDI PAG:82. (Descrizione trattamento seme di barbabietola. In molti casi i semi germinano solo dopo un periodo di postmaturazione di 2-3 mesi.Questo fenomeno detto DORMIENZA è un meccanismo di adattamento per evitare, ad esempio, che le cariossidi di frumento germinino sulla spiga dopo una pioggia. Può essere rimosso sottoponendo i semi a 4-5 °C per 1 – 2 giorni. Dormienza dei semi Può essere rimossa sottoponendo i semi a 4-5 °C per 1 – 2 giorni.

TEMPERATURA E COMPORTAMENTO DELLE PIANTE Devernalizzazione Le piante vernalizzate possono essere devernalizzate se sottoposte ad alte temperature. ES. i piccoli bulbi di cipolla vengono raccolti a fine estate e frigoconservati per essere trapiantati la primavera successiva affinché si ingrossino. Avendo subito la vernalizzazione emetterebbero gli scapi fiorali se non venissero riportati allo stato vegetativo sottoponendoli per tre settimane a 27 °C. Bulbi frigoconservati riportati allo stato vegetativo sottoponendoli per tre settimane a 27 °C

MISURA DELLA TEMPERATURA T. dell’aria termometri a dilatazione “ “ di minima e massima termografi T. del terreno geotermografi a sonda T. del manto vegetale termometri a raggi infrarossi

TEMPERATURE CRITICHE Temperature elevate squilibrio tra fotosintesi e respirazione coagulazione del protoplasma ustioni ai vari organi della pianta stretta da caldo L’eccesso di temperatura favorisce i fenomeni catabolici dovuti al fenomeno di FOTORESPIRAZIONE. Questa è una forma di demolizione delle sostanze idrocarbonate che segue un meccanismo metabolico diverso dalla normale respirazione al buio ma che, all’aumentare della temperatura determina, rispetto a quest’ultima, una demolizione di carboidrati nettamente superiore. (Passando da 25 a 35 °C il livello di demolizione dovuto alla respirazione raddoppia mentre quello dovuto alla fotorespirazione aumenta di 8 volte. Spesso alle elevate temperature si accompagnano fenomeni di carenza idrica. Questo determina disidratazione della pianta. Quest’ultimo fenomeno può verificarsi però anche in buone condizioni di dotazione idrica del suolo ma solo perché a temperature molto elevate le richieste evapotraspirative non riescono ad essere soddisfatte dal ritmo di assorbimento radicale. IL PROTOPLASMA DI UNA CELLULA COAGULA QUANDO VENGONO RAGGIUNTE TEMPERATURE COMPRESE TRA 54 E 55 °C. È anche vero che spesso le piante riescono a sopravvivere alle suddette temperatura grazie a meccanismi di difesa messi in atto. (Corteccia suberificata, ampia superficie traspirante, ecc.). Negli alberi a corteccia sottile si assiste all’uccisione del cambio. Ustioni ai frutti. Ustioni al colletto per eccessivo riscaldamento del terreno. When temperatures are greater than 85-88oF lycopene is not produced.

TEMPERATURE CRITICHE Basse temperature congelamento dell’acqua dei tessuti lacerazione dei tessuti coagulazione del protoplasma precipitazione delle proteine sollevamento del terreno La prima a congelare è l’acqua presente negli spazi intercellulari con formazioni di aghi di ghiaccio che lacerano le pareti cellulari. A questa segue la coagulazione del protoplasma e la precipitazione delle proteine citoplasmatiche.

TEMPERATURE CRITICHE Tipi di gelate per convezione per irraggiamento Le gelate più dannose sono quelle precoci (autunnali) o tardive (primaverili) in quanto sovraggiungono quando ancora le piante sono in vegetazione (le prime) o sono in attività vegetativa (le seconde).

