Come il cambiamento climatico impatta il post-raccolta nel ciliegio

A lungo termine, si prevede che dovremo affrontare estati con condizioni climatiche sempre più estreme, con ondate di calore più lunghe, più intense e più frequenti; e con temperature record, come quelle registrate quest'anno.

Purtroppo, nelle condizioni cilene, questi periodi di caldo eccessivo coincidono con la fase di post-raccolta del ciliegio, quando si verificano due processi fondamentali per la produzione di frutti della stagione successiva: l'accumulo di riserve e la differenziazione dei fiori.

Oltre alle condizioni torride dell'estate di quest'anno, “nell'estate del 2023 sono prevalse condizioni climatiche di forte stress per la coltura, con temperature massime medie superiori ai 30°C fino a marzo inoltrato. Una condizione climatica che ha influito sull'adeguato processo di differenziazione delle gemme da fiore, nonché sull'accumulo di riserve per la stagione”, avverte il consulente Luis Espíndola.

Tuttavia, quella del 2023 non è stata la prima estate con queste condizioni. “Nella stagione 2019/20 abbiamo avuto un record di 219.500 unità di stress (figura 3), raggiungendo un accumulo del 35% in più rispetto alla media storica. Nella stagione 2022/23 abbiamo accumulato circa 200.000 unità di stress, molto simili alla stagione 2019/20”, precisa l'esperto.

Le temperature massime sono state anormalmente alte. “Le temperature massime medie nel 2022/23 sono state molto più alte rispetto alle altre stagioni, ma soprattutto sono state registrate fino ad aprile e addirittura a maggio, quando normalmente le temperature più alte si verificano a dicembre e gennaio.

Questa è una condizione che influisce in modo significativo sull'intero processo di formazione dei germogli e sull'accumulo di riserve per la stagione successiva”, avverte il consulente. L'unità di stress è una misura caratterizzata da bassa umidità relativa ed elevata temperatura. Si calcola con la formula seguente.

Unità di stress = (T° - 10) x (-0,2 x RH + 15)

Umidità relativa ≤ 75% e temperatura ≥ 10ºC

“La Figura 4 riporta l'accumulo mensile di stress per sei stagioni e si può notare chiaramente che nel periodo gennaio-marzo 2023 l'accumulo di stress è stato molto elevato rispetto alla media (giallo). Mentre la stagione 2019/20 ha quasi raggiunto le 220.000 unità di stress, il 35% in più rispetto alla media storica (162.827), l'accumulo di stress è stato molto elevato nel periodo gennaio-marzo 2023.

Nella stagione 2022/23, abbiamo avuto un accumulo di stress che ha superato la media di quasi il 21%”, dice Espíndola.

L'estate del 2023 ha visto molte ore di temperature superiori ai 29°C, soprattutto rispetto alla stagione precedente, quando le temperature erano molto più moderate. Sebbene la stagione 2019/20 sia stata caratterizzata da temperature elevate, queste non sono state così alte come l'anno scorso.

Immagine 1: Periodi di sviluppo del ciliegio.

La tabella 2 mostra diversi parametri climatici per i periodi gennaio-aprile del 2021/22 e 2022/23, in cui spiccano alcuni blocchi di alta evapotraspirazione (ET0), che superano addirittura i 43 mm a settimana nel 2023. “Vediamo anche temperature massime molto elevate, soprattutto a partire da metà febbraio, che sono continuate fino a marzo. Anche le medie delle massime sono state più alte rispetto alle altre stagioni, soprattutto se confrontate con l'anno precedente.

Osservando l'accumulo di ore al di sopra dei 30°C si notano blocchi di enorme stress da temperature molto elevate”, sottolinea il consulente. 

Dal 1° gennaio al 2 aprile della stagione 2022/23, sono state accumulate 279 ore con temperature superiori a 30°C, rispetto alle sole 140 ore della stagione precedente.

“Chiaramente la stagione 2022/23 è stata caratterizzata da temperature elevate, con cicli di caldo intenso, che purtroppo possono essere complicati perché influenzano i processi biologici della coltura che si ripercuoteranno sulla stagione successiva, perché le alte temperature sono state registrate quando si stavano formando i primordi delle gemme da fiore per l'anno successivo”, determina Espíndola.

Immagine 2: Media delle temperature massime.Immagine 3: Indice di stress (dal 1 ottobre al 31 marzo).Immagine 4: Indice di stress accumulato per mese.

Paradormienza, la prima fase della dormienza

Dopo la differenziazione dei fiori e l'accumulo di riserve, si passa al periodo di dormienza o recessione invernale, che si divide in tre fasi. La prima fase, nota come paradormizzazione, inizia quando le temperature si abbassano, le giornate si accorciano e si raggiunge il 50% di caduta delle foglie, prima di passare alla dormienza endo. Questa seconda fase richiede basse temperature affinché la pianta accumuli il freddo necessario per uscire dalla dormienza.

