Fenologia della vegetazione

La fenologia è la scienza che si occupa della classificazione e registrazione degli eventi rilevanti nello sviluppo degli organismi, in particolare di quelli pecilotermi, cioè incapaci di regolare la propria temperatura in modo indipendente da quella ambientale, come ad esempio le piante e gli insetti. La fenologia vegetale in particolare si occupa della definizione delle fasi di sviluppo (o fasi fenologiche) delle piante in particolari scale fenologiche e della registrazione delle date in cui esse si verificano nei diversi ambienti. Se le piante oggetto di osservazione sono coltivate siamo nel campo della fenologia agraria o agrofenologia.

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la fase fenologica è uno stadio specifico del ciclo vitale di un organismo vivente identificato da uno status morfologico, fisiologico, funzionale e comportamentale indotto dalla mutazione stagionale delle condizioni ambientali, in particolare quelle climatiche. Il concetto di fase fenologica è l'oggetto di studio centrale della fenologia nell'ambito di tutti i settori delle scienze naturali fondamentali e applicate che mettono in relazione il ciclo ontogenetico degli organismi con il ciclo stagionale. In particolare, il concetto trova ampio riscontro nell'ambito dell'ecologia, della botanica, dell'etologia e dell'agronomia e, in ambito tecnologico, nel settore dell'agricoltura, della selvicoltura, del giardinaggio, della fitoiatria.

A prescindere dalle interazioni che intercorrono fra ogni specie vivente e le mutazioni ambientali stagionali, il concetto di fase fenologica si applica in particolare agli organismi pecilotermi, in quanto la variazione della temperatura è il fattore climatico di maggiore rilevanza nell'interdipendenza fra ciclo ontogenetico e ciclo stagionale nelle regioni temperate e subartiche. In molti organismi esiste anche una risposta alla variazione stagionale del fotoperiodo, tuttavia lo studio del fotoperiodismo degli organismi è generalmente svincolato dal concetto di fase fenologica. L'agricoltura, sotto l'aspetto sociologico e tecnologico, e l'agronomia, sotto l'aspetto scientifico, sono gli ambiti applicativi dove il concetto di fase fenologica trova maggior riscontro.

Da un punto di vista tecnico e scientifico, l'identificazione di una fase fenologica è di particolare importanza in quanto ad essa si associano particolari esigenze fisiologiche (es. nutrizione idrica e minerale, induzione antogena). La fisiologia del vegetale ha una complessa base ormonale e nutrizionale sulla quale incidono fattori endogeni, di natura genetica, ed esogeni di natura ambientale. Fra questi hanno un ruolo primario i fattori climatici, in particolare la temperatura e, in misura minore e in casi specifici, il fotoperiodo, i fattori pedologici, i fattori biologici di tipo relazionale (ad esempio l'induzione di processi fisiologici indotta da parassiti specifici). Il fattore antropico, rappresentato dalla tecnica colturale, interviene più o meno direttamente sui fattori endogeni e, in misura più evidente, sull'interdipendenza tra fisiologia vegetale e ambiente esterno, regolando la risposta fisiologica e funzionale della pianta agli stimoli ambientali (Fenner, 1998).

Ogni specie vegetale è caratterizzato da una propria fenologia che può evidenziarne le specificità, tuttavia possono essere individuate delle fasi fenologiche generiche per gruppi omogenei secondo vari criteri.

Per comprendere appieno la struttura di un profilo fenologico portiamo l’esempio delle fasi fenologiche caratteristiche dei cereali autunno-vernini (frumento, orzo, avena, segale, triticale); sono piante erbacee annuali il cui ciclo fenologico si inquadra nell'ambito di un'annata agraria che intercorre, nelle basse e medie latitudini, dall'autunno all'inizio dell'estate. A latitudini più alte il ciclo inizia più precocemente, a inizio autunno, e si conclude in piena estate, con un prolungamento della stasi vegetativa invernale, ma dove le condizioni ambientali diventano proibitive a causa degli inverni rigidi, il ciclo diventa primaverile estivo, con semina a fine inverno e raccolta in piena estate. Queste sono le fasi fenologiche:

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 Germinazione - Consiste nell'attivazione dei processi fisiologici che portano all'accrescimento della plantula e alla fuoriuscita della radichetta embrionale e dell'ipocotile. Questa fase è influenzata prevalentemente dallo stato di umidità del terreno, dal quale dipende l'umettamento della cariosside e l'imbibizione. Le esigenze termiche sono modeste in quanto questi cereali germinano anche a basse temperature, purché superiori a 0 °C.