TEMPERATURE CRITICHE Difesa dalle gelate concimazione equilibrata Mezzi indiretti G F M A L S O N D gelata tardiva gelata precoce concimazione equilibrata scelta di specie e varietà adatte BRINATE PRECOCI: varietà che maturino prima del sopraggiungere della brinata. (cardi, Finocchi, insalate, ecc.). BRINATE TARDIVE: Varietà caratterizzate da ripresa vegetativa tardiva: fruttiferi a germogliazione ritardata, frumento che passi tardivamente dallo stadio di accestimento a quello di levata. Mezzi diretti mezzi schermanti gelate per irraggiamento mezzi dinamici gelate per irraggiamento mezzi termici tutti i tipi di gelata

TEMPERATURE CRITICHE Mezzi schermanti formazione di uno strato di fumo opaco ai raggi infrarossi ottenuto mediante: Bruciatura di materiale aziendale Candelotti fumogeni Si basano sulla formazione di uno starto opaco ai raggi infrarossi emessi dal terreno e si effettuano con l’impiego di fumate ottenute mediante: BRUCIATURA DI MATERIALE AZIENDALE (es. paglia inumidita); mediante appositi CANDELOTTI FUMOGENI esistenti in commercio; con dei TURBOMISCELATORI che miscelano sostanze chimiche con formazione di microcristalli che formano una nebbia chimica (ES: Anidride solforosa+ammoniaca=bisolfito di ammonio). Hanno efficacia per gelate di pochi gradi sotto lo 0 (-2,-3 °C). Turbomiscelatori di sostanze chimiche Anidride solforosa + ammoniaca microcristalli di bisolfito di ammonio Efficaci con gelate per irraggiamento di -2,-3 °C

TEMPERATURE CRITICHE Mezzi dinamici Uso di ventilatori Rimescolamento dell’aria aspirata dagli strati superiori (più calda) e proiettata verso la coltura Si basano sul rimescolamento dell’aria. Su questo principio è basato il sistema di lotta con l’impiego di ventilatori. Questi sono costituiti da un traliccio, alto 9-11 metri , che porta un’elica azionata da un motore posto sullo stesso traliccio e costituita da due pale di grande diametro (3-5 metri)e con una velocità di rotazione di 600-800 giri al minuto, che proiettano un cono d’aria verso il basso. Essi coprono un’area da 2 a 5 ettari. Utilizzabile solo in zone di pianura o leggermente declive Efficaci con gelate per irraggiamento di -5,-6 °C).

TEMPERATURE CRITICHE

TEMPERATURE CRITICHE Mezzi termici Uso di bruciatori Riscaldamento diretto dell’aria Poco efficaci e solo con gelate per irraggiamento Notevole perdita di calore per irraggiamento Maggiore efficacia se abbinato ad uno dei mezzi di difesa precedenti

Irrigazione antibrina TEMPERATURE CRITICHE Mezzi termici Irrigazione antibrina Utilizza il calore di solidificazione dell’acqua Efficace con tutti i tipi di gelate Portata degli ugelli 1 -2 mm h-1 Ogni grammo di acqua, congelando, libera circa 80 cal.

Irrigazione antibrina soprachima TEMPERATURE CRITICHE Mezzi termici Irrigazione antibrina soprachima

Irrigazione antibrina sottochioma TEMPERATURE CRITICHE Mezzi termici Irrigazione antibrina sottochioma ALTERNATIVA Irrigazione sottochioma Questo tipo di difesa è il più indicato qualora ci si trovi in condizioni di gelate per irraggiamento. Tipica delle pianure, può essere abbondantemente trovata, ad esempio, in Romagna dove la quasi totalità dei pescheti vengono dotati di questa tipologia di impianto. Inoltre sono quasi sempre utilizzati negli impianti di actinidia, specie che mal si adatta agli impianti soprachioma, dove il peso del ghiaccio porta a numerose rotture. A differenza degli impianti soprachioma l'acqua viene distribuita al terreno. In questo caso l'acqua congelando cede calore latente che "compensa" la perdita di calore del terreno per irraggiamento. Inoltre la formazione di uno strato di ghiaccio crea una barriera termica isolante. Affinché questi 2 effetti esplichino la massima efficienza è necessario che il terreno sia inerbito in modo da aumentare la superficie sulla quale il ghiaccio si va a formare. Maggiore è la copertura vegetale al terreno, maggiore è la capacità protettiva dell'impianto. La presenza di eventuali residui di potatura è da considerarsi positiva.

