Risposta morfo-fisiologica e produttiva del grano tenero alla riduzione della radiazione solare con diversi tipi di ombreggianti per simulare un sistema agroforestale.

The agricultural sector plays a primary economic role in the European context. However, its intensification has led to significant soil degradation, manifested through processes of erosion, loss of organic matter, and contamination with chemical inputs. Concurrently, the community regulatory framework, outlined by the Farm to Fork and Green Deal strategies, mandates a transition towards sustainable production models aimed at preserving biodiversity, protecting the landscape, and safeguarding public health. In this scenario, agroforestry systems are a strategically relevant technical solution to reconcile production needs with environmental sustainability. These systems also represent an opportunity for farmers to diversify production and income. This thesis work aimed to evaluate the morpho-physiological and yield response of a hard common wheat variety, Rebelde, subjected to three levels of photosynthetically active radiation (PAR) reduction: -30%, -50%, -70% compared to a control in full sun (C). The shading was applied starting from the second half of April onward to simulate the leafing of a deciduous tree species like poplar, and was applied artificially using two different methodologies: shading nets and wooden slats. The results demonstrated that the reduction of PAR significantly affects wheat morpho-physiology, with a prolongation of leaf greenness/retarded senescence (NDVI 20-36% higher than control) and higher leaf chlorophyll content (SPAD ≥ +25% in early June), accompanied by a phenological delay in the most shaded treatments. The leaf-to-stem biomass ratio and the Leaf Area Index (LAI) increased under shading, indicating that morphological plasticity aimed at maximizing the interception of solar radiation. However, these adaptive mechanisms were not sufficient to avoid the significant yield reductions, which were roughly proportional to the shading intensity (approximately -50% at -70% PAR). In contrast, more moderate shading levels (-30% PAR), using nets only, allowed yield to be maintained or even slightly improved (+5%), although not significantly, accompanied by a significant increase in grain protein content (from +4% to +15%). The number of kernels per spike was the most penalized yield component, with reductions up to -34% vs. C. The concentration of microelements in the grain showed contrasting, but often non-significant, variations: decreases in Cu and Na (up to -13% and -34%), and non-significant increases in Zn and Fe (up to +26% and +12%). While wooden slats create a dynamic light environment potentially mimicking better tree shading, they caused more severe yield reductions compared to the constant shading from nets, suggesting a lower acclimation capacity of wheat to highly variable light conditions. Future perspectives should focus on refining simulation methods that faithfully reproduce the spatial and temporal heterogeneity of field shading to identify more precisely plant varieties and plantation configurations most suitable for agroforestry systems. 

Il settore agricolo riveste un ruolo economico primario nel contesto europeo. Tuttavia, la sua intensificazione ha determinato un significativo degrado dei terreni coltivati, manifestatosi attraverso processi di erosione, perdita di sostanza organica e contaminazione da input chimici. Parallelamente, il quadro normativo comunitario, delineato dalle strategie Farm to Fork e Green Deal, impone una transizione verso modelli produttivi sostenibili, finalizzati alla conservazione della biodiversità, alla tutela del paesaggio e alla salvaguardia della salute pubblica. In questo scenario, i sistemi agroforestali si presentano come una soluzione tecnica strategicamente rilevante per conciliare le esigenze produttive con la sostenibilità ambientale. Tali sistemi, inoltre, rappresentano un'opportunità per le aziende agricole per diversificare la produzione e il reddito. Il presente lavoro di tesi ha avuto lo scopo di valutare la risposta morfo-fisiologica e produttiva di una varietà di frumento tenero di forza, var. Rebelde, sottoposta a tre livelli di riduzione della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR): -30%, -50%, -70% rispetto ad un controllo in pieno sole (controllo C). L’ombreggiamento è stato applicato a partire dalla seconda metà del mese di marzo per simulare la fogliazione di una specie arborea a foglia caduca come il pioppo, ed è stato applicato artificialmente con due diverse metodologie, ovvero con delle reti ombreggianti, e con delle doghe di legno. I risultati hanno dimostrato come la riduzione della PAR influisca significativamente sulla morfo-fisiologia del frumento, con un prolungamento della greenness fogliare (NDVI superiore del 20-36% rispetto al controllo) e del contenuto di clorofilla (SPAD ≥ +25% a inizio giugno), accompagnati da un ritardo fenologico nelle tesi più ombreggiate. In ombreggiamento il rapporto tra biomassa delle foglie e dei culmi, ma anche l’indice di area fogliare (LAI) sono aumentati, indicando una plasticità morfologica finalizzata ad una migliore intercettazione della radiazione solare. Tuttavia, tali meccanismi adattativi non sono stati sufficienti a contrastare le rilevanti riduzioni di resa, che sono risultate proporzionali all’intensità di ombreggiamento (-50% circa a -70% PAR). Al contrario, livelli di ombreggiamento più moderati (-30% PAR), ma solo con l’uso di reti, hanno permesso di mantenere o addirittura migliorare leggermente la resa (+5%), anche se non significativamente, con un significativo incremento del contenuto proteico della granella (da +4% a +15%). Il numero di cariossidi per spiga è risultato il parametro di resa maggiormente penalizzato, con riduzioni fino a -34% vs. C. La concentrazione di microelementi nella granella ha invece mostrato variazioni contrastanti, ma spesso non significative: cali in Cu e Na (fino a -13% e -34%), ma incrementi non significativi in Zn e Fe (fino a +26% e +12%). Nonostante le doghe in legno creino un ambiente luminoso dinamico potenzialmente più simile a quello creato dagli alberi, hanno causato cali di resa più marcati rispetto all'ombreggiamento costante delle reti, suggerendo una minore capacità di acclimatazione del frumento a condizioni di luce altamente variabile. Le prospettive future dovrebbero concentrarsi sull'affinare metodi di simulazione che riproducano fedelmente l'eterogeneità spaziale e temporale dell'ombra in campo, per identificare con maggiore precisione le varietà e le configurazioni di impianto più adatte nei sistemi agroforestali.