Famiglia Graminaceae ((oo PoaceaePoaceae)) Poaceae) … · es. grano duro ‘Creso’, con buona...
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Prof. Guido Baldoni
Cereali microtermiCereali microtermi
GranoGrano
GRANO o FRUMENTO
Famiglia Graminaceae (o Poaceae)
Genere Triticum
GRANO o FRUMENTOGRANO o FRUMENTO
FamigliaFamiglia GraminaceaeGraminaceae ((oo PoaceaePoaceae))
GenereGenere TriticumTriticum
Prof. Guido Baldoni
FrumentoFrumento
Situazione mondialeSituazione mondiale3 3 1 3
0
50
100
150
200
250
2001 2002 2003 2004
mili
oni t
USAUcrainaRussiaAustraliaCanadaIndiaEU(25)CinaAltri
3 3 1 3
0
50
100
150
200
250
2001 2002 2003 2004
mili
oni t
USAUcrainaRussiaAustraliaCanadaIndiaEU(25)CinaAltri
Stock finali 142 milioni tStock finali 142 milioni tStock finali 142 milioni tDeficit fame nel mondo ma elevate scorte
Prod. 627 milioni t Scambi comm. 105 milioni tProduttori % Import % Export %
EU (25) 21 Cina 8 USA 26Cina 15 Egitto 7 Australia 16India 12 Giappone 5 Canada 15USA 9 Brasile 5 EU (25) 14
Deficit Deficit fame nel mondo fame nel mondo mama elevate scorteelevate scorte
ProdProd. 627 milioni t. 627 milioni t Scambi comm. 105 milioni tScambi comm. 105 milioni tProduttoriProduttori %% ImportImport %% ExportExport %%
EU (25)EU (25) 2121 CinaCina 88 USAUSA 2626CinaCina 1515 EgittoEgitto 77 AustraliaAustralia 1616IndiaIndia 1212 GiapponeGiappone 55 CanadaCanada 1515USAUSA 99 BrasileBrasile 55 EU (25)EU (25) 1414
Superficiemondiale afumento216 milioni ha
SSuperficieuperficiemondiale amondiale afumentofumento216 milioni ha216 milioni ha
200420042004
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FrumentoFrumento
Situazione europeaSituazione europea
Francia31%
Germania20%
UK13%
Polonia7%
Italia5%
Spagna4%
Danimarca4%
Ungheria3%
Rep. Ceca3%
Altri10%
Francia31%
Germania20%
UK13%
Polonia7%
Italia5%
Spagna4%
Danimarca4%
Ungheria3%
Rep. Ceca3%
Altri10%
http://www.http://www.usdausda..govgov//wpswps//portalportal//usdahomeusdahome
Anno 2005
Produzione127,5 milioni t
Anno 2005Anno 2005
ProduzioneProduzione127,5 milioni t127,5 milioni t
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FrumentoFrumento
Situazione italianaSituazione italiana
Grano in Italia Anni 1910 1960 1998 2004
Superficie milioni ha 4,8 4,6 2,3 2,4Produzione milioni t 4,2 6,8 8,5 8,8Resa t/ha 0,88 1,49 3,64 3,73
Grano in ItaliaGrano in Italia AnniAnni 19101910 19601960 19981998 20042004
Superficie Superficie milioni hamilioni ha 4,84,8 4,64,6 2,32,3 2,42,4ProduzioneProduzione milioni tmilioni t 4,24,2 6,86,8 8,58,5 8,88,8ResaResa t/hat/ha 0,880,88 1,491,49 3,643,64 3,733,73
Azienda AgrariaRocca Priora
- ultimi 40 anni -
Incrementi di resa57 kg ha-1 anno-1
Azienda AgrariaAzienda AgrariaRocca PrioraRocca Priora
-- ultimi 40 anni ultimi 40 anni --
Incrementi di resaIncrementi di resa57 kg ha57 kg ha--11 annoanno--11
196019601960 197219721972 198419841984 199619961996 200820082008
222
444
666
888
101010
SpagnaSpagnaSpagna
ItaliaItaliaItalia
FranciaFranciaFrancia
Regno UnitoRegno UnitoRegno Unito
t/hat/hat/ha Rese medie di frumentoRese medie di frumentoRese medie di frumento
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FrumentoFrumentoSlagerenSlageren, M.W., M.W. vanvan. 1994.. 1994.
Wageningen Agricultural Wageningen Agricultural Univ. Univ. Papers Papers (7) 513 p(7) 513 p
Wageningen Wageningen UniversityGenere Genere TriticumTriticum University
SezSez. . MonococconMonococconDumortDumort..
DIPLOIDI n=7DIPLOIDI n=7
Aegilopsspeltoides
TauschBtBt
BB
T. uratuTum. ex Gandilyan
DD
T. zhukovskyiMenabde &Ericz.
AABtBtDD
T. monococcum L.
Einkorn FaraggineFaraggine
ssp. aegilopoides(Link) Thell.
SezSez. . DicoccoideaDicoccoidea FlaksbFlaksb..TETRAPLOIDI n=14TETRAPLOIDI n=14
AABtBt
T. timopheevii(Zhuk.) Zhuk.
ssp. turgidum L.
ssp. polonicum(L.) Thell.
ssp. durum(Desf.) Husn.
T. turgidum L.
AABB
Durum WheatGrano duroGrano duro
Emmer FarroFarrossp. dicocconSchrank ex Schüblerssp. carthlicum(Nevski) A.Löve & D. Löve
ssp. daleocolchicum(Menabde) A. Löve & D. Löve
ssp. turanicumA. Löve & D. Löve
ssp. dicoccoides(Körn ex Aschers.&Graebn.) Thell.
ssp. armeniacum(Jakubz.) MacKey
SezSez. . TriticumTriticum L. L. ESAPLOIDI n=21ESAPLOIDI n=21
AABBDD
T. aestivum L.
Common Wheat Grano teneroGrano tenero
Spelt Spelta
ssp. macha(Dekapr.&Menabde) MacKey
ssp. compactum(Host) MacKey
AegilopstauschiiCoss.
ssp. timopheevii (Z)Z
ssp. monococcum L.
Persian Wheat
KamutKamut
Polish Wheat
Pollard Wheat
Wild emmer
Club Wheat
Macha Wheat
Short Wheat
AA
ssp. vavilovi(Tum.) Jakobz.ssp. sphaerococcum(Percival) MacKey
Vavilov Wheat
Timopheevi WheatZhukovskyi Wheat
ssp. aestivum L.
ssp. spelta (L.) Thell.
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FrumentoFrumento
Tipi di frumentoTipi di frumento
G. duroG. duroG. duroFarroFarroFarroKamutKamutKamut
KamutTriticumdicoccoides
Farro
Triticum polonicum
Triticumturgicum
G. duroG. duro
TETRAPLOIDI n=14TETRAPLOIDI n=14TETRAPLOIDI n=14DIPLOIDI n=7DIPLOIDI n=7DIPLOIDI n=7
SpeltaSpeltaSpelta G. teneroG. teneroG. tenero
Triticum compactum
Spelta
Triticumspherococcum
G. teneroG. tenero
ESAPLOIDI n=21ESAPLOIDI n=21ESAPLOIDI n=21
Aegilops speltoides
Aegilopstauschii
Triticum aegilopiodes
FaraggineFaraggine
FaraggineFaraggineFaraggine
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FrumentoFrumento
Origine ed evoluzioneOrigine ed evoluzione
T. T. aestivumaestivumA. A. tauschiitauschii
T. T. monococcummonococcum
T. T. turgidumturgidum
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FrumentoFrumento
Diffusione regionaleDiffusione regionale
200420042004
Superficie a frumento in ItaliaSuperficie a frumento in ItaliaSuperficie a frumento in Italia
198119811981 198519851985 198919891989 199319931993 200120012001 200520052005
500500500
900900900
1.3001.3001.300
1.7001.7001.700
2.1002.1002.100
Mig
liaia
di e
ttari
Mig
liaia
di e
ttari
Mig
liaia
di e
ttari
Grano duroGrano duroGrano duro
Grano teneroGrano teneroGrano tenero
199519951995
Grano Superficie 582 mila haTenero Produzione 3,1 milioni t
Sup. Prod. Resa % % t/ha
Em. Romagna 30 34 5,80Piemonte 14 13 4,85Umbria 12 13 5,79Veneto 9 10 5,44Lombardia 9 11 5,79
GranoGrano Superficie Superficie 582 mila ha582 mila haTeneroTenero Produzione 3,1 milioniProduzione 3,1 milioni tt
SupSup. . ProdProd. . Resa Resa %% %% t/hat/ha
EmEm. Romagna. Romagna 3030 3434 5,805,80PiemontePiemonte 1414 1313 4,854,85UmbriaUmbria 1212 1313 5,795,79VenetoVeneto 99 1010 5,445,44LombardiaLombardia 99 1111 5,795,79
