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FINALITÀ E ATTIVITÀ SVOLTE NEL LABORATORIO
L’attività del Laboratorio riguarda lo studio dei bioritmi e della fenologia in ambito agrario, forestale ed urbano, le relative risposte dei vegetali come comportamenti nelle diverse fasi vegeto-riproduttive. Sono anche in corso ricerche volte alla identificazione delle relazioni tra ciclo vitale dei vegetali e andamenti climatici. Sono in corso da alcuni anni osservazioni puntuali durante gli stadi di sviluppo vegetativo e riproduttivo per identificare momenti critici e/o fasi caratterizzanti la crescita e la riproduzione di un vegetale, con particolare riferimento alle piante di interesse economico e ambientale.
Da alcuni anni inoltre è stato realizzato un Giardino Fenologico, secondo gli schemi proposti dall’International Phenological Gardens, per la osservazione di Piante Indicatrici utili in termini di risposte sia per l’attività agraria-forestale che ambientale in genere nonché per le recenti implicazioni con i cambiamenti climatici.
In questo contesto rientra l’attività condotta nell’ambito del laboratorio per la realizzazione, attraverso il Giardino Fenologico, “Fontanella” di S. Apollinare (Marsciano - Perugia) di un laboratorio scientifico permanente per lo studio dei fenomeni biologici in relazione ai parametri climatici. L’utilità di questo tipo di attività, si evidenzia con la capacità di realizzare uno strumento in grado di segnalare gli effetti del clima sulle piante e di fornire risposte interpretative sugli andamenti climatici “particolari” che negli ultimi anni hanno determinato variazioni considerevoli sia su specie vegetali spontanee che su specie largamente coltivate nell’area mediterranea (vite, olivo, etc.).
L’attività di ricerca in questo settore ha condotto alla realizzazione e gestione di alcuni Giardini Fenologici presso il Centro Appenninico del Terminillo “Carlo Jucci”, in collaborazione con la Provincia di Rieti. I Giardini sono stati impiantati a diverse quote ed in diversi ambienti pedoclimatici, localizzati rispettivamente nella zona Piana Reatina, località Comunali (alt. 380 mt. s.l.m.), nella zona Pian di Rosce (alt. 1050 mt. s.l.m.) e nella zona Monte Terminillo, loc. Colle Scampetti (alt. 1780 mt. s.l.m.). Lo scopo delle tre stazioni, operanti in rete e munite di strumenti meteorologici, è quello della rilevazione dei fenomeni connessi alla vita delle piante, in relazione sia a fattori interni che a quelli esterni, per una corretta valutazione delle risposte che i vegetali possono dare sia a breve che a lunga durata.
L’attività di ricerca pertinente al laboratorio inoltre è indirizzata allo studio delle relazioni esistenti tra gli andamenti climatici ed il ciclo vitale delle piante. Le specie studiate sono alcune piante agrarie di importanza economica (olivo, vite, nocciolo, castagno, pistacchio), alcune piante di interesse forestale (quercie, faggio, ecc.) ed altre specie di interesse “ambientale” sia erbaceo (graminacee spontanee) sia arbustivo-arboreo (ligustro, platano, pioppo, ecc.).
L’evento maggiormente investigato è naturalmente la fioritura per l’importanza strategica che occupa nell’ambito del ciclo vitale delle piante e per le notevoli implicazioni in ambito agrario legate alla produzione dei frutti ed in genere in ambito ecologico vegetale per le recenti implicazioni con i cambiamenti climatici.
In recenti attività progettuali sia a livello nazionale che internazionale il campionamento di pollini di olivo emessi in atmosfera è stato utilizzato per ottenere dati quantitativi sulla fioritura. L’elaborazione statistica dei dati del polline e di quelli meteorologici permette infatti di comparare gli andamenti di fioritura registrati negli anni in diverse stazioni di monitoraggio e quindi di tarare modelli di pollinazione e studiare gli effetti del cambiamento climatico sulla fioritura di questa specie.
Una ulteriore finalità delle attività pertinenti al laboratorio è sicuramente quella di studiare le interazioni tra organismi ed ambiente, gli inquinanti e i loro effetti sugli ecosistemi, le tecniche di analisi ed il controllo ambientale tramite organismi.
Per individuare la pressione di qualsiasi inquinante è possibile attraverso il biomonitoraggio utilizzare descrittori biologici che detengono una sorta di memoria ambientale elaborando le informazioni ricevute dall’ambiente e rispondendo fisiologicamente a ogni modificazione.
L’attività di laboratorio e in campo è finalizzata all’acquisizione di dati riguardanti l’accumulo di sostanze di bioaccumulo (concentrazioni di sostanze in organismi in grado di assorbirle ed accumularle dall'ambiente); dati sulle modificazioni morfologiche, fisiologiche o genetiche a livello di organismo, di popolazione o di comunità (tecniche di bioindicazione, che stimano gli effetti di variazioni ambientali su componenti sensibili degli ecosistemi). Inoltre fanno parte delle attività di laboratorio lo studio delle modificazioni a livello di struttura del paesaggio (frammentazione degli ecosistemi, riduzione di biomassa vegetale, modifica dei cicli biogeochimici) e lo studio di tecniche di biomonitoraggio attivo e passivo con l’uso sia di specie vegetali coltivate e inserite nel territorio oggetto di studio che con organismi endemici, presenti nel territorio.
