Filippo Bussotti2, Antonio Ballarin Denti1 Flussi stomatici di ozono ed esposizione in relazione alla comparsa di sintomi fogliari visibili in giovani piante di faggio e quercia allevate in O.T.C. Giacomo Gerosa1, Riccardo Marzuoli1, Rosanna Desotgiu2, Filippo Bussotti2, Antonio Ballarin Denti1 1 Dipartimento di Matematica e Fisica, Università Cattolica del Sacro Cuore di Brescia. 2 Dipartimento di Biologia Vegetale, Università di Firenze.

OBIETTIVI Confrontare esposizioni (AOT40) e flussi di ozono in due specie forestali tipiche dell’area subalpina caratterizzate da diversa sensibilità all’ozono: Fagus sylvatica e Quercus robur Individuare una parametrizzazione affidabile del modello di Jarvis della gstom per le specie considerate e le condizioni ambientali tipiche dell’area sudalpina Definire livelli critici di flusso stomatico per la comparsa di sintomi fogliari visibili Valutare il ruolo svolto dalla disponibilità idrica nella comparsa dei sintomi fogliari

METODOLOGIA Ozono Specie Forestali Sito sperimentale di Curno – Open Top Chambers 8 WET Plots 8 DRY Plots Ozono 4 OTC Filtrate (CF) 4 OTC Non-Filtrate (NF) 8 Plots aperti (OA) Specie Forestali Faggio Quercia (Pioppo, Frassino)

Modellizzazione della gstom Esposizione all’ozono METODOLOGIA Modellizzazione della gstom Parametri agro-meteorologici (su palo meteo e in O.T.C.) Misure di conduttanza stomatica (porometro a diffusione dinamica – AP4) + Esposizione all’ozono = Flussi stom. di O3 Concentrazione di ozono (su palo meteo e in O.T.C.) Effetti dannosi comparsa di danni fogliari visibili vs Monitoraggio dei sintomi fogliari visibili (frequenza settimanale)

La modellazione della conduttanza stomatica Modello di Jarvis Idea base Per ogni specie esiste una conduttanza stomatica max che le piante esprimono solo in condizioni ottimali. In situazioni limitanti la g espressa è solo una frazione di quella max. I fattori ambientali che limitano la g sono essenzialmente climatici (PAR, VPD e Disponibilità idrica nel suolo, soprattutto). La loro azione è descritta da alcune funzioni specie-specifiche, dette funzioni limitanti, che devono essere individuate. gw = gmaxw • f(PHEN) • f(PAR) • f(T) • f(VPD) • f(SWC)

CALCOLO DELLA DOSE STOMATICA gw = gmaxw • f(PHEN) • f(PAR) • f(T) • f(VPD) • f(SWC)

RISULTATI Funzioni limitanti la gmax in Fagus sylvatica

Parametri dei modelli

Prestazioni dei modelli Figure 3 – Comparison between measured and modelled water stomatal conductance for Fagus sylvatica (left) and Quercus robur (right). The vertical bars indicate the standard error of prediction per each class of hours of measurements.

RISULTATI AOT40 e comparsa di danni fogliari visibili in Fagus sylvatica 2004 2005 W D D +18% W +30% +23gg +27gg Figure 4 – Cumulative ozone exposure (AOT40) in 2004 (left) and 2005 (right) growing seasons. Downward arrows indicate the first symptom onset on irrigated plants of Fagus sylvatica. Upward arrows indicates the first symptom onset on non irrigated plants of Fagus sylvatica. No symptoms were detected for Quercus robur in both years.

RISULTATI Flussi di ozono e comparsa dei danni fogliari in Fagus sylvatica 2004 2005 W D W D +5.7% LC = 33 +3.1% +23gg +27gg

Confronto fra AOT40 e dose stomatica RISULTATI Livelli critici per la comparsa dei sintomi fogliari in Fagus sylvatica. Confronto fra AOT40 e dose stomatica AFst1.6 alla comparsa del primo sintomo W 25.455 25.252 mmol O3 m-2 D 25.972 24.266 mmol O3 m-2 Differenza fra W e D   2.0% -3.9% % Soglie di flusso che annullano le differenze tra W e D 1.8 1.0 nmol O3 m-2 s-1

RISULTATI Flussi di ozono in Quercus robur 2004 2005

Conclusioni Sono disponibili parametrizzazioni del modello di Jarvis per faggio e farnia in ambiente sudalpino La disponibilità idrica si conferma un fattore importante nel determinare la dose e, di conseguenza, la comparsa dei sintomi Il flusso si conferma uno strumento in grado di tener conto delle diverse condizioni ambientali. L’approccio basato sui flussi assicura inoltre una maggior predittività degli effetti rispetto all’AOT40 E’ stato individuato un livello critico per la comparsa di sintomi fogliari in faggio basato sui flussi (la Farnia si è rivelata una specie resistente) I flussi sono più intensi che nelle piante adulte: un livello critico stabilito per le piante adulte potrebbe costituire un rischio per le piante più giovani con conseguenti rischi per la rinnovazione

Problemi aperti miglioramento della predittività dei modelli di conduttanza stomatica: superare Jarvis? Individuazione della gmax, … Trasferibilità dei risultati da semenzali a piante adulte Determinanti della sensibilità/resistenza: detossificazione, morfologia, fisiologia, adattamenti… Significato del sintomi fogliari nella valutazione del rischio ozono E per la valorizzazione degli effetti?

Grazie per la vostra attenzione giacomo.gerosa@unicatt.it Dipartimento di Matematica & Fisica, Università Cattolica del S.C. di Brescia

Grazie per la vostra attenzione giacomo.gerosa@unicatt.it

RISULTATI Funzioni limitanti la gmax in Quercus robur