Vol. II Qualità dei prodotti - 1. L’impatto dei pesticidi

28 Ottobre, 2014

Il termine “pesticidi”, spesso usato come sinonimo di prodotti fitosanitari, indica i prodotti usati principalmente in agricoltura per proteggere le colture e impedire che vengano distrutte da malattie e infestazioni.

Anche i regolatori di crescita delle piante (usati per influenzare determinati processi di crescita delle piante) e gli erbicidi (usati contro le erbe infestanti) sono trattati dalla legislazione dell’UE come prodotti fitosanitari. I biocidi, invece, che non sono usati sulle piante, bensì per debellare organismi nocivi e portatori di malattie quali insetti, ratti e topi, rientrano in altri ambiti.

Le sostanze attive usate nei prodotti fitosanitari sono le sostanze chimiche o i microrganismi, compresi certi virus, che rappresentano il costituente fondamentale del prodotto, ossia quello che gli permette di esercitare la sua azione. Per esempio, nel caso degli erbicidi, possono distruggere le erbe infestanti oppure proteggere una pianta dagli insetti o dai funghi che distruggono le piante o riducono la resa delle colture. 

 

1.1. Pesticidi e consumatori

I consumatori esprimono sempre maggiore attenzione alla qualità e alla salubrità degli alimenti che consumano. A causa dei lunghi anni durante i quali l'incidenza dell'inquinamento da pesticidi e dei relativi effetti sulla salute umana sono stati sottovalutati, ora l'attenzione dei consumatori è allertata e a volte senza una reale ragione di rischio.

L’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA - European Food and Safety Authority) è l’agenzia dell’Unione europea per la valutazione dei rischi relativi alla sicurezza di alimenti e mangimi. L’EFSA, in stretta collaborazione con le autorità nazionali e in consultazione con le parti interessate, fornisce consulenza scientifica indipendente e comunica in maniera chiara su rischi esistenti ed emergenti.

Dettagli sull'EFSA

L’EFSA è un'agenzia europea indipendente, finanziata dal bilancio dell'UE e operante in modo autonomo dalla Commissione Europea, dal Parlamento Europeo e dagli Stati membri dell'UE.
L’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare è stata istituita ufficialmente nel gennaio 2002, a seguito di una serie di allarmi alimentari verificatisi alla fine degli anni Novanta, come fonte indipendente di consulenza scientifica e di comunicazione sui rischi associati alla catena alimentare.
La sfera di competenza dell’EFSA include la sicurezza di alimenti e mangimi, l’alimentazione, il benessere e la salute degli animali, e la protezione e la salute delle piante.

Nel sistema europeo di sicurezza alimentare, la valutazione e la gestione del rischio sono due processi distinti. L’EFSA, in qualità di organismo incaricato della valutazione del rischio, elabora pareri scientifici e consulenza specialistica per fornire un solido fondamento all’attività legislativa e alla definizione delle politiche in Europa e per consentire alla Commissione europea, al Parlamento europeo e agli Stati membri dell’UE di assumere decisioni tempestive ed efficaci nella gestione del rischio.

Quanto fitofarmaco assorbiamo e dove

A ottobre 2014 è stato messo a disposizione sul sito dell’EFSA (EFSA Journal) il nuovo manuale correlato di foglio in Excel per calcolare la quantità di fitofarmaco di fatto assorbita dal corpo a seconda del tipo di esposizione a cui si è soggetti e della tipologia del pesticida.

Il documento analizza le varie forme di esposizione per tutti i tipi di pesticidi in commercio e crea una correlazione tra modalità di esposizione e tipo di pesticida con la quantità di fitofarmaco di fatto assorbito dalla persona, animale o ambiente sottoposto all’esposizione. Il foglio in Excel consente di quantificare in numeri l’esposizione e il presunto assorbimento del pesticida tramite il riempimento dei campi relativi al tipo di esposizione, pesticida, ecc..

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.1.1. I risultati dei monitoraggi sugli alimenti

A fine 2014 è stata pubblicata la nuova relazione sul monitoraggio effettuato a livello europeo sulla presenza di pesticidi negli alimenti. Dal report emerge che anche nel 2012, ovvero per il quarto anno consecutivo, oltre il 97% di tutti i campioni analizzati contiene livelli di residui che non superano i limiti di legge, con oltre il 54% dei campioni esenti da qualsiasi traccia rilevabile di fitofarmaci. La relazione è basata sulle analisi di oltre 79.000 campioni alimentari eseguite da 27 Stati membri dell’UE, oltre che da Islanda e Norvegia.

Il tasso di non conformità degli alimenti importati nell’UE, in Norvegia e in Islanda da Paesi extraeuropei era invece cinque volte superiore a quello degli alimenti provenienti da questi Paesi (il 7,5% contro l’1,4%).

Rapporto dell'EFSA sulla concentrazione dei pesticidi negli alimenti pubblicato nel 2014

Dai risultati del programma coordinato dall’UE è emerso che il 99,1% dei campioni analizzati conteneva livelli di residui nei limiti consentiti e che quasi il 60% dei campioni non conteneva alcuna traccia quantificabile di residuo. Gli alimenti con le percentuali più elevate di eccedenza degli LMR (Livelli Massimi di Residui) sono stati i broccoli (2,8%), il cavolfiore (2,1%), l’uva da tavola (1,8%), i peperoni (1,4%) e le melanzane (1%). Gli alimenti con le più basse percentuali di eccedenza degli LRM sono stati i piselli privi di baccello e l’olio d’oliva (0,1% per entrambi), il grano (0,7%) e le banane (0,7%). Non è stato rilevato superamento degli LMR nel succo d’arancia né nei prodotti di origine animale (burro e uova di gallina).

L’EFSA ha inoltre condotto una valutazione per stabilire se l’attuale esposizione alimentare ai residui di pesticidi rappresenti un rischio per la salute umana, sia a lungo termine (rischio cronico) che a breve termine (rischio acuto). L’Autorità ha concluso che è improbabile che la presenza di residui di pesticidi negli alimenti nel 2012 abbia avuto effetti di lungo termine sulla salute dei consumatori. Per quanto riguarda invece l’esposizione di breve termine ai residui di pesticidi, per circa lo 0,02% degli alimenti non è stato possibile escludere rischi nel caso di un loro consumo in grosse quantità.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.2. La protezione degli operatori

A livello europeo, l’agenzia coordinatrice per la valutazione dei rischi per gli operatori a contatto con i pesticidi è l’ANSES (Agenzia Nazionale Francese per la Sicurezza Sanitaria dell'Alimentazione, dell'Ambiente e del Lavoro). Quest’agenzia da anni lavora sull’efficacia dei dispositivi di protezione individuale (DPI) e sulla correlazione tra l’esposizione a determinati pesticidi e l’insorgenza di alcune malattie croniche.

L’ANSES ha seguito per anni persone esposte a pesticidi con l'obiettivo di evidenziare l'eventuale relazione tra l’esposizione e l’insorgenza di patologie specifiche. Le ricerche sono state lunghe e complesse in quanto la correlazione tra questi due fattori non è quasi mai evidente a causa dell’esposizione simultanea a molteplici fattori potenzialmente pericolosi. Inoltre, l’uso nel passato di pesticidi molto pericolosi per la salute, ha in un certo senso inquinato le altre prove, rendendo più difficile il lavoro di isolamento e correlazione per ogni singolo pesticida.

Operatore equipaggiato con tutti i Dispositivi di Protezione Individuale necessari per un trattamento fitosanitario
Crediti immagine: Agricoltura Responsabile

Purtroppo lo studio e le ricerche dell’ANSES hanno evidenziato che, sebbene siano diverse le misure protettive già a disposizione degli addetti al lavoro, non tutti gli operatori le impiegano in quanto spesso vengono considerate poco pratiche o funzionali per le operazioni che si devono svolgere.

Le operazioni che espongono gli agricoltori ai prodotti fitosanitari iniziano con la preparazione della miscela, proseguono con l’applicazione dei prodotti fitosanitari e con la decontaminazione dei mezzi irroranti. Non sono inoltre da sottovalutare le lavorazioni compiute nei cosiddetti tempi di rientro senza l’ausilio delle protezioni dal rischio chimico, cioè gli interventi agronomici eseguiti durante la stagione, negli appezzamenti trattati, così come anche le attività di consulenza e di monitoraggio effettuate dai tecnici fitoiatri. 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.3. Pesticidi e ambiente

Il Regolamento Europeo 1107/2009 richiede alle case produttrici di tenere in considerazione l’impatto ambientale del fitofarmaco nella stima dell’efficacia di quest’ultimo. Al fine di avere una procedura univoca e riconosciuta a livello europeo, l’EFSA (l’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare), ha pubblicato le linea guida su come procedere per valutare in laboratorio i tempi di degradazione dei pesticidi e la loro dispersione nell’ambiente.

Due sono i parametri da tenere in considerazione:

  • DegT50, ovvero il tempo impiegato dal pesticida in esame per dimezzare la sua concentrazione iniziale per effetto della degradazione “naturale”; la dispersione nell’ambiente infatti non è da considerarsi una degradazione. Chiaramente, devono essere presi in esami anche gli intermedi e i sottoprodotti di degradazione che a loro volta possono rappresentare un pericolo per l’ambiente. Anche per questi bisogna definire il DegT50.
     
  • Koc, ovvero il coefficiente di ripartizione espresso sulla base del contenuto in carbonio organico del sedimento. Questo parametro dà indicazioni sulla capacità del composto chimico di legarsi al suolo e varia a seconda delle caratteristiche del suolo.

Queste linea guida consentono alle case produttrici di calcolare il DegT50 e il Koc dei loro prodotti e quindi di effettuare una stima globale del prodotto che tenga conto dell’efficacia e dell’impatto ambientale.

Queste procedure facilitano il confronto dei vari prodotti tra loro e si propongono come utili parametri per i produttori, ma anche per le autorità locali e per gli utenti finali che, attraverso questi dati, possono scegliere con maggiore accuratezza i prodotti da impiegare sul proprio terreno e sulle proprie colture.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.3.1. Destino ambientale dei prodotti fitosanitari

Quando si esegue un trattamento fitosanitario soltanto una parte della miscela contenente la sostanza attiva raggiunge il bersaglio, mentre il resto viene disperso nell’ambiente. I principali processi che influenzano il “destino ambientale” della parte dispersa sono i seguenti:

  • DERIVA (spray drift) : durante il trattamento la miscela viene nebulizzata e viene trasportata più o meno lontano dal punto di applicazione sotto l’influenza di diversi parametri (tipo di macchina irroratrice, intensità del vento, temperatura ecc.). Per questa via potrà ricadere sul terreno, sulla vegetazione circostanti e su un eventuale corpo d’acqua che si trovi nelle vicinanze.
  • VOLATILITA’: la sostanza attiva (pesticida) durante il trattamento, o dopo aver raggiunto la coltura o il terreno, può evaporare in aria ed essere trasportata lontano con il vento.
  • RUSCELLAMENTO (run-off): la sostanza attiva durante un evento piovoso o durante l’irrigazione, può essere trasportata, disciolta nell’acqua di ruscellamento, lungo la superficie del terreno. Analogamente la sostanza attiva legata alle particelle di terreno potrà essere trasportata con le acque di ruscellamento a causa dei fenomeni di erosione del terreno che si possono verificare durante piogge intense. Per questa via la sostanza potrà raggiungere un corpo d’acqua superficiale.
  • LISCIVIAZIONE (leaching): a seguito di una pioggia la sostanza attiva presente nel terreno può penetrare attraverso il suolo, disciolta nell’acqua di percolazione, e per questa via raggiungere le acque di falda.

