Le barbabietole sono delle spermatofite, ossia letteralmente "piante che producono semi".
I semi sono prodotti dalla fecondazione dell'ovulo da parte di un grano di polline. Dopo un periodo di maturazione, se le condizioni lo consentono, germinano per dare vita ad una nuova plantula. La barbabietola è una pianta biennale. Il primo anno accumula delle riserve nella radice. Dopo un periodo di vernalizzazione, raggiunge la fioritura nel mese di giugno dell'anno successivo.  Una buona emergenza (rapida ed omogenea) dipende dalla qualità delle sementi e dalla semina, ma anche da fattori esterni difficilmente controllabili.

Il lavoro della società sementiera a livello di selezione, produzione e lavorazione delle sementi garantisce all'agricoltore la germinabilità, il vigore e l'assenza di inibitori della germinazione dei prodotti.

Inoltre, il lavoro del bieticoltore e i fattori ambientali (acqua, temperatura, ossigeno) possono condizionare il corretto svolgimento della germinazione e della emergenza delle plantule.

IL FIORE DELLA BARBABIETOLA

I fiori della barbabietola non possiedono né petali né peduncolo floreale. I sepali formano il calice che circonda le parti fiorali, la parte maschile (5 stami) e femminile (il carpello). I fiori sono ermafroditi, ma auto-sterili. I grani di polline sono trasportati dal vento e fecondano un fiore di una pianta vicina. 

LA DOPPIA FECONDAZIONE DELL'OVULO

Il grano di polline "germina" sullo stimma del fiore e produce un tubo pollinico che cresce nel pistillo e quindi nella parete dell'ovaio finché non raggiunge il sacco embrionale.
Il nucleo riproduttore del grano di polline si divide in due spermatozoi. Uno dei due si fonde con l'oosfera dell'ovulo con cui forma un uovo o zigote, che si svilupperà in embrione. L'altro si fonde con i due nuclei polari dell'ovulo, con cui forma un embrione accessorio all'origine dell'endosperma (tessuto di riserva del seme).

LO SVILUPPO DEL SEME

Tre sono le fasi indispensabili per l'ottenimento di un seme maturo e vitale.

• lo sviluppo dell'embrione o embriogenesi.
• la fase di accumulo delle riserve del seme, o maturazione, caratterizzata da un aumento molto elevato del tenore di sostanza secca.
• una fase di post-maturazione o essiccazione, durante la quale il tenore d'acqua del seme si riduce fortemente.

Evoluzione dei tenori d'acqua e di sostanze secche del seme durante il proprio sviluppo

L'EMBRIOGENESI 

Dopo la fecondazione, le cellule dell'embrione si moltiplicano mediante divisioni cellulari (mitosi). L'embrione presenta, allo stato d'abbozzo, i futuri organi della plantula: due cotiledoni e un asse embrionale con la radichetta e l'ipocotile. Le auxine e le citochinine sono delle sostanze di crescita (fito-ormoni) che intervengono nella proliferazione delle cellule durante l'embriogenesi.

LA MATURAZIONE

Durante la fase di maturazione, le sostanze di riserva sono immagazzinate in diversi tessuti: l'endosperma, nato dallo zigote accessorio, si sviluppa a spese della nucella, tessuto di origine materna.
Nelle barbabietole, una parte della nucella persiste ed è chiamata perisperma. Questo tessuto contiene dei grani di amido che rappresentano il 35% delle riserve del seme.
I cotiledoni traggono nutrimento dalle riserve nell'endosperma che si riassorbe fino a essere ridotto in uno strato cellulare. Le riserve dei cotiledoni sono di natura lipidica e proteica. L'acido abscissico (ABA) è una sostanza di crescita che interviene durante questa fase di riempimento del seme: esso induce la sintesi di talune proteine di riserva e impedisce al seme di germinare prematuramente.

L'ESSICCAZIONE

A seguito della rottura del funicolo che collegava il frutto alla pianta madre, il seme subisce una forte disidratazione: il tenore d'acqua scende drasticamente dall'85 al 15% circa. L'attività dell'embrione rallenta fino a divenire praticamente nulla. L'acido abscissico è un ormone di stress. Esso interviene nella protezione dei tessuti dalla disidratazione. I tegumenti dell'ovulo si trasformano nel seme in involucri protettori grazie a una intensa sclerificazione. Sono tessuti morti, impermeabili all'acqua e all'ossigeno. Costituiscono inoltre una protezione meccanica che si oppone all'uscita della radichetta. Contengono infine delle sostanze chimiche che inibiscono la germinazione.