Una volta accumulato il freddo necessario, un requisito che dipende dalla combinazione di varietà e portainnesto, la pianta diventa ricettiva al calore. La terza fase è nota come ecodormienza, quando il processo diventa esclusivamente dipendente dalle temperature esterne.

“La paradormanzia inizia di solito a maggio, anche se eccezionalmente può iniziare ad aprile; in questa fase il processo di acclimatazione è fondamentale perché i germogli possano resistere alle basse temperature dell'inverno. Un germoglio con brattee poco chiuse non è in grado di resistere alle basse temperature invernali".

"Quando ci troviamo di fronte a condizioni di alta temperatura o di eccessiva concimazione, tra gli altri fattori, la pianta entrerà in recessione in ritardo, lasciandola esposta a diversi svantaggi”, sottolinea l'esperto. Poiché i tessuti verdi non possono resistere a temperature inferiori a zero gradi Celsius, la pianta dormiente impedisce alle gemme di germogliare anche durante i periodi di temperature più elevate in inverno.

Parallelamente, le piante accumulano carboidrati nei loro tessuti, aumentando gli zuccheri nei vacuoli delle cellule e aumentando la tensione osmotica, resistendo così meglio alle temperature sotto lo zero (ad esempio il gelo), ovvero abbassando il punto di congelamento dell'acqua nella pianta che, insieme alla protezione delle brattee e dei tessuti cotonosi, protegge i germogli dalle basse temperature.

Immagine 5: Inizio del recesso invernale.

“È persino possibile che l'inizio della recessione inizi ad aprile. Questo è importante perché molte volte, a differenza di quest'anno, pur non avendo avuto temperature elevate, abbiamo continuato a irrigare e concimare, mantenendo le condizioni affinché la pianta rimanesse attiva e non entrasse in dormienza precoce”, afferma.

La stagione 2022/23 ha registrato solo 145 ore al di sotto dei 10°C, molto simile alla stagione 2019-20. Tuttavia, nella stagione 2021/22 abbiamo raggiunto 237 ore sotto i 10°C in aprile. “Quella è stata una stagione con un forte accumulo di freddo invernale, quindi c'era già un accenno a quella che potrebbe essere la pausa”.

Endormienza e accumulo di freddo

Quando entra in endodermia, la fase più associata all'accumulo di freddo, la gemma deve essere già preparata a sopportare temperature invernali inferiori allo zero. Se, dopo un autunno caldo, il germoglio non si è chiuso correttamente, potremmo avere problemi in inverno.

Abbiamo definito che la dormienza inizia quando il 50% delle foglie è caduto. Tuttavia, “ci sono anni in cui a metà maggio c'è ancora una percentuale significativa di foglie sull'albero e solo allora le piante riescono a far cadere le foglie. Ma, a mio parere, è già troppo tardi. In base alle temperature di aprile, dobbiamo pensare a una gestione che favorisca la caduta delle foglie per ottenere una dormienza più normale”, raccomanda lo specialista.

Durante la dormienza, la concentrazione di amido aumenta fino a raggiungere il livello massimo a metà del periodo di dormienza. Successivamente, verso la fine del periodo, diminuisce nuovamente perché viene trasformato in altri carboidrati.

Modelli di accumulo di freddo e la loro applicazione

Esistono diversi modelli di accumulo a freddo. Il più utilizzato in Cile è il modello delle ore di freddo o modello Weiberger. Il termine “ore di freddo” (HF) è definito come le ore in cui le temperature sono inferiori a 7,2 °C e ogni ora al di sotto di tale soglia equivale a un'unità di freddo.

“Questo modello ha lo svantaggio di non considerare le temperature molto vicine al limite superiore dell'intervallo. Per esempio, un record di 7,5°C non viene considerato come un'unità di freddo, anche se è così vicino a 7,2. Tuttavia, da un punto di vista biologico, c'è un effetto a 7,5°C”.

Immagine 6: Ore con temperatura <10°C.

La tabella 4 è stata realizzata con le serie di temperature registrate in un'area vicina a Curicó. “Si può notare che il 15 luglio 2017 c'erano già 635 ore di freddo accumulate, ma che nel 2023, alla stessa data, se ne raggiunsero solo 436. In altre parole, quello fu un anno piuttosto povero in termini di freddo, rispetto al 2022, quando se ne raggiunsero 598. Un anno con condizioni molto simili al 2023”.

“Nel 2017 c'è stato un ottimo accumulo di freddo (Figura 7), senza grandi interruzioni e a tassi relativamente costanti. Mentre il 2020 è iniziato con un buon tasso di accumulo di freddo, poi si è moderato. Per la ciliegia, si considera l'accumulo di ore di freddo fino al 25 luglio".

