Introduzione Il consolidamento delle previsioni di cambiamenti climatici ha determinato, negli ultimi anni, la crescente comparsa nella letteratura scientifica di valutazioni della vulnerabilità e dell'adattabilità alle variazioni climatiche dei sistemi colturali di un determinato territorio. Il progetto AGROSCENARI ha come obiettivo l'identificazione di opzioni di adattamento per i principali sistemi colturali italiani (Menenti et al., 2008). Uno degli obiettivi del progetto è di esplorare la biodiversità intra-specifica esistente nelle colture, caratterizzando quantitativamente le differenti risposte produttive di specie e cultivars al regime idro-termico. Il regime idro-termico futuro per un sistema colturale può essere stimato accoppiando modelli di simulazione del sistema suolo-vegetazione-atmosfera a scenari di previsione del clima futuro. Il confronto delle risposte quantitative di specie e cultivars con il regime idro-termico futuro consente di stimare la produttività delle colture nelle mutate condizioni ambientali, e di formulare quindi previsioni di adattabilità. Nel presente lavoro si riferiscono alcuni risultati conseguiti per una delle specie oggetto di studio: il frumento duro (Triticum turgidum L.subsp. durum). Questa specie, oltre che essere dominante nei sistemi colturali di molte regioni meridionali dell'Italia, è una delle colture più importanti dell'Asia occidentale e del Nord Africa per il suo adattamento a condizioni semiaride (250-450 mm di piovosità annua). Metodologia E' stata esaminata la letteratura scientifica prodotta negli ultimi 20 anni al fine di definire i requisiti pedo-climatici di genotipi di frumento duro. In particolare, è stata individuata e caratterizzata la risposta di diversi genotipi al variare della disponibilità idrica. Per tale ricerca ci si è avvalsi degli articoli reperibili sia in formato elettronico (Banca dati on line del CNR) che cartaceo presso la biblioteca dell'ISAFOM e della Facoltà di Agraria di Catania. Per alcuni genotipi è stata descritta quantitativamente la risposta produttiva allo stress idrico, determinando la relazione tra la produzione relativa (Y/Ymax) e un indicatore del regime idrico nel suolo (deficit di evapotraspirazione relativa = 1-ETeffettiva/ETpotenziale). Risultati E' presentato (Tab.1) uno stralcio della rassegna dei genotipi che hanno fornito i migliori risultati produttivi in asciutto negli ambienti caldo aridi. In generale, la letteratura esaminata ha evidenziato la netta superiorità produttiva, in condizioni di stress idrico severo, degli ecotipi locali rispetto alle varietà selezionate. L'identificazione dei genotipi è svolta principalmente da importanti centri di raccolta e conservazione del germoplasma, quali l'International Center for Agricultural Research in Dry Areas (ICARDA) e l'International Mais and Wheat Improvement Center (CIMMYT). Il primo ha reso operative fin dal 1977 una serie di stazioni sperimentali poste in diverse regioni a clima semiarido, dall'Asia occidentale al Nord Africa (WANA), dove l'apporto delle precipitazioni è altamente irregolare (200÷600 mm annuali di piogge) e la coltivazione di frumento duro viene praticata in asciutto in zone a più elevato stress idrico e termico. Il lavoro svolto dall'ICARDA ha portato alla valutazione in queste aree di oltre 15000 accessioni provenienti da oltre 60 Paesi (Porceddu e Srivastava, 1990). Entrambe le istituzioni svolgono la preziosa opera di contrastare la scomparsa di genotipi locali resistenti agli stress tipici delle aree del Mediterraneo (e, in prospettiva, adattabili all'evoluzione del clima in corso) conservando una preziosa fonte di variabilità genetica. ICARDA e CYMMIT moltiplicano il materiale in loro possesso e lo mettono a disposizione dei selezionatori. Tabella 1 Genotipi resistenti allo stress idrico selezionati in asciutto in diversi ambienti caldo-aridi GenotipoOrigineArea di sperimentazioneRiferimento biblioPrecipitazioni annue 2 varietà (Carcomun, Germon)CIMMYT2 aree del Sud AustraliaLopez-Castaneda e Richards, 1994200 ÷ 370 mm 5 varietà e 32 ecotipi locali greci, 19 ecotipi turchiGrecia e TurchiaSalonicco e Serres (Grecia), Aleppo (Siria)Biesantz et al, 1990170 ÷ 590 mm 5 varietà (V17, Marzak, Karim, Keyperounda, ACSAD65)MaroccoSettat (Marocco)Hafid et al, 199880 ÷ 400 mm 5 varietà e 15 ecotipiSicilia (Italia)Catania (Italia)Boggini et al,1990190 ÷ 480 mm Riguardo alla risposta produttiva dei genotipi, si riporta a titolo di esempio (Fig.1) la produzione relativa di 3 cvs di frumento duro al deficit di evapotraspirazione relativa (Hafid et al., 1998) in un esperimento di due anni. E' evidente la differenza di sensibilità. La cv ACSAD35 è risultata la più sensibile. Questa cv è anche quella con il potenziale produttivo minore; la sua produzione in regime idrico ottimale è risultata il 68% circa delle produzioni di Keyperounda e Marzak. Conclusioni L'approccio proposto permette di valutare il patrimonio di conoscenze reperibile su scala mondiale dalla letteratura scientifica sulla biodiversità delle specie di interesse agrario e di avere contezza di un prezioso patrimonio di varietà locali e selezionate nel tempo dalle Istituzioni di ricerca il cui potenziale per l'adattamento dell'agricoltura ai cambiamenti climatici è enorme e poco noto. La risposta dei genotipi agli stress abiotici deve essere espressa quantitativamente mediante indicatori del regime idro-termico. Il confronto di tali indicatori con le condizioni ambientali determinate dal clima futuro permette di identificare i genotipi alla base dell'adattamento delle specie agrarie ai cambiamenti climatici. Lavoro svolto nell'ambito del progetto AGROSCENARI (MIPAAF DM.8608/7303/2008) Bibliografia Biesantz et al. 1990. Evaluation of Greek and Turkish Durum Wheat Landraces. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishers, 45-55. Boggini G. et al. 1990. Characterization and utilization of Sicilian landraces of durum wheat in breeding programs. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishers, 223-234. Lopez-Castaneda C., Richards R.A. 1994. Variation in temperate cereals in rainfed environments III. Water use and water-use efficiency. Field Crops Research, 39:85-98. Hafid et al. 1998. Root and shoot growth, water use and water use efficiency of spring durum wheat under early-season drought. Agronomie, 18:181-195. Menenti M. et al. 2008. Biodiversità delle principali colture mediterranee: una risorsa per l'adattamento dell'agricoltura al clima che cambia. Italian Journal of Agrometeorology, 2: 22-37. Porceddu E., Srivastava J. P. 1990. Evaluation, documentation of Durum Wheat germplasm at ICARDA and the Università of Tuscia, Italy. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishers
Adattamento ai Cambiamenti Climatici del Frumento
Valeria Cavallaro;Francesca De Lorenzi;Irene Longo
2012
Abstract
Introduzione Il consolidamento delle previsioni di cambiamenti climatici ha determinato, negli ultimi anni, la crescente comparsa nella letteratura scientifica di valutazioni della vulnerabilità e dell'adattabilità alle variazioni climatiche dei sistemi colturali di un determinato territorio. Il progetto AGROSCENARI ha come obiettivo l'identificazione di opzioni di adattamento per i principali sistemi colturali italiani (Menenti et al., 2008). Uno degli obiettivi del progetto è di esplorare la biodiversità intra-specifica esistente nelle colture, caratterizzando quantitativamente le differenti risposte produttive di specie e cultivars al regime idro-termico. Il regime idro-termico futuro per un sistema colturale può essere stimato accoppiando modelli di simulazione del sistema suolo-vegetazione-atmosfera a scenari di previsione del clima futuro. Il confronto delle risposte quantitative di specie e cultivars con il regime idro-termico futuro consente di stimare la produttività delle colture nelle mutate condizioni ambientali, e di formulare quindi previsioni di adattabilità. Nel presente lavoro si riferiscono alcuni risultati conseguiti per una delle specie oggetto di studio: il frumento duro (Triticum turgidum L.subsp. durum). Questa specie, oltre che essere dominante nei sistemi colturali di molte regioni meridionali dell'Italia, è una delle colture più importanti dell'Asia occidentale e del Nord Africa per il suo adattamento a condizioni semiaride (250-450 mm di piovosità annua). Metodologia E' stata esaminata la letteratura scientifica prodotta negli ultimi 20 anni al fine di definire i requisiti pedo-climatici di genotipi di frumento duro. In particolare, è stata individuata e caratterizzata la risposta di diversi genotipi al variare della disponibilità idrica. Per tale ricerca ci si è avvalsi degli articoli reperibili sia in formato elettronico (Banca dati on line del CNR) che cartaceo presso la biblioteca dell'ISAFOM e della Facoltà di Agraria di Catania. Per alcuni genotipi è stata descritta quantitativamente la risposta produttiva allo stress idrico, determinando la relazione tra la produzione relativa (Y/Ymax) e un indicatore del regime idrico nel suolo (deficit di evapotraspirazione relativa = 1-ETeffettiva/ETpotenziale). Risultati E' presentato (Tab.1) uno stralcio della rassegna dei genotipi che hanno fornito i migliori risultati produttivi in asciutto negli ambienti caldo aridi. In generale, la letteratura esaminata ha evidenziato la netta superiorità produttiva, in condizioni di stress idrico severo, degli ecotipi locali rispetto alle varietà selezionate. L'identificazione dei genotipi è svolta principalmente da importanti centri di raccolta e conservazione del germoplasma, quali l'International Center for Agricultural Research in Dry Areas (ICARDA) e l'International Mais and Wheat Improvement Center (CIMMYT). Il primo ha reso operative fin dal 1977 una serie di stazioni sperimentali poste in diverse regioni a clima semiarido, dall'Asia occidentale al Nord Africa (WANA), dove l'apporto delle precipitazioni è altamente irregolare (200÷600 mm annuali di piogge) e la coltivazione di frumento duro viene praticata in asciutto in zone a più elevato stress idrico e termico. Il lavoro svolto dall'ICARDA ha portato alla valutazione in queste aree di oltre 15000 accessioni provenienti da oltre 60 Paesi (Porceddu e Srivastava, 1990). Entrambe le istituzioni svolgono la preziosa opera di contrastare la scomparsa di genotipi locali resistenti agli stress tipici delle aree del Mediterraneo (e, in prospettiva, adattabili all'evoluzione del clima in corso) conservando una preziosa fonte di variabilità genetica. ICARDA e CYMMIT moltiplicano il materiale in loro possesso e lo mettono a disposizione dei selezionatori. Tabella 1 Genotipi resistenti allo stress idrico selezionati in asciutto in diversi ambienti caldo-aridi GenotipoOrigineArea di sperimentazioneRiferimento biblioPrecipitazioni annue 2 varietà (Carcomun, Germon)CIMMYT2 aree del Sud AustraliaLopez-Castaneda e Richards, 1994200 ÷ 370 mm 5 varietà e 32 ecotipi locali greci, 19 ecotipi turchiGrecia e TurchiaSalonicco e Serres (Grecia), Aleppo (Siria)Biesantz et al, 1990170 ÷ 590 mm 5 varietà (V17, Marzak, Karim, Keyperounda, ACSAD65)MaroccoSettat (Marocco)Hafid et al, 199880 ÷ 400 mm 5 varietà e 15 ecotipiSicilia (Italia)Catania (Italia)Boggini et al,1990190 ÷ 480 mm Riguardo alla risposta produttiva dei genotipi, si riporta a titolo di esempio (Fig.1) la produzione relativa di 3 cvs di frumento duro al deficit di evapotraspirazione relativa (Hafid et al., 1998) in un esperimento di due anni. E' evidente la differenza di sensibilità. La cv ACSAD35 è risultata la più sensibile. Questa cv è anche quella con il potenziale produttivo minore; la sua produzione in regime idrico ottimale è risultata il 68% circa delle produzioni di Keyperounda e Marzak. Conclusioni L'approccio proposto permette di valutare il patrimonio di conoscenze reperibile su scala mondiale dalla letteratura scientifica sulla biodiversità delle specie di interesse agrario e di avere contezza di un prezioso patrimonio di varietà locali e selezionate nel tempo dalle Istituzioni di ricerca il cui potenziale per l'adattamento dell'agricoltura ai cambiamenti climatici è enorme e poco noto. La risposta dei genotipi agli stress abiotici deve essere espressa quantitativamente mediante indicatori del regime idro-termico. Il confronto di tali indicatori con le condizioni ambientali determinate dal clima futuro permette di identificare i genotipi alla base dell'adattamento delle specie agrarie ai cambiamenti climatici. Lavoro svolto nell'ambito del progetto AGROSCENARI (MIPAAF DM.8608/7303/2008) Bibliografia Biesantz et al. 1990. Evaluation of Greek and Turkish Durum Wheat Landraces. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishers, 45-55. Boggini G. et al. 1990. Characterization and utilization of Sicilian landraces of durum wheat in breeding programs. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishers, 223-234. Lopez-Castaneda C., Richards R.A. 1994. Variation in temperate cereals in rainfed environments III. Water use and water-use efficiency. Field Crops Research, 39:85-98. Hafid et al. 1998. Root and shoot growth, water use and water use efficiency of spring durum wheat under early-season drought. Agronomie, 18:181-195. Menenti M. et al. 2008. Biodiversità delle principali colture mediterranee: una risorsa per l'adattamento dell'agricoltura al clima che cambia. Italian Journal of Agrometeorology, 2: 22-37. Porceddu E., Srivastava J. P. 1990. Evaluation, documentation of Durum Wheat germplasm at ICARDA and the Università of Tuscia, Italy. In Wheat Genetic Resources: Meeting Diverse Needs. Scrivastava and Damania A.B. ed. John Wiley and Sons publishersI documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
