3.2.6 Respirazione delle colture

B 46 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - CELLULE, PIANTE, COLTURE 3.2.6 Respirazione delle colture. La respirazione è il processo di ossidazione del glucosio attraverso il quale la cellula vegetale trae l energia necessaria per il proprio metabolismo. Sebbene la respirazione sia un processo biochimico unico, ai fini della definizione quantitativa del suo ruolo sull accrescimento è conveniente distinguere due tipi di respirazione: la respirazione di mantenimento (Rm), che rappresenta la quota di glucosio respirato per mantenere le funzioni vitali della pianta, e la respirazione di crescita (Rg), corrispondente al glucosio respirato per sostenere i processi di biosintesi dei nuovi tessuti (g CO2/m2/s). La quantità di glucosio consumata per il mantenimento è funzione della quantità e della composizione della biomassa presente. La prima definisce la massa di cellule viventi, la seconda il costo metabolico effettivo necessario per il mantenimento. Ai fini pratici una stima accettabile di Rm può essere ottenuta calcolando il tasso di respirazione giornaliero di ogni tessuto o organo della pianta sulla base del suo peso secco e di un coefficiente di mantenimento (Mc, g di carboidrati consumati per g di sostanza secca al giorno). Misure sperimentali indicano coefficienti di mantenimento a 20-25 °C variabili tra 0,01 e 0,035 g/g/d, in dipendenza del contenuto proteico e della attività metabolica dei differenti organi. I coefficienti di mantenimento vanno corretti per la temperatura in quanto la velocità delle attività metaboliche di mantenimento aumenta in maniera esponenziale con essa. La correzione per la temperatura viene effettuata con il coefficiente: 1T2Trif 2 Tc 5 Q10 10 dove: il parametro Q10 corrispondente al rapporto tra la velocità della respirazione a una temperatura di riferimento (Trif) e la velocità a una temperatura di 10 °C più bassa, è posto pari a 2 e le temperature di riferimento sono, rispettivamente, 20 °C per le specie C3 e 30 °C per le C4. La respirazione di mantenimento di una coltura di biomassa W viene pertanto calcolata come: Rm 5 Tc # Mc # W La respirazione di crescita rappresenta il costo metabolico della conversione biochimica dei carboidrati prodotti dalla fotosintesi nei composti che andranno a costituire le strutture di nuova formazione. Per ogni molecola chimica di nuova sintesi si conosce il valore di conversione (Conversion Value, CV ) corrispondente alla quantità prodotta per grammo di glucosio respirato (CV, g di prodotto per g di glucosio). Per esempio, il CV è di 0,31 g/g per i lipidi, 0,45 per la lignina, 0,52 per le proteine e 0,78 per i carboidrati. Conoscendo la composizione chimica della sostanza secca delle piante è possibile determinare i CV medi relativi a gruppi omogenei di colture. Per le colture da tubero (es. patata) si utilizza un CV di 0,75, per i cereali un CV di 0,70, per le colture da proteine (es. leguminose) un CV di 0,65 e per le colture da olio (es. girasole) un CV di 0,50. 3.2.7 Assimilazione netta e produzione di biomassa. L assimilazione netta della coltura (Anc) ovvero il suo aumento ponderale espresso in termini di glucosio equivalente è direttamente legato all assimilazione lorda e alla respirazione in accordo con la relazione: Anc 5 CV # 1 ALc 2 Tc # Mc # W 2

SEZIONE B
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BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini