LE PIANTE, IL SOLE E LE ONDATE DI CALORE

Che cosa succede alle piante quando il Sole picchia forte e le temperature sono persistentemente alte? 

Innanzitutto, per non creare equivoci, devo fare due precisazioni:

• per spiegare come sta la pianta farò sempre riferimento alla temperatura della foglia e non a quella dell’aria che la circonda (per sapere se abbiamo la febbre, misuriamo la temperatura del corpo, non quella dell’aria);
• quanto racconterò per la foglia varrà anche per le altre parti erbacee della pianta posizionate sopra la superficie del suolo e cioè fusti non lignificati, frutti, fiori.

Quando i tessuti delle foglie raggiungono la temperatura di 43-45 °C, le loro cellule muoiono: a questi valori le membrane (quella cellulare e quelle dei mitocondri e dei cloroplasti, le due centrali energetiche della cellula vegetale) iniziano a funzionare male e in tempi brevi il metabolismo della cellula si blocca.

A temperature più basse, c’è un ampio intervallo di valori all’interno del quale il bilancio energetico della pianta è positivo e cioè la quantità di energia immagazzinata con la fotosintesi è maggiore rispetto a quella consumata con la respirazione; per esempio nello zucchino quest’intervallo è compreso più o meno tra i 10 e i 35 °C di temperatura fogliare.

Di conseguenza la pianta si trova con un utile di bilancio che le consente d’investire energia nella costruzione di nuove parti (crescita di fusto, foglie e radici, produzione di fiori e frutti) oppure d’immagazzinarla in vari organi (fusti, rizomi, radici, tuberi, bulbi) per poterla utilizzare al bisogno, per esempio alla ripresa vegetativa dopo la stagione sfavorevole, dopo potature energiche, dopo eventi calamitosi come grandinate, incendi, gravi siccità, defoliazioni causate da animali (es. insetti, caprioli) o da attacchi parassitari (es. mal della bolla del pesco).

Facciamo un esempio: piante amanti del caldo come lo zucchino la melanzana, il pomodoro, il fagiolo, a temperature dei tessuti fogliari inferiori a circa 35 °C entrano nella fase di bilancio energetico positivo e pertanto, in assenza di altri fattori limitanti, possono crescere e riprodursi tranquillamente; altre specie, come la lattuga, il pisello, lo spinacio invece apprezzano temperature dei tessuti più basse, per esempio inferiori a 28-30 °C.

Possiamo quindi concludere che le foglie di tutte le piante coltivate muoiono quando la temperatura dei loro tessuti raggiunge i 43-45 °C, ma prosperano – grazie a un bilancio energetico positivo – quando questa temperatura è compresa in un intervallo che varia in base alla specie e alla varietà coltivata.

La temperatura della foglia è condizionata da due fattori: la temperatura dell’aria che la circonda e la quantità di energia contenuta nei raggi del Sole che la colpiscono. Se l’aria che circonda la foglia è più calda dei suoi tessuti, cede calore alla foglia che di conseguenza si scalda; se la foglia si trova anche in pieno Sole, si scalda di più.

La regolazione della temperatura della foglia avviene prevalentemente grazie a un fenomeno, la traspirazione, che consiste nella perdita d’acqua per evaporazione: il cambiamento di fase dell’acqua, da liquida a vapore, richiede energia, la quale è sottratta al substrato da cui l’acqua evapora (la foglia) che quindi si raffredda.

Si tratta dello stesso effetto prodotto dalla sudorazione: se fa caldo sudiamo e, se siamo anche esposti ai raggi diretti del Sole, sudiamo. In queste situazioni noi normalmente ci spostiamo all’ombra o entriamo in locali climatizzati, le piante invece, in quanto organismi radicati al suolo, devono gestire caldo e insolazione da dove si trovano (questo concetto purtroppo spesso ce lo dimentichiamo).

Per svolgere il processo della traspirazione la piante quindi usano tantissima acqua: il 97% di quella che complessivamente consumano (ecco perché l’agricoltura ha bisogno di tanta acqua); il rimanente 3% lo usano per la distensione cellulare (per allungarsi), per far funzionare il loro metabolismo (crescere, riprodursi e difendersi) e per svolgere la fotosintesi. Grosso modo una pianta usa 1.000 g di acqua per produrre 10 g di foglie.

Alla presenza di adeguate disponibilità d’acqua nel terreno la pianta può pertanto traspirare e portare la temperatura delle foglie innanzitutto al di sotto della soglia letale e possibilmente sotto la soglia di improduttività.

Quindi, quando le condizioni ambientali sono favorevoli ad un aumento delle temperature dei tessuti delle foglie della pianta, il terreno dovrebbe essere adeguatamente idratato in modo che la pianta possa acquisire la quantità d’acqua necessaria affinché il fenomeno della traspirazione possa svolgersi senza difficoltà.

