Effetti dei modelli di interazione freddo-caldo sulla fenologia del ciliegio

“La salute è il giusto equilibrio tra caldo e freddo”. Un buon germogliamento delle latifoglie è il risultato dell'esposizione a una certa quantità di freddo invernale e di calore primaverile. Tuttavia, nelle ultime stagioni questa combinazione non si è verificata nella misura richiesta, con effetti negativi sull'andamento della fenologia degli alberi da frutto.

A seguito dei cambiamenti climatici previsti, diverse aree di produzione nel mondo, così come nel Cile centro-meridionale, hanno sperimentato inverni più freddi del solito. Ciò ha suscitato interesse nell'applicazione di modelli basati sul concetto di interazione freddo/calore per spiegare l'effetto di questi cambiamenti sul comportamento degli alberi da frutto.

Le variazioni climatiche estreme degli ultimi anni, dovute a cicli naturali come El Niño Southern Oscillation e all'effetto dei cambiamenti climatici, hanno generato incertezza sul comportamento degli alberi in ogni stagione.

Più di dieci anni fa è stato previsto che uno degli effetti del cambiamento climatico sulla frutticoltura sarebbe stata una minore disponibilità di freddo in inverno in diverse aree di produzione, con un impatto negativo sulla produzione nella misura in cui l'esposizione al freddo non sarebbe stata sufficiente a soddisfare le esigenze minime di una determinata specie frutticola, cioè il suo fabbisogno di freddo.

Le tre fasi della dormienza

Durante l'inverno, gli alberi decidui perdono le foglie e vanno in dormienza. In questo stato cessano la loro crescita come meccanismo di sopravvivenza contro le condizioni invernali sfavorevoli. Si tratta di un processo continuo in cui si distinguono tre fasi che si verificano in sequenza.

Nella prima fase, gli alberi si preparano alla dormienza: accettano l'accorciamento delle giornate e le basse temperature, mobilitano nutrienti e altri composti, compresi gli inibitori come l'acido abscisico (ABA), dalle foglie ai rametti.

La cessazione dell'attività fotosintetica, la polimerizzazione degli zuccheri, il blocco del trasporto e l'accumulo di inibitori come l'ABA, con la conseguente caduta delle foglie, segnano l'inizio della fase di endodormienza o dormienza profonda. In questa fase non c'è crescita a causa delle condizioni interne delle gemme, che quindi non germoglieranno nemmeno in ambienti favorevoli.

L'esposizione alle condizioni invernali degrada gli inibitori, la loro sintesi si riduce e la gemma entra in eco-dormienza, cioè ha la capacità di germogliare, ma non lo farà finché le condizioni invernali saranno mantenute. Le gemme cresceranno quando le giornate saranno più calde e luminose in primavera.

Il modo per seguire l'andamento della recessione è quello di quantificare il freddo invernale. A questo scopo sono disponibili diversi modelli, i più utilizzati sono: Ore di refrigerazione sotto i 7°C, Unità di refrigerazione Richardson o Utah e Porzioni di refrigerazione secondo il modello dinamico.

Le specie e le cultivar hanno soglie di freddo diverse per raggiungere la capacità di germogliare. Quindi, hanno bisogno di un accumulo di calore, che può essere quantificato con modelli come i Gradi Giorno (GD) e i Gradi Gradi Ora di Declino (GDH).

Modello freddo-caldo

Prima dell'inizio del secolo, le quantità di freddo e di calore post-raccolta degli alberi da frutto decidui erano espresse come eventi successivi e indipendenti. Negli anni 2000, il ricercatore Eduardo Tersoglio dell'INTA di Mendoza ha dimostrato che le gemme dei ciliegi Bing con una maggiore esposizione al freddo invernale richiedevano meno calore per germogliare.

Nel 2010, i ricercatori del Servizio Forestale degli Stati Uniti, guidati da Connie Harrington, hanno proposto un modello di interazione o compromesso tra la quantità di esposizione al freddo e al calore per l'emergenza della dormienza di una specie di conifere. Questo modello è stato successivamente applicato agli alberi da frutto dal gruppo di ricerca guidato dal professor Ted DeJong in California e pubblicato nel 2014 (Figura 1).

Immagine 1: curva che rappresenta la relazione tra le quantità di freddo e calore necessarie per la fioritura (Pope et al., 2014). Immagine 2: percentuale di germinazione di rami di ciliegio Santina raccolti esposti a diverse porzioni di freddo e sottoposti a calore (GDH) nella camera di crescita.

Il modello indica che, con l'aumento dell'esposizione al freddo durante l'endodormienza, le gemme aumentano la loro capacità di germogliare, che viene raggiunta con la successiva esposizione al calore. Tuttavia, più le gemme sono esposte al freddo, meno calore richiedono per germogliare.

Supponendo che il passaggio tra endo ed eco-dormenza avvenga quando il 50% delle gemme è in grado di germogliare, in questa interazione si possono riconoscere due parametri chiave del processo: il freddo e il calore richiesto.

La quantità minima di freddo affinché il 50% delle gemme sia in grado di germogliare senza limitazioni termiche (con il massimo calore) è il requisito del freddo. D'altra parte, la quantità minima di calore per far germogliare il 50% con la massima quantità di freddo sarebbe il requisito di calore.