IL SEME MATURO

Il seme di barbabietola è un frutto: il seme è circondato da un pericarpo ereditato dall'ovaio. Una linea di deiscenza appare alla superficie di questo pericarpo. L'apertura del frutto al momento della germinazione ha luogo attraverso questo opercolo. Questo frutto chiamato glomerulo è solitamente multigerme in quanto ottenuto dalla fusione di vari fiori. Grazie alla selezione è stato possibile produrre delle sementi monogerme, che danno una sola pianta. Il ritmo di vita rallentato in cui si trova il seme maturo gli consente di attendere che le condizioni siano favorevoli alla germinazione al fine di assicurare la perennità della specie. I semi di barbabietola sono vitali per vari anni se sono conservati in condizioni di temperatura e umidità ottimali

IL LAVORO DELLA SOCIETA' SEMENTIERA

La società sementiera lavora i semi maturi al fine di facilitare le operazioni di semina e la germinabilità, ma anche per assicurare la protezione fitosanitaria.

Le sementi grezze vengono sottoposte alle seguenti operazioni:

• Selezione e pulitura
• Lavaggio
• Concia e confettatura

Dei test di germinabilità e di vigore effettuati dopo ogni passaggio consentono di controllare lo stato fisiologico di un lotto e di rilevarne eventuali anomalie genetiche.

Selezione e pulitura

I semi vengono selezionati e calibrati al fine di eliminare i semi anomali o non maturi. La pulitura consente di ridurre il pericarpo, struttura molto densa e molto lignificata, e di eliminare delle sostanze inibitrici della germinazione. I semi di barbabietola hanno una forma molto irregolare che li rende difficilmente manipolabili. La pulitura consente di aumentarne la sfericità per facilitarne la semina. I semi puliti vengono nuovamente calibrati e selezionati su tavole densimetriche.

Lavaggio

L'impresa sementiera può utilizzare una tecnica di lavaggio chiamata steeping che migliora l'omogeneità della germinazione. Questo trattamento induce la fase d'imbibizione ed elimina gli inibitori della germinazione quali i composti fenolici presenti segnatamente nei tegumenti del seme.

Concia e confettatura

La concia delle sementi consente di renderle sferiche e di facilitare in tal modo le operazioni di semina.
Consente inoltre di regolare l'arrivo d'acqua al momento della germinazione del seme per evitare che l'embrione non sia asfissiato. Nella concia possono essere inclusi dei prodotti fungicidi. Una fine pellicola viene quindi applicata per proteggere la concia. Questa pellicola contiene inoltre dei prodotti insetticidi e una colorazione per meglio controllare la semina.

Le sementi lavorate saranno quindi seminate dall'agricoltore.

Per saperne di più sul lavoro dell'impresa sementiera: consulter le cahier technique sur la production de semences de betterave (consultare la scheda tecnica sulla produzione dei semi di barbabietola)

LE CONDIZIONI NECESSARIE PER LA GERMINAZIONE E LA CRESCITA DELLA PLANTULA

La germinazione del seme e la crescita della plantula sono possibili se vengono riuniti alcuni fattori interni ed esterni:

• Il seme deve essere maturo, vitale e non dormiente.
• I fattori ambientali che condizionano la germinazione e lo sviluppo della plantula sono l'acqua, l'ossigeno e la temperatura.
• L'emergenza della plantula è inoltre condizionata dalle resistenze meccaniche che incontrerà (zolle di terra, croste da costipamento).

Questi fattori sono determinati dalle condizioni meteorologiche, ma anche dalla profondità e dallo stato strutturale del letto di semina. Infine, la presenza di malerbe e una attività microbica importante possono creare carenze d'ossigeno.

L'IMBIBIZIONE

L'imbibizione corrisponde all'idratazione dei tessuti e alla ripresa delle attività metaboliche. Si tratta di un fenomeno reversibile. L'acqua idrata i tessuti embrionali e attiva degli enzimi in grado di idrolizzare le riserve. L'attività degli enzimi è controllata dalla temperatura.
L'imbibizione segna la fine della vita latente del seme che riprende un'attività respiratoria intensa, caratterizzata da un aumento molto rapido del consumo di ossigeno. Il pericarpo del frutto diviene sempre più permeabile. Il volume del seme può aumentare del 50%. L'idratazione degli involucri del glomerulo facilita l'emergenza della radichetta. Durante la fase di imbibizione, un eccesso di umidità può creare un film d'acqua attorno al seme e asfissiarlo. I semi di barbabietola sono molto sensibili a questo fenomeno a causa del loro elevato tenore di lipidi. Le sostanze utilizzate per la concia consentono di limitare questo film e di regolare l'arrivo d'acqua. 

