Principal morphological and agronomic characteristics of some durum wheat varieties in central Italy infuenced by meteorological anomalies Fabio Orlandi* 1 , Aldo Ranfa 1 , Marco Fornaciari 1 Italian Journal of Agrometeorology - 3/2018 Rivista Italiana di Agrometeorologia - 3/2018 31 Abstract: In a climatic change scenario, plant phenological adaptation, and the variability of reproductive structure development during anthesis, represents a primary trait for surviving to particular growing conditions reducing the negative effects of anomalous environmental conditions. The objective of this study was to determine the effect of the principal climatic variables on winter durum wheat phenology and to assess the constraints associated with these environmental factors on annual yield in an area characterized by fooding problems. Moreover, the investigation provided useful information about the phenological adaptation, morphological and productive characteristics of durum wheat cultivars testing at the same time their suitability to specifc agroclimatic conditions in a central Italy area (Rieti plain), where several durum wheat cultivars were evaluated during 11 years of investigations from 2006 to 2016.The correlation and regression analyses evidenced as some biological parameters related to durum wheat vegetative and reproductive developments were in accordance with particular climatic phenomena confrming as the developmental phases length optimization may favour the wheat adaptation to climatic anomalies. Really, both the plant height and above all the number of spikes/m 2 resulted highly related with the phenological phases length considering their link with the same plant morphology. Moreover, yield appeared greatly related with the number of spikes/m 2 and so with the plant tillering rate while the exclusion of fooding years in the Rieti plain showed the kernel weight as the variable more important to determine the fnal yield not considering in this database the plant tillering problem. Keywords: Climate, durum wheat varieties, morphology, phenology, yield. Riassunto: L’adattamento fenologico delle piante e soprattutto la variabilità dello sviluppo della struttura riproduttiva all’antesi rappresenta un tratto primario per sopravvivere a particolari condizioni di crescita riducendo gli effetti negativi di condizioni ambientali anomale, in uno scenario di cambiamento climatico.Obiettivo della ricerca è quello di determinare l’effetto delle principali variabili climatiche sulla fenologia del grano duro in primavera e di valutare i vincoli associati a questi fattori ambientali sulla resa annuale in un’area caratterizzata da problemi di allagamento. Inoltre, l’indagine ha fornito informazioni utili su adattamento fenologico, caratteristiche morfologiche e produttive delle cultivar di grano duro testando contemporaneamente la loro idoneità a specifche condizioni agroclimatiche in una zona dell’Italia centrale (piana di Rieti), dove sono state valutate diverse cultivar di grano durante 11 anni di indagini dal 2006 al 2016.Le analisi di correlazione e regressione hanno evidenziato la sensitività di alcuni parametri biologici come il tasso di sviluppo vegetativo e riproduttivo in relazione a particolari fenomeni ambientali. Ciò conferma che l’ottimizzazione della lunghezza delle fasi di sviluppo può favorire l’adattamento del frumento alle anomalie climatiche. In realtà, sia l’altezza della pianta che, soprattutto, il numero di spighe/m 2 risultavano fortemente correlati con la lunghezza delle fasi fenologiche considerando il loro legame con la stessa morfologia vegetale. Inoltre, la resa è risultata molto correlata al numero di spighe/m 2 e quindi al tasso di accrescimento delle piante. L’esclusione dall’analisi degli anni caratterizzati da elevate intensità di pioggia che hanno determinato l’allagamento della piana Reatina, ha mostrato come il peso delle cariossidi sia la variabile più importante per determinare la resa fnale, in assenza di tali eventi estremi. Parole chiave: Clima, varietà di frumento duro, morfologia, fenologia, resa. * Corresponding author’s e-mail: fabio.orlandi@unipg.it 1 Department of Civil and Environmental Engineering, Univer- sity of Perugia, Perugia, Italy Submitted 1 March 2018, accepted 2 August 2018 DOI:10.19199/2018.3.2038-5625.031 1. INTRODUCTION Grain yield in wheat is determined mainly by environmental factors, particularly under Mediterranean conditions. A study that tested 191 durum wheat accessions in nine Mediterranean environments reported that the percentage of yield variability explained by the environment was 98 %, with mean daily maximum temperature from emergence to heading accounting for 59 % of yield variations (Royo et al., 2010). The uncertainty associated with weather patterns is one of the greatest contributors to the gap present between potential and actual yield (Zhang et al., 2013) – estimated at 20 % by Lobell et al., (2009). Luo et al., (2005) reported that, by 2080, climate change is likely to cause a reduction between 13.5 % and 32 % in wheat yield in Mediterranean-type environments, mostly because of changes in rainfall and temperature. Environmental limiting factors differ from site