Grano Superficie 1.772 mila haDuro Produzione 5,6 milioni t
Sup. Prod. Resa % % t/ha
Puglia 24 23 2,99Sicilia 20 17 2,73Basilicata 11 10 2,69Toscana 9 11 3,62Marche 8 12 4,66
GranoGrano SuperficieSuperficie 1.772 mila ha1.772 mila haDuroDuro Produzione 5,6 milioniProduzione 5,6 milioni tt
SupSup. . ProdProd. . Resa Resa %% %% t/hat/ha
PugliaPuglia 2424 2323 2,992,99SiciliaSicilia 2020 1717 2,732,73BasilicataBasilicata 1111 1010 2,692,69ToscanaToscana 99 1111 3,623,62MarcheMarche 88 1212 4,664,66
Prodotto IGPFarro dellaGarfagnana (Lucca)(Triticum dicoccumSchrubier)
Prodotto IGPProdotto IGPFarro dellaFarro dellaGarfagnana Garfagnana (Lucca)(Lucca)((Triticum dicoccumTriticum dicoccumSchrubierSchrubier))
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FrumentoFrumento
Miglioramento geneticoMiglioramento genetico
CLEISTOGAMIACLEISTOGAMIA AUTOFECONDAZIONEAUTOFECONDAZIONE VARIETÀVARIETÀ
Italia ‘50-60Italia ‘50Italia ‘50--6060Frumento tenerox Akagomuki Taglia bassa e precocitàx Wihlelmina Fertilità spiga + resist. a rugginix Bezostaja 1 Resistenza al freddo
Frumento teneroFrumento teneroxx Akagomuki Akagomuki Taglia bassa e precocitàTaglia bassa e precocitàx x Wihlelmina Wihlelmina Fertilità spiga + Fertilità spiga + resistresist. a ruggini. a rugginix x Bezostaja Bezostaja 1 1 Resistenza al freddoResistenza al freddo
Frumento durox Norin 10 (grano tenero)
Resistenza allettamento, precocitàx cv. del CIMMYT (Messico)
Resa, precocità, resistenza siccità
Frumento duroFrumento durox x Norin Norin 10 (grano tenero)10 (grano tenero)
Resistenza allettamento, precocitàResistenza allettamento, precocitàxx cvcv. del . del CIMMYT (Messico)CIMMYT (Messico)
Resa, precocità,Resa, precocità, resistenza siccitàresistenza siccità
TodaroSelezione x "Razze elette”(es. Gentilrosso, Frassineto)
TodaroTodaroSelezione x "Razze elette”Selezione x "Razze elette”(es.(es. GentilrossoGentilrosso, , FrassinetoFrassineto))
StrampelliIncrocio + selezione su F2(es. Ardito, Mentana)
StrampelliStrampelliIncrocio + selezione su FIncrocio + selezione su F22(es. Ardito, Mentana)(es. Ardito, Mentana)
Una voltaUna voltaUna volta Ecotipi locali adattati all’ambiente ma poco “esportabili”Ecotipi Ecotipi locali adattati all’ambiente ma poco “esportabili”locali adattati all’ambiente ma poco “esportabili”
Italia 1920-40Italia 1920Italia 1920--4040
OggiOggiOggi
Metodo PedigreeIncrocio ( F1) poi autofecondazione e selezione x “fila spiga” (F2 F10)Mutagenesi es. grano duro ‘Creso’, con buona resistenza al freddoIbridi F1 poco diffusiBiotecnologie difficile rigenerazione da callo, oggi OGM della Monsanto
Metodo Metodo PedigreePedigreeIncrocio Incrocio (( FF11) poi ) poi autofecondazione autofecondazione e selezione x “fila spiga” (Fe selezione x “fila spiga” (F22 FF1010))MutagenesiMutagenesi es. grano duro ‘es. grano duro ‘Creso’Creso’, con buona resistenza al freddo, con buona resistenza al freddoIbridi FIbridi F11 poco diffusipoco diffusiBiotecnologieBiotecnologie difficile rigenerazione da callo, oggi OGM della difficile rigenerazione da callo, oggi OGM della MonsantoMonsanto