Il modello di interazione freddo/calore permette di comprendere la recessione come un processo continuo e dinamico. Inoltre, suggerisce una compensazione nel progresso fenologico. In altre parole, una primavera calda compenserà un eventuale basso accumulo di freddo in inverno e viceversa.

Con il supporto della FIC Maule e utilizzando la tecnica del germogliamento forzato in camera di crescita, si stanno determinando i requisiti di freddo e calore di cultivar di ciliegio e melo introdotte di recente (Foto 2). Per la quantificazione sono state scelte le porzioni di freddo e GDH, in linea con la preferenza della maggior parte degli esperti per questi modelli.

È quindi possibile costruire curve di risposta al calore per rametti raccolti con diverse quantità di freddo in inverno, con diversa esposizione al freddo (Figura 2). Con le quantità di freddo e di calore per un germogliamento del 50%, è possibile adattare una curva con cui stimare il fabbisogno di calore e di freddo per ogni cultivar. Sebbene il fattore più determinante per il valore del fabbisogno di freddo sia dato dalla specie e dalla cultivar, esso varia anche in base alla vigoria dell'albero (portainnesto, età).

Nel frutteto, è necessario stabilire il momento di entrata in endodormienza per iniziare il conte ggio del freddo e confrontare l'accumulo effettivo di freddo con il fabbisogno di freddo di ciascuna cultivar. Nel melo è stato stabilito e misurato che l'inizio dell'endodormienza avviene quando l'albero presenta una caduta del 50% delle foglie.

Nel ciliegio esistono diverse posizioni per fissare l'inizio del conteggio del freddo. È forse meno rilevante che nei meli, dove si possono trovare sia cultivar senza foglie sia cultivar non raccolte in autunno. L'entrata in dormienza dei ciliegi, che si manifesta con la caduta delle foglie, è regolata dall'accorciamento delle giornate e dalle basse temperature.

Utilizzando i dati di due stagioni e di quattro frutteti nella regione del Maule, sono state adattate le curve del caldo e del freddo di Santina e Lapins (Figura 3). Sebbene sia possibile ottenere un adattamento più approssimativo con un maggior numero di dati, con le tendenze tracciate è possibile stimare il comportamento di entrambe le cultivar.

Santina, nonostante mostri esigenze di freddo simili a Lapins in endodormanzia, ha una maggiore necessità di calore per germogliare quando il freddo è abbondante. Pertanto, Santina esprimerà il suo potenziale di progresso fenologico in zone con primavere calde. La Lapins può essere coltivata in luoghi con minore accumulo di calore in primavera.

Immagine 3: Quantità di raffreddamento della dormienza e di riscaldamento della dormienza ecologica per ottenere il 50% di germogli di rametti di ciliegio Lapins e Santina. 

Nel ciliegio esistono diverse posizioni per fissare l'inizio del conteggio del freddo. È forse meno rilevante che nei meli, dove si possono trovare sia cultivar senza foglie sia cultivar non raccolte in autunno. L'entrata in dormienza dei ciliegi, che si manifesta con la caduta delle foglie, è regolata dall'accorciamento delle giornate e dalle basse temperature.

Utilizzando i dati di due stagioni e di quattro frutteti nella regione del Maule, sono state adattate le curve del caldo e del freddo di Santina e Lapins (Figura 3). Sebbene sia possibile ottenere un adattamento più approssimativo con un maggior numero di dati, con le tendenze tracciate è possibile stimare il comportamento di entrambe le cultivar.

Santina, nonostante mostri esigenze di freddo simili a Lapins in endodormanzia, ha una maggiore necessità di calore per germogliare quando il freddo è abbondante. Pertanto, Santina esprimerà il suo potenziale di progresso fenologico in zone con primavere calde. La Lapina può essere coltivata in luoghi con minore accumulo di calore in primavera.

Uso delle chiome

Nelle ultime stagioni, le condizioni meteorologiche sono state contrastanti: l'inverno 2023 è stato un inverno con un accumulo di freddo limitato e la primavera è stata fredda fino a dicembre. Si è verificata la combinazione peggiore, poiché non c'è stata alcuna compensazione tra freddo e caldo per normalizzare il progresso fenologico.

I ciliegi in fienili con qualche sistema di modifica ambientale, come reti ombreggianti in nicchia, tunnel o tettoie con chiusure perimetrali, che favorivano l'accumulo termico in primavera, hanno avuto dati di produzione migliori.

Nel 2024, con condizioni invernali più tipiche (giornate nuvolose e pioggia fino a giugno, basse temperature e nebbia), i sistemi di modificazione ambientale non hanno fatto la differenza e talvolta, al contrario, sono stati controproducenti. A basse temperature, gli alberi sotto le reti ombreggianti possono essere leggermente più caldi rispetto all'esterno.

Allo stesso modo, le tettoie di plastica utilizzate in primavera non fanno la differenza, poiché hanno un elevato accumulo di freddo in inverno e, senza questo apporto, il loro uso può essere messo in discussione, data la riduzione della radiazione solare che generano.

Fonte: Mundoagro
Immagini: Mundoagro

Álvaro Sepúlveda, Arene di Loreto, Daniela Simeone, Maurizio Fuentes

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