SEMINE ANTICIPATE : diagnosi dei danni da ritorno di freddo e ristagno su mais
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La scelta della data di semina è cruciale per massimizzare le potenzialità produttive del mais. Spesso questa scelta è prevalentemente legata a condizioni di temperatura e umidità del suolo, oltre alla quantità di superficie da seminare. Storicamente, la data di semina si è gradualmente anticipata, da un lato per il cambiamento delle condizioni meteorologiche che sono più favorevoli, dall’altra per l’innovazione genetica che ha introdotto ibridi a maggiore tolleranza agli stress, ed inoltre per la consapevolezza che ritardi di semine possono incidere negativamente sulle performance produttive. Le semine anticipate sono soggette a maggiori rischi di incorrere in temperature fredde e avverse condizioni meteorologiche, spesso più frequenti nelle fasi di inizio primavera.
Il mais è una coltura che predilige la stagione di crescita calda e umida, tipica delle zone tropicali di cui è originaria. Non è quindi una sorpresa che sia suscettibile a stress in condizioni di semine anticipate e con suoli freddi. Quando il mais è seminato molto presto in condizioni di temperatura inferiori a 10°C, è possibile che il seme rimanga nel suolo per tre o quattro settimane prima di emergere. La lunghezza di questo periodo è dipendente dalla temperatura del suolo e dalla capacità di trattenere acqua. Durante questo periodo di tempo, il mais può subire una serie di stress, inclusi danni da erbicidi residuali di pre-emergenza, danni da insetti e pressione di patogeni. Altri problemi possono essere associati alle caratteristiche fisiche del letto di semina, inclusa la crosta, ristagni idrici o suoli saturi d’acqua.
In questo approfondimento discuteremo l’effetto dei terreni freddi e acqua sulla germinazione e l’emergenza del mais, inclusa la diagnostica sulle plantule danneggiate da sintomi causati da temperature stressanti e ristagno.
EFFETTO DEL TERRENO FREDDO E DELL’ACQUA
Letti di semina di inizio primavera sono ambienti molto sfidanti per il seme di mais. Anche se il seme secco può essere conservato per molti anni a temperature di – 30°C o anche meno, il mais seminato molto presto è a rischio di danni da freddo o persino di morte una volta che il seme si è imbibito di acqua. La semina anticipata spesso espone il seme ad un’idratazione con acqua fredda, la quale può causare direttamente danni fisiologici.
In aggiunta, prolungate esposizioni a basse temperature riducono il metabolismo e il vigore del seme e della plantula aumentando la sensibilità ad erbicidi e a patologie del germoglio causando danni ossidativi dovuti alla liberazione di radicali liberi nelle cellule. I radicali liberi sono instabili e danneggiano cellule e organi provocando danni simili a quelli che si hanno in cellule animali durante l’invecchiamento o l’esposizione al sole. Quando il seme secco si imbibisce con acqua fredda dovuta a pioggia o a scioglimento della neve, si possono generare delle lesioni . Le membrane cellulari del seme mancano di elasticità a basse temperature, ed in queste condizioni il processo di idratazione può generare la rottura della membrana. Il contenuto delle cellule che defluisce da queste rotture diventa fonte di cibo per i patogeni. L’acqua fredda può analogamente impattare sulla struttura fisica della plantula in emergenza. I risultati della sperimentazione Pioneer negli Stati Uniti mostrano che temperature al di sotto di 10°C possono deprimere i processi di germinazione ed emergenza specialmente se queste persistono dopo la semina (Tabella 1).
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Tabella 1. Data di semina, temperature media del suolo nella settimana dopo la semina, precipitazione; cumulata nella settimana dopo la semina, giorni necessari per emergere, ed investimento finale osservati nello studio di Pioneer- Corteva in parcelle della ricerca 2018.
*I valori riflettono la media di più ibridi seminati nella stessa località
** località caratterizzata da forte stress per germinazione ed emergenza
Gli studi condotti in parcelle sperimentali da Pioneer-Corteva nel 2018, dimostrano che i giorni necessari per l’emergenza del mais, e la percentuale di investimento finale, sono dipendenti dalla temperatura media e dalle precipitazioni che si verificano nella settimana successiva alla semina. Considerando le tre località di prova con temperatura media del suolo inferiore ai 10°C e con più di 25.4 mm di pioggia cumulata nella settimana dopo la semina è possibile misurare un più lungo periodo d’emergenza e un inferiore investimento finale rispetto a località in cui la temperatura del suolo è stata superiore ai 10°C e con meno pioggia. Questi dati mostrano come freddo e terreno umido dopo la pioggia possono portare a conseguenze serie sull’investimento finale.Inoltre, il grado di danni varia in relazione al tipo di suolo ed è generalmente maggiore in terreni pesanti e con scarso drenaggio.
EFFETTO DEL RISTAGNO SULL’EMERGENZA
La sommersione può avere un effetto devastante sull’emergenza delle plantule e sulla loro sopravvivenza in suoli freddi. La maggior parte degli ibridi può sopravvivere solo 24 - 48 ore sott’acqua, le plantule meno sviluppate sono le più sensibili a questo fenomeno. I ristagni causano degli squilibrii sui processi biochimici della colturaI danni ai mitocondri sono la causa del rilascio di radicali liberi i quali danneggiano le membrane cellulari. Il ristagno causa scarsità di ossigeno e questo forza il metabolismo della pianta verso processi di fermentazione anaerobica determinando uno stato di acidosi (abbassamento di pH) capace di uccidere le cellule. Un ristagno non eccessivo può determinare solo la riduzione del metabolismo della pianta rendendola comunque più sensibile agli stress biotici ed abiotici .
DIAGNOSI DI SCARSA EMERGENZA
Una attenta verifica del danno al germoglio può dare spiegazioni in merito alle cause di problemi di emergenza in condizioni di semina anticipata con anormali situazioni di ritorno di freddo. Nella tabella 2 si riportano i principali sintomi e le più probabili cause dei danni osservati durante le prime fasi di sviluppo. Le Figure 1-5 mostrano immagini diagnostiche di danno da assorbimento di acqua fredda e ristagno in plantule di mais durante la germinazione e l’emergenza.
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Tabella 2. Plantule con sintomi e loro cause correlate
Immagini
Foto 1: coleptile saldato o fessurato lateralmente dovuto a danni da freddo.
Foto 2: plantula con tessuti necrotici dovuti a ristagno idrico.
Foto 3: plantula che mostra sia coleoptile fessurato lateralmente sia marciumi radicali dovuti a danni da freddo e da ristagno.
Foto 4: mesocotile coleoptile spiralato. Può essere causato da terreni freddi, da forti sbalzi termici o da crosta.
Foto 5: imbibizione con acqua fredda e danno da freddo. Colepotile a forma di clava e foglie fuoriuscite nel terreno