ENVIROCHANGE: SIMULAZIONE DEGLI EFFETTI FITOSANITARI DEL
CAMBIAMENTO CLIMATICO SULLA VITE IN TRENTINO
Emanuele Eccel1, Amelia Caffarra1, Emanuele Cordano1, Monica Rinaldi1, Vittorio Rossi2, Riccardo De Filippi3, Shamar
Droghetti3, Calogero Zarbo3, Cesare Furlanello3, Michelangelo Storari4, Cesare Gessler4, Rodica Tomozeiu5, Ilaria Pertot1
1: IASMA - Centro Ricerca e Innovazione - Fondazione Edmund Mach. Via Mach, 1 – 38010 San Michele (TN). 2: Università Cattolica del Sacro Cuore, Piacenza. 3: Fondazione Bruno Kessler, Trento. 4: Plant pathology group, Institute of Integrative biology, ETH, Zurigo (CH). 5: ARPA Emilia - Romagna, Serv. IdroMeteoClima
emanuele.eccel@fmach.it
Riassunto
Il progetto ENVIROCHANGE ha studiato l’impatto del cambiamento climatico su alcuni aspetti colturali in Trentino. Si vogliono esaminare qui in particolare le simulazioni del cambiamento atteso di due patogeni per la vite: l’oidio (Erysiphe necator) e gli aspergilli produttori di ocratossine (Aspergillus sezione nigri). La simulazione è stata eseguita con un modello GIS sugli areali viticoli trentini (reali e potenziali). Un modello fenologico ha consentito di calcolare la sovrapposizione delle fasi sensibili della vite con quelle in cui i due funghi possono svilupparsi. Secondo una simulazione climatica secolare, per l’oidio non sono attese condizioni peggiorative rispetto allo stato attuale, mentre nel caso degli aspergilli, oggi quasi assenti nel contesto viticolo alpino, si aprono prospettive di maggiore frequenza, per quanto ancora con bassa incidenza.
Parole chiave: vite, Trentino, oidio, Erysiphe necator, Aspergillus, ocratossine, clima Introduzione
Le condizioni climatiche presenti, che hanno portato ai protocolli di gestione colturale attuali, sono notoriamente in fase di cambiamento e dalla metà circa del secolo in corso potrebbero alterare gli equilibri attuali. I risultati di un'inchiesta a livello europeo indicano che gli agricoltori percepiscono i risultati del cambiamento climatico per la viticoltura come una minaccia, più che un vantaggio (Olesen et al., 2011). Nel presente lavoro si esaminano, per il Trentino, le simulazioni della pressione sulla vite di due organismi: l'oidio e l'aspergillo nero. Il primo è un fungo che attacca foglie e grappoli e può compromettere il raccolto e la sua qualità, il secondo è un produttore di ocratossina, sostanza tossica che si può attualmente reperire nei vini prodotti in aree calde e asciutte.
Materiali e Metodi
I rilievi fitosanitari sono stati condotti su chardonnay (5 siti, 2002-2008) per oidio e su 7 varietà (15 siti, 2008-2010) per aspergillo – Fig. 1. Il modello fenologico della vite è un'estensione di FENOVITIS (Caffarra and Eccel, 2010).
Il modello per l'oidio mette in relazione la durata del periodo di latenza con la temperatura (Caffi et al., 2011) . Il numero di cicli d’infezione è stimato cumulando il "progresso della latenza" giornaliero, funzione quadratica della temperatura, con un ottimo tra 20 e 28°C: quando il valore di questa somma raggiunge l'unità ha inizio un nuovo ciclo. La gravità dell'attacco in una stagione è quindi stimata in base al numero di cicli svolti durante il periodo di maggiore suscettibilità della vite, ossia dalla rottura delle gemme (BBCH 08) ad 8 °Brix.
Il modello termo-igrometrico dell'aspergillo (Battilani et al., 2006) individua la classe di rischio in base alla piovosità e alla temperatura del mese di agosto. Temperature cumulate superiori a 700 °C giorno con precipitazioni inferiori a 10 mm identificano condizioni di aumento del potenziale rischio di sviluppo degli
organismi produttori di ocratossina. E’ stata inoltre ricercata in campo la presenza di A. carbonarius, produttore certo di ocratossine, e di A. niger, che solo in pochi casi si è dimostrato in grado di sintetizzare la micotossina. E’ stata anche verificata la produzione delle micotossine in vitro da parte dei ceppi isolati in campo.
Fig. 1 – Siti di rilievo per l’odio, 2002-2008 (da Caffarra et al., 2012)
Per le proiezioni climatiche è stato utilizzato un downscaling statistico da ensemble multimodello sulle stazioni trentine, impiegando i valori mediani di ensemble. Con tecniche multivariate (partial-least-square regression) il downscaling è stato esteso ad un totale di 49 stazioni. A dette serie è stato applicato un generatore sintetico giornaliero (weather generator) multi-serie (pacchetto R "RMAWGEN", Cordano and Eccel, 2012), che consente la consistenza meteorologica, mantenendo la correlazione tra serie. Le simulazioni sono state interpolate su GIS con risoluzione di 200 m. Sono qui presentate anche simulazioni condotte su base annuale con downscaling di output del modello HADCM3 (scenario A2 e B2) su due stazioni d’interesse particolare
per la viticoltura trentina, una in fondovalle e una in collina.