Una pianta che traspira attivamente ha una temperatura delle foglie fresca e facile da percepire al tatto: tenuto conto che la nostra temperatura corporea è di 36-37 °C, se pinziamo gentilmente la foglia con il pollice e l’indice ce ne rendiamo subito conto.

Ci sono periodi, però, durante i quali oltre all’elevata temperatura dell’aria, l’insolazione è talmente violenta che può rendere insufficienti gli effetti della traspirazione, danneggiando sia foglie che frutti.

La quantità di energia solare che investe la pianta è considerevole e ha bisogno di essere gestita per evitare effetti indesiderati:

– il 10% è riflesso dalla foglia, grazie al suo rivestimento di sostanze grasse (la cuticola) e ai peli (qualora la genetica della pianta ne ammetta la presenza);

– il 5% entra ed esce la foglia;

– il 5% è usato per svolgere la fotosintesi;

– il rimanente 80% dev’essere assolutamente depotenziato, altrimenti potrebbe danneggiare le cellule; questa radiazione è fiaccata grazie ai carotenoidi e agli antociani, preziose sostanze antiossidanti (di esse solitamente ci accorgiamo solo in autunno, perché prima sono mascherate dal verde della clorofilla).

Carotenoidi e antociani assorbono l’energia solare in eccesso e la depotenziano, comportandosi come i freni di un’automobile che, per ridurre la velocità del veicolo, generano un attrito che trasforma l’energia cinetica in energia termica e quindi produce calore: nel nostro caso la foglia si scalda e il fenomeno della traspirazione provvede poi a raffreddarla.

Quando però la forza del Sole è troppo grande rispetto alle capacità della pianta di gestirla, accade che questi meccanismi protettivi possano essere insufficienti e l’eccesso di energia solare causi un malfunzionamento o un danneggiamento, temporaneo o permanente, della macchina fotosintetica contenuta nella foglia: il risultato è che la pianta cresce molto poco o non cresce più. Questo fenomeno si chiama fotoinibizione.

L’eccesso di insolazione può essere moderato o grave: nella bella stagione quello moderato è normale, essendo sperimentato dalle piante quasi tutti i giorni nelle ore centrali della giornata; quello grave invece si verifica quando il Sole batte così forte e così a lungo da interessare la maggior parte delle ore di luce della giornata (in Pianura Padana, è un fenomeno sempre più frequente da giugno ad agosto).

Ecco alcuni suggerimenti e osservazioni utili a mitigare gli effetti nocivi dell’eccesso di radiazione solare.

1) Proteggere le coltivazioni con reti frangisole. Dato che molti tipi di reti frangisole sono anche antigrandine (altra calamità in aumento di frequenza), sarebbe lungimirante che l’amministrazione pubblica (europea, statale, regionale) fornisse sostegno economico agli agricoltori che le volessero introdurre nelle loro aziende, invece che incentivare l’acquisto di trattori.

2) Coltivare su parcelle delimitate da filari di alberi d’alto fusto posizionati nei lati orientati da nord a sud (come nella foto sotto): per un certo numero di ore al giorno, gli alberi intercettano la forte radiazione diretta lasciando passare solo una radiazione diffusa comunque sufficiente per lo svolgimento della fotosintesi. Questa pratica inoltre riduce il numero di ore della giornata in cui la temperatura foglie può superare la soglia di improduttività e di conseguenza riduce anche il fabbisogno idrico per la loro termoregolazione. Gli alberi devono fungere da ombrelloni e pertanto vanno impalcati alti, cioè asportando la parte più bassa della chioma: in questo modo la quantità di luce diffusa che riesce a raggiungere le coltivazioni consente una buona attività fotosintetica.

3) Eseguire bagnature sopra chioma. Attenzione, ho scritto “bagnature” e non “irrigazioni”, intendo cioè brevi e ripetute adacquate a pioggia con effetto rinfrescante, ma non idratante: l’acqua che viene somministrata con questa tecnica infatti è molto poca ed evapora quasi tutta.

Si tratta di interventi di 1-2 minuti di pioggia da ripetere ogni 1-2 ore nelle ore centrali della giornata (es. dalle 11 alle 16) e comunque solo dopo che la vegetazione che prima era bagnata si è asciugata; più precisamente, la bagnatura va interrotta quando l’acqua comincia a gocciolare dai palchi fogliari più alti (cioè quelli che sono sotto il Sole battente), non è necessario bagnare quelli sottostanti. È importante pertanto realizzare un effetto bagna-e-asciuga che non consenta la presenza continua di un velo d’acqua sulla vegetazione, altrimenti favorevole ad infezioni fungine e batteriche. Le bagnature vanno interrotte col dovuto anticipo prima della sera, in modo che la vegetazione non resti bagnata durante la notte, periodo in cui l’evaporazione dell’acqua si riduce drasticamente.

