Aspetti di Ecofisiologia

Umidità e tensione di vapore

A metà giornata si va incontro ad un processo di diminuzione dell'attività fotosintetica in relazione all'aumento del deficit di tensione di vapore: aumentando la temperatura e abbassando l'umidità relativa, aumenta in senso negativo il potenziale idrico dell'atmosfera, pertanto la foglia tende a chiudere gli stomi per evitare una perdita massiccia e repentina di acqua (elevata traspirazione).

Indice di tensione di vapore: differenza tra pressione del vapore contenuto nella foglia e la pressione di vapore dell'atmosfera (sono dipendenti da temperatura e umidità).

All'interno della foglia l'umidità relativa è pari al 100% moltiplicata per la temperatura della foglia. All'alba avremo elevata umidità a causa della rugiada con basse temperature, mentre a metà giornata l'umidità scende e la temperatura risulta più alta.

Punto di compensazione della...

foglia: punto in cui la fotosintesi eguaglia la traspirazione, ovvero la quantità di ossigeno prodotto con la fotosintesi è pari alla CO2 prodotta con la respirazione, senza la produzione di nuova biomassa. 2P. arboree da frutto sono piante C3. Il punto di compensazione è l'intersezione tra la funzione della fotosintesi e l'asse delle ascisse (x). P = fotosintesi netta ovvero la differenza tra f. lorda e respirazione Le piante C4 hanno un punto di compensazione più basso rispetto alle C3 grazie al fatto che risultano essere più efficienti e riescono a compensare prima la respirazione. Efficienza quantica/Resa quantica: pendenza della retta tangente al grafico che mostra la risposta della pianta all'aumentare della luce, che ha un andamento proporzionale. Da un'indicazione su quanti fotoni incidenti sulla sup. fogliare vengono convertiti in energia per produrre glucosio quindi quanta energia luminosa viene convertita in energia chimica. Si

Parla sempre di effetto quantico apparente perché non sappiamo esattamente quanta radiazione è giunta al tilacoide nel cloroplasto. Una foglia cresciuta in ombra avrà una elevata resa quantica rispetto a quella cresciuta in piena luce; con punto di compensazione più basso perché riesce a compensare la respirazione a radiazioni luminose di bassa intensità.

Soglia di saturazione luminosa: punto in cui la foglia raggiunge il 90% di saturazione luminosa, raggiunta questa soglia la radiazione in più è uno spreco.

Livello massimo di fotosintesi: 100% di saturazione luminosa.

Stress idrico: le piante hanno una risposta soggettiva allo stress idrico. Albicocco e kiwi ad esempio chiudono totalmente gli stomi quando i potenziali idrici del suolo risultano elevati, al fine di evitare perdite per disidratazione. L'olivo invece tollera molto meglio gli stress idrici mantenendo parzialmente aperti gli stomi anche ad elevate temperature, consentendo la fotosintesi.

Ciò è permesso grazie alla presenza di tricomi (peletti) che, oltre a donare una colorazione argentea alle foglie, trattengono l'umidità traspirata creando una sorta di microclima umido nella pagina inferiore della foglia.

Frutti che fotosintetizzano? Sì, ma sono nelle prime fasi di sviluppo in cui sono ancora verdi e contengono clorofilla, derivando dall'ovario; la fotosintesi che fa il frutto non è però sufficiente per il suo fabbisogno: Mirtillo 15% - Pesco 10% - Olivo 5% - Amarena 20% - Caffè 25%

I frutti hanno gli stomi? Sì, ma in quantità molto ridotte rispetto alle foglie. Se in una foglia abbiamo 400 stomi/mm nel frutto ne troviamo 50 stomi/mm; con lo sviluppo gli stomi del frutto vengono ricoperti da sostanze cerose prodotte dall'esocarpo rendendoli così del tutto impermeabili e quindi inutilizzabili per il processo fotosintetico e per scambi gassosi.

