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La tempistica stagionale degli eventi fenologici è fondamentale non solo per la sopravvivenza delle piante, ma anche per mantenere un’elevata produzione di alberi da frutto. Secondo alcuni modelli, con l’aumento delle temperature globali, in alcune aree i raccolti dovrebbero diminuire fino al 6-10% per ogni aumento di 1°C della temperatura. Studi recenti hanno evidenziato cambiamenti sostanziali nella fenologia già osservati con gli attuali cambiamenti climatici globali. In particolare, sono stati ampiamente documentati i progressi nella fenologia primaverile dovuti al riscaldamento nella maggior parte delle regioni dell’emisfero settentrionale. Questa tendenza è stata osservata anche nella fenologia del ciliegio dolce in Europa. In Germania, la fioritura dei ciliegi delle cultivar a maturazione precoce è avanzata fino a 4,7 giorni per °C, e nella Francia sud-occidentale le temperature più calde hanno influenzato drasticamente la produzione di ciliegie dolci. Oltre all’aumento del rischio di danni da gelo primaverile, l’anticipo delle date di fioritura può avere un impatto sulla sincronizzazione della fioritura con l’attività degli impollinatori e compromettere la crescita e lo sviluppo dei frutti. Questo sarà particolarmente vero per le aree con un inverno freddo dove l’accumulo di HR è limitante. Gli inverni più caldi possono anche essere associati a un ritardo della fenologia primaverile per le specie e le cultivar con CR elevati, con conseguente fenologia di fioritura anomala e produttività ridotta. I modelli per la disponibilità di freddo prevedono un aumento dell’effetto ritardante degli inverni miti man mano che l’aumento della temperatura diventa più pronunciato, soprattutto nelle località più calde.

Per la valutazione del rischio delle aree di produzione è necessaria una modellazione fenologica precisa dell’impatto del cambiamento climatico, compresa la mancanza di temperature rigide o l’esposizione al gelo, per prevedere le regioni che diventeranno sfavorevoli o favorevoli alla crescita e alla produzione. Questo approccio è stato utilizzato per scegliere cultivar di ciliegio dolce adatte alle condizioni climatiche previste nelle aree di produzione minacciate.

Di conseguenza, la risposta alla temperatura dovrebbe rappresentare un obiettivo prioritario per le strategie di selezione del ciliegio. Aumentare l’endodormienza delle gemme e la CR per ritardare la de-acclimatazione al freddo e l’inizio della crescita in primavera potrebbe essere un approccio limitato, poiché i futuri inverni caldi potrebbero non consentire il completo rilascio della dormienza in alcune regioni. Alterare le cultivar che hanno una HR più alta e/o una temperatura di base più alta per l’attivazione sarebbe un altro approccio per produrre un’attivazione delle gemme e una fioritura più tardiva per queste regioni. Inoltre, l’attenzione dovrebbe essere focalizzata sulla selezione di cultivar con minori rischi di frutti doppi dove le temperature estive sono in aumento. Gli approcci di modellazione predittiva potrebbero essere strumenti potenti per aiutare le strategie di selezione a superare la complessità di tutti i meccanismi coinvolti nelle risposte alla temperatura delle ciliegie.

I modelli fenologici sono preziosi per valutare l’impatto della temperatura, ma al momento sono limitati dalla mancanza di trasferibilità tra siti e cultivar. Pertanto, gli approcci futuri per i modelli predittivi dovrebbero basarsi su parametri misurabili più precisi, come i marcatori biochimici o molecolari o le osservazioni fenologiche per l’induzione e il rilascio di endodromi, nonché altri parametri ambientali come il periodo fotografico.

Tradizionalmente, le ciliegie dolci sono state prodotte in zone fresche, ma per poter raccogliere prima, quando i prezzi di mercato sono più alti, i produttori di ciliegie dolci si sono spostati in regioni calde in tutto il mondo. Tuttavia, la stabilità della produzione in queste aree è limitata da una scarsa allegagione, dalla presenza di frutti doppi, da fiori malformati contenenti appendici simili a pistilli al posto delle antere e da frutti con suture profonde, perché i margini dei carpelli non si fondono alla base e rimangono aperti. Tra questi problemi, la scarsa allegagione e la frequente comparsa di frutti doppi sono i più gravi e incidono sulla redditività dei frutteti nelle regioni calde. Inoltre, il riscaldamento globale ha prodotto un recente aumento dell’incidenza dei frutti doppi, anche in nuove aree che in precedenza non conoscevano il problema.

