Mezzi alternativi di lotta ai patogeni del terreno

Mezzi alternativi di lotta ai patogeni del
terreno
Angelo Garibaldi
Centro AGROINNOVA- Università degli Studi di Torino
Un terreno (substrato) sano:
1. E’ relativamente esente da patogeni
2. Consente una produttività ottimale
3. Presenta una situazione ottimale per quanto riguarda la
detossificazione
4. E’ in grado di riprendersi da ogni situazione di disturbo,
compreso l’arrivo di patogeni (resilienza)
5. Presenta una situazione di stabilità per quanto riguarda la
produzione
Patogeni tellurici: fonti di infestazione
Fonti di
inoculo
I. Terreno: inoculo
persistente nel terreno e
sulle strutture
II. Residui colturali
III.Acqua
IV.Materiale propagativo
V. Macchinari impiegati
nelle lavorazioni
VI.Aerea (spore trasportate)
VII.Altri ospiti (erbe
infestanti)
VIII. Insetti
Materiale propagativo
Perchè terreno e substrati devono essere
disinfestati
Natura
dei terreni e
substrati
Ripetitività delle
colture sugli
stessi terreni
Aree con scarsità di terreni
coltivabili e colture protette
con struttura fissa
Suscettibilità della
coltura ai nematodi
e/o funghi +/presenza di
infestanti
Migliore sviluppo dell’apparato radicale, migliore attecchimento delle plantule,
maggiori rese e anche sviluppo più regolare dei frutti
The Soil Disinfestation Symposia: evoluzione degli
argomenti trattati
Una serie di Symposia Internazionali organizzati
dall’International Society for Horticultural Sciences (ISHS).
Dal 2014 ISHS + ISPP
Primo simposio: 1973: argomento principale BM
Attenzione anche per gli altri fumiganti
Dal secondo (1983) all’ottavo (2014):
• BM (in diminuzione)
• Altri fumiganti e nematocidi
• Solarizzazione
• Substrati e fuori suolo
• Lotta biologica, ammendanti organici
Evoluzione della situazione fitosanitaria dopo
l’eliminazione del BM: una questione ancora aperta
Patogeni minori causano i
principali problemi
•
•
•
•
Sclerotinia sclerotiorum
S.minor
Rhizoctonia solani
Agenti di marciumi radicali
Pythium spp.
• Agenti di tracheomicosi
Patogeni trasmessi
mediante seme
Mezzi di disinfezione del terreno
I.
Mezzi chimici: fumiganti (fungicidi)
II. Mezzi fisici: vapore, vapore con pressione negativa, miscele
aria+vapore, UV, microonde
III. Solarizzazione
IV. Biologici
V. Biofumigazione
VI. Impiego di terreni e substrati e repressivi (…compost)
VII.Disinfestazione biologica del terreno (Anaerobiosi )
VIII.IPM
CALORE UMIDO
Vantaggi
•Ampio spettro (erbe infestanti, funghi , nematodi…);
•No residui;
•Non richiesti periodi di sospensione della coltivazione.
Svantaggi
• Applicabile su limitate superfici;
• apparecchiature e uso costosi;
• non facile da ottenere una uniformità dei trattamenti (°C) alla
profondità del terreno desiderata.
• vuoto biologico
Meccanismo d’azione
Riscaldamento di uno strato di terreno di 20-30 cm per almeno 20 minuti a
temperature comprese tra 70 e 80 °C o, per pochissimi minuti, a temperature
comprese tra 90 e 100 °C.
letale perdifunghi
e batteri
(Bollen, 1969)
Gli stessi principiTemperatura
regolano la disinfezione
substrati,
vasi, attrezzi.
Patogeno
Diversi batteri
Bacteri rsistenti al calore
Didymella lycopersici
F. oxysporum f.sp. dianthi
F. oxysporum f.sp.
gladioli
Pythium sp.
P. irregulare
P. ultimum
R. solani
Sclerotinia sclerotiorum
Verticillium albo-atrum
V.dahliae
Molti attinomiceti
Diversi virus
Diverse infestanti
Temperatura
(°C)
60-70
90
50
60
57
53
53
46
53
50
53
58
90
100
70-80
60-70
Durata
(minuti)
10
30
30
30
30
30
30
20-40
30
5
30
30
30
15
15
30
Solarizzazione
Lavorazione terreno (almeno 30 cm), sminuzzamento zolle, livellamento.
 Bagnatura del terreno fino alla capacità di campo.
 Copertura terreno con film plastico trasparente (da 0,03 a 0,05 mm) bloccato
sui margini (PE-VIF).
 Chiusura aperture serra.