L'ATTIVAZIONE

L'attivazione è caratterizzata da un rallentamento del consumo d'acqua e di ossigeno e dall'insediarsi di numerosi processi biochimici. Si tratta di un fenomeno irreversibile.
I nutrimenti immagazzinati nei tessuti di riserva sono idrolizzati da enzimi in sostanze più semplici, quindi sono trasportati attraverso l'embrione fino ai diversi punti di crescita.
Si riattivano gli organi cellulari indispensabili al metabolismo della plantula quali i mitocondri.
Le gibberelline sono dei fito-ormoni che giocano un ruolo preponderante nella germinazione. Intervengono in particolare nell'attivazione degli enzimi di idrolisi delle riserve. Il loro ruolo è antagonista a quello dell'acido abscissico.

L'EMERGENZA DELLA RADICHETTA

Il termine di "germinazione" in senso stretto designa la fase di attivazione e di emergenza della radichetta a livello dell'opercolo del glomerulo. L'attività respiratoria accelera e riparte la crescita della plantula. La maggior parte delle riserve viene mobilitata durante questa fase. La plantula abbandona lo stato embrionale pur restando dipendente dalle riserve del seme.

LA CRESCITA SOTTERRANEA DELLA PLANTULA

Dopo l'emergenza della radichetta, la plantula cresce. I diversi organi della plantula hanno una crescita che si orienta secondo la gravità terrestre (gravitropismo).

• La radichetta si ricurva e si impianta nel terreno. Produce dei peli assorbenti che assorbono acqua e nutrimenti e fissano l'embrione alle particelle del terreno.
• Successivamente l'ipocotile cresce mediante allungamento cellulare finché non raggiunge la superficie del terreno.

Le riserve seminali sono trasferite attraverso i cotiledoni. I lipidi cotiledonari e successivamente l'amido del perisperma sono utilizzati dalla plantula. L'attività respiratoria è intensa.
L'emergenza della plantula è condizionata dalla profondità della semina e dalla resistenza meccanica degli strati superficiali del terreno. Se si prolunga, il vigore delle plantule decresce per esaurimento delle riserve.

LA CRESCITA DOPO L'EMERGENZA

I cotiledoni si colorano di verde alla luce. Producono della clorofilla e assicurano la fotosintesi finché non si sviluppano le foglie vere e proprie all'apice dell'ipocotile. La plantula diviene autonoma rispetto alle riserve seminali. Il passaggio dalla plantula all'autotrofia è accompagnato da cambiamenti metabolici, molecolari e strutturali importanti. La fotosintesi è il fenomeno con cui le piante verdi producono la materia organica a partire dall'anidride carbonica dell'aria e dell'acqua assimilate dal terreno in presenza di luce.

IL RUOLO DEI MERISTEMI

La crescita è assicurata dalle zone meristematiche in cui l'attività mitotica (divisioni cellulari) è intensa. Le cellule provenienti da queste zone si allungano e si differenziano per formare i tessuti della pianta: foglie, radici secondarie, tessuti conduttori ...

Si distinguono due tipi di zone meristematiche nella giovane pianta:

• I meristemi apicali a livello dello stelo e della radice assicurano la crescita in lunghezza e la differenziazione degli organi (foglie, radichette).
• I meristemi laterali localizzati nei vasi conduttori (cambio) assicurano la crescita in spessore.

IL RUOLO DELLE SOSTANZE DELLA CRESCITA

I fito-ormoni svolgono un ruolo importante nella crescita della giovane plantula. Le auxine sono sintetizzate all'apice dello stelo, a livello del meristema e migrano fino alla radice principale dove si accumulano. Stimolano le divisioni cellulari a livello del cambio e l'allungamento delle cellule dello stelo. Le citochinine sono sintetizzate nella radice. Esse migrano con la linfa grezza nell'ipocotile. Associate all'auxina, stimolano le divisioni cellulari.

LO SVILUPPO DELLA PIANTA

Lo sviluppo della plantula è accompagnato da una crescente specializzazione cellulare: le cellule nate dalle mitosi a livello dei meristemi si allungano e si specializzano. Si raggruppano in tessuti che si associano in organi. La fotosintesi permette di sovvenire al metabolismo della pianta e di costituire delle riserve. A partire dallo stadio di 10-12 foglie, ha inizio la tuberizzazione della radice principale e l'accumulo degli zuccheri.