Formazione di pistilli doppi e frutti doppi

Si ritiene che le alte temperature estive durante la differenziazione dei boccioli causino la formazione di pistilli doppi, con conseguente formazione di frutti doppi l’anno successivo. La formazione del doppio pistillo è dovuta a una differenziazione anomala dei primordi del pistillo. L’induzione dei boccioli e le fasi iniziali dello sviluppo dei boccioli possono avvenire prima del raccolto, e lo sviluppo continua durante il resto della stagione. Nelle ciliegie, l’intervallo tra la formazione iniziale dei fiori e lo sviluppo riproduttivo finale può variare da 86 a 112 giorni, a seconda del clima e della cultivar. L’induzione dei boccioli fiorali avviene tramite un segnale biochimico di passaggio dallo stato vegetativo a quello riproduttivo, come risultato dell’equilibrio di gibberelline, auxina, citochinine ed etilene. In condizioni naturali, l’iniziazione floreale del ciliegio dolce inizia a luglio e, in seguito, sepali, petali, stami e pistilli si differenziano in sequenza.

Le temperature superiori a 30°C sono fondamentali per la formazione di pistilli doppi. Le temperature elevate causano la formazione di doppi pistilli in modo più grave nelle gemme con primordi di sepali e petali differenziati rispetto alle gemme che si trovano in stadi più precoci della differenziazione delle gemme da fiore o alle gemme che hanno già formato i primordi di stami e pistilli, suggerendo che le gemme sono più sensibili all’induzione di primordi fiorali anormali nella fase di transizione dalla differenziazione dei sepali a quella dei petali. È stata riportata una notevole variazione di cultivar nella percentuale di frutti doppi tra gli anni. Le aree costiere esposte a brezze rinfrescanti tendono ad avere meno frutti doppi rispetto alle regioni senza influenza costiera. Nell’emisfero settentrionale, il raddoppio tende a verificarsi più gravemente a sud e nelle parti superiori della chioma rispetto al nord e alle parti inferiori, perché la temperatura delle gemme può essere aumentata da una maggiore esposizione alla radiazione solare.

Variazioni dei raddoppi tra le cultivar

Nelle zone con estati calde, l’elevato rischio di produrre frutti doppi (e la conseguente riduzione dei frutti commerciabili) può limitare l’impianto di ciliegie dolci. Il diradamento manuale può essere utilizzato per rimuovere selettivamente i frutti doppi, ma in alcune cultivar il costo può essere considerevole. Sono state utilizzate diverse strategie per modificare il microclima del frutteto e ridurre al minimo il raddoppio delle ciliegie. L’elevata variazione della suscettibilità al raddoppio tra le cultivar è stata descritta in precedenza. Questi risultati suggeriscono che la suscettibilità delle cultivar alla formazione di frutti doppi ha una forte influenza genetica. Pertanto, potrebbe essere possibile selezionare nuove cultivar con una bassa frequenza di frutti doppi.

In genere, il danneggiamento di una piccola percentuale di gemme non riduce la resa commerciabile grazie all’aumento della crescita di compensazione dei frutti non danneggiati.

Nel ciliegio dolce, il danneggiamento di meno del 20-30% dei boccioli può non ridurre la resa commerciabile. Nelle ciliegie acide, circa il 15% di gemme non danneggiate può determinare una resa normale. L’impatto esatto sulla resa dipende dalla cultivar, dalle condizioni di coltivazione, dalla qualità dei frutti commerciabili e dal potenziale di crescita per compensazione.

Il controllo genetico della resistenza delle gemme primaverili può esprimersi attraverso differenze nell’epoca di fioritura, nella variazione dello stadio delle gemme a fiore, nella densità delle gemme a fiore, nelle temperature critiche per i danni e nella capacità di superraffreddamento. Il più recente modello multi-stadio può essere utilizzato per identificare sia le aree regionali per la coltivazione delle ciliegie sia le cultivar più adatte alle regioni locali. Alcuni modelli per il rischio di danni da gelo per ‘Bing’, ‘Burlat’, ‘Lapins’, ‘Stella’, ‘Sunburst’ e ‘Van’, trovando solo piccole differenze tra le cultivar, con ‘Sunburst’ che presenta il rischio più basso. Altre ricerche hanno confrontato la resistenza di ‘Bing’ con tre selezioni di allevamento e hanno riscontrato una differenza di circa 2°C nelle temperature letali tra il genotipo più resistente e quello meno resistente, e che questa differenza era evidente durante l’intero periodo di dormienza. Analogamente, altri studi hanno riscontrato una differenza persistente nella resistenza tra le cultivar di ciliegie acide “Stevnsbaer Birgitte” e “Kelleris 16”.