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FrumentoFrumento
Scale di codifica del ciclo biologicoScale di codifica del ciclo biologico
Fasi di sviluppo dei cereali microtermiFasi di sviluppo dei cereali Fasi di sviluppo dei cereali microtermimicrotermi
Fase vegetativaFase vegetativaFase vegetativa Fase riproduttivaFase Fase riproduttivariproduttiva
KellerBaggioliniKellerKellerBaggioliniBaggiolini
AAA BBB CCC DDD EEE FFF GGG HHH III LLL MMM NNN OOO PPP QQQJJJ KKK R-WRR--WW
FeekesLargeFeekesFeekesLargeLarge
111 111 111111 222 333 444 555 666 777 888 999 101010 10.110.310.110.110.310.3
10.510.510.5 10.5.110.5.210.5.110.5.110.5.210.5.2
10.5.310.5.310.5.3 10.5.411.1-11.4
10.5.410.5.411.111.1--11.411.4
ZadoksChangZadoksZadoksChangChang
000000 101010 111111 121212 131313 212121 262626 292929 303030 313131 323232 373737 393939 474747 515551515555
595959 616561616565
696969 71 -7585-8791-92
71 71 --75758585--87879191--9292
SCALESCALESCALE
Germina-zione
GerminaGermina--zionezione
Sviluppo plantula
Sviluppo Sviluppo plantulaplantula
Accesti-mento
AccestiAccesti--mentomento LevataLevataLevata SpigaturaSpigaturaSpigatura FiorituraFiorituraFioritura Matu-
raz.MatuMatu--razraz..
SemiSemi Emer-genza
Emer-genza
1°foglia1°
foglia2°
foglia2°
foglia3°
foglia3°
fogliaInizioInizio PienoPieno Com-
pless.Com-pless.
InizioInizio 1°nodo1°
nodo2°
nodo2°
nodoUltimafoglia
Ultimafoglia
Ultimaligulata
Ultimaligulata
Botti-cella
Botti-cella
InizioInizio FineFine InizioInizio FineFine Ca-riossidi
Ca-riossidi
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FrumentoFrumento
Crescita vegetativaCrescita vegetativa
AccestimentoAccestimentoAccestimento
LevataLevataLevata
EmergenzaEmergenzaEmergenza3a
foglia33aa
fogliafogliaGerminazioneGerminazioneGerminazione
BotticellaBotticellaBotticellaSpiga a1 cm
Spiga aSpiga a1 cm1 cm
II nodoII nodoII nodo
Gra-nellaGra-nella
SpigaturaSpigaturaSpigatura
NovNovNov DicDicDic GenGenGen FebFebFeb MarMarMar AprAprApr MagMagMag GiuGiuGiu LugLugLug
Sost.Sostseccat/ha
Sost..seccaseccat/hat/ha
141414
121212
101010
888
666
444
222
Fase vegetativaFase vegetativa Fase riproduttivaFase riproduttiva
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FrumentoFrumento
Fase riproduttivaFase riproduttiva
MATURAZIONE CARIOSSIDIMATURAZIONE CARIOSSIDIMATURAZIONE CARIOSSIDISPIGATURA e FIORITURASPIGATURA e FIORITURASPIGATURA e FIORITURA
LatteaLatteaLattea
FioreFiore
LemmaLemma
StigmaStigma
OvarioOvario
AnteraAntera
FilametoFilameto
PaleaPalea
RestaResta
CerosaCerosaCerosa
FisiologicaFisiologicaFisiologica
SpighettaSpighettaSpighetta
SpigaturaSpigaturaSpigatura Fiorituracleistogama
FiorituraFiorituracleistogamacleistogama
Emissione antere
Emissione Emissione antereantere
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FrumentoFrumento
Esigenze termicheEsigenze termicheSpiga in levata
(max sensibilità al gelo)Spiga in levataSpiga in levata
(max sensibilit(max sensibilitàà al gelo)al gelo)LIMITI TERMICIFasi fenologiche T minima
Germinaz. e accestim. 2-3 °CLevata 10-12 °CFioritura 14-17 °CMaturazione cariossidi 18-20 °C
LIMITI TERMICILIMITI TERMICIFasiFasi fenologichefenologiche T minimaT minima