I principali processi che influenzano il “destino ambientale” della parte dispersa durante il trattamento fitosanitario (Crediti i mmagine: UTAGRI-ENEA)

 

L’intensità di ciascuno di questi fenomeni dipenderà dalle caratteristiche intrinseche della sostanza (es. solubilità in acqua, tendenza a legarsi al terreno etc.), ma anche dalle caratteristiche ambientali (es. tessitura del suolo, conformazione del terreno, presenza di corpi d’acqua, clima ecc.).

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.3.2. La degradazione

La struttura molecolare della sostanza, a causa dei processi di degradazione, va incontro a trasformazioni con la formazione di una o più sostanze chimiche diverse da quella di partenza. Allo stesso tempo la concentrazione di tutte le sostanze subirà delle variazioni per i processi di degradazione e di dispersione ambientale. La tendenza di una sostanza a persistere in un determinato comparto ambientale (suolo, acqua, aria) si valuta misurando il suo tempo di dimezzamento (DT 50). Più elevato sarà il DT50 più la sostanza sarà persistente, ossia sarà meno disponibile alla degradazione.

La degradazione può avvenire ad opera di:

  • microrganismi presenti nel suolo;
  • processi chimici (idrolisi, ossidazione, riduzione ecc.);
  • luce solare (foto decomposizione).

Le proprietà chimico-fisiche del pesticida non solo determinano l’azione protezione di tali molecole sulla coltura (azione insetticida, fungicida, erbicida etc.), ma ne influenzano anche il movimento, la persistenza o la degradazione nell’ambiente.
Pertanto:

  • pesticidi “volatili” è probabile che finiscano in aree esterne al campo trattato;
  • pesticidi “solubili” è probabile che si muovano rapidamente con le acque piovane e, attraverso il ruscellamento, potranno raggiungere i corpi idrici superficiali (torrenti, fiumi, laghi etc.) oppure percolare nel suolo insieme all’acqua, e raggiungere rapidamente le falde acquifere;
  • pesticidi con elevata capacità di “adsorbimento” (ossia che si legano fortemente alla superficie delle particelle di suolo o di sedimento) e con bassa solubilità in acqua tenderanno a restare nella zona superficiale del suolo per tempi dipendenti dalla loro resistenza alla degradazione microbica.

Le proprietà del suolo possono a loro volta influenzare la velocità e le modalità di degradazione di un pesticida ed il suo movimento dal sito di applicazione. 

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

1.3.3. Effetti sugli organismi non bersaglio

Gli effetti tossici sugli organismi non bersaglio terrestri e acquatici, animali e vegetali derivanti da un trattamento antiparassitario sono determinati dalla tossicità intrinseca della sostanza attiva e dei suoi prodotti di degradazione, e dai livelli di concentrazione che verranno raggiunti nel tempo nei diversi comparti ambientali (acqua, suolo, aria, biota). Inoltre, gli organismi costituiscono un ulteriore comparto nel quale le sostanze organiche possono penetrare e concentrarsi attraverso i ben noti processi di bioaccumulo e bioconcentrazione lungo le catene alimentari. Tali processi vanno valutati in quanto costituiscono vie importanti di esposizione e quindi di effetti tossici.

Esempi di animali terrestri bersagli involontari dei trattamenti fitosanitari
Crediti immagine: UTAGRI-ENEA

Esempi di animali acquatici bersagli involontari dei trattamenti fitosanitari
Crediti immagine: UTAGRI-ENEA

L’autorizzazione alla commercializzazione e all’uso dei prodotti fitosanitari è regolata dal Regolamento europeo n.1107/2009 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

2. L’impatto degli antibiotici

Gli antibiotici vengono largamente impiegati anche sugli animali. Le modalità d’uso sul bestiame è collegato al tipo di sistema produttivo e di allevamento. Il quantitativo totale di antibiotico somministrato dipende dalla specie, dal sistema produttivo e dalla tipologia di batteri presenti in ogni stalla.

Secondo gli studi pubblicati dall’Unione Europea, circa l’80% di tutti gli antibiotici utilizzati vengono somministrati agli animali. Esistono in commercio 27 classi di antibiotici per gli animali e, a parte 9 classi che sono specifiche per animali, le altre sono normalmente impiegate anche per curare gli esseri umani.
Negli allevamenti gli antibiotici vengono impiegati per il trattamento di animali malati ma anche per profilassi o per meta-profilassi (ovvero su animali che sono stati a contatto con animali che hanno già mostrato i segni della malattia). Inoltre, in diversi paesi del mondo è ancora diffusa la pratica vietata in Europa che prevede l’impiego di antibiotici per velocizzare e massimizzare la crescita.

Crediti immagine: Greenme

L’uso di antibiotici ha visibilmente un impatto diretto sull’animale, ma pone altre e nuove problematiche.
Innanzitutto esiste una preoccupazione a livello di sicurezza alimentare a causa degli effetti diretti e indiretti sulla popolazione di batteri normalmente presenti soprattutto nel tratto gastrointestinale dell’animale da macello. Quindi, l’uso continuativo di antibiotici può portare ad una resistenza da parte dei batteri direttamente attaccati dall’antibiotico, ma può instaurare delle dinamiche di resistenza incrociata per cui anche altri batteri, non collegati direttamente all’antibiotico in uso, diventano più resistenti alle terapie antibiotiche. L’insorgenza di resistenze ha un conseguente impatto negativo diretto sul benessere e produttività degli animali e un impatto indiretto sulla salute degli esseri umani in quanto esposti a batteri resistenti alle cure antibiotiche disponibili.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.1. Allevamenti sostenibili con meno antibiotici

In Europa ogni anno muoiono 25.000 persone a causa di infezioni provocate da batteri antibiotico-resistenti. Il problema si è presentato negli ultimi anni a causa di un uso eccessivo di antibiotici sia tra gli esseri umani sia tra gli animali. La soluzione immediata è parsa quella di sintetizzare nuovi antibiotici, ma ovviamente i batteri riescono a sviluppare delle resistenza anche ai nuovi ceppi di antibiotici.

L’INRA (Istituto Nazionale Francese per la Ricerca in Agricoltura) ha iniziato uno studio nel 2011 a seguito dell’approvazione in Francia del piano nazionale Ecoantibio2017 che mira a ridurre del 25% l’uso di antibiotici entro il 2017. L’istituto ha quindi iniziato uno studio multidisciplinare che comprende le seguenti ricerche:

  • studi microbiologici per esaminare il meccanismo che porta alla resistenza agli antibiotici;
  • studi sociali per capire perché gli allevatori tendano a sopravvalutare i rischi di malattia nei loro animali;
  • studi zootecnici per strutturare gli allevamenti in modo che gli animali siano più robusti e resistenti;
  • studi farmaceutici per ottenere antibiotici ad azione mirata in modo da non attaccare batteri non patogeni.
Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.1.1. Studi microbiologici

Gli studi microbiologici stanno riguardando come si creino e si sviluppino i batteri antibiotico-resistenti. L’occasione è a stata data da un’epidemia di salmonella resistente a ben 5 ceppi di antibiotici differenti nel 2000. In questa occasione i ricercatori hanno potuto individuare la presenza all’interno del batterio di un’isola genomica responsabile di trasmettere geneticamente la resistenza agli antibiotici. Quest’isola genomica è in grado di muoversi tra i batteri e si integra al nuovo batterio passando così le informazioni su come resistere agli antibiotici.

Meccanismo di integrazione dell'isola genomica in un batterio che consente al batterio di trasmettere ad altri i geni della resistenza
Crediti immagine: Nature

Ad oggi rimane ancora da capire nei dettagli come avvenga l’integrazione delle isole genomiche all’interno del genoma del batterio ricevente. Data la naturale capacità di adattarsi agli stress ambientali dei batteri, sarà molto difficile creare antibiotici che non provochino fenomeni di resistenza, tuttavia è possibile arrivare a produrne alcuni in grado di rallentare o inibire in parte lo sviluppo di una resistenza. 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.1.2. Studi sociali

Nel campo sociale, gli studiosi hanno analizzato le abitudini degli allevatori, veterinari e tecnici consulenti fin dal 1950, periodo in cui gli antibiotici sono entrati negli allevamenti. In quegli anni, gli antibiotici venivano mescolati negli alimenti in quanto capaci di aumentare e velocizzare la crescita del capo. Questa pratica fu vietata in Europa a partire del 2006 in quanto si è notata l’insorgenza di una resistenza batterica agli antibiotici. Il consumo di antibiotici rimane comunque abbastanza alto in quanto spesso sono usati in maniera preventiva su tutti i capi. Secondo le ricerche dell’INRA, diversi gli allevatori, veterinari e tecnici tendono spesso a sopravvalutare i rischi di malattia iniziando di conseguenza trattamenti antibiotici con eccessiva facilità. Le ricerche hanno però anche evidenziato l’esistenza di allevamenti che impiegano bassissime quantità di antibiotici pur mantenendo alte le rese. Risulta quindi di particolare rilevanza la divulgazione e diffusione di queste ultime metodologie per ottenere un allevamento più sostenibile.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.1.3. Studi zootecnici e farmacologici

Gli studi zootecnici hanno preso in esame l’impatto degli antibiotici sull’animale, ovvero l’efficacia del trattamento e l’impatto sul metabolismo dell’animale.

Crediti immagine: INRA

 

I trattamenti analizzati vanno da quelli preventivi a quelli applicati alla comparsa dei sintomi e a loro volta si dividono in precoci o tardivi. Inoltre sono stati esaminati i trattamenti personalizzati, (applicati solo al capo infetto), ristretti (applicati a tutti i capi in diretto contatto con quello infetto) o di massa (applicato indistintamente a tutti i capi dell’allevamento).
Le ricerche finora condotte hanno evidenziato come in genere il trattamento precoce e personalizzato sia la miglior risposta in termini sia di efficacia della cura sia di inibizione per lo sviluppo di batteri antibiotico-resistenti. Un uso tardivo richiede dosi maggiori di antibiotici con un conseguente aumento delle possibilità di sviluppare batteri antibiotico-resistenti e una diminuzione delle possibilità di salvare capo. Un impiego massiccio e preventivo incrementa notevolmente la possibilità di sviluppare batteri antibiotico-resistenti. La somministrazione preventiva di antibiotici a tutti i capi in contatto con quello malato ha i suoi pro e contro e molto dipende dall’estensione dell’infezione.
Le sperimentazioni effettuate con casi di polmonite hanno comunque dimostrato che il trattamento precoce e personalizzato conferisce i risultati nettamente migliori.
Gli studiosi hanno anche analizzato l’impatto degli antibiotici sulla flora intestinale dell’animale. Trattamenti massicci portano alla creazione dei geni della resistenza che possono essere ospitati anche da batteri non patogeni. Questi batteri possono tranquillamente trasmettere tali geni all’ambiente (suolo, acqua …), agli alimenti (verdure, carne …) e quindi in via indiretta all’uomo.