"Il totale delle ore di refrigerazione del 2020 è abbastanza simile a quello del 2017, ma la dinamica è stata molto diversa: l'accumulo di freddo è stato scarso fino a giugno, un mese molto importante per il ciliegio, per poi aumentare dopo il 15 luglio. In quest'ultimo caso, sebbene le temperature tardive inferiori a 7,2°C abbiano un certo effetto sulla rottura, hanno un impatto minore rispetto a quello che avrebbero avuto se fossero state aggiunte a giugno”, spiega Espíndola.

Immagine 7: Accumulo di ore di freddo (<7,2°C) - Precipitazioni (mm). Curicó, 2017.

In sintesi, l'anno 2022 è stato molto simile al 2017. Con un elevato accumulo di freddo, ad un ritmo costante e in modo coerente. “Al 25 luglio avevamo oltre 600 HF. Diverso è stato l'anno 2023, che come il 2020 ha accumulato solo circa 400 HF al 25 luglio. Quindi il 2020 e il 2023 sono anni simili sia per quanto riguarda l'autunno che per gli HF”.

Modello di unità del freddo

Luis Espíndola spiega che il modello delle ore di freddo non si adatta bene alle zone agroclimatiche con inverni miti, quindi è stato sviluppato un modello alternativo, più efficace in condizioni di basso freddo invernale. Si tratta del modello dinamico.

“In Cile, questo modello è stato originariamente utilizzato per le zone settentrionali o per le aree costiere a basso freddo invernale. Tuttavia, il suo utilizzo è stato ora esteso ad altre aree, ma non solo per determinare se la pianta sta uscendo dalla dormienza, ma anche per programmare le applicazioni di rompi-dormienza”.

In un processo a due fasi, l'esposizione al freddo del germoglio viene aggiunta o meno, tenendo conto delle temperature successive.

Schema a due fasi:

1. Intermedio: Formazione a temperature comprese tra 0 e 12°C, annullamento a temperature superiori a 16°C.
2. Ciclo giornaliero: Fissazione a freddo 13 - 15ºC

“In termini semplici, il modello dinamico considera un intermedio o un prodotto che viene generato durante il giorno in funzione delle temperature. Se una certa soglia non viene raggiunta durante il giorno, l'intermedio torna a zero. Se le temperature sono adeguate, l'intermedio supera la soglia e diventa una porzione di freddo".

"Questa porzione si accumula e non viene più persa, anche se la temperatura sale. Si differenzia da modelli come quello di Richardson, che sottrae il freddo quando si raggiungono temperature superiori a un certo intervallo”.

L'intermedio viene stimolato a temperature comprese tra 0°C e 13°C. Se alla fine della giornata si è accumulata una quantità sufficiente di intermedio e le temperature sono comprese tra 13°C e 15°C, esso si trasforma in una porzione fredda e non viene più perso. Al contrario, se la temperatura supera una soglia, l'intermedio torna a zero (non si somma).

La Tabella 5 mostra l'accumulo di porzioni fredde per cinque stagioni nella Sagrada Familia, verso la costa di Curicó con un clima relativamente caldo. “Si può notare che i totali per i diversi anni sono abbastanza simili, a differenza di quando si contabilizza in base all'HF, dove ci possono essere anni con grandi differenze. In generale raggiungiamo circa 35 porzioni di freddo tra il 25 e il 30 giugno. Nel 2023 raggiungiamo questo livello un po' più tardi, mentre nel 2022 lo raggiungiamo intorno al 20 giugno”.

Immagine 8: Accumulo di unità di freddo a Sagrada Familia, regione di Maule.

“Nel grafico dell'accumulo di porzioni fredde vediamo che nell'anno 2023 l'accumulo si è fermato due volte, la prima a maggio e la seconda a giugno, durante periodi di forti precipitazioni e temperature in aumento. Durante questi periodi, questo modello, che è stato progettato per le aree a basso freddo, non ha registrato alcun accumulo di porzioni fredde. Al contrario, nel 2022 abbiamo avuto un accumulo piuttosto elevato. Da questo punto di vista, gli anni migliori sono stati il 2017 e il 2022.

“Oggi, con il cambiamento delle condizioni climatiche e l'aumento delle temperature, ci troveremo sempre più spesso di fronte a stagioni di basso accumulo di freddo e probabilmente anche ad anni di accumulo tardivo”.

La primavera e la fine della pausa

Con l'arrivo della primavera, il gelo, le temperature di fioritura, l'attività degli impollinatori, la vitalità dei fiori, le condizioni di allegagione, la crescita e la maturazione dei frutti iniziano a diventare fattori incidenti.

