Di Matteo - Cra-Cma

Relazione tra conduttanza stomatica e fenologia in provenienze di Cedrus libani e
Cedrus atlantica
Convegno IPHEN
Roma, 28 Ottobre 2009
G. Di Matteo1, E. Fusaro 2, F. Righi3
1. Assegnista di ricerca, [email protected] , (corresponding author), tel. 06. 61571046
2. Ricercatore, [email protected] tel. 06. 61571035
3. Collaboratore tecnico, [email protected] , tel. 06. 61571036
CRA-PLF - Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Unità di Ricerca per le Produzioni Legnose Fuori Foresta, sede distaccata di Roma, via Valle
della Quistione 27, 00166.
INTRODUZIONE
Nella valutazione dell’ accrescimento di un genotipo o nella comparazione tra diverse provenienze, quasi mai vengono valutate variabili ecofisiologiche che nello specifico sono fortemente
correlate con l’ accrescimento delle piante. Associare e valutare alla “ produttivit à” anche variabili come “ limitazione fotosintetica alla crescita” o “ efficienza di uso dell’ acqua” sarebbe quanto mai
opportuno quando si avviano Programmi di Selezione e di Ricerca.
Introdurre osservazioni sull’ efficienza fotosintetica, efficienza energetica, efficienza di uso dell’acqua e sullo stato nutrizionale significherebbe avere un quadro completo per interpretare al meglio
dati quantitativi. La nostra struttura ha realizzato in alcuni decenni una vasta collezione di specie e provenienze di conifere mediterranee in diversi contesti ambientali del territorio nazionale con
significative concentrazioni in alcuni arboreti presenti all’ interno di aziende sperimentali dislocate in Toscana, Lazio, Calabria e Sardegna. Trattandosi di materiale geneticamente omogeneo, il suo
comportamento nei diversi contesti ambientali viene studiato e messo in relazione con la produttività, e la resistenza a fattori biotici ed abiotici dei diversi genotipi impiegati.
Osservazioni fenologiche sono state effettuate dal nostro Istituto su tests comparativi di provenienze di Cedrus atlantica del Marocco dal 1985 al 1988 e ripetute su provenienze di Cedrus atlantica
e C. libani nella primavera del 2005 all’interno di impianti sperimentali realizzati nel Lazio ed in Abruzzo (Fusaro et al. 2005)1. Tali studi hanno evidenziato una grande variabilit à all’ interno di
provenienze della stessa specie con sfasature sull’inizio dell’ attività vegetativa di oltre due settimane all’interno della stessa stazione di confronto e di circa un mese tra la stazione del Lazio
(altitudine di circa 50 m s.l.m.) e quella dell’ Abruzzo situata a circa 850 m di altitudine e pertanto caratterizzata da un clima più rigido.
I cambiamenti climatici in atto incoraggiano le ricerche fi nalizzate alla individuazione di entit à genetiche in grado di meglio tollerare gli sbalzi repentini dovuti alle bizzarie climatiche; alle
tradizionali osservazioni fenologiche oggi si possono affiancare nuovi metodi di rilevamento e caratterizzazione eco-fisiologica.
OBIETTIVI E METODOLOGIA
Valutazione eco-fisiologica in provenienze di Cedrus libani e Cedrus atlantica attraverso: osservazioni fenologiche, osservazioni sulla variazione stagionale della conduttanza stomatica (g);
valutazione dell’ efficienza di uso dell’ acqua intrinseca (iWUE ) e valutazioni sulla morfologia fogliare. Tali osservazioni son o state condotte durante la primavera-estate del 2009 presso l’impianto
sperimentale dell’ azienda Ovile (Roma) su 4 provenienze (2 più precoci e 2 più tardive) precedentemente individuate grazie ad osservazioni fenologiche condotte nel 2005. Lo schema sperimentale
impiegato è uno split-plots con 4 ripetizioni, caratterizzato da 12 provenienze di Cedrus libani (6 della Turchia e 6 del Libano) e 7 provenienze di Cedrus atlantica (3 del Marocco, 3 della Francia
ed 1 dell’ Italia), per un totale di 24 piante per provenienza (6 piante x 4 blocchi) e 456 piante sperimentali.
-1
1200.0
1000.0
2
mmol m s
Conduttanza stomatica,
1400.0
800.0
600.0
1-Arslankoy
7-Kammouah-W
15-High Atlas
16-Ventoux-01
22 Aprile 2009
17 Marzo 2009
09 Giugno 2009
12 Maggio 2009
400.0
200.0
0.0
Numero giorni necessari per il
raggiungimento della fase fenologica "2"
nelle 19 provenienze
9.00
Percezione di diverse fasi fenologiche in provenienze di Cedrus
atlantica e Cedrus libani. Azienda Ovile (RM). Foto E. Fusaro.