Studi farmacologici

Gli studi farmacologici si concentrano nella creazione di farmaci inoffensivi a livello di flora intestinale. Purtroppo non ci sono ancora dei risultati degni di nota.

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.2. Riduzioni nell’uso di antibiotici nella suinicoltura

Si è da poco conclusa una Collaborazione Internazionale sull’Innovazione (EIP – European Innovativation Partnership) sul tema dell’uso di antibiotici negli allevamenti di suini con lo scopo di ridurne l’uso.

 

I temi presi in considerazione dal gruppo di lavoro sono i seguenti:

  • sviluppo e integrazione di strategie per ridurre l’uso di antibiotici per proteggere la salute e il benessere dei suini;
  • lista delle buone pratiche;
  • ricerca di trattamenti alternativi che possono coinvolgere la gestione della stalla, l’alimentazione e l’impiego di erbe;
  • analisi delle implicazione economiche (costi/benefici, competitività e rischio);
  • studio degli aspetti veterinari;
  • esame dell’impatto della genetica;
  • esplorazione sulla fattibilità di importare pratiche già in uso in altri tipi di allevamenti.

I temi sono stati raggruppati in tre distinti assi di ricerca, che sono:

  • Le alternative agli antibiotici: misure per migliorare il sistema immunitario e la costituzione tramite l’impiego anche di vaccinazioni, additivi e complementi alimentari, immuno -modulatori, nuovi vaccini e modalità di applicazione.
  • La gestione degli allevamenti: struttura e tipologia delle stalle, bio-sicurezza, eutanasia, sistemi per il rilevamento diagnostico precoce, formazione del personale, veterinari e consulenti.
  • Il cambiamento del comportamento dell’allevatore e del veterinario che prenda in considerazione anche l’impatto economico con costi e benefici a livello di singolo allevamento.

I risultati pubblicati evidenziano come sia possibile già da subito ridurre l’impiego di antibiotici seguendo le migliori pratiche già delineate anche se rimane spazio per la ricerca. Il motto rimane: usare meno antibiotici possibile e tutte le volte che sono necessari. I dettagli sono disponibili nel rapporto scaricabile in EIP-AGRI.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

2.3. Antibiotici e l’impatto sul suolo

L’impiego massiccio di antibiotici ha un effetto non trascurabile anche sulla composizione del suolo, in particolare sui microrganismi ivi presenti. Infatti, l’applicazione continua di letame contaminato con antibiotici a lungo termine cambiano la composizione batterica del suolo. Lo studio portato avanti dal Centro Helmholtz di Monaco (Germania) e pubblicato sulla rivista PLOS ONE si è concentrata sulla sulfadiazina, un antibiotico comunemente impiegato negli allevamenti e che è capace di entrare nel suolo grazie al letame. La presenza di questo antibiotico nel suolo comporta una diminuzione dei batteri importanti per una buona qualità del suolo e un aumento di batteri patogeni. Questo significa una perdita di fertilità e, a lungo termine, ad una diminuzione delle rese oltre che aumentare il numero di batteri pericolosi per il genere umano.

Grafico: Variazione della composizione batterica del suolo rispetto al suolo non trattato (U), trattato con letame privo di sulfadiazina (S0), trattato con letame contenente 10mg/kg di sulfadiazina (S10) e trattato con letame contenente 100mg/kg di sulfadiazina (S100).
Crediti immagine: PlosOne

I batteri che destano maggiore preoccupazioni sono quelli che si possono disperdere nell’ambiente per via area e quindi provocare malattie respiratorie  e polmonari. Inoltre, proprio grazie alla modalità di accrescimento, questi batteri si dimostrano resistenti agli antibiotici rendendo quindi ancora più difficile la cura.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

3. L’impatto dell’igiene: casi pratici

L’igiene all’interno degli allevamenti e nel trattamento dei prodotti zootecnici ricopre un ruolo fondamentale per ottenere dei prodotti di qualità e commerciabili. Qui di seguito riportiamo due esempi che riguardano aspetti tipici degli allevamenti delle vacche da latte e delle galline ovaiole.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

3.1. Come evitare che i clostridi arrivino nel latte

I batteri del genere Clostridium, detti anche clostridi, rappresentano un problema per le aziende che producono latte destinato a formaggi a media e lunga stagionatura. I clostridi generano infatti delle spore resistenti alle avversità ambientali, che germinano nel formaggio durante la stagionatura causando gonfiori e fermentazioni indesiderate.

I clostridi si trovano normalmente nel terreno e vengono importati in azienda tramite gli alimenti, in particolare foraggi contaminati con terra e/o fertilizzanti organici. Tali foraggi determinano un inquinamento del latte sia diretto, a causa della polverosità che caratterizza questi batteri, sia indiretto, via alimentazione. Non va inoltre dimenticata la possibile contaminazione da parte di mangimi stoccati e conservati in modo scorretto.
Una volta ingeriti dagli animali, i clostridi non vengono degradati ma si moltiplicano per poi essere espulsi con le feci. Le deiezioni rappresentano quindi il maggiore veicolo di contaminazione dell’ambiente di stalla, e di conseguenza del latte. A loro volta, le deiezioni utilizzate per la concimazione organica dei prati aumentano il carico di clostridi nel terreno e conseguentemente nel foraggio contaminato di terra. Si crea così il “ciclo aziendale dei clostridi”, su cui l’allevatore ha la responsabilità di intervenire.

Funzionamento del "Ciclo aziendale dei clostridi"
Crediti immagine: Fondazione E. Mach

 

La quantità di clostridi e di spore che saranno presenti nel latte in uscita dall’azienda dipende però in maniera decisiva dalla gestione della stalla. L’allevatore ha infatti la possibilità, tramite accorgimenti gestionali e buone pratiche, di ridurre il carico di clostridi nella stalla e limitarne la proliferazione.

Consigli della Fondazione E. Mach per ridurre la contaminazione del latte da Clostridi
Crediti immagine: Fondazione E. Mach

 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

3.2. Pastorizzazione delle uova crude

La Salmonella (S. enteritidis) si trova in una percentuale ancora elevata in diverse uova, tanto da limitarne il consumo da crude o non abbastanza cotte.

 Batteri di S. enteriditis
Crediti immagine: World Poultry

Le salmonelle sono bacilli Gram-negativi, asporigeni, anaerobi facoltativi. Nell'uomo sono causa di due patologie infettive:

  • la febbre tifoide e paratifoide
  • le salmonellosi minori

L'infezione da salmonella è trasmessa per via oro-fecale attraverso l'ingestione di cibi o bevande contaminate.
Una ricerca portata avanti dal Dipartimento dell’Agricoltura Statunitense (USDA - U.S. Department of Agriculture) ha trovato una soluzione veloce ed efficace per pastorizzare le uova crude senza alterarne le caratteristiche (gusto, tessitura, colore) .

Il nuovo metodo esiste al momento solo a livello di prototipo ma dimostra un’efficacia del 99%. Il metodo potrebbe diventare una valida alternativa a quello in uso attualmente (immersione per un ora in acqua calda). Il nuovo metodo prevede l’irraggiamento con onde radio dell’uovo che in contemporanea viene ruotato e spruzzato con acqua (per evitare il surriscaldamento). Le onde radio scaldano l’uovo dall’esterno all’interno, quindi scaldano maggiormente dove l’uovo è più robusto (nel tuorlo) e meno dove invece è più sensibile (la chiara). Successivamente è previsto un breve passaggio in un bagno tiepido. Questo passaggio permette di trattenere il calore assorbito e quindi completare la pastorizzazione. L’intero processo dura circa 20 minuti, quindi tre volte più veloce del trattamento convenzionale.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4. La difesa parassitaria integrata

Un modo per diminuire l’impiego di fitofarmaci in agricoltura è quello di attuale la difesa parassitaria integrata. Questa procedura implica l’impiego di mezzi fisici, agronomici e biologici, e si ricorre all’uso degli antiparassitari chimici soltanto in casi estremi. Il controllo e il biocontrollo è più facile nelle colture protette in quanto si può intervenire più facilmente sia con mezzi fisici sia sui parametri climatici e quindi limitare l’ingresso o la proliferazione di insetti e acari patogeni. Tuttavia anche in pieno campo è possibile adottare tecniche efficaci che prevedono un limitato impiego di fitofarmaci.

I diversi aspetti della difesa parassitaria integrata

Sono diversi gli accorgimenti che si devono tenere presente nell’applicazione della difesa parassitaria integrata e riguardano la coltura e l’ambiente di coltivazione nel suo insieme. Infatti già la scelta varietale rappresenta un punto chiave, per non parlare della qualità del suolo e quindi del monitoraggio.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.1. La scelta varietale

L’impiego di varietà resistenti alle principali malattie virali e dell’apparato radicale rappresenta una delle soluzione da adottare per minimizzare l’impiego di fitofarmaci. Ad esempio, nella coltivazione del pomodoro è utile iniziare il ciclo con piante altamente resistenti al virus del mosaico, a quello dell’accartocciamento fogliare giallo (TYLCV) o al virus dell'avvizzimento maculato (TSWV). In terreni con nematodi è utile impiegare varietà ad essi resistenti.

Figura - Esempio di guida alla scelta varietale
Crediti immagine: Beta Ricerca in Agricoltura

 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.1.1. La cura del suolo

È molto importante evitare che il suolo si infetti. Esistono diverse pratiche che si possono applicare per prevenire l’insorgenza di virus e malattie fungine radicali, ma anche batteriosi, verso le quali la resistenza genetica è spesso assai scarsa. Queste pratiche includono:

  • La rimozione dei residui colturali a fine ciclo (e loro distruzione o allontanamento dal sito di coltivazione);
  • La disinfezione degli strumenti di lavoro;
  • L’accesso con abiti e calzature puliti. 
 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.1.2. Il contenimento fisico

La prevenzione dai rischi di attacco di insetti e acari nelle serre è fattibile grazie a dei mezzi fisici quali:

  • reti anti-insetto;
  • strutture in sovrapessione;
  • sistemi di raffreddamento/riscaldamento.

Reti anti-insetto

Le reti anti-insetto affinché possano svolgere la loro azione in modo ottimale devono essere installate avendo cura di prestare attenzione ai seguenti fattori variabili a seconda delle esigenze: la fittezza (densità di fili), la qualità del materiale, la tecnica di tessitura e le modalità di installazione. L’applicazione delle reti anche in pieno campo è talvolta possibile come nella coltura dello zucchino, molto sensibile alle virosi veicolate da insetti, può crescere sotto tessuto-non tessuto e venire scoperto solo in fase di raccolta.

Serre chiuse

Nelle serre oltre alla rete si può impiegare la tipologia di “serra chiusa”: la struttura è in sovra-pressione, quindi l’accesso di insetti o acari dalle uniche finestrelle di compensazione, protette da fitte reti, è assai scarso o nullo.