Durata del trattamento: varia da 21 a 60 giorni.
Rimozione telo plastico, lavorazione superficiale per rompere eventuali croste
del suolo, modellatura terreno.
Possibilità di integrazione con
BIOFUMIGAZIONE, uso di
COMPOST o mezzi di lotta
biologici per ridurre la durata e
sfruttare potenziali effetti di
repressività indotta nei confronti
di patogeni tellurici.
Aspetti legati alla disinfezione del terreno
mediante
VAPORE
FUMIGANTI
SOLARIZZAZIONE
VUOTO BIOLOGICO
SI
SI
NO
ELIMINAZIONE
REPRESSIVITA’
SI
SI
NO
EFFETTO
BOOMERANG
SI
SI
NO
COSTO
FITOTOSSICITA’
ELEVATO MEDIO
TALORA
MEDIO-BASSO
TALORA
NO
RESIDUI
NO
SI
NO
MODIFICAZIONI
CHIMICHE TERRENO
SI
TALORA
NO
FATTORI LIMITANTI
L’IMPIEGO
COSTO
COSTO/
LATITUDINE
AMBIENTALI
Lotta biologica
Purtroppo ancora pochi sono i microrganismi utilizzabili
nella pratica in quanto registrati. Tra i pochi mezzi
biologici disponibili o vicini alla registrazione, attivi
contro patogeni tellurici,
si citano forme saprofite di
Fusarium, isolate da terreni repressivi e attive contro
agenti di tracheofusariosi, utilizzabili nella lotta alla
fusariosi del pomodoro, del melone, del basilico.
Lotta biologica
Microrganismi registrati o in corso di registrazione:
• Fusarium saprofiti provenienti da terreni repressivi:
fusariosi di garofano, ciclamino, margherita,
gladiolo.
• Trichoderma harzianum e Gliocladium virens:
Pythium, Phytophthora e Rhizoctonia solani.
• Streptomyces griseoviridis:
agenti di marciumi radicali.
• Conyothirium minitans:
sclerozi di Sclerotinia sclerotiorum.
gerbera,
Nuovi filoni di ricerca:
• Isolamento di microrganismi provenienti da colture fuori suolo.
• Isolamento di microrganismi da compost dotati di azione repressiva.
• Colonizzazione dei compost con microrganismi da essi isolati.
Efficacia di microrganismi formulati miscelati al
terreno nei confronti di tracheofusariosi
Formulato
Microrganismo
Dose
g/l di
terreno
Riduzione rispetto
al testimone
(%)
Rootshield
Trichoderma harzianum
T22
3-4
50 to 75
0,25-1
53 to 65
Remedier
T. harzianum (strain
ICC012)+
T. viride (strain ICC080)
Mycostop
Streptomyces
griseoviridis k61
0,005-0,1
37 to 53
2-4
48 to 85
Fo MSA 35
Fusarium oxysporum
MSA 35
2-4
48 to 75
Fo IF 23
Fusarium oxysporum 23
Biofumigazione
• Incorporare le Brassicacee selezionate
nel terreno alla fioritura (massimo
contenuto in glucosinolati).
• Frammentare i residui colturali per
favorire il rilascio dei principi attivi (nitrili,
solfati,
terpeni, … etc).
• Incorporare nel terreno
inumidire dopo l’applicazione.
umido
o
• Compattare la superficie del terreno per
evitare la volatilizzazione di isotiocianati
sviluppati nelle 48 ore successive
all’interramento.
17
BIOFUMIGAZIONE
Brassicacee e
pellet di
brassicacee
selezionate per
l’alto
contenuto in
glucosinolati
Mirosinasi
ISOTIOCIANATI
Biofumigazione: tipo di impiego
Colture intercalari – essudati radicali/
tessuti vegetali.
Sovescio dell’intera pianta.
Pellet
disidratati.
Estratti, oli contenenti il principio
attivo concentrato.
BIOFUMIGAZIONE
Aspetti critici
 La biofumigazione è una pratica agronomica (da non confondere con la
disinfestazione chimica del terreno);
 sovescio di piante suscettibili a patogeni tellurici (incremento
dell’infestazione del terreno nel caso di alcuni patogeni tellurici);
 pratica che richiede ulteriori approfondimenti (efficacia verso patogeni
tellurici, metodi di applicazione…).
Aspetti positivi
 Effetti positivi sullo sviluppo delle colture (apporto di sostanza
organica al terreno) in presenza di stanchezza del terreno;
 prospettive: IPM (combinazione con la solarizzazione).
