germinazione dei semi

E' il processo tramite cui il seme si risveglia dalla quiescenza grazie alla fase di idratazione. L'embrione avvia il proprio sviluppo, formando la nuova plantula. La germinazione è considerata conclusa quando l'apice della radice embrionale emerge dai tegumenti seminali e la plantula ha prodotto una superficie fotosintetica capace di provvedere al proprio fabbisogno di carboidrati.

Tale processo consta di due momenti: prima l'acqua penetra all'interno del seme innescando una serie di meccanismi enzimatici, successivamente si verifica lo sviluppo della plantula fino a completa autonomia. Lo svolgimento di queste due fasi è fortemente influenzato dalla temperatura.

Si può distinguere la germinazione in due distinte tipologie: germinazione apogea, quella in cui i cotiledoni si sviluppano al di sopra della superficie del suolo svolgendo la funzione clorofilliana, e germinazione ipogea,  quella in cui invece i cotiledoni rimangono a contatto con il terreno e verranno presto sostituiti dalle foglioline vere e proprie.

I semi possono rimanere nello stato di quiescenza fino a quando non si realizzino le condizioni favorevoli alla germinazione, che può avvenire anche dopo molto tempo. In alcuni casi nonostante si creino le condizioni idonee al risveglio del seme,  questo non germina. In questo caso si dice che il seme è dormiente,  essendo presenti motivi inibitori interni per effetto dei quali il seme non germina, neppure se posto in condizioni ottimali.

I fattori esterni che influenzano la germinazione sono:

-        la temperatura: ha un ruolo primario in quanto elemento fondamentale per lo svolgimento dei processi biochimici che avvengono in intervalli termici spesso ristretti (10-20°C  semi dei climi temperati/ 20-40°C semi di origine tropicale o subtropicale).

-        la presenza di ossigeno è fondamentale nei processi germinativi.

-        la luce è un ulteriore fattore che condiziona la germinazione. Tuttavia esistono semi in cui il buio favorisce la germinazione mentre altri sono favoriti dalla luce. Naturalmente esistono specie foto-indifferenti.

-         il tipo di disseminazione è un altro fattore che può influenzare la germinazione a seconda della specie botanica.

Fra i fattori interni, particolarmente importante è la dormienza. E' uno stato di riposo, dovuto a cause fisiche e/o fisiologiche intrinseche, che impedisce la germinazione, anche in condizioni ambientali favorevoli. E' una caratteristica controllata geneticamente che interagisce in vario modo con i fattori ambientali. In alcuni casi esiste una barriera, identificabile nei tegumenti, che può determinare una resistenza meccanica notevole, ma variabile da seme a seme, oppure impedire l'assorbimento dell'acqua o gli scambi gassosi con l'esterno. Un tale meccanismo assicura la sopravvivenza della specie per molti anni anche in condizioni difficili poiché solo una piccola percentuale dei semi presenti nell'ambiente germinerà ad ogni nuova stagione. A seconda delle specie, l'impermeabilità del tegumento può essere raggiunta in precedenza o immediatamente dopo la maturità fisiologica del seme, ma il processo può avvenire anche dopo la disseminazione. Col tempo, la barriera fisica può essere rimossa da funghi, da batteri o da enzimi prodotti dal seme stesso.

Cosa possiamo fare per aumentare la germinabilità dei semi?