Esempio di serra chiusa ad alta automazione ed efficienza
Crediti immagine: Terra e Vita

 

Sistemi di raffreddamento/riscaldamento

Altri mezzi fisici di contenimento in serra sono rappresentati dai sistemi di riscaldamento e raffreddamento (ventilazione naturale o forzata, cooling e fog system, ecc.). Entrambi hanno lo scopo sia di mantenere i valori di temperatura ideali per lo sviluppo delle colture, tanto in inverno che in estate, ma anche di controllare le malattie crittogamiche, notoriamente indotte da valori di umidità relativa alti e persistenti.

Esempio di un sistema di condizionamento interno ad una serra
Crediti immagine: Silvio Fritegotto

In una serra di alto volume, dotata di adeguate aperture di ventilazione e di impianti di climatizzazione ben dimensionati e gestiti da computer climatici, è oggi concretamente possibile azzerare l’uso di anti-crittogamici di sintesi. Anche in serre mediterranee passive, ma ben gestite, è possibile ridurli fortemente. L’esperienza dimostra che almeno metà dei trattamenti oggi mediamente effettuati in serra sono come minimo inutili, se non spesso dannosi.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.1.3 . Il monitoraggio dei parassiti

Il monitoraggio permette di valutare la presenza sulle colture di organismi dannosi. Il monitoraggio è un'operazione fondamentale per accertare la presenza e la dinamica di popolazione dei parassiti (insetti, acari, funghi, ecc.) e dei loro nemici naturali (predatori, parassitoidi, ecc.). Il controllo consente di individuare:

  • la comparsa di organismi dannosi sulla coltura;
  • il momento in cui introdurre gli organismi utili (attivazione del controllo biologico);
  • il momento in cui effettuare un eventuale trattamento antiparassitario (attivazione del controllo diretto);
  • il momento in cui attivare misure correttive o soluzioni alternative alla tecnica di controllo impiegata fino a quel momento (cambio di strategia);
  • se riferito al clima, il monitoraggio consente di verificare se le condizioni di temperatura ed umidità dell’aria presenti nell’ambiente colturale sono favorevoli o meno all’attività degli organismi dannosi e dei loro nemici.

Trappola per il monitoraggio della SWD (Spotted Wing Drosophila)
Fonte: Horticultural Development Company

 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.1.4. Il monitoraggio dei fattori ambientali

Per crescere e svilupparsi piante e parassiti necessitano di condizioni ambientali ottimali. Quindi un controllo dell’andamento di temperatura, tasso di umidità, soleggiamento, pressione atmosferica, disponibilità di cibo è essenziale per un completo monitoraggio.

Il pluviometro

Si tratta di un contenitore graduato che permette di rilevare quantità di pioggia caduta nel campo. Lo strumento va sistemato all’aperto in un luogo libero da ostacoli, va controllato dopo ogni pioggia e dopodiché va svuotato. I millimetri di pioggia misurati vanno annotati. Ogni millimetro di acqua raccolto dal pluviometro corrisponde ad un litro di pioggia caduto per metro quadrato di terreno.

Esempio di pluviometro
Fonte: OnZac

 

Le previsioni meteorologiche

Sono utili per potersi regolare al meglio sulla convenienza ad effettuare un trattamento antiparassitario. La pianificazione della difesa antiparassitaria in base ai dati meteorologici, può comportare un risparmio economico consistente.

Il termoigrografo

È un attrezzo in grado di registrare tutte le variazioni di temperatura ed umidità dell'aria, ora per ora e giorno per giorno. L’uso del termoigrografo informa per quante ore al giorno viene superata una particolare soglia.

 Esempio di Termoigrografo

Fonte: Dea Strumenti

 

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.2. Innovazione nel monitoraggio: il controllo dei particolati areodispersi

Seppure ancora poco diffuso, il monitoraggio dei particolati aerodispersi rappresenta un supporto essenziale per valutare le conseguenze che un qualsiasi fattore biologico, in grado di alterare un equilibrio ambientale, può avere sulle risorse naturali, su uno specifico sistema biologico o sulla conservazione dei prodotti dell’attività antropica. Alla base del monitoraggio ambientale vi sono le conoscenze raggiunte dalla disciplina dell’Aerobiologia, che studia le sorgenti, la dispersione, l’impatto del particolato biologico presente nell’atmosfera ed il suo effetto in ambienti confinati ed aperti. È noto, infatti, che le particelle di origine biologica costituiscono una frazione quantitativamente rilevante del materiale disperso nell’atmosfera; esse sono rappresentate da pollini, componenti fungine, acari, virus, batteri ed alghe. Per quanto riguarda i funghi, in particolare, spore, conidi, ife e propaguli possono essere aerodiffusi e la loro dispersione si mostra variabile al variare delle loro caratteristiche morfologiche, delle caratteristiche ambientali e climatiche.

Spora areodispersa di Alternaria sp.
Fonte: Natura Mediterraneo

Il monitoraggio aerobiologico presenta possibilità di sviluppo e di applicazione rilevanti in diversi settori di indagine. Probabilmente l’applicazione più conosciuta riguarda la determinazione dei calendari delle cariche polliniche aerodiffuse, con finalità relative alla conoscenza qualitativa e quantitativa della vegetazione, ai movimenti di granuli pollinici in grado di interferire fortemente sulle produzioni agrarie e sulle manifestazioni allergiche dell’uomo. Tuttavia, incluse nel termine di Aerobiologia vi sono differenti discipline, ciascuna indirizzata allo studio di uno specifico insieme di organismi viventi aerodispersi. Fra queste, particolare attenzione merita l’Aeromicologia, i cui studi si concretizzano, oltre che nella determinazione della popolazione fungina aerodiffusa in ambienti confinati, nel monitoraggio di parassiti fungini pericolosi per le colture e nello studio del loro ciclo biologico, finalizzato alla protezione dei sistemi agricoli e all’individuazione dei momenti idonei per l’applicazione dei trattamenti di difesa.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.2.1. Il campionamento

Diverse sono le tecniche di monitoraggio aeromicologico e, nonostante per ciascuna sia possibile definire sia vantaggi che limiti, tutte vertono sul principio di cattura e deposizione del particolato fungino su una superficie di studio.

Spore di Venturia inaequalis
Fonte: INRA

Due sono, fondamentalmente, le informazioni che si possono ottenere da un monitoraggio aeromicologico: informazioni qualitative, ossia indicative a livello di genere e, quando possibile, di specie del fungo oggetto di indagine; informazioni quantitative, ossia relative al conteggio di unità fungine formanti colonie oggetto di indagine, per convenzione riferito al volume di un m3 d’aria (CFU/ m3).
Con la finalità di proteggere gli agroecosistemi, particolarmente utili divengono i campionatori volumetrici, che si basano sulla cattura per impatto delle spore fungine attraverso l’aspirazione di un volume d’aria noto. In particolare, lo strumento più diffuso a livello internazionale è il captaspore.

Il Captaspore, centralina di campionamento atmosferico dotata di pannello solare
Fonte: Università di Pavia

Il captaspore, costruito in metallo leggero, è provvisto di una pompa ad alimentazione elettrica che determina il vuoto al suo interno, provocando la suzione di 10 litri di aria al minuto attraverso una fenditura d'entrata posizionata contro vento grazie ad un'ala direzionale. Esso è in grado di captare particelle provenienti dall'area circostante con un raggio medio di 10 chilometri. L'aria aspirata viene indirizzata su un tamburo di 34,5 cm di circonferenza, mosso da un sistema ad orologeria, avente un'autonomia di sette giorni e sulla cui superficie viene posta una striscia di plastica trasparente siliconata, sede di impatto dell’aria aspirata. Muovendosi con una velocità di 2 mm/ora, il tamburo descrive una rotazione completa nel giro di una settimana e, al termine, la rimozione, deposizione e colorazione su vetrino del nastro permette la lettura al microscopio ottico delle singole spore aerodisperse. Il conteggio, che può essere effettuato anche statisticamente ossia leggendo una frazione di vetrino corrispondente al 12% dell’intera superficie campionata, esprime il valore di un determinato fungo aerodisperso o della carica fungina totale per m3 d’aria. Il captaspore permette il conteggio prolungato nel tempo di tutte le particelle presenti nell’aria, incluse quelle non vitali. Fino a qualche anno fa lo strumento necessitava di corrente e, pertanto, poteva risultare di difficile collocazione in pieno campo. I nuovi modelli sono, invece, provvisti di pannelli solari, che consentono una sua agile installazione, in qualsiasi situazione agronomica si renda necessario il suo utilizzo.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.2.2. I benefici del monitoraggio aeromicologico

Particolarmente difficoltosa è, da sempre, la lotta ai funghi fitopatogeni, più di ogni altro microrganismo abili nello sviluppo di un grado di parassitismo estremamente elevato e specializzato. La pericolosità del fungo fitopatogeno si motiva con la sua grande capacità di rapportarsi con la superficie vegetale, di riuscire a penetrarla e a colonizzare con successo i tessuti all’interno dei quali sporulare. L’uso di anticrittogamici contro le malattie delle piante è relativamente recente, poiché fino alla metà del secolo scorso la difesa dei vegetali veniva assicurata mediante l’uso di prodotti di origine minerale. Tuttavia, l’introduzione di nuovi e sempre più numerosi prodotti organici di sintesi ad ampio spettro (mirati ad ottenere la distruzione degli organismi nocivi con trattamenti ripetuti a intervalli esclusivamente basati sulle fasi fenologiche delle colture), il loro impiego indiscriminato in unione ad una radicale trasformazione dei sistemi di coltivazione delle piante si sono concretizzati nella comparsa sia di insetti, erbe infestanti e funghi resistenti e di nuove o sempre più severe epidemie, favorite dalla distruzione di antagonisti o di iperparassiti dei patogeni stessi.

Effetto della Venturia inaequalis (ticchiolatura) su foglia di melo
Fonte: INRA

Il primo passo verso una razionalizzazione della difesa chimica delle colture è rappresentato dalla lotta guidata, attraverso la quale è stato introdotto il concetto di “soglia di intervento”. Si consiglia cioè la pratica del trattamento chimico solamente quando l’avversità patologica raggiunge una pericolosità tale da giustificare il costo dell’intervento. In tal modo, si esegue un trattamento con antiparassitari non più a cadenza prefissata ma in base alla reale presenza di parassiti, all’entità delle loro popolazioni nell’ambiente circostante e nei momenti più opportuni (determinati valutando le condizioni meteoclimatiche-colturali e il ciclo biologico del parassita stesso).

Effetto della Venturia inaequalis (ticchiolatura) sulla mela
Fonte: INRA

In alcune aree coltivate italiane sono applicati sistemi di sorveglianza aeromicologica delle ascospore di Venturia inaequalis finalizzati alla protezione del melo dalla patologia nota come ticchiolatura. 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.3. Innovazione nelle tecniche di controllo: controllo sonoro

I ricercatori della Fondazione Edmund Mach stanno la cicalina della vite Scaphoideus titanus, vettore della Flavescenza dorata, allo scopo di evitare la loro riproduzione e i conseguenti danni alla produzione viticola.