Repressività di terreno e substrati
Definizione: è la capacità
di un suolo, o di un
substrato, di contenere, più
o meno efficacemente, uno
o più patogeni nonostante
la coltivazione di ospiti
suscettibili e la presenza di
condizioni pedologiche e
ambientali
favorevoli
all’espressione
della
malattia.
Terrenoconduttivo & terreno repressivo
?
?
?
?
Cosa avviene nel
terreno?
??
?
?
?
?
?
Ammendanti organici per la disinfestazione
biologica del terreno
1. Residui colturali
Brassicacee
Composite
2. Ammendanti organici
Pollina
Rifiuti da raccolta differenziata
Compost
3. Materiale organico ad alta concentrazione azotata
Pellet vegetali (estrazione di piante da oli)
A. Gamliel
Specie officinali impiegate come
ammendanti organici
 Vasta gamma di specie potenzialmente
impiegabili
 Breve periodo di coltivazione
 Facile da gestire in loco
 Può essere integrato nella produzione vegetale
 Facilmente combinato con altre strategie
 (solarizzazione, cultivar resistenti…)
Prodotti volatili sviluppati da terreno
solarizzato e ammendato con dragoncello
3 giorni
estragolo
a - pinene
14 giorni
caryophyllene
altri
28 giorni
Simulazione di
solarizzazione
Temperatura
ambiente
Effetto della solarizzazione del terreno
combinata con diversi ammendanti nei confronti
di Fusarium oxysporum
1000000
Due settimane di incubazione
Non solarizzato
100000
Solarizzato
2 settimane
CFU/cm
10000
1000
100
10
1
Non
DragoncelloSalvia Rosmarino Rucola
ammendato
Ammendanti organici
Repressività di ammendanti a base di rucola
selvatica nei confronti di nematodi del basilico
Indice galligeno (%)
100
a
a
50
b
b
0
Solarizzazione
Testimone
Rucola
selvatica
Rucola
selvatica +
solarizzazione
Piante colpite (%)
Repressività indotta da rucola selvatica
alla Fusariosi
Testimo
ne
100
80
AUDPC=1019
60
60%
40
Rucola
selvatica
20
0
AUDPC=129
7
14
Giorni dopo il trapianto
21
Anaerobic soil disinfestation (ASD)
Studiata in Giappone e in Olanda
a partire dagli anni 2000.
APPLICAZIONE
•
Sovescio di materiale organico nel terreno (30 cm)
(dosi 20-40 t/ha)
•
•
•
•
Portare il terreno alla saturazione (anaerobiosi)
Copertura del terreno con film plastici
Durata: 2-6 settimane
Temperatura del terreno > 20°C
ASD: come agisce verso i patogeni
•
Esaurimento di ossigeno causata dalla rapida decomposizione di
materiale organico in condizioni di anaerobiosi.
•
•
Sviluppo di prodotti tossici (CO2, NH3, H2S, CH4 e di acidi organici).
Evoluzione della popolazione microbica.
Spettro di azione: prevalentemente nematocida e fungicida (erbicida).
Fattori: tipo di terreno, materiale organico impiegato, condizioni di
applicazione.
Meccanismo potenziale

Produzione di acidi organici e di sostanze volatili tossiche per alcuni
patogeni, erbe infestanti, nematodi



Cambiamenti delle popolazioni microbiche
Assenza di ossigeno causa abbassamento di pH
Combinazione di tutti I fattori– tutti collegati!
Come sono ognuno di questi fattori collegati alla repressività
di patogeni specifici?
Come è influenzato l’effetto della ASD in funzione del tipo di C
usato, contenuto di umidità e temperatura del terreno e dalla
popolazione microbica iniziale?
Paese
Stati Uniti
California
Florida
Tennesi
Giappone
Fonte di Periodo Coltura
C
di
copertur
a
Patogeno
contenuto
Diffusion
e in
aziende
(Ha,
anno)
Pula di riso 3
Pula di riso
+ melassa
Fragola
Lampone
Specie officinali
Verticillium dahliae,
Rhizoctonia solani
0,4 ha - 2012
174 ha- 2013
Melassa
Lettiera di
pollame
3
Ortaggi
Fiori recisi
Fragola
Pythium myriotylum Nessuna
Macrophomina
phaseolarum,
Fusarium oxysporum
Melassa
Crusca
3
Ortaggi
Sclerotium rolfsii
Fragola
Diverse orticole
Fiori recisi
Vedi diapositiva
28 su
sugccessiva
47 regioni
V. dahliae,
Fusarium oxysporum,
F.redolens,
Ralstonia
solanacearum
Etanolo,
2-3
Melassa
Pula di riso
Crusca
Nessuna
Sostanze volatili da diversi ammendanti organici con
diverso contenuto in carbonio:effetti sulla crescita
fungina in vitro.