Nella fattispecie in laboratorio sono indagati come organismi vegetali utilizzati come biomonitors:
- I Licheni, i Funghi ed i muschi
- Le Piante Vascolari sia esse specie selvatiche che coltivate (es. Nicotiana tabacum, Trifolium repens, Quercus ilex, ecc.).
PRINCIPALI APPARECCHIATURE DEL LABORATORIO
Le strumentazioni utilizzate nell’ambito di tale laboratorio sono rappresentate principalmente da:
- 2 Catturatori pollinici volumetrici (trappole polliniche) di tipo Hirst (Lanzoni VPPS 2000).
- 2 Microscopi ottici per il riconoscimento dei granuli pollinici monitorati.
- 2 Piastre per essiccazione vetrini di monitoraggio.
- Personal computer per archiviazione database rilievi fenologici ed aerobiologici.
Recenti lavori realizzati sulle tematiche dell’attività di ricerca.
Aguilera F., Ruiz L., Fornaciari M., Romano B., Galán C., Oteros J., Ben Dhiab A., Msallem M., Orlandi F. (2013).
Heat accumulation period in the Mediterranean region: phenological response of the olive in different climate areas (Spain, Italy and Tunisia). Int J Biometeorol, DOI 10.1007/s00484-013-0666-7.
Bonofiglio T., Orlandi F., Fornaciari M. (2013). Climate change evidences in central Italy. Italian Journal of Agrometeorology, Firenze 2013.
Orlandi F., Ruga L., Bonofiglio T., Romano B., Fornaciari M. (2013). Fifteen-year phenological plant species and meteorological trend,s in central Italy. Int J Biometeorol. DOI 10.1007/s00484-013-0646-y.
Orlandi F., Garcia-Mozo H., Ben Dhiab A., Galan C., Msallem M., Romano B., Abichou M., Dominguez-Vilches E., Fornaciari M. (2013) Climatic indices in the interpretation of the phenological phases of the olive in mediterranean areas during its biological cycle. Climatic Change, 116(2):263-284.
Orlandi F., Ruga L., Puppi G., Sacchetti V., Pratizzoli W., Fossa V., Caramiello R., Eccel E., Fornaciari M. (2012). Prime elaborazioni su specie vegetali presenti nei giardini fenologici italiani. Atti del XV Convegno Nazionale di Agrometeorologia (Palermo, 5-7 giugno, 2012). Italian Journal of Agrometeorology: 81-82.
Orlandi F., Sgromo C., Bonofiglio T., Ruga L., Romano B., Fornaciari M. (2010). Spring Influences on Olive Flowering and Threshold Temperatures Related to Reproductive Structure Formation. Hortscience, 45(7):1052-1057.
Fornaciari M., Orlandi F., Sgromo C., Bonofiglio T., Ruga L. e Romano B. (2011). Spring temperature influences on olive flowering and threshold temperatures determination on reproductive structure formation. Acta Italus Hortus 1:23-25.
Orlandi F., Bonofiglio T., Ruga L., Sgromo C., Romano B., Fornaciari M. (2010). Relationships between vegetative-reproductive phases of plant species and the meteorological variables in a phenological garden of Central Italy. Italian Journal of Agrometeorology, 1:35-43.
PROGETTI FINANZIATI
2007: CONTRIBUTO TAI MIUR - Tecniche Agronomiche Innovative per la valorizzazione delle produzioni ed il miglioramento della compatibilità ambientale
2008: CFC/IOOC/07FT- "Progetto pilota per il confronto tra fioritura e produzione olivo paesi mediterranei" CFC - Common Fund for Commodities.
2008: CONTRIBUTO INRM - E45: Strada di civiltà e di cultura“I.N.R.M. (Istituto Nazionale per la Ricerca sulla Montagna)2009: Progetto "M.I.C.E.N.A." Modello integrato per l’evoluzione degli ecosistemi naturali e agricoli in relazione ai cambiamenti climatici nell’area mediterranea MIUR
2010: Progetto cofinanziato - Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia. “Studio dell’impatto del clima sull’andamento fenologico di specie guida all’interno di giardini fenologici attraverso monitoraggio in situ, modellistica e camere digitali” Codice Progetto: 2010.020.0146 Ricerca Scientifica e Tecnologica.
2010: Convenzione tra il consiglio per la ricerca e la sperimentazione in agricoltura – unita’ di ricerca per la climatologia e la meteorologia applicate all’agricoltura (CRA-CMA) ed il laboratorio di Fenologia e Bioritmi facente parte del centro di ricerca sul clima e i cambiamenti climatici dell’Universita’ di Perugia (CRC).
2012: Progetto cofinanziato - Fondazione Cassa di Risparmio di Perugia. “Osservazioni fenologiche e analisi strumentali su piante guida per studiare gli adattamenti morfo-fisiologici dei vegetali” Codice Progetto: 2012.0140 021 “Ricerca Scientifica e Tecnologica”.