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In ambienti a sussidio idrico limitato, è l’acqua a rappresentare il fattore limitante le produzioni, specie per colture
coltivate in asciutto, come il frumento duro (Triticum durum Desf.). Conseguentemente, anche in vista di cambiamenti climatici,
è essenziale sia individuare nei programmi di miglioramento genetico quelle caratteristiche vegetali che possono portare a
tollerare meglio lo stress idrico e sia ridurre il tempo necessario per valutare gli effetti delle variazioni di questi tratti sulla
produzione. I modelli di crescita colturale possono aiutare i breeders nell’individuare questi tratti. Il modello CropSyst è stato
parametrizzato per il frumento duro coltivato nel Sud Italia: le caratteristiche colturali analizzate sono state: sviluppo (durata
del riempimento della granella e risposta fenologica allo stress idrico), espansione della canopy (area fogliare specifica, durata
fogliare e rapporto foglie-culmo) e assorbimento idrico (lunghezza radicale). La sensibilità del modello ai cambiamenti di queste
caratteristiche è stata valutata variando i parametri del ± 5, ± 10 e ± 20% dei valori calibrati. Il frumento è stato simulato per
il passato con dati climatici giornalieri reali (55 anni, dal 1952 al 2006) e per il futuro con dati climatici giornalieri generati con
il modello climatico globale HADCM3 (100 anni, dal 2000 al 2100), prevedendo un aumento medio delle temperature di +2 °C
così come una concentrazione della CO2 atmosferica di 550 ppm (IPCC, scenario A2). La durata fogliare e l’area fogliare specifica
si sono dimostrati essere i parametri con il maggiore impatto sulla produzione finale con variazioni sulla produttività del frumento
rispettivamente dal -20 al 16% e dal -38 al 35% per oscillazioni di tali parametri compresi tra -20 e 20%. Il rapporto foglie-culmo
della biomassa accumulata è stato inversamente e linearmente correlato alla produzione, mentre nessun effetto ha dimostrato
l’allungamento o l’accorciamento della durata della fase di riempimento del seme. La mancata riposta in termini produttivi a
variazioni del parametro sulla risposta fenologica allo stress idrico, evidenzia come questa coltura sia stata già ben selezionata
per l’ambiente Mediterraneo al fine di mantenere una certa stabilità di produzione in condizioni asciutte, accorciando la durata
delle diverse fasi fenologiche. La variazione della massima profondità radicale (da 0.8 a 1.2 m) non ha significativamente
influenzato la produzione finale. Le variazioni morfologiche della coltura possono essere utili anche nel processo di adattamento
ai futuri cambiamenti climatici.
Parole chiave: genotipo, modello di simulazione CropSyst, produzione, area fogliare specifica, durata dell’area fogliare
In water-limited environments, water is the main limiting factor of crop production, especially in rainfed crops such
as durum winter wheat (Triticum durum Desf.). Consequently, also in climatic change projections, it is essential both to recognise
characteristics in breeding programs that can lead to drought tolerance and to reduce the time needed to observe variations of
these traits on crop yield. Moreover, changing in management strategies could improve crop adaptation to climate change, not
considered in this approach. Crop growth models can assist breeding research in identifying these traits. The CropSyst model
was parameterized for durum wheat cultivated in Southern Italy: crop characteristics were analyzed, development (grain filling
duration and phenologic response to water stress), canopy expansion (specific leaf area, leaf duration and ratio between leaf and
stem) and water uptake (root length). Model sensitivity was evaluated varying one parameter at a time and changing the value
by ± 5, ± 10 and ± 20% of calibrated values. Wheat was simulated with past real daily climatic data (55 years, from 1952 to 2006)
and future daily climatic data predicted with an HADCM3 global climatic model (100 years, from 2000 to 2100) where an
average air temperature increase of +2 °C is expected as well as a CO2 concentration of 550 ppm (IPCC, A2 scenario). Leaf area
duration and specific leaf area proved to be the parameters with the greatest impacts on wheat yield, with changing in wheat
yield from -20 to16% and from -38 to 35% respectively as consequence to variation for these parameters oscillating between -
20 and 20%. The ratio between the leaf and the stem biomass accumulation was inversely and linearly related to grain yield.
Lengthening or shortening the grain filling duration did not seem to provide benefits in term of grain yield. The “non-response”
in term of grain yield to water stress highlights that the wheat crop was optimized yet in Mediterranean environment in order
to maintain production stability in drought conditions which could accelerate different crop phenological stages. The variation
of maximum root depth (from 0.8 to 1.2 m) did not result in any significant variation in grain yield. The changes of crop
morphology could also enhance climate change adaptation.
Keywords: in-silico genotype, CropSyst simulation model, crop yield, specific leaf area, leaf area duration.
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