Elevata concentrazione di CO2 del frutto, dovuta

all'elevata respirazione.

LUCE

La luce serve per:

• La fotosintesi
• Orientare la crescita della pianta in funzione della qualità di luce utilizzata (blu/violetta)

Luce blu molto forte all'alba, al tramonto e all'interno delle chiome; consente una maggiore crescita laterale inibendo quella apicale; per questo le foglie di ombra sono più sviluppate ed hanno una maggiore superficie, maggiore sottigliezza e un alto contenuto di clorofilla rispetto alle foglie di piena luce.

Indurre e differenziare le gemme a fiore-frutto

Migliorare la qualità e la maturazione dei frutti, nonché il colore

Aumentare il contenuto zuccherino dei frutti / olio nelle olive

L'intercettazione luminosa dipende da:

• Sesto e densità d'impianto
• Forma di allevamento: y, vasetto e palmetta sono state ideate per una maggiore intercettazione della luce ed esporre il più possibile la chioma alla luce.

Nella frutticoltura moderna si tende ad avere un sesto

d'impianto maggiore con, cioè, una densità d'impianto maggiore per massimizzare la superficie esposta e ridurre il volume delle singole piante. Si evitano accrescimenti eccessivi anche attraverso la potatura per fare in modo che le piante non si oscurino a vicenda; non superano quasi mai i 3 mt.

Disposizione dell'interfila

LAI: Leaf Area Index = Indice di superficie fogliare: rapporto tra la superficie fogliare di una determinata area e la superficie di suolo della stessa area. Es. LAI=2 per ogni metro quadro di un appezzamento si hanno 2 metri quadri di area fogliare, ovvero di foglie. Su 1ha avremo 20000 mdi foglie.

Quando i filari sono disposti da nord a sud: le facce della pianta saranno disposte a est ed ovest con una intercettazione luminosa simile tra le due parti; sono preferibili per latitudini settentrionali

Quando i filari sono disposti da est a ovest: le facce della pianta saranno disposte a nord e sud con una intercettazione luminosa differente, a nord viene

intercettata meno luce rispetto a sud; sono preferibili a latitudini meridionali.

Legge di Lambert Beer o Legge del coseno: serve per calcolare la radiazione intercettata, simula la quantità di luce intercettata dalla chioma dell'albero; la formula tiene conto del periodo del giorno, del periodo dell'anno e della presenza di nuvolosità.

Zuccheri- saccaridi- carboidrati nella pianta

Amido: sostanza di riserva delle piante

Omopolisaccaride, insolubile in acqua, formato da molecole di glucosio unite con legame Alfa.

Amido primario: prodotto dalle foglie nei cloroplasti e li accumulato; costituito prevalentemente da amilopectina

Amido secondario: derivante dal primario, viene trasportato alle cellule del fusto o delle radici sotto forma di saccarosio, viene ricostituito in granuli cristallini e stoccato negli amiloplasti delle cellule di riserva.

Saccarosio: zucchero prevalente nel trasporto delle piante.

Disaccaride formato da glucosio e fruttosio, sintetizzato nel citosol.

triosi ottenuti dal cloroplasto si assemblano per formare glucosio e fruttosio e dopodichéaddizionati tra loro formando saccarosio OPPURE un alcolzucchero (glucosio a cui è stato sostituitoal gruppo aldeidico un gruppo ossidrile) che hanno un ruolo di difesa dagli stress, abbassando adesempio il punto di congelamento.

Sorbitolo: altro zucchero trasportato in prevalenza.

Fruttosio e glucosio sono presenti nelle foglie a concentrazioni basse perché vengonocontinuamente prodotti e consumati, mentre il sorbitolo è sempre presente in concentrazionielevate, sia in foglie giovani che mature.

La foglia giovane è un organo SINK: organo che importa e consuma; questa, infatti, importasorbitolo in quanto con la fotosintesi produce solo saccarosio.