13
δ C fogliare vs PDB, ‰
-24.0
1
1.Arslankoy-1
7.Kammouah West
15.High Atlas
16.Ventoux-01
-25.0
-26.0
-27.0
-28.0
-29.0
-30.0
Altezza a 14 anni, metri
12.0
10.0
8.0
6.0
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12.00
15.00
9.00
12.00
15.00
1-Arslankoy
7-Kammouah-W
15-High Atlas
16-Ventoux-01
San Severino Marche, Italia
Lubéron, Francia
Ventoux02, Francia
13 Luglio 2009
Ventoux01, Francia
Alto Atlante, Marocco
Medio Atlante, Marocco
Rif, Marocco
0.0
Niha (Hadeth el Jebbe), Libano
Ain Zhalta , Libano
1400.0
Barouk, Libano
1200.0
Hadeth el Jebbe, Libano
Kammouah Est, Libano
1000.0
05 Agosto 2009
800.0
KammouahOvest, Libano
Gökyurt, Turchia
600.0
Arslankoy-11, Turchia
400.0
Ciglikara, Turchia
200.0
Pozanti, Turchia
0.0
Sütlegen, Turchia
9.00
Arslankoy-1, Turchia
12.00
Ore del giorno
15.00
4.0
50
2.0
60
70
80
90
100
110
120
Giorni dell'anno
0.0
C.atlantica
C.libani
Italia
Francia
Marocco
Libano
Turchia
25.0
Valori della Fase “2”, espressi come numero medio di giorni necessario per raggiungere quella fase, a partire dal 1 ° gennaio 2004.
Fase “0”, gemma chiusa con caratteristiche invernali; Fase “1”, gemma rigonfia ma non ancora trasparente; Fase “2”, gemma ancora non completamente aperta e trasparente
(si intravedono gli aghi); Fase “3”, gemma aperta con aghi parzialmente liberi; Fase “4”, aghi e cacciate completamente libere ed idonee per essere misurate.
Lunghezza aghi (mm)
20.0
Fusaro E, Ricciotti L, Righi F, 2005. Studio della variabilità fenologica in provenienze di Cedrus libani e di Cedrus atlantica. In
V Congresso Nazionale SISEF, Grugliasco (TO), 27-30 Settembre 2005.
2 Di Matteo G, Fusaro E, 2009. Indagini preliminari sulla variazione stagionale dellaconduttanza stomatica in provenienze di
Cedrus libani e di Cedrusatlantica. InVII Congresso Nazionale SISEF Isernia, 29 settembre-3 ottobre 2009.
Abstracts Book Comunicazioni. p. 14 [It]
1
15.0
10.0
5.0
0.0
1-Arslankoy
7-Kammouah W
15-High Atlas
Az. Ovile - Roma. Confronto di diversi cloni di Cupressus
sempervirens ottenuti da talee radicate. (foto, E. Fusaro).
16-Ventoux 01
RISULTATI E CONCLUSIONI
•Le osservazioni fenologiche hanno permesso di identificare la provenienza più precoce (1-Arslankoy, Turchia) e quella più tardiva (7-Kammouah Ovest, Libano) di Cedrus libani e la più
precoce (16-Alto Atlante, Marocco) e più tardiva (15-Ventoux 01, Francia) di Cedrus atlantica;
•Tra queste provenienze sono state osservate differenze intra ed interspecifiche sull’ altezza media a 9 anni, sulla fenologia e sul ?1 3C fogliare e differenze interspecifiche sulla lunghezza degli
aghi;
•Le variazioni dei valori di conduttanza stomatica osservate all’ inizio della stagione vegetativa sono in accordo con la fase fenologica “ 2” delle 4 provenienze studiate (Di Matteo et al 2009)2;
•La provenienza più precoce di C. libani (Kammouah Ovest, Libano) è stata caratterizzata nei periodi di osservazione del 22 Aprile, 12 Maggio e 9 Giugno da valori di conduttanza stomatica
più elevati al mattino (ore 9.00) ed a metà giornata (ore 12.00) seguiti da un decremento durante le prime ore del pomeriggio (ore 15.00), oltre che da valori medi del ?13C più bassi (-29.07);
•La provenienza francese più tardiva di C. atlantica (Ventoux-01) è stata caratterizzata da valori di conduttanza stomatica contenuti e variazioni insignificanti durante il corso della giornata,
oltre che da valori medi del ?13 C più alti (-28.38);
•Le variazioni osservate sulla conduttanza stomatica sono probabilmente influenzate anche da fattori di origine genetica ed eco-morfometrici (altitudine di origine, lunghezza e spessore degli
aghi), che andrebbero ulteriormente indagati;
•Le misure sulla conduttanza sono state condotte su aghi della precedente stagione vegetativa, in piante di 15 anni. Se tali differenze venissero accertate anche in vivaio su piantine di 1 -2 anni,
tale parametro potrebbe essere opportunamente impiegato come test precoce di selezione.
•Dato lo stretto legame esistente tra comportamento fenologico, conduttanza stomatica ed altre caratteristiche eco-fisiologiche, indagini di questo tipo potrebbero essere estese anche ad altri
gruppi di specie, ed in particolare alle provenienze dei pini del gruppo halepensis (51 provenienze), di Pinus pinaster (17 provenienze), oppure alle diverse varietà di Cupressus ssp conservati
all’interno delle nostre collezioni dell’ azienda Ovile (5 specie e 4 cloni). Considerata che l’ ubicazione dell’ azienda è praticamente all’ interno della città di Roma, in un’ area fortemente
antropizzata, gli studi sui flussi pollinici potrebbero essere messi in relazione anche con le dinamiche delle allergie e selezionare, anche sotto questo profilo, le entità genetiche meno dannose
alla salute dell’ uomo.