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Botanicamente il nocciolo appartiene all'ordine delle Fagales, alla famiglia delle Betullaceae e al genere Corylus. Le principali specie oggi conosciute sono diffuse nell'emisfero boreale.

Il Corylus avellana L. è diffuso dal Portogallo agli Urali, dall'Islanda alla Svezia, attraverso la Spagna, la Sicilia, la Grecia, la Turchia, il Libano e la Siria. E' la specie coltivata in Italia.

Il Corylus Maxima Mill. è originario dell'Europa sud orientale ed è la pianta caratteristica della foresta cespugliosa turca.

Originari della Cina e delle zone dell'Asia orientale sono il Corylus tibetica Baltal., il Corylus chinensis Franch., il Corylus etherophylla Fisch., il Corylus sieboldiana Bl., il Corylus ferox Wall. è invece originario dell'Himalaia, mentre il Corylus colurna L. da queste catene montuose arriva fino alla Turchia.

Nel continente americano trovano l'ambiente naturale di sviluppo il Corylus cornuta Marsh, il Corylus rostrata Ait. e il Corylus americana Marsh.

La maggior parte delle specie cresce in cespugli di 3-5 metri d'altezza, ma il Corylus colurna e il Corylus chinensis si sviluppano in alberi alti 30-40 metri, adatti alla produzione di legno.

Alcune specie, quali il Corylus cornuta e il Corylus ferox, sono particolarmente resistenti alle basse temperature, anche fino a -50°C.

Apparato aereo:
Il nocciolo, lasciato crescere in modo naturale, assume la forma di cespuglio. La chioma sferoidale è formata da tronchi multipli che sono rinnovati dalla continua produzione di numerosi secchioni e polloni.

Tronco e Rami:
Il tronco ha la corteccia liscia e compatta, solo leggermente screpolata. Il legno è di colore bianco-rossastro, senza variazioni intense di sfumature, con anelli di accrescimento annuale regolari e poco appariscenti.
I rami sono caratterizzati da numerose lenticelle di colore marrone chiaro sopra e sotto i nodi, o dalla presenza di peli. Solo il Corylus colurna e il Corylus chinensis hanno un tronco unico senza la produzione di polloni, questi tipi di noccioli sono solo usati per la produzione di legno.

Foglie:
Le foglie del nocciolo sono di forma ovoidale, con margine seghettato, piccole e lunghe da 1 a 2 cm, di colore verde cupo superiormente e verde pallido sul lato inferiore, ricche di peluria.

Gemme:
1 - Gemme a legno: ovoidali, verde-marroni, producono germogli che daranno solo legno.
2 - Gemme miste: per forma e colore sono simile alle precedenti, con la presenza, nella porzione apicale, di un ciuffo di stili di colore rosso scuro. Esse sono composte di un asse su cui s'inseriscono lateralmente 4-6 foglie, nella porzione distale vi è l'infiorescenza femminile, costituita da 8-10 pistilli bifidi, con ampie porzioni stilari, che emergono dalle perule, nel periodo invernale e specificamente tra il mese di dicembre e quello di febbraio.
3 - Organi maschili: chiamati amenti, sono infiorescenze a spiga, che si evidenziano all'ascella delle foglie in giugno, singole o appaiate, sotto forma di piccoli cilindri, che accrescendosi si allungano fino a 10 cm circa e maturano in dicembre-febbraio. A completo sviluppo sono composti da un asse su cui sono inserite in media 200 brattee, nel cui interno alloggiano 4 stami bifidi che sopportano all'estremità 8 antere unicolari. Ciascuna antera ha la capacità di produrre 3.000 granuli di polline, di piccole dimensioni e molto leggeri, che sono trasportati facilmente dal vento, il quale costituisce il principale agente dell'impollinazione.

Apparato radicale:
L'apparato radicale, o più volgarmente identificato come le radici del nocciolo, ha uno sviluppo orizzontale al quanto espressivo. Tale apparato si estende per una superficie doppia rispetto a quella della proiezione della chioma raggiungendo una profondità variabile con la natura del terreno e con le tecniche colturali, quali le lavorazioni, l'inerbimento o la pacciamatura.
In ogni modo le radici sono collocate in maggioranza nei primi 50 cm di profondità, invece le radici assorbenti si trovano regolarmente distribuite in tutte le zone esplorate.
Il periodo di maggiore accrescimento occorre in autunno, è abbastanza intenso in primavera, è alterno in estate, mentre è assente in inverno.