Ammendante
organico
Accrescimento delle colonie fungine di (cm)
Pythium
Fusarium
Rhizoctonia
ultimum
oxysporum
solani AG-5
Testimone
14.4ab
24.0a
24.0a
Etanolo
Sfalciato di
erbe officinali
Farina di semi di
Brassica
Testimone
pastorizzato
4.0cd
11.4b
2.4c
2.4d
0.2d
0.6d
0.0e
0.0d
0.0e
14.8a
24.0a
24.0a
Pula di riso
5.4c
3.6c
1.0d
24.0a
24.0a
Letame bovino 14.8a
Mazzola, unpublished
% di radici dalle quali
sono stati isolati
patogeni
fungini
(Mazzola, 2012).
ASD= con pula di
riso
Necessita ancora molto lovoro per
capire …..
 Quale
fonti di C sono migliori per patogeni specifici?
 Quali sono le temperature del terreno per la repressione
di specifici patogeni?
 Il cambiamenti a carico della comunità microbica hanno
un effetto prolungato di repressività nei confronti di
specifici patogeni ?
Altre considerazioni pratiche
 Costo
delle fonti di carbonio altre fonti con il
medesimo effetto della pula di riso (meno costose).
Fertilizzazione N – 22 t/ha pula di riso
adds more
than 336 kg/Ha N, può portare a perdite eccessive
sia attraverso lisciviazione o come gas N2O.
Uso dell’acqua –
è necessario aggiungerne circa 1,5
volte in più di quanto sarebbe normalmente
utilizzato in pre-impianto.
Indutori di resistenza (SAR)
In grado di influenzare la suscettibilità dell'ospite al patogeno.
 Prodotti naturali (estratti di piante, oli…);
 Microoganismi (Bacillus, Trichoderma…);
 prodotti induttori di resistenza sistemica (SAR) (es. acibenzolar-S-metile:
efficacia biocida verso batteri e funghi);
 fosfiti.
• Aspetti da considerare:
 Interventi preventivi;
 Effetto non sempre costante (interazione di diversi fattori, genotipo, fase
fenologica, condizioni ambientali);
 possibili effetti collaterali di fitotossicità e residualità.
Prospettive: Impiego in IPM
dl.sciencesocieties.org
•
Effetto di trattamenti in vivaio con diversi induttori di resistenza e
microrganismi nei confronti di Fusarium oxysporum f. sp. lactucae/lattuga
e Phytophthora nicotianae/pomodoro. Riduzione dell’indice di malattia (%)
rispetto al testimone non trattato.
Trattamento (prodotto ommerciale)
Tracheofusariosi
ommerciale) della lattuga
• Trattamento (prodotto
• Tracheofusariosi della lattuga
20-45
Bacillus subtilis (Serenade, Bayer Crop
Marciume
• Science)
Marciume basale
da Phytophthora su
pomodoro
15-41
Bacillus velenzensis (Cilus Plus, Massò)
17-39
15-53
Trichoderma asperellum ICC012+
T. gamsii ICC080 (Remedier, Isagro)
23-45
11-41
AcibenzolaarSmetile (Bion, SyngentaCropProtection)
44-70
92-99
Fosetil –Al (Alliette, BayerCropScience)
30-70
44-96
Fosfito di potassio (Alexine, Massò)
40-89
74-88
Azoxystrobin (Ortiva, Syngenta Crop Protection)
37-75
93-96
Fase 1) Vivaio: trattamenti dalla
2° foglia vera (3 ogni 7 giorni).
Fase 2) Trapianto in terreno
artificialmente inoculato con
P.capsici (1g di biomassa
fungina /L). Ambiente: serra
23-26°C.
Effetto di trattamenti preventivi in
vivaio nei confronti di Phytophthora
capsici su zucchino.
Principio attivo
Dose
p.a.
g L-1
Fosetil -Al
Fosfito di potassio P:K 52:42
1,6
1,3+1,06
Momento
dell’applicazione
dei trattamenti in
contenitore
alveolato (giorni)
T0,T7,T14
T0,T7,T14
Glucoumati N:P 4:18
1,6+0,72
T0,T7,T14
Propamocarb +fosetil-Al
1,4+0,8
T0
Rilievo finale 35 giorni dopo la semina: gravità degli
attacchi del patogeno mediante indice di malattia da
0 a 100.
Effetto di trattamenti preventivi in vivaio nei confronti di
Phytophthora capsici su zucchino (Dato espresso come
indice di malattia 0-100, 30-35 giorni dopo il trapianto).