SOMME TERMICHE Somma delle temperature medie giornaliere, ridotte di una temperatura minima di base, che la pianta deve accumulare per raggiungere la maturazione o un determinato stadio biologico Metodo NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) Dalla figura si può rilevare l’estrema variabilità del ciclo di varietà di mais appartenenti a classi di diversa precocità rilevata in un ventennio di ricerche condotte nella pianura bolognese. Nella figura viene riportata la durata del ciclo riferita all’annata più calda e a quella più fredda del ventennio. Campi di variazione del ciclo colturale di ibridi di mais appartenenti a classi di maturità differenti registrate nel ventennio 1971-1990 nella pianura Bolognese

Temperature registrate a Gambarie in alcuni giorni di giugno SOMME TERMICHE Temperature registrate a Gambarie in alcuni giorni di giugno Data 15.6 16.6 17.6 18.6 19.6 20.6 Min 11.2 11.6 12.0 11.0 11.5 11.8 Max 18.9 18.7 18.0 19.7 20.0 20.5 Temperatura di base per il mais 10°C GDD growing degree days = + ) -10 2 8 . 11 5 20 ( 7 19 12 18 6 9 32,45 GDD

SOMME TERMICHE Sotto l’aspetto applicativo, il concetto di somma termica si propone di raggiungere obiettivi assai interessanti come, ad esempio, la programmazione delle epoche di semina e di raccolta in un determinato ambiente climatico. In proposito basti ricordare i risultati conseguiti dalle industrie conserviere che, utilizzando cv di pisello a diversa somma termica e scegliendo opportunamente le epoche di semina, riescono ad ottenere una scalarità di maturazione che risulta molto utile del prolungamento della campagna di lavorazione del prodotto. Per il mais e la soia, la conoscenza della somma termica delle varie cv o ibridi permette di stabilire se esse possono o meno compiere il loro ciclo i un determinato ambiente climatico e con una definita disponibilità di tempo utile. Gradi utili di temperatura rilevati dalla semina alla maturazione in ibridi di mais appartenenti a classi di precocità diverse

SOMME TERMICHE Sotto il profilo pratico, con le somme termiche sono stati raggiunti obiettivi interessanti per le industrie conserviere. Ad esempio, la programmazione delle epoche di semina e di raccolta in un determinato ambiente climatico. Utilizzando cv di pisello a diversa somma termica e scegliendo opportunamente le epoche di semina, si riesce ad ottenere una scalarità di maturazione che risulta molto utile per ampliare il calendario di lavorazione del prodotto. Sotto l’aspetto applicativo, il concetto di somma termica si propone di raggiungere obiettivi assai interessanti come, ad esempio, la programmazione delle epoche di semina e di raccolta in un determinato ambiente climatico. In proposito basti ricordare i risultati conseguiti dalle industrie conserviere che, utilizzando cv di pisello a diversa somma termica e scegliendo opportunamente le epoche di semina, riescono ad ottenere una scalarità di maturazione che risulta molto utile del prolungamento della campagna di lavorazione del prodotto. Per il mais e la soia, la conoscenza della somma termica delle varie cv o ibridi permette di stabilire se esse possono o meno compiere il loro ciclo i un determinato ambiente climatico e con una definita disponibilità di tempo utile. Per il girasole e la soia, la conoscenza della somma termica delle varie cv o ibridi permette di stabilire se esse possono o meno compiere il loro ciclo i un determinato ambiente climatico in funzione del decorso termico.