Diversi studi hanno valutato le prestazioni delle cultivar dopo gravi eventi di gelo o dopo prove di congelamento artificiale. Mentre solo piccole differenze tra ‘Bing’, ‘Chelan’ e ‘Sumtare’ (SweetheartTM) nelle esotermie di congelamento per LTE10 (10% di esotermie a bassa temperatura), LTE50 e LTE90. È stato riscontrato che le gemme delle cultivar di ciliegio dolce sensibili al gelo iniziano ad attivarsi prima e anche a fluire prima. Si riscontra che le cultivar di ciliegio acido si differenziano sia per il tempo di insorgenza che per la durata di ciascuna fase fenologica, e questo è correlato al rischio di eventi di gelo nei periodi più sensibili, e hanno dimostrato che il tempo di fioritura del ciliegio acido e l’accumulo di unità di calore (temperatura di base 10°C) dalla formazione della cellula madre del polline (inizio aprile) fino alla fioritura sono geneticamente controllati e variano di oltre 2 settimane tra i singoli semenzali (dall’8 al 24 maggio).

In Romania hanno valutato i danni da gelo invernale ai boccioli di 23 cultivar di ciliegio dolce in tre località all’inizio di febbraio e hanno riscontrato il danno percentuale più elevato in ‘Germersdorf’ (48%) e ‘Giant Red’ (45%), ma meno del 10% di danni in ‘Regina’ e ‘Van’. In alcuni casi, i danni alle gemme sono stati fino al 28% più elevati nelle gemme situate nelle posizioni più basse delle corone rispetto alla parte superiore della corona, probabilmente a causa dell’aria più fredda nella parte inferiore della chioma. Confrontando i danni da congelamento primaverile alle gemme da fiore di cinque cultivar di ciliegio dolce in campo con il congelamento artificiale a diverse durate e temperature da -1,5 a -7°C riscontriamo che ‘Rivan’, ‘Burlat’ e ‘Kordia’ hanno avuto circa il 40-50% di danni alle gemme a -1,5°C per 1 ora, mentre ‘Katalin’ e ‘Regina’ hanno avuto solo il 17-20% di danni. ‘Rivan’ e ‘Burlat’ avevano anche HR più bassi dall’ingrossamento allo sboccio e alla fioritura, e fiorivano prima rispetto alle altre cultivar.

Valutando i danni ai germogli e l’allegagione di dieci cultivar di ciliegio dolce dopo una gelata di fine gennaio a -25°C in Polonia, ‘Regina’ e ‘Karina’ hanno subito i danni maggiori, mentre i danni sono stati minori in ‘Summit’, ‘Bianca’ e ‘Viola’. Testando 17 cultivar di ciliegio dolce in Germania mediante congelamento artificiale da -18 a -28°C si scopre che ‘Naresa’, ‘Pi-Na481’, ‘Van’ e ‘Nalina’ erano le più resistenti, mentre ‘Nadino’, ‘Vinka’, ‘Hedelfinger’, ‘Al- tenburger’ e ‘Querfurter’ erano le meno resistenti. Valutando 131 cultivar di ciliegio dolce a Dresda, in Germania, dopo gelate in campo fino a -25°C e test di laboratorio con congelamento artificiale. Sono state valutate le gemme vegetative, le gemme da fiore e i danni al legno. Sebbene la correlazione tra i risultati di campo e di laboratorio non fosse molto alta, sono stati in grado di classificare le cultivar in nove gruppi di tolleranza al gelo. ‘Bianca’, ‘Namare’, ‘Namati’, ‘Naresa’, ‘Rivan’, ‘Valera’, ‘Drogens Gelbe’, ‘Meckenheimer Fruhe’ e ‘Rainier’ erano molto resistenti, mentre ‘Cristo- balina’, ‘Sparkle’, ‘Napoleon’, ‘Bigarreau, “Reverchon” e “Velvet” erano molto sensibili ai danni da bassa temperatura.

