I ritorni di freddo e le gelate tardive non sono fenomeni nuovi, ma diversi studi segnalano un loro aumento a causa del cambiamento climatico. In termini assoluti, si osservano sempre più frequentemente incrementi di temperatura alla fine dell'inverno seguiti da bruschi cali; in termini relativi, le temperature miti del periodo autunnale-invernale provocano risvegli vegetativi anticipati, esponendo maggiormente le piante ai danni causati dai ritorni di freddo primaverili.
Date queste premesse, ci sembra interessante approfondire cosa accade nelle cellule durante una gelata o un brusco sbalzo termico e soprattutto come e se possiamo dare una mano alle colture per superare questo tipo di stress.
❄️ C'è gelata e gelata
- AVVENTIVA: il raffreddamento e causato dall’incursione di masse d’aria a temperatura relativamente bassa.
- RADIATIVA: Il raffreddamento avviene a causa della perdita di energia da parte del suolo, tipica di notti serene e poco ventose. In questi casi spesso si forma un profilo di inversione termica (temperatura che aumenta con l'altitudine) poiché l'aria più fredda e quindi più densa si accumula nelle aree di fondovalle. In questo caso, la variabilità della distribuzione termica nello spazio è molto elevata, essendo influenzata dalla conformazione del terreno, ed è il tipo di gelata più pericoloso per intensità, frequenza e durata, oltre a essere molto più difficile da prevedere.
❄️ Danno da gelo: cosa succede nelle cellule
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Formazione di cristalli di ghiaccio all'esterno delle cellule: si crea un gradiente osmotico (une specie di "effetto risucchio") che singe l'acqua fuori dalle cellule, causando disidratazione.
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Formazione di cristalli intracellulari: nei casi più gravi possono danneggiare la membrana cellulare, portando alla morte della cellula.
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Denaturazione (modifica strutturale) delle proteine e alterazione della struttura delle membrane.
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Blocco della fotosintesi a causa dei danni strutturali ai cloroplasti (vedi punto III) e accumulo di ROS (specie reattive dell’ossigeno), che provocano stress ossidativo.
❄️🌱 Cosa vediamo sulle colture
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Colture appena emerse o trapiantante: tessuti molli e acquosi, necrosi dei margini fogliari, collasso del fusto vicino al colletto.
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Fruttiferi: fiori anneriti e abortiti, danni alle gemme, morte dei giovani germogli.
🌱 Come reagiscono le piante
- Alcune piante resistono al ghiaccio intercellulare modificando la composizione della membrana e disidratando parzialmente le cellule.
- Altre cercano di accumulare soluti per diminuire la temperatura di cristallizzazione.
La formazione di ghiaccio intracellulare è invece spesso letale.
L'aumento della resistenza al gelo (indurimento), avviene durante la vernalizzazione o acclimatazione: un processo piuttosto lungo che inizia dopo l'estate e si conclude in primavera, al termine della dormienza.
Nelle piante arboree, l'acclimatazione è influenzata positivamente da estati relativamente calde e secche, che portano all'indurimento delle giovani gemme, all'ispessimento delle membrane cellulari e all'aumento della pressione osmotica attraverso l'incremento degli zuccheri solubili.
Anche in diverse specie erbacee (frumento tenero, segale, carota e bietola) avviene la vernalizzazione, ma in questi casi è legata all'esposizione a basse temperature e assicura la fioritura nel periodo più favorevole, ovvero alla fine della primavera.
🔬Elementi che influiscono sul danno da gelata :
- sensibilità della specie e della varietà; (legate al periodo di fioritura e alla capacità dei tessuti di resistere o evitare il gelo);
- stadio fenologico (elemento più importante);
- stato fisiologico delle piante: una pianta sana è maggiormente in grado di resistere;
- pratiche colturali e tipologia d’impianto;
- presenza di rugiada o umidità sulla vegetazione;
- natura e stato del suolo;
- andamento meteorologico della stagione precedente l’insorgere delle gelate (influisce su fasi fenologiche, fabbisogno in freddo...);
- topografia;
- velocità di raffreddamento La velocità dell’abbassamento termico è da considerarsi più importante in termini di danno, rispetto al valore assoluto raggiunto.
⏩La rapidità con cui la temperatura si abbassa è direttamente proporzionale al danno che può causare. Un calo graduale permette alla pianta di spostare l'acqua, disidratando parzialmente le parti più vulnerabili e abbassando così il loro punto di cristallizzazione. Al contrario, se il calo è improvviso, la pianta adotta una strategia di difesa che consiste nel suddividere i suoi organi in unità separate, ciascuna con temperature diverse a cui possono congelare.
Temperature critiche indicative delle principali specie da frutto. La definizione del 10 e 90% di danno significa che trenta minuti trascorsi alla temperatura indicata causino la morte rispettivamente del 10 e del 90% delle parti di pianta colpite durante lo stadio fenologico indicato.
Rielaborazione da Proebsting e Mills, 1978, Rossi, 2000, Snyder et al., 2005).
Sebbene le piante colpite da gelate parziali possano reagire emettendo nuovi germogli da gemme o sottogemme latenti in proporzione al danno subito, la quantità e, in molti casi, la qualità della produzione risultano comunque compromesse.
🌡️ Danni da sbalzi termici
E' bene non sottovalutare gli sbalzi termici, in particolare le forti escursioni termiche giornaliere tipiche di certe primavere. Queste possono essere ancora più complicati da gestire, rispetto alle gelate, perché interferiscono con la fisiologia riproduttiva.
Effetti
- Interferenza con la fisiologia dell'impollinazione: il polline può diventare sterile o perdere la capacità di germinare.
- Blocco dell’allegagione
- Aumento di abscissione fiorale o della cascola
- Disallineamento fenologico: perdita della naturale sincronia di fioritura per le piante monoiche e dioiche e in generale tra la fioritura e l'attività degli insetti impollinatori.
Danni
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Fioritura scarsa, aborto fiorale
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Cascola
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Frutti deformati e/o rallentamento della crescita
💡 Gestione
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Protezioni "antibrina
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Scelte varietali ponderate
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Ritardare semine e trapianti
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Fertilizzazioni equilibrate o frazionate: evitando eccessi specie di azoto
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Utilizzo di biostimolanti (es. estratti di alghe, glicina betaina, Ca e B) per aumentare la resilienza allo stress.