GerminazGerminaz. e . e accestimaccestim.. 22--3 3 °°CCLevataLevata 1010--12 12 °°CCFiorituraFioritura 1414--17 17 °°CCMaturazione cariossidiMaturazione cariossidi 1818--20 20 °°C
RESISTENZA AL GELOFasi fenologiche Tolleranza
Germinazione bassaAccestimento altaLevata e fioritura bassissimaMaturazione bassa
(grani duri + sensibili dei tenerima elevata diversità varietale)
RESISTENZA AL GELORESISTENZA AL GELOFasi Fasi fenologichefenologiche TolleranzaTolleranza
GerminazioneGerminazione bassabassaAccestimentoAccestimento altaaltaLevata e fiorituraLevata e fioritura bassissimabassissimaMaturazioneMaturazione bassabassa
(grani duri + sensibili dei teneri(grani duri + sensibili dei tenerima elevata diversitma elevata diversitàà varietale)
Cvarietale)
FABBISOGNI PER FIORIRE
VERNALIZZAZIONE + GIORNI LUNGHI
Diversità varietale
• cv. Alternative (semina in autunno o primavera)• cv. Autunnali (semina solamente in autunno)
FABBISOGNI PER FIORIREFABBISOGNI PER FIORIRE
VERNALIZZAZIONE + GIORNI LUNGHIVERNALIZZAZIONE + GIORNI LUNGHI
DiversitDiversitàà varietalevarietale
•• cvcv. Alternative. Alternative (semina in autunno o primavera)(semina in autunno o primavera)•• cvcv. Autunnali. Autunnali (semina solamente in autunno)(semina solamente in autunno)
Grano in accestimento(max resistenza al freddo)
Grano in accestimentoGrano in accestimento(max resistenza al freddo)(max resistenza al freddo)
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FrumentoFrumento
Esigenze idricheEsigenze idriche
Pianta C3Pianta CPianta C33
00
ottott novnov dicdic gengen febfeb marmar aprapr magmag giugiu luglug
Germinazione3 foglie
GerminazioneGerminazione3 foglie3 foglie
AccestimentoAccestimentoAccestimento
LevataLevataLevata
Botti-cella
BottiBotti--cellacella
FiorituraFiorituraFioritura
Matura-zione
MaturaMatura--zionezione
mm/dmm/d
22
66
88
44
Uso dell’acquaUso dell’acquaUso dell’acqua
Carenza idrica Chiusura stomi
Bassa [CO2] nella foglia Fotorespirazione Minore fotosintesi netta Minore produzione biomassa
Carenza idricaCarenza idrica Chiusura Chiusura stomistomi
Bassa Bassa [[CCOO22] nella foglia] nella foglia FotorespirazioneFotorespirazione Minore fotosintesi nettaMinore fotosintesi netta Minore produzione Minore produzione biomassabiomassa
Coefficiente idrico elevato
C.I. = 500 - 600 g H2O/g sostanza seccax produrre 12 t di sostanza secca / ha
(50% granella + 50% paglia)
occorrono ~ 6.600 m3/ha = 660 mm di acqua (in Italia forniti dalle piogge invernali)
Coefficiente idrico elevatoCoefficiente idrico elevato
C.I. = 500 C.I. = 500 -- 600 g H600 g H22O/gO/g sostanza seccasostanza seccax produrre 12 t di sostanza secca / hax produrre 12 t di sostanza secca / ha
(50% (50% granella granella + 50In emergenza e accestimento
Asfissia radicaleAlla maturazione cariossidi
Patologie della spiga
In emergenza e accestimentoAsfissia radicaleAsfissia radicale
Alla maturazione cariossidiPatologie della spigaPatologie della spiga
Temetroppaumidità
TemeTemetroppatroppaumiditàumidità
% paglia)+ 50% paglia)
occorrono ~ 6.600 moccorrono ~ 6.600 m33/ha = 660 mm di acqua /ha = 660 mm di acqua (in Italia forniti dalle piogge invernali)(in Italia forniti dalle piogge invernali)