In Ungheria confrontando il danno da gelo in 16 cultivar di ciliegio dolce e 23 di ciliegio acido per diversi anni e in diverse regioni di coltivazione dopo vari eventi di gelo risulta, in generale, che le cultivar a fioritura precoce come ‘Meteor Korai’ erano molto più danneggiate rispetto a quelle a fioritura tardiva come ‘Újfehértói Fürtös’. ‘Cigány Meggy 7’, ‘Paraszt Meggy’, ‘Pándy Meggy’ e ‘Újfehértói Fürtös’ erano le più resistenti al gelo, mentre ‘Érdi Bőtermő’, ‘Erdi Nagygyümölczu’ e ‘Meteror Korai’ erano molto sensibili al gelo. Nel ciliegio dolce, ‘Schneiders Späte Knorpelkirsche’, ‘Bigarreau Marmotte’, ‘Van’ e ‘Ulster’ sono state danneggiate dal gelo, mentre ‘Tardif de Vignola’, ‘Sam’, ‘Lambert’ e ‘Burlat’ lo sono state meno. Confrontato la tolleranza al gelo di 14 cultivar di ciliegio acido a diverse temperature di congelamento a seconda del periodo dell’anno clossifica “Cigány Meggy 59”, “Erdi Jubileum”, “Pándy 279” e “Erdi Nagygyümölczu” come le più tolleranti e “Érdi Bőtermő”, “Maliga Emleke”, “Piramis” e “Meteor Korai” come le cultivar più sensibili.

Esperimenti hanno dimostrato che ‘Stevnsbaer Birgitte’ era significativamente meno resistente e presentava un grado di danneggiamento delle gemme molto più elevato rispetto a ‘Kelleris 16’, già in ottobre in Danimarca a -15°C, quando l’80-90% delle gemme era danneggiato, ma anche in pieno inverno e durante la de-acclimatazione. Simili profili di dannoesistono in ‘Stevnsbaer’. Confrontando giovani alberi di ‘Birgitte’ su portainnesti di ‘Colt’ o ‘Weiroot 10’ esposti a un inverno mite con temperature minime di 12°C a gennaio. La mortalità delle gemme in campo è stata del 62% per gli alberi su ‘Colt’, ma solo del 29% su ‘Weiroot 10’. Analizzando diverse selezioni di ‘Stevnsbaer’ rispetto a ‘Birgitte’ con il congelamento artificiale delle gemme dormienti a -9°C in dicembre si scopre che ‘Birgitte’ era la meno resistente di tutte le otto cultivar testate ed era meno resistente di ‘Stevnsbaer Viki’.

L’endodormienza delle gemme è stata rilasciata in tutte le 12 cultivar di ciliegio acido testate in Danimarca nella quinta settimana (inizio febbraio). Il contenuto d’acqua delle gemme è aumentato significativamente tra la quinta e l’ottava settimana, suggerendo che l’attivazione è stata avviata. La tolleranza al congelamento è diminuita significativamente tra la quinta e l’ottava settimana, dopo di che le gemme sono state danneggiate a -10°C. ‘Stevnsbaer Verner Skov’ e ‘Kelleris 16’ erano le più tolleranti al gelo fino a -15°C nella settimana 2, mentre ‘Stevnsbaer Birgitte’ era meno tollerante di ‘Kelleris 16’ in tutti i periodi dalla settimana 49 alla settimana 2. Il congelamento dei boccioli floreali a -4°C durante la primavera in sette cultivar di ciliegio acido che differivano per la loro resistenza al congelamento durante il primo bianco, la piena fioritura e gli stadi germinativi del frutto.

Confrontando i valori di LT50 dei boccioli dopo il congelamento artificiale di 12 cultivar di ciliegio acido e due di ciliegio dolce i valori LT50 erano inferiori di circa 5-7°C a novembre e a marzo in ‘Oblačinska’ e ‘Meteor’ rispetto a ‘Pándy 114’ e ‘Cigány Meggy’, suggerendo una maggiore tolleranza al gelo. La misurazione degli LTE dopo un breve periodo di indurimento standardizzato è un metodo più affidabile per valutare la resistenza delle cultivar rispetto alle prove di campo pluriennali. La de-acclimatazione ritardata è stata ritenuta importante per lo sviluppo futuro di ciliegie acide resistenti.