 Emergenza - È la fase successiva alla germinazione e consiste nella fuoriuscita del coleoptile dal terreno.

 Accestimento - È la fase fondamentale dello stadio foglioso dei cereali autunno- vernini e si verifica nel periodo invernale durante l'apparente stasi vegetativa della coltura. Un accestimento di modesta entità può comportare una bassa resa in caso di semina rada, un eccessivo accestimento comporta invece una scalarità di maturazione. L'accestimento è influenzato dalla disponibilità di azoto, da cui dipende, in sostanza, il numero di spighe fertili per unità di superficie. Un buon stato nutrizionale in questa fase influisce inoltre sul numero di spighette per spiga. Durante lo stadio foglioso, le piante hanno modeste esigenze termiche e sono in grado di sopportare anche apprezzabili abbassamenti della temperatura. Le alte temperature sono incompatibili con l'accestimento.

 Levata - È la fase che prelude allo stadio riproduttivo e si verifica all'inizio della primavera, con il sopraggiungere di temperature più miti. Spigatura - Coincide con lo stadio riproduttivo e si verifica in piena primavera. A questo punto le esigenze termiche hanno un ruolo determinante e le piante sono sensibili agli abbassamenti termici, che possono influenzare negativamente l'impollinazione

 Riempimento della cariosside - Si svolge nella tarda primavera e consiste nell'accrescimento lineare delle cariossidi seguito dall'accrescimento ponderale per accumulo delle sostanze nutritive. Gravi effetti negativi hanno gli abbassamenti termici, che deprimono la fotosintesi, la siccità e la stretta. Nel corso di questa fase si svolge la lignificazione dei culmi e il progressivo disseccamento delle foglie a partire da quelle basali.

 Maturazione - Si svolge dalla fine della primavera fino al momento della raccolta, all'inizio dell'estate o, secondo la latitudine, in piena estate. In questa fase si ha il progressivo disseccamento dell'intera pianta e la perdita d'acqua dalla granella, con il caratteristico viraggio di colore dal verde al giallo.

L'epoca di raccolta dipende dal tipo di utilizzo del cereale:

 Affienamento - l'epoca ottimale si colloca in corrispondenza della spigatura, fase in cui si raggiunge il miglior rapporto tra qualità e quantità di biomassa. Una raccolta più

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precoce penalizza la quantità a causa della scarsa resa in biomassa, una raccolta più tardiva penalizza la qualità del fieno a causa dell'eccessiva lignificazione dei culmi e della traslocazione delle sostanze nutritive verso le spighe.

 Insilamento - l'epoca ottimale si colloca in corrispondenza della maturazione cerosa, fase in cui si raggiunge la maggiore resa in unità foraggere.

 Granella - l'epoca ottimale si colloca in corrispondenza della maturazione di morte. Una raccolta più precoce, in corrispondenza della maturazione fisiologica, incide negativamente sulla conservabilità della granella a causa dell'umidità elevata.

Naturalmente non tutte le coltivazioni presentano un ciclo fenologico suddivisibile nello stesso numero e nella stessa tipologia di fasi. Tuttavia, come vedremo in seguito, non è comunque possibile estrarre o ricostruire, dal solo dato satellitare, un profilo fenologico ad un tale livello di dettaglio; sarà invece possibile descrivere i profili di crescita, maturazione e senescenza e, soprattutto, sarà possibili localizzarli temporalmente all’interno della stagione in analisi.