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FrumentoFrumento
Esigenze pedologicheEsigenze pedologiche
FERTILITÀCiclo autunno-primaverile
Lenta mineralizzazione della sostanza organica
Predilige FERTILITÁ MINERALE(però attenzione a lisciviazione dei nitrati)
Utilizza poco CONCIMAZIONI ORGANICHE o FERTILITÀ RESIDUA(es. dopo prato)
FERTILITÀFERTILITÀCiclo autunnoCiclo autunno--primaverileprimaverile
Lenta mineralizzazioneLenta mineralizzazione della sostanza organicadella sostanza organica
Predilige Predilige FERTILITÁ MINERALEFERTILITÁ MINERALE(però attenzione a lisciviazione dei nitrati)(però attenzione a lisciviazione dei nitrati)
Utilizza poco Utilizza poco CONCIMAZIONI ORGANICHECONCIMAZIONI ORGANICHE o o FERTILITÀ RESIDUAFERTILITÀ RESIDUA(es. dopo prato)(es. dopo prato)
GRANULOMETRIA E STRUTTURAColtura poco esigente, però
Terreni troppo scioltiRischi di carenza di nutrienti e H2O
Terreni troppo pesantiRischi di asfissia x radici superficiali
GRANULOMETRIA E STRUTTURAGRANULOMETRIA E STRUTTURAColtura poco esigente, peròColtura poco esigente, però
Terreni troppo scioltiTerreni troppo scioltiRischi di carenza di nutrienti e HRischi di carenza di nutrienti e H22OO
Terreni troppo pesantiTerreni troppo pesantiRischi di asRischi di asfissia fissia x radici superficialix radici superficiali
Radici di grano70 giorni dalla semina
Radici di granoRadici di grano70 giorni dalla semina70 giorni dalla semina
- 1,00 m-- 1,00 m1,00 m
- 0,33 m-- 0,33 m0,33 m
- 0,66 m-- 0,66 m0,66 m
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FrumentoFrumento
Esigenze nutritiveEsigenze nutritiveResa - Proteine x AzotoResaResa -- ProteineProteine x x AzotoAzoto
1
1,5
2
2,5
3
0 40 80 120 160 200Concime azotato (kg N/ha
Granellat/ha
12
13
14
15
16
17
Proteine%
1
1,5
2
2,5
3
0 40 80 120 160 200Concime azotato (kg N/ha
Granellat/ha
12
13
14
15
16
17
Proteine%
Grant et al. (2002)Grant et al. (2002)
Richiede molto AZOTO(come tutte le Graminaceae)soprattutto in levata
però N in eccesso favorisce:MalattieAllettamento, nocivo alla resa se precoceAllungamento del ciclo (pericolo stretta)
Richiede poco FOSFOROin accestimento e levata
Salvaguardia da troppo azoto+ miglioramento qualità granella
Richiede molto POTASSIOall’emergenza ed accestimento
Concimazione di arricchimento,meglio alle colture da rinnovo
Richiede moltoRichiede molto AZOTOAZOTO(come tutte le (come tutte le GraminaceaeGraminaceae))soprattutto in levatasoprattutto in levata
però N in eccesso favorisce:però N in eccesso favorisce:MalattieMalattieAllettamento, nocivo alla resa se precoceAllettamento, nocivo alla resa se precoceAllungamento del ciclo (pericolo stretta)Allungamento del ciclo (pericolo stretta)
Richiede pocoRichiede poco FOSFOROFOSFOROin accestimento e levatain accestimento e levata
Salvaguardia da troppoSalvaguardia da troppo azotoazoto+ miglioramento qualità + miglioramento qualità granellagranella
Richiede moltoRichiede molto POTASSIOPOTASSIOall’emergenza ed accestimentoall’emergenza ed accestimento
Concimazione di arricchimento,Concimazione di arricchimento,meglio alle colture da rinnovomeglio alle colture da rinnovo
Allettamento precoceAllettamento precoce