Traté de encontrar una respuesta aquí, pero no pude.

@obj.func # works
@obj.func(**kwargs)  #works
@obj.func1(**kwargs).func2   #-> syntax error 

No entiendo por qué la tercera forma es un SyntaxError, parece que no está violando ninguna sintaxis de Python y está claro para mí lo que el usuario quiere hacer (ver el ejemplo a continuación).

Mirépep 0318 de la implementación del decorador pero no encontré ninguna respuesta.

Aquí abajo, sería un ejemplo de uso:

class ItemFunc(object):
    def __init__(self, fcall=None, **kwargs):
        self.defaults = kwargs
        self.fcall = None

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        kwargs = dict(self.defaults, **kwargs)
        # do something more complex with kwargs 
        output = self.fcall(*args, **kwargs)
        # do something more with output  
        return output

    def caller(self, fcall):
        """ set call and return self """
        self.call = fcall # after some check obviously
        return self

    def copy(self,**kwargs):
        kwargs = dict(self.defaults, **kwargs)
        return self.__class__(self.fcall, **kwargs)

    def copy_and_decorate(self, **kwargs):
        return self.copy(**kwargs).caller 

De lo que puede usar ItemFunc como decorador:

@ItemFunc
def plot(**kwargs):
    pass

redcross = plot.copy(color="red", marker="+")
@redcross.caller
def plot_data1(**kwargs):
    pass

bluecross = redcross.copy(color="blue")
@bluecross.caller
def plot_data2(**kwargs):
    pass

Pero, ¿por qué está prohibida esta siguiente 'sintaxis de atajo'?

@redcross.copy(color="blue").caller
def plot_data2(**kwargs):
    pass

Pero puedo hacer:

@redcross.copy_and_decorate(color="blue")
def plot_data2(**kwargs):
    pass         

La primera forma se ve mejor, al menos entiendo mejor las intenciones detrás.