La cicalina della vite Scaphoideus titanus
Fonte: Fondazione E. Mach

In particolare, i ricercatori studiano i principi fisici alla base della comunicazione della specie, mezzo con cui gli insetti attivano le diverse fasi di corteggiamento e di ricerca del partner. L'acquisizione di queste conoscenze consente la messa a punto di innovative tecniche di confusione sessuale mediante segnali vibrazionali.

Le trappole che si intendono sviluppare sono composte da specifiche vibrazioni e odori di ferormoni.

Trappola per cicalina della vite Scaphoideus titanus
Fonte: Fondazione E. Mach

 

Trappola per cicalina della vite Scaphoideus titanus
Fonte: Fondazione E. Mach

 

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.4. I modelli previsionali & difesa integrata

Il cambiamento climatico sta alterando i tempi di coltivazione, in particolare si vede una consistente accelerazione della crescita della coltura e ad un consistente anticipo vegetativo. Le varietà più precoci nel 2014 hanno in pratica finito di accestire a metà febbraio e alla fine di febbraio erano già in fase di levata avanzata. Secondo diversi studi è prevista una riduzione del ciclo vitale sia del grano duro che di quello tenero entro il 2050. I cambiamenti sono già evidenti in quanto negli ultimi anni, a parità di varietà, si è assistito ad un continuo anticipo della trebbiatura.

Tuttavia, il clima influenza alla stessa maniera sia la coltura sia lo sviluppo degli agenti patogeni, tra cui la fusariosi della spiga(Fusariumspp. e Microdochium nivale), le ruggini (Puccinia striiformis,P. triticinae P. graminis), l’oidio (Blumeria graminisf.sp. tritici) e la septoriosi (Septoria triticieStagonospora nodorum).

Un importante strumento di sostegno alle decisioni riguardo al corretto posizionamento dei trattamenti è rappresentato dai modelli previsionali.
Questi modelli previsionali fanno uso di informazioni in entrata di tipo climatico, biologico, agronomico, che vengono elaborate per poter ottenere in uscita indicazioni a carattere previsionale di un possibile rischio epidemico della coltura interessata, in modo tale da consentire l’intervento fitoiatrico tempestivamente prima che la malattia diventi incontrollabile o determini perdite di produzione significative. Le informazioni su rischio epidemico scaturite dai modelli previsionali vengono utilizzate per la redazione dei Bollettini di produzione integrata. Il Bollettino Agrometeorologico viene emesso settimanalmente da ogni singola regione e riguarda le specificità delle regione stessa. In Lombardia i bollettini sono a cura dell’ERSAV (Ente Regionale per i Servizi all’Agricoltura e alle Foreste). I bollettini sono aggiornati settimanalmente.

Oltre al normale bollettino, le regioni possono mettere a disposizione risorse extra, per la Regione Lombardia ad esempio esiste anche:

  • Bollettino Speciale Nitrati, contenente indicazioni a supporto della regolare effettuazione delle pratiche agronomiche autunno-vernine nei mesi da novembre a febbraio. 

 

  • Bollettino Diabrotica, contienente informazioni previsionali sullo stadio di sviluppo dell'insetto, in tutte le fasi di crescita di interesse fitosanitario. Il modello di sviluppo si basa sul calcolo delle somme termiche specifiche per questo crisomelide. Questo bollettino viene emesso nel periodo aprile-luglio.

  • Bollettino Meteorologico realizzato da ARPA Lombardia, aggiornato quotidianamente che consente di conoscere le condizioni meteorologiche attuali e quelle previste sul territorio lombardo per i 5 giorni successivi alla sua emissione.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.5. I progetti europei

Per una corretta conoscenza, diffusione e implementazione di nuove pratiche agronomiche è necessario creare una sinergia tra il mondo della ricerca e gli imprenditori agricoli. La ricerca infatti è essenziale per trovare soluzioni integrate, ovvero che coinvolgano tecniche biologiche, genetiche e agronomiche al fine di sconfiggere parassiti (erbacce, batteri, virus, insetti e funghi) per arrivare ad una limitazione nell’uso di pesticidi.

Gli operatori del settore devono essere coinvolti non solo in quanto semplici implementatori delle nuove pratiche, ma anche come interlocutore base al fine di sviluppare pratiche effettivamente praticabili sul campo.
L’Unione Europea finanzia diversi progetti proprio con lo scopo di aiutare la collaborazione tra i vari attori e la diffusione dei risultati.
Tra i progetti di maggior portata citiamo:

  • Progetto PURE: innovative crop protection for sustainable agriculture (protezioni colturali innovative per un'agricoltura sostenibile);
  • Progetto ENDURE: diversifing crop protection (diversificare la protezione delle colture).
 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.5.1. Progetto PURE

 Questo progetto è nato con lo scopo di trovare e diffondere soluzioni di facile realizzazione e gestione, applicabili in diversi contesti, con una visione su duplice scala (nazionale e regionale) in un contesto di agricoltura sostenibile a basso impatto ambientale, con attenzione alla salute umana e alla qualità dei prodotti.

All’interno del progetto PURE vengono studiati modelli matematici in grado di ben simulare l’andamento della popolazione e la sua diffusione a livello regionale e nazionale, e vengono messe a punto tecnologie innovative per il monitoraggio delle infestanti, per il controllo biologico nell’ottica dell’IPM e per l’applicazione dei prodotti seguendo i principi dell’agricoltura di precisione.
Oggetto di studio del progetto sono appezzamenti agricoli con colture di tipo annuale o orticolo in pieno campo, perenni e protette.

I modelli matematici attualmente a disposizione sono buoni, ma la ricerca mira ad arrivare ad un modello il più reale possibile, ovvero capace di prendere in considerazione la genetica e la dinamica della popolazione di insetti infestanti, la biologia degli insetti infestanti e delle colture target, e i possibili danni che le colture possono subire. Il sistema messo a punto all’interno del progetto prevede il monitoraggio e l’analisi dei dati che sono quindi elaborati da un modello matematico, e quindi vengono fornite le soluzioni che vanno dal controllo biologico all’applicazione di fitofarmaci in modo selettivo e controllato.
Per il monitoraggio vengono impiegati campionatori d’aria e sensori ottici in modo da monitorare ampie aree geografiche e al tempo stesso dare informazioni su aree piccole, anche inferiori al m2.

Per il controllo biologico sono state messe a punto delle tecniche nuove per disturbare la fase di accoppiamento. In particolare, sono stati messi a punto degli emettitori di vibrazioni non udibili all’orecchio umano ma disturbanti a livello dell’accoppiamento, e delle trappole di ferormoni capaci di emettere odori sempre non percepiti dagli esseri umani, ma che alterano la percezione degli insetti Tuta.
Per la dispersione degli spray sono stati sviluppati degli spruzzatori ad hoc in grado di disperdere il prodotto solo dove è necessario. Sono delle attrezzature di precisione in grado di applicare il giusto quantitativo di prodotto al posto giusto.

Le prove sono state fatte su grano, mais e vigne ma sono applicabili anche su orticole, pomodori e alberi da frutto. Al momento sono disponibili solo i prototipi. La commercializzazione è prevista a breve.
Il progetto PURE, coordinato dall’Istituto Nazionale Francese per la Ricerca in Agricoltura (INRA), vede la partecipazione dell’Italia con l’Istituto Agrario di San Michele all’Adige.

Paesi partecipanti al progetto PURE

 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.5.2. Progetto ENDURE


 

Questo progetto ha portato alla creazione di una rete formata da enti di ricerca e istituti con interesse nel controllo integrato, in particolare per fornire informazioni, strumenti e servizi per i ricercatori, tecnici e consulenti, decisori politici e educatori interessati alla difesa integrata delle colture. A conclusione del progetto realizzato con fondi europei nel 2010, il progetto ha continuato con ad operare tramite l'autofinanziamento. Al momento partecipano 15 partner europei, aderiscono per l’Italia il CNR e la Scuola Superiore di Sant’Anna.
Il progetto riconosce la centralità dello scambio di informazioni, per cui sul sito sono disponibili documenti provenienti da tutto il mondo scientifico, da altri progetti ed eventi.
I dati sono inseriti in una data base consultabile all'interno di ENDURE Information Centre (Centro d’Informazione di ENDURE). 

I risultati ottenuti all'interno del progetto PURE sono anch'essi visibili sul sito, in particolare i manuali messi a punto all'interno del progetto e a disposizione dell’utente. Questi manuali sono completi di analisi dei costi e integrano nei risultati le simulazioni attenute tramite nuovi modelli matematici sviluppati ad hoc in grado di effettuare previsioni sullo sviluppo della colonia di infestanti.

Sul sito è inoltre possibile ricercare una combinazione tra coltura/organismi nocivi o malattie e paese di origine. I risultati della ricerca offrono una selezione di misure di prevenzione di qualità europea (European Best Practices) con validati interventi di Integrated Pest Management (IPM), controllo chimico dei parassiti e delle malattie così come le alternative non chimiche, come misure di controllo biologico.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.6 . Le ricerche genetiche

La conoscenza è alla base per poter sviluppare tecniche di controllo di parassiti e infestanti efficaci. La selezione di varietà resistenti alla comune patologie può infatti comportare un'immediata riduzione dei fitofarmaci da impiegare. Ma lo studio della genetica si spinge oltre cercando di capire come mai alcune piante presentino questa resistenza e facilitando quindi il processo di selezione di varietà resistenti. Un altro ramo della ricerca genetica studia come limitare la proliferazione direttamente dei parassiti. Infine, sempre studi sulla genetica permettono di elaborare nuove procedure per l'analisi e diagnosi precoce delle caratteristiche delle nuove varietà.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.6.1 L'autodifesa delle piante

La conoscenza di come le piante cerchino di difendersi dall’attacco dei patogeni può portare alla selezione di varietà naturalmente resistenti. Questo tipo di colture permetterebbe quindi sia di aumentare le rese sia di evitare trattamenti che comunque hanno effetti negativi dal punto di vista ambientale, economico e sanitario. Lo studio portato avanti da ricercatori dell’Università di Hertfordshire (Inghilterra) e di Wageningen (Olanda) punta all'analisi proprio del meccanismo di difesa.

Le scoperte effettuate hanno messo in evidenza la presenza di ricettori posizionati all’interno e all’esterno delle cellule delle piante in grado di captare la presenza di un patogeno e quindi attivare il sistema di difesa.

La presenza di un patogeno viene rilevata dai recettori. Esistono due classi di recettori, entrambi di tipo proteico, in grado di rilevare le diverse molecole patogene.
Qualora sia rilevata la presenza di un patogeno, la pianta attiva diverse forme di difesa a seconda di dove si trovi il l’intruso. Si hanno quindi diverse linee di difesa:

Difesa primaria (Pattern-triggered immunity - PTI): scatta non appena il patogeno tocca la superficie della pianta e si attiva al fine di impedire l’entrata del patogeno nella pianta;

  • Difesa secondaria interna (Effector-triggered immunity - ETI): scatta quando il patogeno è entrato all’interno di una cellula della pianta. Il rilevamento è di tipo genetico dato dall’interazione dei geni della pianta con quelli del patogeno. La difesa immunitaria della pianta in questi casi in genere porta alla morte sia della cellula malata sia del patogeno in essa contenuta.
  • Difesa secondaria esterna (Effector-triggered defence - ETD): scatta quando i patogeni superano la prima linea di difesa, entrano nel sistema della pianta senza però entrare all’interno delle cellule ma posizionandosi negli spazi intracellulari. Agiscono in questo modo diversi patogeni, tra cui molti funghi, e in questo spazio non solo trovano nutrimento ma sono anche in grado di riprodursi sessualmente. Per contrastare il patogeno la pianta attiva delle proteine-recettori del tipo RLP.