Il velo d’acqua respinge come uno specchio una parte di energia solare che altrimenti colpirebbe la foglia. In trent’anni di attività, il temutissimo “effetto-lente” non l’ho mai osservato in pieno campo: tutte le volte che ho incontrato agricoltori che, per scelta o mancanza di alternative, d’estate irrigavano a pioggia nelle ore centrali della giornata, non l’ho mai riscontrato. È vero che i cieli Pianura Padana non sono quelli della Puglia, ma questa è stata la mia esperienza.

[Due osservazioni a proposito: 1) non dimentichiamo che fino a 500 milioni di anni fa la vita sulla Terra si era potuta evolvere solo sott’acqua, non avendo allora l’atmosfera ancora abbastanza ozono da intercettare gran parte dei pericolosi raggi ultravioletti; 2) quando siamo al mare o in piscina, usciamo dall’acqua e poi prendiamo il Sole, non ci scottiamo, quindi le gocce d’acqua che coprono la nostra pelle non producono alcun effetto-lente.]

Inoltre, l’evaporazione dell’acqua presente sulla superficie delle foglie esposte al Sole, ne abbassa la temperatura in sinergia col processo della traspirazione, facendo guadagnare alla pianta nuove ore di bilancio energetico positivo (se dopo una doccia non ci asciughiamo, l’acqua che copre il nostro corpo cambia fase, da liquida a vapore, e così facendo assorbe energia dal corpo portando una sensazione di refrigerio).

Ovviamente questa pratica ha senso se in azienda non ci sono problemi di approvvigionamento idrico: il consumo d’acqua infatti aumenta perché le bagnature non sostituiscono l’irrigazione e quasi tutta l’acqua somministrata è persa per evaporazione.

4) Scegliere cultivar tolleranti alla forte insolazione e, se non ci fossero, prendere in considerazione la coltivazione di varietà non ibride, sulle quali ci si impegnerà in una specifica selezione massale accantonando ogni anno la semente prodotta dalle piante migliori.

Laddove vi fossero le condizioni, andrebbe presa in considerazione anche la coltivazione di “miscugli evolutivi”, come da tempo ci insegna Salvatore Ceccarelli (a tale proposito suggerisco la lettura del libro “Mescolate contadini, mescolate“, Libreria Editrice Fiorentina).

5) Nel caso delle colture orticole trapiantate in piena estate, accertarsi che nella fase di crescita svolta in vivaio le piantine abbiano sperimentato condizioni di luminosità simili a quelle che incontreranno sul campo: infatti, qualora la vegetazione non fosse sufficientemente temprata, potrebbe avvizzire poche ore dopo il trapianto anche qualora fosse stata irrigata a dovere.

Una misura preventiva rispetto a questa disgrazia – capace di decimare una coltivazione – è quella di acclimatare le piantine, 4-5 giorni prima del trapianto, esponendole ai raggi diretti del Sole nella prima metà della giornata, in modo da aiutarle a prepararsi (allenarsi) rispetto a quanto dovranno affrontare una volta sul campo.

Spesso la resistenza aumenta come risultato all’esposizione ad uno stress precedente, concetto che vale per tutte le piante, erbacee ed arboree, coltivate e non (a tale proposito suggerisco la lettura del libro di Ruggero Osler “Le piante immunizzate”, Forum Editore).

6) Se le piante, invece di essere trapiantate venissero seminate direttamente sul campo (seminativi e orticole) la vegetazione prodotta avrà subito forma (morfologia), struttura, composizione chimica e funzionamento (fisiologia) adattati alla forte insolazione, sarà cioè coerente alle condizioni ambientali del periodo (nei limiti che la genetica di quella pianta consente).

7) In tutte le piante (erbacee ed arboree), l’emissione di nuova vegetazione sarà sempre adattata alla forte insolazione (sempre nei limiti che la genetica di quella pianta consente), mentre quella vecchia, qualora inadeguata, deperirà ed eventualmente sarà rimpiazzata con una di nuova e più adatta.

8) Sia nelle piante erbacee che in quelle arboree, va fatta attenzione alle potature verdi eseguite in periodi di forte insolazione: la rimozione della parte esterna della chioma, perfettamente adattata al Sole, potrebbe bruscamente esporre ai raggi diretti del Sole quella interna, specializzata per stare all’ombra, facendola avvizzire; in questa circostanza potrebbero anche verificarsi scottature dei frutti.

9) Alcuni suggeriscono di ottenere un effetto protettivo rispetto all’eccesso di insolazione trattando la vegetazione con sostanze naturali polverulente come il caolino o la zeolite. Sono sincero, a me questa pratica non piace, la considero troppo aggressiva rispetto alla possibilità di svolgere la fotosintesi, ma comunque mi potrei sbagliare. Sono consapevole tuttavia che, in casi estremi, questa pratica possa anche avere una sua utilità.

È possibile approfondire questo argomento nel libro “Conoscere le piante per coltivarle bene”, Edizioni L’Informatore Agrario, Verona.