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Il castagno europeo (Castanea sativa) della famiglia delle Fagacee, appartiene al genere botanico Castanea, presente attualmente in tre
Continenti: America, Europa ed Asia.
Da un punto di vista storico e colturale le altre specie che rivestono importanza sono il castagno giapponese (Castanea crenata), il castagno cinese (Castanea mollissima) ed il castagno americano (Castanea dentata).
A queste si aggiungono gli ibridi interspecifici tra castagno europeo e giapponese (Castanea crenata x sativa). Il castagno europeo (Castanea sativa) è una pianta assai longeva, che può raggiungere i 400-500 anni di età.
L'albero da adulto ha una chioma ampia e rotondeggiante, è alto in media 15-20 m., che può arrivare fino a 30-35 m. e ad una circonferenza di 6-8 m. Il fusto, tozzo ed eretto, ha ramificazioni che si dipartono ad altezze modeste.
La corteccia nei rami giovani è liscia, di colore variabile dal grigio chiaro all'ocra. Le lenticelle hanno forma di pustolette tonde e biancastre. Gli esemplari di età inferiore ai 20-25 anni presentano una corteccia liscia e chiara. Negli alberi adulti il ritidoma (scorza del fusto e delle radici delle piante legnose) è di colore grigio scuro, solcato da profonde screpolature.
Le foglie sono coriacee, ellittico-lanceolate, dal margine generalmente seghettato e con l'apice acuminato. La pagina superiore è di colore verde intenso, lucente, quella inferiore è più chiara.
Le stipole (espansione di varia forma che in alcune specie vegetali si trova a destra o a sinistra della base della foglia), lunghe circa 15 mm, cadono precocemente. La lunghezza media delle foglie è di 12-20 cm, la larghezza varia da 3 a 6 cm. La emissione delle foglie avviene in aprile-maggio.
Le gemme sono lisce, corte e tozze, di colore generalmente bruno rossiccio. La schiusura delle gemme avviene tra la metà di marzo e la metà di aprile, a seconda delle zone e delle varietà.
Per quanto riguarda l'apparato radicale, questo è dapprima fittonante, poi espanso e molto ramificato, ma superficiale. Analogamente a molte altre specie forestali anche il castagno presenta il fenomeno della micorrizia (complesso strutturale e funzionale costituito dal micelio di un fungo vivente in simbiosi con le radici o i rizomi di diverse piante arboree o erbacee, per mezzo del quale queste ricevono acqua e sali assorbiti dal terreno, cedendo a loro volta al fungo i carboidrati da esse elaborati).

Il castagno europeo è una specie monoica dai fiori unisessuali. I fiori maschili sono riuniti in glomeruli, ubicati su amenti lunghi 10-30 cm, dal portamento variante dal pendulo all'eretto.
Gli amenti sono posti all’ascella delle prime foglie del germoglio dell’annata. Le infiorescenze femminili si trovano alla base degli amenti situati all'ascella delle foglie superiori.
Ogni infiorescenza femminile contiene di solito 3 fiori, protetti da un involucro, detto cupula, da cui fuoriescono gli stili.
La cupula si evolverà in riccio, mentre i fiori, una volta allegati, si trasformeranno in castagne. Per una stessa pianta la fioritura maschile precede di solito quella femminile.
L'epoca di fioritura differisce a seconda delle cultivar ed è influenzata dalle temperature dei mesi di aprile e maggio. Questa, generalmente, per i fiori maschili va dall’inizio di giugno alla fine di luglio.
L'emissione di polline dura circa 10 giorni, mentre la recettività dei fiori femminili si protrae per circa 25, a partire dal momento in cui tutti gli stigmi di una stessa infiorescenza sono aperti.
Il polline è inizialmente ricco di sostanze adesive e viene ricercato dagli insetti; in seguito si asciuga in superficie ed è trasportato dal vento sino a 30-35 m di distanza, dopo di che la sua presenza si riduce fortemente.
L’importanza degli insetti nella fecondazione è secondaria, poiché questi raramente si posano sui fiori femminili. Molte cultivar sono autosterili, vale a dire che il polline del fiore maschile di un albero non feconda il fiore femminile della stessa pianta. Inoltre numerose cultivar sono autoincompatibili, il polline cioè non è in grado di fecondare i fiori femminili della stessa varietà. Numerose varietà da  frutto, in primo luogo i marroni, non producono polline o lo hanno malformato; per allegare hanno quindi bisogno dell'apporto di polline da parte di piante con fiori maschili.
All'impianto del castagneto è quindi indispensabile provvedere a collocare delle piante aventi funzione di impollinatore. Per il castagno europeo, tra il momento in cui ha luogo la fecondazione e la
maturazione dei frutti intercorrono circa 3-4 mesi. L’epoca di maturazione, che non pare dipendere da quella di germogliamento, oscilla quindi di solito tra la metà di settembre e la prima decade di novembre. Nella gran parte delle cultivar i frutti cadono al suolo in seguito all’apertura spontanea del riccio, che avviene in 2-4 valve. Solo in casi limitati il riccio schiude poco o molto poco, rendendo necessario l'intervento artificiale per estrarne i frutti.
Raramente tutti i fiori di una cupula allegano, per cui il numero di frutti contenuti in un riccio varia normalmente da 1 a 3, in funzione della cultivar e dell'andamento stagionale.