 

 Le tre linee di difesa della pianta: primaria (fig. A-C), secondaria interna (fig. D-F) e secondaria esterna (fig. G-H)
Crediti immagine: Trends in Plant Science

 

 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.6.2. La modificazione genetica dei patogeni

La modificazione genetica del parassita in modo da limitarne la riproduzione è uno dei modi per raggiungere l’obbiettivo di diminuzione nell’uso di pesticidi. Un esempio è dato dallo studio inglese dell’Università di East Anglia (Norwick – UK). I ricercatori hanno infatti messo a punto un nuovo metodo per limitare le colonie di mosca della frutta tramite una modificazione genetica della stessa.

La mosca della frutta rappresenta un grave problema per l’agricoltura in quanto è capace di causare danni ingenti a molteplici colture visto che ne può attaccare oltre 300 tipi diversi.
Il metodo in questione si presenta efficace, economico e rispettoso dell’ambiente.

Mosca della frutta
Crediti immagine: University of West Anglia

Attualmente si può procedere al rilascio di insetti sterilizzati (metodo SIT – Sterile Insect Tecnique), tuttavia questo metodo non si dimostra molto efficace in quanto i maschi sterilizzati sono sottoposti a delle radiazioni che li rendono più deboli e meno competitivi rispetto ai maschi non trattati.

I ricercatori inglesi sono riusciti a modificare la genetica della mosca in modo tale che questa sia in grado di generare solo figli maschi. Le mosche maschio non sono quindi sterili o sterilizzate, ma soltanto geneticamente modificate in modo che possano generare soltanto figli maschi. In questo modo si assiste ad una rapida diminuzione della popolazione femminile con conseguente decrescita della popolazione totale.
Essendo stati geneticamente modificati, i maschi non devono sottostare ad ulteriori trattamenti, ivi compreso quello di sterilizzazione, e quindi sono più sani e robusti di quelli tradizionalmente impiegati nella tecnica SIT e riescono a competere con quelli presenti naturalmente.

Tre esemplari di mosca della frutta: una femmina (wt) e due maschi modificati geneticamente con metodologie differenti. A sinistra le larve sono esposte ad una luce fluorescente, mentre a destra ad una luca normale. Il maschio di destra risulta la selezione migliore in quanto facilmente riconoscibile dalla femmina.
Credito immagine: The Royal Society

La modificazione genetica avviene inserendo un gene specificatamente femminile all’interno dell’insetto. Questo gene interrompe lo sviluppo prima che la femmina raggiunga lo stadio riproduttivo. La creazione di mosche geneticamente modificate di solo sesso maschile avviene in un ambiente controllato in cui è presente una dieta mancante del repressore chimico necessario alle femmine per sopravvivere. I maschi sopravvissuti vengono così rilasciati nell’ambiente. Al momento dell’accoppiamento, il maschio modificato geneticamente passa naturalmente il gene per l’autolimitazione delle femmine alla propria progenie, impedendo quindi la crescita di esemplari femminili.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.6.3. Diagnostica rapida e precoce

Un gruppo internazionale di ricerca formato da ricercatori greci del “Benaki Phytopathological Institute” di Atene e spagnoli del “Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA)” di Valencia ha messo a punto un metodo diagnostico rapido, sensibile e affidabile per l'identificazione simultanea dei più importanti viroidi e citoplasmi delle Pomacee, in particolare del melo e del pero.

L’articolo riportante i risultati della ricerca è stato pubblicato ad inizio dicembre su PublMed, rivista on line del “US National Library of Medicine - National Institutes of Health”.

Le Pomaceae sono suscettibili a diverse malattie causate da virus, viroidi e fitoplasmi, trasmesse da piante infette. Una via di diffusione comune è quella dell’impiego di piante infette negli innesti. Fra i patogeni trasmessi in questo modo ci sono:

cancro bolloso del pero (PBCVd - Pear blister canker viroid ), viroide;

Pero affetto da PCVDb)

 

ulcerazione della mela (ASSVd - Apple scar skin viroid), viroide;

Mela affetta da ASSVd
Crediti immagine: Oregon State University

Candidatus Phytoplasma mali (Ca. P. mali) ovvero l’agente degli scopazzi del melo;

Le foglie malate (a sx) sono più piccole  di quelle sane (a dx)
Crediti immagine: EPPO

Candidatus Phytoplasma pyri (Ca. P. pyri) ovvero l’agente della moria del pero.

Pero affetto da Candidatus Phytoplasma
Crediti immagine: L.Giunchedi - Università di Bologna

Nonostante i fitoplasmi sopra citati siano regolamentati in Europa come patogeni da quarantena, non sempre è possibile effettuare analisi complete, veloci ed affidabili.
I ricercatori hanno messo a punto una procedura di analisi basata sulla tecnica RT-qPCR per la rilevazione simultanea di viroidi e fitoplasmi di melo e pero.
La RT-qPCR è una PCR quantitativa in tempo reale (RT-qPCR, real time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction).
La PCR è una tecnica di biologia molecolare che consente la moltiplicazione (amplificazione) di frammenti di acidi nucleici dei quali si conoscano le sequenze nucleotidiche iniziali e terminali. Questa tecnica consente di ottenere in vitro molto rapidamente la quantità di materiale genetico necessaria per le successive applicazioni e/o analisi.
Nel caso di RT-qPCR, la PCR viene accoppiata con un metodo di analisi del DNA: si ha quindi un’amplificazione del DNA e, dopo ogni turno di amplificazione, una sua quantificazione. La tecnica Retro Trascrizionale (RT-PCR) permette di misurare l'espressione relativa di un gene ad un tempo particolare, o in una cellula o in un tipo particolare di tessuto.

Schema di funzionamento della tecnica RT-qPCR
Credi immagine: Thermo Scientific

 Per la quantificazione del DNA si usano diverse tecniche basate sull'uso di colorazioni fluorescenti. In particolare, nella procedura messa a punto dai ricercatori greci e spagnoli, per l’identifcazione del DNA si è usata la sonda “TaqMan”. Questa sonda è in grado di contenere due fluorocromi e quindi da il vantaggio di rilevare contemporaneamente più di una sequenza in una sola reazione.

In questo caso specifico la tecnica RT-qPCR con sonda TaqMan permette l'identificazione degli RNA dei viroidi e del DNA dei fitoplasmi nel corso della stessa reazione.

Dai dati ottenuti nel corso delle varie sperimentazioni, il gruppo di ricerca internazionale afferma che la tecnica RT-qPCR messa a punto nel corso di questo studio per la rilevazione simultanea di viroidi e fitoplasmi di melo e pero costituisce uno strumento diagnostico in grado di facilitare i controlli su larga scala sia per la gestione della malattia sia per la propagazione di materiale vivaistico sano certificato.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7. Casi applicativi di IPM

Alcuni esempi soono presenti nelle pagine seguenti.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7.1. Controllo della Drosophila suzukii

La Drosophila suzukii è un dittero che da alcuni anni infesta numerose colture in diverse regioni italiane. La peculiarità di questo dittero sta nella capacità delle femmine di deporre le uova anche in frutti sani in quanto riescono a perforarne la superficie. I frutti vanno di conseguenza incontro ad un rapido disfacimento.

Attualmente il controllo dell’insetto è principalmente effettuato tramite l’impiego di reti di contenimento o per cattura massale.

Le reti di contenimento riducono al minimo il danno da parte di questo insetto, poiché costituiscono una barriera attorno alla coltivazione. Tuttavia, le reti antinsetto devono essere ben gestite, e adattate alla coltivazione e alla morfologia del suolo. All’interno delle reti è di fondamentale importanza il monitoraggio per verificare l’eventuale presenza di D. suzukii e lo stato delle reti. L’impiego delle reti antinsetto consente inoltre una forte riduzione del numero di interventi insetticidi contro D. suzukii e limita l’insorgenza di resistenze dell’insetto ai prodotti fitosanitari.
La cattura massale è molto importante in autunno nelle colture e nei boschi limitrofi alle coltivazioni, e in primavera ai margini dei boschi e intorno agli impianti anche in assenza di coltura in atto. Per la cattura si impiegano delle trappole. Quelle messe a punto dalla Fondazione E. Mach si chiamano Biobest.

Trappola Biobest per Drosophila suzukii. La trappola contieneuna miscela (Droskidrink) formata da: aceto di mela (150 ml), vino rosso (50 ml) e un cucchiaino di zucchero di canna grezzo
Fonte: Horti Daily

Sul mercato esistono però altre trappole, degli esempi sono riportati nella figura sotto.

I limiti di queste tecniche però sono molti e sono allo studio metodi alternativi che coinvolgono specie antagoniste. In particolare sono tre le specie di imenotteri in grado di attaccare la Drosophila suzukii:

  • un parassitoide larvale, Leptopilina heterotoma Thomson (Hymenoptera Figitidae);
  • due parassitoidi pupali: Pachycrepoideus vindemiae Rondani (Hymenoptera Pteromalidae) e Trichopria drosophilae Perkins (Hymenoptera Diapriidae).

Inoltre, l’individuazione in corso degli aromi delle trappole che effettivamente attraggono la Drosophila da parte dell’USDA (Dipartimento per l’Agricoltura degli Stati Uniti) permetteranno di immettere presto in commercio trappole maggiormente efficaci e selettive. Le nuove trappole conterranno acetilmetilcarbinolo (acetoino) e metanolo, combinati con acido acetico ed etanolo.

 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7.2. Il controllo del brusone del riso

Le malattie del riso sono in genere originate da funghi e possono causare delle perdite ingenti. La scelta varietale ricopre un aspetto importantissimo a cui segue l’adozione di adeguate pratiche agronomiche nonché l’utilizzo di alcuni fungicidi ad azione preventiva. Tra le varie malattie che possono colpire il riso, il brusone è la più pericolosa malattia fungina. Questa malattia viene causata dal fungo patogeno Pyricularia oryzae Cav.

Le spore infettive di Pyricularia oryzae osservate al microscopio ottico
Crediti immagine: Università di Pavia

Fitopatia e patogeno si caratterizzano per una eccezionale complessità, sia puramente biologica che relazionabile a parametri fisiologici, colturali, meteorologici, ambientali. Pertanto le ricerche devono essere condotte con approcci multidisciplinari, volti a monitorare il patogeno nell’ambiente, a collezionarlo, a valutarne la sua potenzialità e adattabilità infettiva, la sua variabilità e plasticità genetica.
I territori coinvolti nella produzione di riso nelle regioni Piemonte e Lombardia hanno nell'Università di Pavia l'interlocutore fondamentale per avere le indicazioni su come e quando intervenire. Infatti, gli studi svolti ricercatori del Laboratorio di Micologia e Patologia Vegetale (responsabile Prof.ssa Anna Maria Picco) del Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente si sono concretizzati in un sistema di sorveglianza delle risaie che permette di proteggere la risaia non “a calendario”, ma nei periodi caratterizzati da un effettivo rischio di infezione; questo è calcolato sulla base della presenza/abbondanza del patogeno nell’aria, dello stadio fenologico della pianta, dell’ambiente e delle pratiche colturali predisponenti l’infezione.
Il Laboratorio di Micologia e Patologia Vegetale da oltre vent'anni raccoglie dati e informazioni sull'intero andamento della campagna risicola (caratteristiche degli areali coltivati e specificità dei singoli agro-ecosistemi, sensibilità/resistenza varietale, pratiche colturali e interventi fitoiatrici, andamento meteorologico,..) e questo ha permesso di correlare e validare ogni aspetto in riferimento all’andamento della campagna risicola.

