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COMBINED EFFECTS OF DROUGHT AND HIGH TEMPERATURE ON GAS EXCHANGE AND GROWTH OF MALBEC GRAPEVINES EFECTOS COMBINADOS DE SEQUÍA Y ALTA TEMPERATURA SOBRE EL INTERCAMBIO GASEOSO Y EL CRECIMIENTO DE LA VID CV. MALBEC
GALAT GIORGI, Eugenia1*; KELLER, Markus2; SADRAS, Víctor3; PEREZ PEÑA, Jorge1 1 Estación Experimental Agropecuaria Mendoza. INTA. Mendoza. Argentina Department of Horticulture. IAREC. Washington State University. Prosser, WA, USA 3 South Australian Research and Development Institute. Adelaide. Australia 2 *Corresponding author: galat.eugenia@inta.gob.ar
Abstract: Drought and high temperature are important threats to plant growth and sustainable agriculture worldwide. Usually these two stresses occur together but quantifications of their combined effects on physiological responses of grapevines (Vitis spp.) are scarce. Our hypothesis was that water deficit, by reducing evaporative cooling, exacerbates heat damage to foliar function. A factorial experiment was conducted in a greenhouse with potted Malbec grapevines under two water regimes, well-watered and water deficit, and two temperature regimes, high and control temperature. Short-term stomatal regulation of photosynthesis was assessed by leaf gas exchange and stomatal conductance measurements. Results did not support our hypothesis. High temperature, peaking slightly above 45°C, did not compromise the photosynthetic machinery in leaves. On the contrary, in water deficit vines, high temperature increased photosynthesis, while in well-watered vines, high temperature increased stomatal conductance, photosynthesis, and transpiration. When water was not limiting, high temperature also increased leaf appearance and expansion rate, and whole-vine transpiration.
Keywords: climate change, heat wave, Vitis vinifera, water stress Resumen La sequía y la alta temperatura son importantes amenazas al crecimiento y sostenibilidad de la agricultura en todo el mundo. Generalmente estos dos estreses ocurren juntos, pero las cuantificaciones de sus efectos combinados sobre las respuestas fisiológicas de la vid (Vitis ssp.) son escasos. Nuestra hipótesis fue que el déficit hídrico, por reducción del enfriamiento evaporativo, exacerba el daño térmico en las funciones de la hoja. Se condujo un experimento factorial con plantas de Malbec en un invernáculo, bajo dos regímenes hídricos, bien-regado y déficit-hídrico, y dos regímenes térmicos, alta temperatura y control. Se evaluó la regulación estomática instantánea de la fotosíntesis midiendo el intercambio gaseoso de la hoja y la conductancia estomática. Los resultados no apoyaron nuestra hipótesis. La alta temperatura, alcanzando un pico ligeramente por encima de 45 °C, no comprometió la maquinaria fotosintética de las hojas. Por el contrario, en vides con déficit hídrico, la alta temperatura aumentó la fotosíntesis, mientras que, en vides bien regadas, la alta temperatura aumentó la conductancia estomática, la fotosíntesis y la transpiración. Cuando el agua no fue limitante, la alta temperatura también aumentó la tasa de aparición de hojas y la velocidad de expansión, y la transpiración integral de la vid. Palabras clave: cambio climático, ola de calor, Vitis vinífera, estrés hídrico.
Abstract: Drought and high temperature are important threats to plant growth and sustainable agriculture worldwide. Usually these two stresses occur together but quantifications of their combined effects on physiological responses of grapevines (Vitis spp.) are scarce. Our hypothesis was that water deficit, by reducing evaporative cooling, exacerbates heat damage to foliar function. A factorial experiment was conducted in a greenhouse with potted Malbec grapevines under two water regimes, well-watered and water deficit, and two temperature regimes, high and control temperature. Short-term stomatal regulation of photosynthesis was assessed by leaf gas exchange and stomatal conductance measurements. Results did not support our hypothesis. High temperature, peaking slightly above 45°C, did not compromise the photosynthetic machinery in leaves. On the contrary, in water deficit vines, high temperature increased photosynthesis, while in well-watered vines, high temperature increased stomatal conductance, photosynthesis, and transpiration. When water was not limiting, high temperature also increased leaf appearance and expansion rate, and whole-vine transpiration.
Keywords: climate change, heat wave, Vitis vinifera, water stress Resumen La sequía y la alta temperatura son importantes amenazas al crecimiento y sostenibilidad de la agricultura en todo el mundo. Generalmente estos dos estreses ocurren juntos, pero las cuantificaciones de sus efectos combinados sobre las respuestas fisiológicas de la vid (Vitis ssp.) son escasos. Nuestra hipótesis fue que el déficit hídrico, por reducción del enfriamiento evaporativo, exacerba el daño térmico en las funciones de la hoja. Se condujo un experimento factorial con plantas de Malbec en un invernáculo, bajo dos regímenes hídricos, bien-regado y déficit-hídrico, y dos regímenes térmicos, alta temperatura y control. Se evaluó la regulación estomática instantánea de la fotosíntesis midiendo el intercambio gaseoso de la hoja y la conductancia estomática. Los resultados no apoyaron nuestra hipótesis. La alta temperatura, alcanzando un pico ligeramente por encima de 45 °C, no comprometió la maquinaria fotosintética de las hojas. Por el contrario, en vides con déficit hídrico, la alta temperatura aumentó la fotosíntesis, mientras que, en vides bien regadas, la alta temperatura aumentó la conductancia estomática, la fotosíntesis y la transpiración. Cuando el agua no fue limitante, la alta temperatura también aumentó la tasa de aparición de hojas y la velocidad de expansión, y la transpiración integral de la vid. Palabras clave: cambio climático, ola de calor, Vitis vinífera, estrés hídrico.