Valutazione degli effetti singoli e combinati dello stress idrico e termico sulla fisiologia della vite e sulla qualità dell'uva nella regione Friuli-Venezia Giulia

The impact of climate change, especially rising temperatures, on vine physiology and wine quality is becoming an increasing concern in viticulture. In this thesis, we employ various methodologies to explore the multifaceted effects of thermal stress, water stress, and their combined influence on grapevines. Firstly, we examine the impact of heat stress on grapevine physiology using a systematic review approach. This approach allows us to gather detailed information, which will be fundamentally important in the future for defining sustainable vineyard management in changing climate conditions. Subsequently, through a series of ad hoc experimental trials, we studied in detail the vine's response to the future climate scenarios expected in the Friuli-Venezia Giulia region. Chapter three describes the trial that we set up in a vineyard to simulate, in the most realistic way possible, the conditions of water stress, heat stress, and combined stress that could potentially affect the Friuli Venezia Giulia region in the future. The objective was to assess the effects that these stresses could have on one of the most important varieties in the region, Sauvignon blanc. We employed rain-exclusion systems on the ground and an open-top chamber system to heat the grapes. This system allowed us to obtain wines from the experimental plots and evaluate the qualitative effects of stresses at the finished product level. Subsequently, in light of the results obtained, we found the need to investigate the effects of the modified climatic conditions at the metabolic level of the grapes. Chapter four describes the test and system we developed for the in vitro cultivation of berries of Sauvignon blanc in a controlled environment. This approach allows us to definitively exclude any potential synergistic response effects that might occur in the open field. In these last two experiments we mainly focused on the biosynthesis of thiol precursors. These precursors are a key compounds, during fermentation they are transformed into odorous volatile compounds called thiols which are responsible for the more intense and typical aromas of this wine. In chapter five, we addressed the physiological and productive characterization of the fungus-resistant variety Merlot Khorus under different water regimes, aiming to shed light on its suitability for future sustainable and low-water input viticulture in the North-East of Italy. In a future context of optimization of limited water resources, their management will require precise and reliable measurements of the water status of plants. For this purpose, in the last chapter, we addressed the problem of the correct determination of water potential, since to date the effects of species/cultivars and seasons on the reliable determination of this parameter have not yet been adequately tested. At the end of this test we define the procedures that should be performed for the correct determination of the water status.

L'impatto dei cambiamenti climatici, in particolare dell'aumento delle temperature, sulla fisiologia della vite e sulla qualità del vino sta diventando una preoccupazione crescente in viticoltura. In questa tesi, utilizziamo varie metodologie per esplorare i molteplici effetti dello stress termico, dello stress idrico e della loro influenza combinata sulle viti. Inizialmente, abbiamo esaminato l'impatto dello stress termico sulla fisiologia della vite utilizzando un approccio di revisione sistematica. Questo approccio ci ha permesso di raccogliere informazioni dettagliate, che saranno fondamentali in futuro per definire una gestione sostenibile del vigneto in condizioni climatiche mutevoli. Successivamente, attraverso una serie di prove sperimentali ad hoc, abbiamo studiato in dettaglio la risposta della vite agli scenari climatici futuri previsti nella regione Friuli-Venezia Giulia. Nel terzo capitolo viene descritta la sperimentazione allestita in un vigneto per simulare, nel modo più realistico possibile, le condizioni di stress idrico, di stress termico e di stress combinato che potrebbero verificarsi nella regione Friuli-Venezia Giulia in futuro. L'obiettivo era valutare gli effetti che questi stress potrebbero avere su una delle varietà più importanti della regione, il Sauvignon blanc. Abbiamo utilizzato un sistema di esclusione delle piogge a terra e un sistema di tipo open-top chamber per riscaldare l'uva. Questo sistema ci ha permesso di ottenere i vini dalle parcelle sperimentali e valutare gli effetti qualitativi degli stress anche a livello del prodotto finito. Successivamente, alla luce dei risultati ottenuti, abbiamo ritenuto necessario indagare gli effetti delle condizioni climatiche modificate a livello metabolico dell'uva. Nel quarto capitolo viene descritta la prova e il protocollo sviluppati per la coltivazione in vitro di bacche di Sauvignon blanc in un ambiente controllato. Questo approccio ci ha permesso di escludere definitivamente eventuali effetti sinergici di risposta che potrebbero verificarsi in campo aperto. In questi ultimi due esperimenti ci siamo concentrati principalmente sulla biosintesi dei precursori tiolici. Questi precursori sono composti chiave che, durante la fermentazione, vengono trasformati in composti volatili odorosi chiamati tioli, responsabili degli aromi più intensi e tipici di questo vino. Nel quinto capitolo, affrontiamo la caratterizzazione fisiologica e produttiva della varietà resistente ai funghi Merlot Khorus in diversi regimi idrici, con l'obiettivo di fare luce sulla sua idoneità a una futura viticoltura sostenibile e a basso consumo idrico nel Nord-Est dell'Italia. In un futuro contesto di ottimizzazione delle limitate risorse idriche, la loro gestione richiederà misurazioni precise e affidabili dello stato idrico delle piante. A questo scopo, nell'ultimo capitolo, affrontiamo il problema della corretta determinazione del potenziale idrico, poiché ad oggi gli effetti delle specie/cultivar e delle stagioni sulla determinazione affidabile di questo parametro non sono stati ancora sufficientemente testati. Alla fine di questo capitolo, definiamo le procedure corrette che dovrebbero essere adottate per ottenere una determinazione ottimale dello stato idrico.