Una tipica lesione fogliare da brusone del riso
Crediti immagine: Università di Pavia

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7.3. Il controllo della Carpocapsa

La Carpocapsa del melo (Cydia pomonella) appartiene alla famiglia dei lepidottero torticide ed è tra i lepidotteri più dannosi per meli e peri. La Carpocarsa sverna come larva matura racchiusa in un bozzolo all'interno della pianta ospite oppure nel terreno, e può compiere fino a 3 generazioni annuali.

Le larve danneggiano i frutti, scavando al loro interno gallerie in cui rimangono fino a terminare il proprio sviluppo. Il danno si esplicita nella caduta prematura dei frutti.

Larva di Carpocapsa
Crediti immagine: Agraria

 Adulto di Carpocaspa
Crediti immagine: Agraria

L'azienda Santa Bianca ha messo a punto il metodo “Ecodian” che agisce attraverso la tecnica del "disorientamento sessuale" degli insetti. Le trappole a ferormoni impiegate sono completamente biodegradabili in quanto in Mater-Bi. Le tracce odorose emesse sono più intense di quelle rilasciate normalmente dalle femmine presenti, quindi attraggono maggiormente i maschi della Carpocapsa che possono essere quindi catturati.

Il numero di diffusori da impiegare è elevato, infatti si necessitano da 2.800 a 3.300 diffusori per ettaro. È importante in questo caso creare una rete molto fitta di punti di attrazione. Per un risultato ottimale servono in media 3 applicazioni di diffusori l’anno, contro le circa 10 degli altri sistemi di lotta.

Fase di applicazione di ECODIAN
Crediti immagine: Sumitomo

Il beneficio più evidente è che si riduce drasticamente (fino al 90%) il quantitativo di insetticida utilizzato, il che permette, tra l'altro, di salvare gli insetti utili. Il sistema, inoltre, non lascia alcun residuo sulla frutta e i diffusori utilizzati non vanno raccolti a fine campagna: la loro composizione a base di amido di mais, infatti, li rende completamente biodegradabili.
Meno insetticida significa un prodotto più naturale, ma anche un minor numero di ore di lavoro, con un considerevole risparmio di tempo, di energie e di risorse economiche per l'azienda.

Effetto della Carpocaspa sul melo
Crediti immagine: ERSA Friuli Venezia Giulia

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7.4. Lotta alla batteriosi del kiwi

La coltivazione di kiwi (actinidia) dal 2008 è stata colpita da una nuova fitopatia provocata dal batterio Pseudomonas syringae pv. Actinidiae (PSA), e sta subendo ingenti danni.

La massima virulenza appare sulle varietà di frutto a polpa gialla, appartenenti tutte alla specie Actinidia chinensis; a questa specie appartengono anche genotipi con frutto a polpa verde ma non sono attualmente commercializzati. Il frutto più noto, quello a polpa verde, appartiene alla varietà Hayward, che è la più estesamente coltivata al mondo e appartiene alla specie A. deliciosa. Anche Hayward e altre varietà della stessa specie appaiono suscettibili alla batteriosi ma in forma meno grave.

Foglia di kiwi infetta
Crediti immagine: Comune di Lagnasco

Il C.R.A. (Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura) ha coordinato due ricerche finanziate dal MiPAAF con lo scopo di:

  • aumentare le conoscenze di base sul batterio e sull’interazione batterio –pianta;
  • definire tecniche agronomiche utili per contrastare la diffusione e ridurre la pericolosità del patogeno;
  • migliorare le tecniche diagnostiche;
  • impostare uno specifico piano di miglioramento genetico per l'individuazione di germoplasma di actinidia tollerante o resistente alla malattia.

 Pianta di kiwi malata. Sono evidenti gli avvizzimenti dei germogli e la propagazione verso il basso
Crediti immagine: Regione Piemonte

I progetti in questione sono due:

  • INTERACT: "Interventi di coordinamento ed implementazione delle azioni di ricerca, lotta e difesa al cancro batterico dell'Actinidia (Psa)";
  • ARDICA: "Azioni di ricerca e difesa al cancro batterico dell'Actinidia (Psa)".

Sito web patrocinato dal MiPAAF che contiene risultati aggiornati della ricerca in tutto in mondo e riporta i risultati dei progetto INTERACT e ARDICA

Entrambi i progetti si sono conclusi la scorsa estate e hanno portato i seguenti risultati:

  • Il sequenziamento e l’annotazione del genoma e delle proteine dei ceppi del patogeno, la sua capacità di competizione ambientale e la sua resistenza nei confronti dei mezzi di contrasto comunemente impiegati. L’avvenuto sequenziamento dei ceppi batterici del PSA, apre ora nuove e favorevoli prospettive per il contrasto e la prevenzione della malattia.
  • L’origine dell’attuale popolazione del patogeno. Questo patogeno, che risulta essere molto aggressivo e diffuso, non ha origine dalla precedente popolazione, risalente in Italia a circa 20 anni fa, ma è stato invece introdotto con buona probabilità nel nostro Paese mediante materiale infetto a lungo periodo di latenza.
  • I fattori scatenanti. I notevoli danni prodotti, anche a livello economico, sulle coltivazioni sono stati favoriti dalla concomitanza di fattori scatenanti, quali forti gelate e notevole contiguità degli impianti di actinidia lungo ampie superfici. Dagli studi è emerso che i principali fattori predisponenti la malattia sono gelate e forte piovosità, e i periodi più a rischio sono autunno-inverno e inizio primavera. Queste conoscenze hanno portato all’individuazione del momento più opportuno per i trattamenti di difesa della piante riducono al massimo la possibilità di diffusione nei e tra i frutteti.
  • Correlazione batteriosi e chimica del suolo. È stata accertata una chiara correlazione tra composizione chimica del suolo e la predisposizione alla batteriosi; tale relazione risulta differente per il kiwi giallo e il kiwi verde. Sono state quindi proposte forme di allevamento della pianta che, aumentando la circolazione dell'aria all'interno della chioma e riducendo il volume di legno colonizzabile dal batterio, riducono significativamente l'incidenza della malattia.
  • Forme di lotta. Sono stati individuati alcuni nuovi composti chimici e di origine biologica in grado di ridurre efficacemente la severità e l'incidenza della malattia in pieno campo.

Per maggiori dettagli e aggiornamenti si consiglia di visitare il sito del progetto.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

4.7.5. Il controllo ambientale nelle serre

Il controllo climatico all'interno della serra è un fattore determinante sia per le rese, sia per i costi ma soprattutto per il controllo dei parassiti. Una nuova tecnologia è quella esportata dalla AGAM-greenhouses: il VHLC (Ventilated Latent Heat Converter), ovvero un macchinario in grado di riscaldare la serra consumando meno energia e al tempo stesso diminuendo l’umidità relativa.

Il VHLC funziona prendendo l’acqua dall’umidità dell’aria all’interno della serra insieme con aria fresca. Innanzitutto, converte il vapore acqueo in acqua liquida e calore soffiando l’aria in una soluzione salina, quindi il flusso passa attraverso una matrice riempita di elementi de-essicanti all’interno di una torre di raffreddamento compatta. A questo punto, il vapore scalda naturalmente il de-essiccatore e il calore prodotto viene rilasciato dall’unità fornendo così aria calda e secca alla serra.

Di fatto, l’unità VHLC converte in modo efficace il calore latente immagazzinato nel vapore acqueo in calore utilizzabile, abbattendo così i costi energetici per il mantenimento delle serre alla giusta temperatura.
L’unità VHLC diminuisce anche l’umidità relativa, con conseguenze benefiche anche sulla propagazione di funghi. La minor facilità a proliferare dei funghi, comporta una minor necessità di ricorrere a pesticidi. La diminuzione nell’umidità relative dell’aria è tanto più marcata quanto maggiore è la tenuta della serra. In generale si riscontra un’umidità relativa media del 78% contro un’umidità relativa dell’82% nelle serre riscaldate con tubi ad acqua calda. In condizioni estreme, l’unità VHLC ha totalizzato un’umidità del 83% mentre quella tradizionale è arrivata a 88%.
Inoltre, l’abbattimento nei filtri di CO2 consente di minimizzare l’apporto esterno di aria fredda con un conseguente ulteriore risparmio energetico.
In totale si stima un risparmio del 40-60% di spese energetiche.
VHLC funziona utilizzando una potenza elettrica pari a 2 kW. In ingresso impiega una potenza totale di 25kW mentre la potenza totale in uscita è di 95kW.
Il tempo di ammortamento o di ritorno dell’investimento dipende da diversi fattori, tra cui il clima, il costo dell’energia e il tipo di coltura. In generale, l’investimento rientra in un tempo minino di un anno e mezzo fino ad un massimo di quattro anni.

Specifiche tecniche del VLHC 1020
Crediti immagine: AGAM

Sperimentazioni sono state effettuate in diversi paesi, tra cui Israele, luogo di origine della tecnologia VHLC, in paesi del nord Europa (Israele, Scandinavia, Benelux, Germania, Finlandia), e in Stati Uniti, Cina e Giappone.
Una sperimentazione svedese ha dimostrato come l’impiego di questo dispositivo riduca significativamente la diffusione della botrite (Botrytis) e, in generale, di muffe, batteri e funghi che proliferano in presenza di umidità. La diminuzione nella diffusione di malattie, comporta un minor ricorso ai fitofarmaci, rendendo così l’unità VHLC un mezzo consigliato anche per l’agricoltura biologica.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5. Agricoltura biologica

L’agricoltura biologica indica un modo di coltivare che rispetta i naturali cicli di vita, minimizza l’impatto dell’intervento umano sull’ambiente e opera nel modo più naturale possibile in accordo con i seguenti principi:

  • rotazione delle colture in modo da impiegare al meglio le risorse del territorio;
  • restrizione nell’impiego di sostanza di sintesi (pesticidi, fertilizzanti …);
  • divieto di coltivare OGM
  • impiego di risorse locali, quali letame, prodotte possibilmente all’interno della stessa azienda agricola;
  • allevamenti all’aria aperta con animali liberi di muoversi e alimentati con mangimi organici;
  • le pratiche di allevamento si devono differenziare a seconda della specie animale allevata.

