Cinetiche di scambi gassosi in piante di vite sottoposte a stress idrico e successiva reidratazione

Background and aims: Deliberate application of water deficit is an important vineyard management strategy of environmental sustainability in grape and wine production as it saves both water supplied to the crop and the energy consumption during the irrigation without compromising the quality of the grapes. Both vineyards with regulated deficit irrigation and vineyards without any irrigation go through periods from medium to long water stress. Rehydration then follows, in the first case intended, in the second case randomly after summer rainfalls. In this study, we evaluated the daily kinetics of transpiration, photosynthesis and root respiration of grapevines under water stress and following rehydration. Methods and results: Starting from fruit set until ripe grapes, 11-potted ʻBarberaʼ plants were divided into three groups with different irrigation volumes. Four plants were irrigated near to field capacity during all the experiment; three plants were kept constantly in water stress; the last four plants were subjected to the same water stress for the first 30 days and then were rehydrated near to field capacity. Transpiration, photosynthesis and root respiration were determined by measuring for the whole plant the gas exchange of leaf canopy and roots. Transpiration, photosynthesis and root respiration of stressed vines were constantly lower than irrigated vines were. In rehydrated plants, up to seven days after rehydration, photosynthesis and root respiration were higher than those of irrigated vines were. One week after rehydration, the photosynthetic rate of rehydrated vines was as similar as that of irrigated plants; on the other hand, root respiration of rehydrated vines was still higher than that of irrigated plants. Conclusions: Root metabolism and photosynthetic activity in rehydrated vines are higher than those of irrigated plants are. This is because of the previous water stress status to which rehydrated vines were subjected. However, while the former is still higher one week after rehydration, the latter lasts only for 7 days after rehydration, suggesting that the ripening grapes drive and take advantage of that surplus of photosynthesis in rehydrated vines. Significance of the study: The present study highlights that the advantage of rehydrating the vines during grape ripening is the renewed metabolism of the roots, as well as the phloem download of sugars in the ripening bunches. By acting so, the onset of vegetative growth could be less prone to delays or failures in the years following the application of water stress and rehydration.

Contesto e obiettivi del lavoro: Le strategie di irrigazione della vite con regolazione del deficit idrico sono uno strumento di gestione agronomica della sostenibilità ambientale nel settore vitivinicolo in quanto consentono di risparmiare il volume di acqua da fornire alla coltura e di ridurre i consumi energetici alla base di questa distribuzione senza necessariamente penalizzare la qualità della produzione. Sia i vigneti ad irrigazione deficitaria controllata, sia i vigneti in coltivazione senza irrigazione vivono periodi di stress idrico medio/lungo, a cui fanno seguito reidratazioni, programmate nel primo caso, casuali a seguito di precipitazioni estive nel secondo. Questo studio valuta la risposta ecofisiologica in termini di traspirazione, fotosintesi e respirazione radicale di viti sottoposte a stress idrico e reidratazione. Metodi e risultati: A partire dalla chiusura del grappolo e fino alla maturazione dell’uva, 11 viti in vaso della varietà Barbera sono state suddivise in tre gruppi prefigurando tre diversi regimi idrici: quattro piante sono state irrigate alla capacità di campo per tutta la durata dell’esperimento; tre piante sono state mantenute costantemente in condizione di deficit idrico; le restanti quattro sono state sottoposte allo stesso deficit idrico di cui sopra per i primi 30 giorni e poi reidratate alla capacità di campo. Le cinetiche di traspirazione, fotosintesi e respirazione radicale sono state determinate misurando gli scambi gassosi su pianta intera della chioma fogliare e delle radici. I valori di traspirazione, fotosintesi e respirazione radicale delle viti in stress idrico rimangono sempre inferiori a quelli delle piante irrigate. Nelle piante reidratate, fino a 7 giorni dopo la reidratazione, la fotosintesi e la respirazione radicale sono superiori a quelli delle viti irrigate. Una settimana dopo la reidratazione, il tasso fotosintetico delle piante reidratate si assesta su valori analoghi a quelli delle viti irrigate; la respirazione radicale delle viti reidratate continua invece ad essere maggiore. Conclusioni: Rispetto a viti sempre ben irrigate, le viti in reidratazione ereditano dalla precedente condizione di deficit idrico cui erano sottoposte un metabolismo radicale e una attività fotosintetica superiori. Quest’ultima rimane più alta fino a 7 giorni dopo la reidratazione, lasciando supporre che siano i grappoli in maturazione a guidare e trarre vantaggio del surplus di fotosintesi nelle piante reidratate. Importanza del lavoro: Il presente lavoro evidenzia come il vantaggio della reidratazione dopo l’invaiatura dei grappoli risieda nel rinnovato metabolismo delle radici, oltre che nella possibilità di scaricamento floematico dei sink grappoli in maturazione. Reidratando la vite, la ripresa vegetativa negli anni seguenti l’applicazione dello stress idrico (e del suo recupero da reidratazione) potrebbe essere meno soggetta a ritardi o mancati avvii.