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Tesi etd-01112015-225036


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
ALDERIGHI, FRANCESCA
URN
etd-01112015-225036
Titolo
Piante e cambiamento climatico: risposte di tre specie quercine a ozono e carenza idrica
Struttura
SCIENZE AGRARIE, ALIMENTARI E AGRO-AMBIENTALI
Corso di studi
PROGETTAZIONE E GESTIONE DEL VERDE URBANO E DEL PAESAGGIO
Commissione
relatore Prof.ssa Nali, Cristina
Parole chiave
  • Quercus pubescens
  • Quercus ilex
  • Quercus cerris
  • ozono
  • cambiamento climatico
  • stress idrico
Data inizio appello
26/01/2015;
Disponibilità
completa
Riassunto analitico
Il cambiamento climatico globale ha causato, soprattutto in ambito urbano, fenomeni ambientali sfavorevoli fra cui l’aumento delle concentrazioni di ozono (O3) e dei periodi di siccità, che rappresentano alcuni dei fattori predisponenti e/o responsabili del progressivo deterioramento dello stato sanitario della vegetazione. In questo lavoro sono state selezionate tre specie quercine [Quercus ilex (sempreverde), Q. pubescens e Q. cerris (decidue)] allo scopo di valutare le loro risposte all’esposizione a O3 e a carenza idrica attraverso la simulazione in ambiente controllato di uno scenario ambientale previsto nel 2050. Giovani piante sono state sottoposte per 11 settimane consecutive a: (i) fumigazione con O3 (100 ppb, 5 h giorno-1); (ii) carenza idrica (approvvigionamento quotidiano equivalente a 1/3 del totale evapotraspirato dai controlli ben irrigati); (iii) stress combinato (O3 × carenza idrica); (iv) aria filtrata e condizioni idriche ottimali (controllo). Al termine dell’esposizione, sono stati analizzati i parametri relativi a: (i) morfologia (valutazione di indici biometrici, quali peso secco fogliare e totale, rapporto shoot/root) e quadro sintomatico; (ii) potenziale idrico fogliare misurato prima dell’alba (PDΨw) e integrità delle membrane; (iii) meccanismi di risposta allo stress (stimolazione della produzione di osmoliti e alterazione del contenuto in pigmenti fotosintetici ed accessori); (iv) processo fotosintetico (mediante l’analisi degli scambi gassosi fotosintetici e della fluorescenza della clorofilla a). La comparsa di sintomi è stata verificata dopo 42 giorni dall’inizio del trattamento sugli individui delle tre specie soggetti a carenza idrica (singola e anche in combinazione con O3), in forma di disseccamenti diffusi a margine irregolare sulla pagina superiore delle foglie giovani completamente espanse. Alla fine della prova, è stata evidenziata un’estesa filloptosi per tutte le tesi (ad eccezione dei controlli), accompagnata da una riduzione del peso secco fogliare [che è risultata più marcata negli individui sottoposti a deficit idrico singolo (-54, -44 e -71%, rispettivamente in Q. ilex, Q. pubescens e Q. cerris) e combinato con l’inquinante (-64, -31 e -66%)] e del PDΨw (con valori circa 2-3 volte inferiori rispetto al controllo). Indipendentemente dalla tipologia di stress, l’alterazione dello stato idrico è stato accompagnato dalla perdita d’integrità delle membrane in Q. pubescens e Q. cerris. Al contrario, in Q. ilex soltanto la combinazione della carenza idrica e del contaminante ha determinato un aumento significativo dei livelli di malondialdeide (+23%, rispetto ai controlli). In tutte e tre le specie, lo stress idrico (singolo e combinato) ha stimolato una marcata produzione di prolina; in Q. ilex, un incremento dei valori di questo osmolita (+117%, rispetto ai controlli) si è verificato anche per i soggetti esposti a O3. Per quanto riguarda il processo fotosintetico, la carenza idrica e/o l’O3 hanno determinato effetti negativi sul tasso di assimilazione di CO2 in Q. ilex (-86, -37 e -83%, rispettivamente per stress idrico, O3 e la combinazione dei due) e Q. cerris (-65, -39 e -63%). In tutte le specie e per tutte le tesi analizzate, non sono state osservate modificazioni in: (i) livelli di concentrazione intercellulare di CO2; (ii) rapporto tra fluorescenza variabile e massima; (iii) contenuto in xantofille. L’analisi del quenching ha mostrato risposte specie-specifiche e legate alla tipologia di stress. In Q. ilex, la fotoinibizione ha causato un aumento dei livelli di quenching non fotochimico (NPQ) nelle piante sottoposte a stress idrico singolo e in combinazione con O3 (+76% e +35%, rispetto al controllo). In Q. pubescens, i valori di questo parametro hanno evidenziato un decremento (-25% sia per la sola carenza idrica che in combinazione con O3). Per i soggetti esposti ad O3: in Q. ilex, la riduzione della resa quantica effettiva (PSII, -28%) è stata accompagnata da un aumento di NPQ (+50%); in Q. pubescens, entrambi i parametri subivano una riduzione (-56% per PSII e -43% per NPQ). Dai risultati conseguiti è possibile evincere come sia lo stato idrico, piuttosto che l’inquinante, a determinare i maggiori effetti dannosi sullo sviluppo vegetativo delle tre specie. Tali essenze, pertanto, possono essere inserite in ambito urbano anche in presenza di livelli medio-alti di O3.
Lavoro svolto nell’ambito del progetto PRIN 2010-2011 TreeCity.
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