La lunghezza del ciclo fisiologico di un ibrido di mais viene espresso come numero di giorni, il tempo medio che intercorre tra l’emergenza e la maturazione fisiologica. Si tratta, come è ben noto, di un valore indicativo che può variare,  allungandosi nelle annate e negli areali più freschi oppure,  all’opposto,  riducendosi con l’aumentare delle temperature.

Uno dei fattori determinanti nello sviluppo delle piante, quindi anche del mais, è la temperatura atmosferica. Questo parametro, in assenza di fattori limitanti come la disponibilità di acqua ed elementi nutritivi, attacchi parassitari ecc., consente di mappare la lunghezza delle diverse fasi fenologiche del mais e in definitiva della durata del ciclo fisiologico di un ibrido; in pratica il suo profilo fisiologico. Per poter fare ciò è necessario introdurre il concetto di sommatoria termica giornaliera.

La temperatura e le piante

Diversamente da quanto accade in alcuni animali, le piante non sono in grado di riscaldare i propri tessuti con la respirazione, se non in misura minima. Possiedono un’ampia superficie disperdente, data s dall’ampio sviluppo fogliare, che permette loro di mettersi in equilibrio termico con l’ambiente. 

L’effetto della temperatura ambientale sulle piante è notevole, dipendendo da essa tutti i processi connessi al loro sviluppo. Essa influenza direttamente l’intensità di varie funzioni (germinazione, fotosintesi, assorbimento radicale ecc.). Sostanzialmente la temperatura agisce attraverso l’attivazione dei vari processi enzimatici coinvolti nelle citate attività biochimiche.

Sono altresì influenzati dalla temperatura diversi processi microbiologici del suolo, come ad es. l’umificazione e la nitrificazione, di primaria importanza nel sistema suolo-pianta, ma di non stretta pertinenza con l’argomento di questa nota tecnica.

Ritornando al ruolo della temperatura nello sviluppo della pianta introduciamo i concetti di temperatura di base e temperatura ottimale.  

La temperatura di base è quella al disotto della quale non si ha sviluppo della pianta. Può variare a seconda delle specie vegetali e , nell’ambito della stesse specie, non è costante, variando durante il ciclo di sviluppo della pianta (la temperatura di base per la germinazione non è uguale a quella per la fioritura o la maturazione)

Definiamo temperatura ottimale quella in corrispondenza della quale una determinata funzione vitale si svolge con la massima velocità.

La “forchetta termica” entro la quale avviene si raggiunge una determinata fase fenologica, es. la fioritura, sarà quindi compresa tra la temperatura di base e la temperatura ottimale.  Il tempo che una pianta impiega per raggiungere un determinato stadio fenologico -nel nostro esempio la fioritura – dipende dall’energia che la pianta progressivamente accumula nel tempo. In altri termini dipenderà dalla temperatura ambientale, essendo questa strettamente legata all’energia assorbita.

In termini di crescita della pianta, lo sviluppo raggiunto in condizioni di 20° per un periodo di 10 giorni è pari a quello di 20 giorni a 10°C; in entrambe i casi la pianta avrà accumulato 200°C.

 Gradi giorno di crescita o GDD (Growig Degrees Day)

Una volta che arriviamo a padroneggiare questo concetto possiamo facilmente capire come sia più conveniente esprimere la lunghezza del ciclo fisiologico di una pianta, ad es. il mais, non in giorni, ma in un tempo necessario per accumulare il quantitativo di calore (quindi di temperatura) necessario per completare il ciclo fisiologico o una qualsiasi altra fase fenologica, come la fioritura.

Anziché i giorni risulta più corretto esprimere la durata del ciclo fisiologico in un tempo termico o sommatoria termica, dovrebbe esprimere il quantitativo di calore accumulato dalla coltura in determinato periodo.  L’unità di misura per arrivare a calcolare la sommatoria termica sono i gradi giorno (°Cd).

Esistono svariati algoritmi per il calcolo dei gradi giorno; quello più comunemente utilizzato fa ricorso ai gradi giorno di crescita o GDD ( Growing Degrees Day) calcolati a partire dalla temperatura massima e minima giornaliera dell’aria e dalla temperatura di base del mais (10°C) secondo la seguente formula:

(1) GDC = ((T massima giornaliera + T minima giornaliera) /2 )- 10°C 

Le temperature cardinali, minima o massima, sono quelle al di sotto o al di sopra delle quali una funzione vitale della pianta si arresta.

Per eliminare l’effetto di temperature basse o alte che impediscono o ritardano la crescita del mais vengono utilizzati  vincoli sulle temperature massime e minime.

  • Quando la temperatura massima dell’aria è maggiore di 30° C poiché il tasso di crescita non aumenta oltre tale temperatura si imposta il valore di 30°C nell’equazione (1);
  • Analogamente quando la temperatura minima dell’aria è < 10°C, si imposta tale valore nell’equazione.

Esempi:

  • T max 26°C e T min 12; l’accumulo di GDD per il giorno sarebbe ((26+12)/2)- 10 =  9 GDD
  • T max 32°C e T min 22; l’accumulo di GDD per il giorno sarebbe ((30+22)/2)- 10 =  16 GDD
  • T max 20°C e T min 5; l’accumulo di GDD per il giorno sarebbe ((20+10)/2)- 10 =  5 GDD