“È stato stabilito che la recessione termina quando il 50% delle gemme è in grado di germogliare (ecodormanza). Da quel momento sono sensibili alle condizioni esterne, come la temperatura, e con un adeguato accumulo termico possono iniziare a germogliare. Dalla primavera in poi, la fisiologia della pianta è guidata dal calore e dal rischio di eventi negativi come il gelo.

Se una gemma dormiente può resistere a temperature fino a -8°C, una gemma gonfia può essere danneggiata a -4°C e, allo stato di palloncino, a -2°C. “Ma se abbiamo gemme da fiore con scarso accumulo di riserve, possono essere colpite anche da temperature superiori a -1°C, in quanto saranno molto più suscettibili rispetto a quando la gemma ha accumulato buone riserve. Ecco perché è così importante il post-raccolta, il periodo in cui i frutti si formano e si generano le riserve”.

Immagine 9: nterazione tra freddo di recessione e calore post-recessione in alberi da frutto a foglia caduca.

In parole povere, “se abbiamo gemme da fiore con scarso accumulo di riserve, queste possono essere colpite, anche come mostra la figura 9, è che quando c'è un accumulo ottimale di freddo nella pausa invernale, è necessario pochissimo calore in primavera per avanzare nella fase fenologica, quindi un piccolo accumulo di gradi giorno è sufficiente per innescare i processi di germogliazione e fioritura”, sottolinea Espindola.

Immagine 10: Gradi-giorno (GD) e ore-grado di crescita (GDH).

Al contrario, se c'è un basso accumulo di freddo in inverno, la pianta non avrà un chiaro segnale che l'inverno è finito, quindi avrà bisogno di accumulare più calore. “Ad esempio, nel 2022 abbiamo avuto un buon accumulo di freddo e la pianta ha reagito abbastanza bene, anche se l'inizio della primavera è stato freddo. Se fosse stato un anno con poco freddo in inverno, un inizio di primavera molto freddo avrebbe ritardato la germinazione, la fioritura, il raccolto, ecc.

Modello dei gradi-giorno di crescita

Il metodo di misurazione dell'accumulo termico più comunemente utilizzato dai produttori cileni è quello dei gradi giorno (GD). “Un sistema basato su una funzione lineare in cui le temperature medie giornaliere vengono sottratte da una temperatura di base o soglia, che in questo caso è 10. Questo sistema non distingue tra gli intervalli di temperatura, a meno che non si scenda sotto i 10°C, soglia al di sotto della quale non si verifica alcun accumulo di GD”.

Grado giorno = [(max + min)/2] - Tº di base.

Espindola presenta un sistema “relativamente nuovo nel suo utilizzo, ma sviluppato da tempo” per misurare l'accumulo termico, il modello dei gradi-ora crescenti, la cui temperatura di base è 4,5°C.

Tuttavia, “questo modello presenta il paradosso che, una volta soddisfatto il requisito del freddo, ad esempio il 10 luglio, anche temperature di 7°C possono essere considerate come accumulo di calore. Non corrisponde a una funzione lineare e ha un intervallo ottimale tra 20 e 25°C, per poi scendere rapidamente fino a 35°C, soglia alla quale non è più considerato accumulo di calore.

Mentre nel sistema DG verrebbe conteggiato. Quando il freddo invernale è già stato completato per la varietà/il portainnesto nella zona di coltivazione, questo modello - inoltre - permette di stimare il momento della germinazione”, sottolinea il consulente.

"I tassi di accumulo in Curicó dalla fine della recessione alla rottura delle gemme sono di circa 6.000 ore di grado di crescita. Si tratta di una media, poiché ci sono differenze tra le varietà, ma permette di prevedere che la fioritura avverrà entro un certo intervallo di date.

Immagine 11: Accumulo di calore. Tempo di crescita cumulativo (GDH), Curicó, regione di Maule.

“In alcuni studi sono stati analizzati i requisiti di calore, dopo aver soddisfatto i requisiti di freddo, per raggiungere il 50% di esplosione delle gemme in diverse varietà". Secondo la tabella 7, Lapins richiede 6.000 e Santina 6.723, mentre all'estremo opposto Kordia su Maxma richiede 6.643, ma su Colt 7.031. Questo, d'altra parte, rafforza l'ipotesi che il portainnesto influenzi i requisiti di accumulo di calore.

La variabilità climatica e la tendenza generale all'aumento delle temperature richiedono una migliore comprensione delle conseguenze dei cambiamenti climatici sulla fisiologia e, in ultima analisi, sulla produttività della coltura. La scelta dei modelli che meglio rappresentano l'effetto del freddo in inverno o del caldo in primavera consentirà di anticipare gli eventi fenologici importanti e di gestire la coltura per produrre frutti della migliore qualità.

Fonte: Redagrícola
Immagini: Redagrícola

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