RISPOSTE FISIOLOGICHE E DI CRESCITA DI ALBERI DA FRUTTO A STRESS ABIOTICI ​

Heat waves and drought events are becoming increasingly frequent and pose a growing threat to perennial fruit production. This thesis evaluated, under protected conditions using potted plants, the effects of elevated root-zone temperatures, alone or combined with high air temperatures and drought, on pear physiology, growth, and survival, as well as the potential of near-infrared (NIR) spectroscopy as a rapid, non-destructive tool for stress detection. In a first trial on self-rooted ‘Conference’, a root-zone temperature of 45 °C caused a rapid collapse of photosynthetic activity, damage to roots and shoots, and plant death. At 40 °C, short-term exposure reduced gas exchange, whereas prolonged exposure decreased growth and biomass accumulation. In a second experiment, acute root-zone heating at 50 °C severely compromised root integrity and plant survival in self-rooted ‘William’ and the quince rootstock BA29; prolonged exposure to 40 °C reduced root development and biomass accumulation. NIR spectroscopy showed good accuracy in estimating relative water content and chlorophyll in stressed pear and quince plants. In a third factorial experiment, root-zone heating (40 °C) combined with high air temperatures and drought exacerbated physiological decline and growth losses of Conference pear plants. These results highlight the importance of soil temperature for the overall performance of quince rootstock BA29 and self-rooted ‘William’ and ‘Conference’, identifying critical thermal thresholds beyond which damage becomes evident and may become irreversible. The identified root-zone temperature thresholds, together with the potential of NIR tools for early stress detection, provide useful insights for developing integrated orchard management strategies to address climate change challenges.

Gli eventi di ondate di calore e siccità sono sempre più frequenti e rappresentano una crescente minaccia per la frutticoltura perenne. Questa tesi ha valutato, in ambiente protetto su piante in vaso, gli effetti di elevate temperature della zona radicale, da sole o combinate con alte temperature dell’aria e siccità, su fisiologia, crescita e sopravvivenza del pero, nonché il potenziale della spettroscopia nel vicino infrarosso (NIR) per il rilevamento rapido e non distruttivo dello stress. In una prima prova su Conference autoradicata, 45 °C nella zona radicale hanno causato un rapido collasso dell’attività fotosintetica, danni a radici e parte aerea e morte della pianta. A 40 °C, esposizioni brevi hanno ridotto gli scambi gassosi, mentre esposizioni prolungate hanno diminuito crescita e biomassa. In un secondo esperimento, un riscaldamento acuto a 50 °C ha compromesso gravemente l’integrità radicale e la sopravvivenza di William autoradicato e del portinnesto di cotogno BA29; 40 °C prolungati hanno ridotto sviluppo radicale e accumulo di biomassa. La spettroscopia NIR ha mostrato buona accuratezza nel stimare contenuto idrico relativo e clorofilla in pero e cotogno stressati. In un terzo esperimento fattoriale, il riscaldamento radicale (40 °C) combinato con alte temperature dell’aria e siccità ha aggravato il declino fisiologico e le perdite di crescita. Questi risultati evidenziano l’importanza della temperatura del suolo nelle prestazioni complessive del portinnesto cotogno BA29 e delle piante di pero William e Conference autoradicate, evidenziando per tutti i genotipi studiati, soglie termiche critiche oltre le quali i danni diventano evidenti, fino a diventare irreversibili. Le soglie critiche di temperatura dell’apparato radicale identificate insieme al potenziale degli strumenti NIR per il rilevamento precoce dello stress, possono offrire indicazioni utili per sviluppare strategie integrate di gestione del frutteto volte ad affrontare le sfide poste dal cambiamento climatico.