Maturando la foglia acquisisce enzimi in grado di produrre dai metaboliti della fotosintesi anche ilsorbitolo, che continuerà comunque ad importare anche se in modo minore per mantenere altilivelli di concentrazione.

Di sorbitolo. A maturità avremo una produzione prevalente di sorbitolo a discapito del saccarosio: a questo punto la foglia inizia ad esportare sorbitolo.

Organi SOURCE: organi che esportano prevalentemente e quindi producono.

Fillotassi: disposizione delle foglie sul caule. Es. fillotassi 2-5 significa che per trovare una foglia esattamente sovrapposta ad un'altra dovrò fare 2 giri del caule e salire di 5 foglie/nodi.

Fattori che influiscono sulla distribuzione dei carboidrati nella pianta:

1. Genotipo
2. Fillotassi
3. Fase fenologica dell'organo
4. Fattori ambientali
5. Tessuto dell'organo
6. Stress biotici o abiotici

ACQUA:

• Essenziale per il nutrimento della pianta in quanto in essa sono disciolti i nutrienti
• Essenziale per mantenere aperti gli stomi
• Essenziale per la fotosintesi, cedendo elettroni al fotosistema II attraverso la fotolisi.

Fotolisi: fotosistema II recupera 2 elettroni dall'acqua scindendo la molecola di acqua in idrogeno e ossigeno: H2O → 2H+ + 2e-

+ ½ O2 2- Essenziale per il mantenimento della Temperatura: attraverso un processo endotermico i tessuti utilizzano il calore assorbito per far evaporare l'acqua, ciò avviene solo nel momento in cui gli stomi sono aperti e si può avere scambio con l'atmosfera. In caso di stress idrico la pianta tende a chiudere gli stomi per conservare l'acqua. - Essenziale per mantenere la pressione di turgore delle cellule: pressione positiva (potenziale idrico >0) presente nelle cellule vegetali delle porzioni ancora verdi, che consente di mantenere le proprie pareti in una struttura semi-rigida. - Essenziale nei processi di maturazione dei frutti: influenza la pezzatura, il tempo di maturazione, riduce lo spessore della buccia, riduce l'acidità, riduce gli zuccheri solubili e con eccessiva idratazione si ha una riduzione del colore dei frutti. Continuum suolo-pianta-atm: SPAC L'acqua si muove passivamente senza consumo di ATP, secondo gradiente.ssione, che permette di valutare la forza con cui l'acqua viene trattenuta all'interno di un campione di suolo o di una foglia. Il potenziale idrico atmosferico è il più positivo, indicato con ++++. Questo perché l'aria è caratterizzata da una bassa concentrazione di acqua, quindi l'acqua tende a muoversi verso l'atmosfera per evaporazione. Il potenziale idrico foglia è indicato con +++++, ed è più positivo rispetto al potenziale idrico atmosferico. Questo perché all'interno delle foglie avviene la traspirazione, cioè l'acqua viene persa attraverso i pori stomatali. Questa perdita di acqua crea una pressione negativa all'interno delle foglie, che favorisce l'ascesa dell'acqua dalle radici. Il potenziale idrico radici è indicato con +, ed è meno positivo rispetto al potenziale idrico foglia. Le radici assorbono acqua dal suolo attraverso i peli radicali, ma devono superare la resistenza del suolo e la forza di gravità per far salire l'acqua verso le foglie. Il potenziale idrico suolo è indicato con negatività, e rappresenta il potenziale idrico più negativo. Questo perché il suolo contiene una maggiore concentrazione di acqua rispetto all'atmosfera e alle foglie, quindi l'acqua tende a muoversi verso il suolo per raggiungere un equilibrio. In sintesi, il potenziale idrico si forma dalla combinazione di diversi potenziali, come il potenziale matriciale, il potenziale osmotico e il potenziale gravitazionale. La misurazione del potenziale idrico avviene attraverso la Camera di pressione.