100
90
d
80
70
60
c
50
bc
40
30
b
20
a
10
a
0
Testimone
inoculato e
non trattato
Fosetil-Al
Fosfito di
potassio P:K
52:42
Glucoumati
N:P 4:18
Propamocarb
Testimone
+ foosetil-Al non inoculato
e non
trattato
Integrazione
solarizzazione + fumiganti
(%)mortalità dei propaguli
10 cm
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
Solarizzazione combinata
con metham sodio
Effetto nei confronti di
Fusarium oxysporum f. sp. radicis
lycopersici
30 cm
Metam sodio= 15 ml/m
Solarizazione 8 giorni
50 cm
TestimoneMetamSolar
sodium
MS+ Solar +
Solar MS
Solarizzazione combinata con dazomet
Effetto
nei confronti
di Fusarium
oxysporum
f. sp. radicis lycopersici
Fusarium
oxysporum
radicis
lycopersici
1000
10 cm
(%) sopravvivenza dei propaguli
100
Non solarizzato
10
SE
1000
30 cm
100
10
SE
1000
50 cm
100
SE
10
Testimone 15
30
Basamid dose g/m2
45
Solarizzato
Effetto di diversi trattamenti nei confronti di F. oxysporum f. sp.
lycopersici e Rhizoctonia solani su pomodoro
Trattamenti
Efficacia
rispetto al
testimone
Produzione di pomodoro (kg/m2)
Solarizazione
(7 settimane)
Metam Potassio 1000 L/ha
50,80 c*
74,98 b
Metam Sodio1000 L/ha
73,55 b
Metam Potassio 600+ Sol.
77,72 ab
Metam Potassio 800 + Sol.
87,26 ab
Metam Potassio 1000 +
Solarizzazione
Testimone
Testimone
90,83 a
0 (24%
piante
colpite)
Seral Yucel et al. 2014
Disinfestazione del terreno con
ozono (Gas)
Applicazioni di ozono in acqua
Impiego di onde elettromagnetiche
INNESTO
Un salto nel 2020: cosa avremo a disposizione?
IPM
(Prevenzione)
• Innesto
• Varietà resistenti
• Biofumiganti
• solarizzazione
•
•
•
61
Mezzi biologici
Ammendanti organici
Induttori di resistenza
Il futuro: più scelte per la lotta ai patogeni tellurici
Innesto
Rotazione
colturale
Solarizzazione
Difesa dai patogeni
tellurici
Varietà
resistenti
Biofumigazione
• Tipo di terreno
Colture
fuorisuolo
•Tipo di patogeno
Micororganismi
•Densità di infestazione e tipo di inoculo.
• Perdite di produzione previste
• Aspetti economici, ambientali e
legati
Vapore
Fumiganti
/fungicidi
Ammendanti
organici
Induttori di
resistenza
Conclusioni
I.
Trasferimento delle innovazioni tecniche /tecnologiche;
II. Impiego di tecniche diagnostiche sensibili;
III. integrazione di diverse strategie di difesa e pratiche
agronomiche;
IV. ottimizzare l’utilizzo dei
prodotti chimici applicandoli nei
momenti più appropriati in relazione ai cicli delle colture e ai
parassiti da contenere.
Conclusioni
I. Necessarie misure preventive (sanità del seme e concia
delle sementi, induttori di resistenza ..).
II. Pratiche culturali: riducono la necessità di ricorrere alla
disinfestazione del terreno (IPM).
III.Considerare ogni condizione colturale un caso a se stante
(coltura / patogeno / condizioni ambientali/specializzazione
colturale).
I. Non una singola soluzione.
Patogeni contenuti da ASD effettuata con etanolo in
Giappone .
Patogeno o parassita
Coltura
Concentraiozne di etanolo
Phomopsis sclerotioides
Cucurbitacee
1-2% (v/v), 100-200L/m2
Pseudomonas
caryophylli
Fusarium oxysporum
Garofano
2% (v/v), 100-150L/m2
Spinacio, Fragola
0.5-1.0% (v/v), 100-200L/m2
Glomerella cingulata
Fragola
0.5% (v/v), 100L/m2
Pyrenochaeta
lycopersici
Plasmodiophora
brassicae
Meloidogyne spp.
Pomodoro
0.75% (v/v), 200L/m2
Broccoli
1.0% (v/v), 100L/m2
Cucurbitacee,
pomodoro
Ravanello
0.5-1.0% (v/v), 50-10L/m2
Pratylenchus spp.
Summarized by Momma and Kobara, 2013
1.0% (v/v), 50-100L/m2