Risultati e Discussione
La Fig. 2 mostra il numero di cicli d’infezione previsti per l'oidio durante il periodo di sensibilità della pianta, fino al 2080, per due località chiave della viticoltura trentina e per due scenari climatici. E' evidente una tendenza alla diminuzione della gravità delle infezioni con un clima via via più caldo, dovuta anche all'anticipo della maturazione, che riduce la durata del periodo di maggiore suscettibilità della pianta all’oidio.
Fig 2 – Numero di cicli infettivi stagionali di oidio (in condizioni di vulnerabilità della vite) per due località trentine e due scenari climatici e media mobile di 10 anni
E' stata condotta una successiva indagine sull'intero territorio potenzialmente idoneo alla viticoltura in Trentino, utilizzando lo scenario di emissione A1B (scenario “medio” di emissione). Gli scenari di cambiamento climatico sono stati ottenuti attraverso il downscaling statistico applicato agli output dei GCMs, run prodotti all’interno del progetto europeo ENSEMBLES (http://www.ensembles-eu.org). La Fig.3 illustra la progressiva riduzione del numero di cicli infettivi nel periodo di maggiore suscettibilità della pianta.
Fig 2 – Numero di cicli efficaci stagionali di oidio spazializzati sul Trentino. Da sx: 1978-’07, 2021-’50, 2071-‘99
Per quanto riguarda l'aspergillo, A. carbonarius è stato riscontrato una sola volta durante l'indagine (nel 2009, annata con estate molto calda), mentre A. niger è stato
isolato svariate volte, ma solo un ceppo ha prodotto ocratossina in vitro, conformemente ai valori di letteratura che indicano tra il 2% e il 20% la frequenza degli isolati di A. niger in grado di produrre ocratossine. Le simulazioni per il clima futuro (due trentenni: 2021-2050 e 2071-2099) indicano un aumento della classe termo-igrometrica favorevole alla presenza di aspergilli sez. "nigri", in particolare nel secondo periodo. Singoli periodi caldi potranno naturalmente dar luogo ad una presenza più significativa del microrganismo nell'uva, anche se le classi di maggior rischio, che richiedono una precipitazione del mese di agosto inferiore a 10 mm, non sono attese se non con carattere di eccezionalità.
Conclusioni
Le simulazioni condotte sui due patogeni della vite consentono di ipotizzare un futuro in cui la pressione dell'oidio non pare destinata ad aumentare; piuttosto, un suo possibile calo è da attribuire ad un anticipo della vendemmia. Il problema delle ocratossine si conferma attualmente irrilevante in un clima fresco come quello trentino. Tale problema potrebbe iniziare a manifestarsi in futuro, a causa di una maggior frequenza di stagioni particolarmente calde ed asciutte, pur essendo destinato a rimanere una problematica più tipica delle regioni viticole mediterranee.
Ringraziamenti
Lavoro co-finanziato da Provincia Autonoma di Trento, progetto ENVIROCHANGE. Si ringraziano Prov. Auton. di Trento, Prov. Auton. di Bolzano, ARPA Veneto, SBOW (BZ) per i dati gentilmente forniti. Gli scenari climatici sono stati simulati da ARPA-SIMC all’interno della convenzione tra FEM e ARPA-SIMC Emilia-Romagna.
Bibliografia
Battilani, P., Barbano, C., Marin, S., Sanchis, V., Kozakiewicz, Z., Magan, N. 2006. Mapping of Aspergillus Section Nigri in Southern Europe and Israel based on geostatistical analysis. International Journal of Food Microbiology, 111, S72-S82.
Caffarra, A., Rinaldi, M., Eccel, E., Rossi, V., Pertot, I. 2012. Modelling the impact of climate change on the interaction between grapevine and its pests and pathogens: European grapevine moth and powdery mildew. Agriculture, Ecosystems and Environment 148:89– 101.
Caffarra, A., Eccel, E. 2010. Increasing the robustness of phenological models for Vitis vinifera cv Chardonnay. Int. J. Biometeorol. 54, 255–267. Caffi, T., Rossi, V., Leger, SE., Bugiani, R., 2011. A
mechanistic model simulating ascosporic infections by Erysiphe necator, the powdery mildew fungus of grapevine. Plant Pathol. 60, 522–531
Cordano, E., Eccel, E. 2012. RMAWGEN: A software project for a daily Multi-Site Weather Generator with R. EGU general assembly, Vienna, 22-27 April 2012. Disp. online in: The Comprehensive R Archive Network.
http://cran.r-project.org/
change for European agricultural productivity, land use and policy. Eur. J. Agron. 16, 239–262.