Possiamo procedere con trattamenti atti a l'impermeabilità dei tegumenti, dato che questa comporta germinabilità ridotta nella stagione di semina. La pratica utilizzata per ottenere la massima resa in plantule è detta scarificazione ed è attuata sottoponendo i semi a bagno in acqua calda o in soluzioni aggressive di acidi o basi forti (acido solforico, idrossido di sodio), oppure attuando sui semi incisioni od abrasioni del tegumento. In tutti i casi si deve porre molta attenzione sia per conservare l'integrità delle strutture seminali interne sia per la sicurezza degli appassionati. Al fine di ottenere una germinazione simultanea, uno dei metodi più impiegati per aggredire l'integrità dei tegumenti delle leguminose in vivaio è l'immersione dei semi in acqua a temperature elevate per varie ore (anche più di 12). La fonte di calore deve essere allontanata prima di versare la semente e la massa, costituita da dieci parti di acqua per ogni parte di seme, si deve mescolare di tanto in tanto fino al raffreddamento. Una volta tolto dall'acqua, il seme va asciugato in ambiente ventilato, ma non esposto al sole, e seminato al più presto. Il trattamento non è privo di rischi sia per gli operatori, soprattutto quando i volumi di acqua calda sono considerevoli, sia per quanto riguarda i semi, perché quelli con tegumenti più sottili possono essere danneggiati, e quindi sottoposti a selezione genetica, che privilegia i semi con tegumenti duri.

In alternativa si può ricorrere alla scarificazione chimica, con acidi o alcali, o scarificazione meccanica con apposite macchine. La prima è sconsigliabile per i rischi derivati dalla manipolazione di sostanze corrosive, ma anche per la possibilità di nuocere ai semi che mostrano tegumenti più teneri, soprattutto quando i semi sono di dimensioni ridotte. La scarificazione meccanica si esegue con apparecchi costituiti da un cilindro di metallo, rivestito internamente da carta vetrata, e da una serie di alette centrali che, girando ad alta velocità, scagliano i semi contro la parete e intaccano i tegumenti, ma raramente danneggiano l'embrione.

Quando gli ostacoli alla germinazione del seme sono di tipo chimico (presenza di 'inibitori' che provocano la 'dormienza'), bisogna operare trattamenti che favoriscano la rimozione o la trasformazione delle sostanze inibenti. Molte specie arboree ed arbustive di climi freddi o temperato-freddi manifestano il fenomeno della dormienza quale strategia di adattamento alle avverse condizioni invernali. In natura tale situazione viene superata tramite la progressiva trasformazione (degradazione) delle sostanze inibitrici, mentre in campo vivaistico ciò può essere indotto artificialmente attraverso una pratica denominata stratificazione. Essa consiste nel porre i semi, mescolati con un substrato umido, in ambiente arieggiato e freddo (stratificazione fredda o vernalizzazione o chilling) o caldo (stratificazione calda o estivazione), per un periodo di tempo variabile da specie a specie. Di norma, la stratificazione calda non si applica da sola, ma solitamente precede la vernalizzazione perché consente il completamento dello sviluppo dell'embrione in quelle specie che, al momento della disseminazione, mostrano embrioni non ancora fisiologicamente maturi (rosacee, oleacee, ecc.). In alcuni casi (Prunus avium, Tilia cordata), data la complessa dormienza del seme, si rende necessario condurre più cicli di stratificazione calda + stratificazione fredda. I cicli finiscono sempre con la fase fredda.

Per la stratificazione si dispongono a strati i semi in un substrato soffice e umido, costituito generalmente da torba, agriperlite, sabbia o vermiculite utilizzati singolarmente oppure mescolati tra di loro in varie proporzioni. Il rapporto in volume seme/substrato può variare da 1:1 a 1:3 circa.

In certi casi può risultare più pratico mescolare direttamente semi e substrato. I semi di ridotte dimensioni o di colore simile al substrato, vanno sistemati tra teli o altro materiale permeabile per consentire un loro più facile recupero alla fine del trattamento.

La stratificazione fredda è condotta a temperature tra 2°C e 6°C, in ambienti controllati (frigoriferi, celle, ecc.) oppure all'aperto (cassoni, buche scavate nel terreno, ecc.). La stratificazione calda è condotta intorno ai 20°C. In entrambi i casi è fondamentale mantenere un buon livello di umidità del substrato, evitando ristagni d'acqua, ed assicurare temperature costanti ed uniformi in tutta la massa.

In linea generale, i semi conservati richiedono periodi di stratificazione più lunghi rispetto a quelli applicabili alla semente di recente raccolta.