Accanto a quelli normali si trovano quindi anche frutti abortiti, chiamati guscioni o vuoti. Il castagno produce frutti detti genericamente “castagne”, botanicamente classificati come acheni. I frutti di maggior valore organolettico e merceologico sono chiamati “marroni”. Ogni frutto è rivestito da un pericarpo liscio e coriaceo, il cui colore varia dal marrone chiaro al bruno scuro. Sul pericarpo, soprattutto dei marroni, sono spesso visibili strie longitudinali più scure.
Sulla parte distale della castagna è posta la torcia, costituita dai resti pelosi del perianzio e degli stili del fiore, mentre sulla parte basale si trova l’ilo o cicatrice ilare, che è un'area più chiara del resto del frutto e su cui è disegnata la raggiatura stellare. Nell'ilo sono presenti anche anulazioni puntiformi, dette granuli migliari. All'interno del frutto, protetto da una pellicola rosata, chiamata episperma, si trova la parte edule: il seme. Entro uno stesso frutto possono alloggiare anche 2-3 semi, ognuno dei quali racchiuso nel proprio episperma. La incidenza percentuale di questi frutti, chiamati settati, o doppi e tripli, è in primo luogo una caratteristica varietale, ma dipende anche dall'andamento climatico, più o meno favorevole nei momenti della fecondazione e dell'allegagione.
I frutti del castagno, del peso da 8 a 20 gr. l'uno, si possono distinguere in marroni: qualità grossa a facce convesse; castagne domestiche: più piccole dolci a pellicola facilmente staccabile; castagne selvatiche: ancor più piccole e meno dolci, a pellicola difficilmente staccabile. Si mangiano allo stato fresco o secco, crude, bollite, arrostite, e si riducono in farina, con la quale si preparano pietanze e dolciumi. Il castagno da frutto, la cui produzione inizia verso il quindicesimo anno può dare 20-30 Kg per anno; per ettaro in media può produrne una tonnellata fino ad un massimo di due.
La massima produzione si ottiene a 80-100 anni di età. La castagna è frutto di alto potere nutritivo, ha un elevato contenuto di amidi e un discreto valore calorico. Le castagne fresche sbucciate contengono all' incirca 57% d'acqua, 37% di sostanza amilacee e zuccherine, 3% di sostanze azotate, 1% di grassi, 1% di cellulosa. Il loro consumo, globale pro capite, ha segnato negli ultimi anni una continua diminuzione.
La coltivazione del castagno si va infatti riducendo sia per l'elevata morìa di piante provocata dal cosiddetto "mal dell'inchiostro" (il fungo "Phytophtora cambivora"), sia per il progressivo abbandono delle zone di montagna e il costo relativamente alto della raccolta dei frutti.

E' pianta longeva, che può oltrepassare anche i 1000 anni, come il castagno detto dei Centovalli sull'Etna, che la leggenda vuole riparasse dall'uragano la regina Giovanna d'Aragona e il suo seguito: esso misura 53 metri di circonferenza e gli si attribuisce una età di circa 4000 anni. Esemplari del genere si trovano in Francia a Sancerre (Cher), in Inghilterra aTortworth (Gloncestershire).