Nel principio dell'agricoltura biologica la lotta a parassiti, infestanti e malattie viene effettuata cercando di rispettare l'ecosistema. Infatti, si parte dal presupposto che le infestanti vengano normalmente attaccate dai loro nemici naturali, quindi in natura esistono degli equilibri tra infestanti, malattie e i loro nemici naturali, in questo modo le piante vengono "protette" da infestanti e malattie. In un sistema di coltivazione tradizionale questo principio viene alterato e non essendoci più abbastanza nemici naturali per controllare infestanti e malattie, le colture vengono danneggiate. Il controllo biologico prevede il rilascio di nemici naturali in modo da ripristinare l'equilibrio e ottenere piante sane in quanto c'è stata una naturale soppressione delle infestanti e delle malattie.

Principi dell'agricoltura biologica
Crediti immagine: Progetto Biocomes

 

La possibilità di combattere insetti e malattie con alternative biologiche è un fattore di primaria importanza anche perché altri studi hanno dimostrato come sia difficile che i parassiti sviluppino resistenza ai prodotti impieganti controlli biologici. Le aziende produttrici di fitofarmaci e gli enti di ricerca sono alla continua ricerca di prodotti idonei per il bio-controllo delle infestanti. In generale la ricerca si basa sull'osservazione e analisi dell'ecosistema per vedere chi, cosa e come naturalmente si oppone a parassiti e malattie. Una volta individuati i nemici naturali, questi vengono selezionati e riprodotti in modo che siano disponibili per essere commercializzati.

Principi di selezione del nemico naturale
Crediti immagine: Progetto Biocomes

Al momento soltanto il 3.5% delle coltivazioni mondiali sono di tipo biologico. Una via di mezzo è rappresentata dal controllo integrato, ora obbligatorio anche in Italia, dove l'uso di pesticidi è limitato e controllato.

Agricoltura biologica e controllo integrato
Crediti immagine: Progetto Biocomes

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.1. Il ruolo di EIP-AGRI

Molti sono i progetti sull’agricoltura biologica già finanziati dall’Unione Europea e sono tutti visibili sul sito di EIP-AGRI. Secondo lo studio di EIP-AGRI lo scambio di informazioni rappresenta un fattore molto importante per lo sviluppo del settore quindi tutti gli agricoltori biologici sono invitati a visitare il sito, per sapere se altri agricoltori hanno affrontato le stesse problematiche e come le hanno risolte, oltre che per lasciare commenti.

Uno dei rapporti di ICT-Agri sulla situazione dell’agricoltura biologica in Europa ha evidenziato l'importanza dello scambio di informazioni, anche alla luce del fatto che alcune realtà sono riuscite ad affrontare e risolvere con profitto alcune problematiche inerenti all'agricoltura biologica e comuni a molti. I fattori maggiormente limitanti le rese nell’agricoltura biologica sono:

  • la fertilità dei suoli;
  • la fornitura di nutrienti;
  • la gestione delle infestanti;
  • la pressione esercitata da parassiti e malattie;
  • la scelta varietale.

Oltre alle problematiche di tipo pratico, gli agricoltori biologici si trovano ad affrontare un altro genere di difficoltà che ha origine sociale e culturale, come:

  • la mancanza di un approccio sistemico;
  • la carenza di scambio di informazioni, conoscenze ed esperienze;
  • lo sviluppo di sistemi resilienti;
  • la necessità di un cambiamento culturale più ampio.

Un altro limite importante è dato dalle macchine agricole impiegate: spesso troppo costose per un singolo agricoltore e, dato che un agricoltore biologico è obbligato ad effettuare una maggiore rotazione colturale rispetto ad un agricoltore tradizionale e ha, quindi necessità, di un numero superiore di attrezzi agricoli specifici e, alle volte, anche di esperienza e formazione per il loro utilizzo. A questo punto il costo diventa proibitivo per un singolo agricoltore. Risulta quindi necessaria la creazione di “cooperative” con lo scopo di condividere costi ed impiego delle macchine.

Inoltre, gli agricoltori, soprattutto nel biologico, devono essere in contatto con gli enti di ricerca, in quanto proprio dalla ricerca arrivano continuamente novità per la lotta biologica a parassiti e infestanti. I mezzi biologici per il controllo comprendono non solo insetti utili (predatori, parassitoidi, ecc.) ma anche funghi e nematodi entomopatogeni, enzimi, estratti vegetali, induttori di resistenza, etc.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.1.1. Il progetto europeo “BIOCOMES"

BIOCOMES: new biological control products for farmers and foresters è un progetto europeo coordinato dal dr. Jürgen Köhl di Wageningen UR (Olanda) a cui partecipano 27 diverse istituzioni di 14 paesi. L’Italia partecipa al progetto con l’Università di Padova, dipartimento Territorio e Sistemi Agro-Forestali (TESAF).

Le ricerche in corso sono in grado di fornire soluzioni sempre nuove e adeguate ai nuovi problemi che possono insorgere. In particolare vengono date indicazioni su come combattere con alternative biologiche le seguenti malattie:

  • ruggine del grano (Puccinia graminis);
  • monilia delle drupacee(Monilinia fructicola) agente del marciume bruno e della moniliosi;
  • fusariosi del mais (Fusarium verticillioides) e malattie ad essa collegate;
  • patogeni del suolo per cereali e colza;
  • malattie che provocano il damping-off nei vivai.

Esempi di damping-off
Crediti immagine: Lila Steinhoff

E i seguenti parassiti:

  • bombice dispari o limantria (Lymantria dispar);
  • l’ilobio dell’abete (Hylobius abietis);
  • mosche bianche;
  • afidi delle piante da frutto;
  • cavolaia o nottua del cavolo(Mamestra brassicae);
  • insetti minatori (Tuta absoluta).

Oltre allo sviluppo di prodotti idonei per il controllo biologico, BIOCOMES sta sviluppando due tecniche innovative che possono portare ad un aumento della produttività. Queste tecniche si basano sulla produzione in vitro di virus entomopatogeni e sul miglioramento tecnologico per le fasi di crescita successive dei nematodi entomopatogeni.
I nematodi entomopatogeni si trovano naturalmente in tutti i suoli e possono infettare e uccidere altri insetti presenti nel suolo. Questi nematodi attaccano in modo specifico gli insetti e quindi un’accurata selezione potrebbe portare ad una regolamentazione delle popolazioni di insetti dannosi.

Sul sito di BIOCOMES sono a disposizione informazioni su come affrontare insetti dannosi e malattie con metodi di controllo biologico. Esperti BIOCOMES sono comunque a disposizione per eventuali consigli su trattamenti biologici e sono raggiungibili attraverso la pagina web “Contact”.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.2. Casi pratici di biocontrollo

Il controllo biologico consiste nell’utilizzare una specie – solitamente un parassita, un predatore o un agente patogeno – per limitare il raggio d’azione di un’altra specie problematica. Lo scopo non è distruggere o eradicare la specie bersaglio ma ridurne l’impatto ecologico e economico in modo che non rappresenti più un problema. Il nemico naturale del pesticida bersaglio è noto come agente di controllo biologico (BCA).

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.2.1 Biocontrollo delle cimici

I ricercatori del Servizio di Ricerca Scientifica (Agricultural Research Service - ARS) del Dipartimento dell’Agricoltura Americano (USDA) sono riusciti a isolare, decodificare e quindi sintetizzare i segnali chimici di richiamo della cimice (Halyomorpha halys).

Cimice Halyomorpha halys
Crediti immagine: Donald H. Gudehus

La scoperta è di notevole valore scientifico in quanto apre la strada alla possibilità di creare trappole veramente efficienti ed efficaci contro questo insetto che provoca danni ingenti a moltissime colture. La cimice, infatti, è un insetto di origine asiatica che si è diffuso in moltissime regioni. Ha una dieta molto varia, infatti al momento si contano ben 300 piante diverse che possono subire l’attacco della cimice. Oltre al fastidio che può provocare all’interno di abitazioni e giardini, a subire danni ingenti sono soprattutto le colture di mele, pesche, mais e soia.
Per riuscire a trovare il ferormone giusto, i ricercatori hanno analizzato i componenti dell’aria emessa dalla cimice. Tra tutti i composti analizzati, hanno potuto notare che c’erano due ferormoni particolarmente interessanti e che venivano emessi solo dai maschi adulti.
Questi due ferormoni sono stati identificati, caratterizzati e quindi riprodotti in laboratorio. Successivamente questi composti sono stati testati come agenti attrattivi e visto i risultati promettenti, i ricercatori hanno proceduto con la creazione di trappole contenenti al loro interno i due ferormoni. Sono state testate trappole contenenti i due composti da soli, come pure trappole contenti miscele dei due ferormoni.
I risultati ottenuti hanno dimostrato che in effetti i ferormoni individuati possiedono delle forti capacità attrattive verso altre cimici senza far differenza di sesso o stato di maturazione dell’insetto. Infatti attraggono indistintamente maschi, femmine e ninfe.
Dalla conta degli esemplari catturati emerge inoltre che i richiami sono più efficaci quando i due ferormoni sono miscelati tra loro rispetto a quando sono impiegati singolarmente.

 Struttura chimica del ferormone di aggregazione della cimice
Crediti immagine: Journal of Natural Products

Questa scoperta risulta di particolare rilievo vista la comprovata inefficace azione delle trappole finora in commercio. 

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.2.2. Controllo biologico dei parassiti nelle serre

Il controllo biologico dei parassiti nelle serre generalmente si basa sul rilascio periodico di nemici naturali di produzione commerciale; tale metodo si è dimostrato efficace per decenni. Tuttavia, in alcuni casi si incontrano difficoltà nell’efficacia del controllo dei parassiti, che possono essere attribuite alla scarsità numerica di nemici naturali. Questi problemi derivano dalla diminuzione della colonia di nemici naturali con il diminuire della parassita combattuto, in particolare quando il nemico naturale è molto selettivo. È necessario, di conseguenza, ricorrere a rilasci successivi con associato aumento dei costi.

Ricercatori di diversi istituti europei, tra i quali, per l’Italia, l’Università di Torino, hanno pubblicato in modo congiunto su Biocontrol di maggio 2014 i risultati delle loro ricerche sui metodi esistenti per il controllo biologico nelle serre, individuandone i punti deboli, i miglioramenti applicabili fin da subito e delineando le linee di ricerca per i progetti futuri.

Il maggior problema del controllo biologico nelle coltivazioni in serra è stata individuato nella necessità di rilasci successivi di predatori naturali. Questa esigenza è dovuta a due fattori principali:

  • l’impiego di predatori efficaci ma troppo selettivi;
  • la percezione e l’uso dei predatori, nemici naturali, alla stregua di bio-pesticidi, senza tenere conto che sono organismi viventi e quindi reagiscono alle condizioni ambientali e di alimentazione, modificando il proprio comportamento.

Per ovviare al primo problema, i ricercatori propongono di ricorrere all’impiego di predatori generici. I predatori generici sono sicuramente meno efficaci e veloci di quelli selettivi, ma offrono il vantaggio di sopravvivere ai parassiti, avendo un'alimentazione più aria, e ne prevengono la ricrescita, stabilendo quindi un regime di controllo biologico conservativo.
L’impiego dei predatori generici è già diffuso in pieno campo, dove è possibile dedicare le cosiddette fasce di rispetto, aree al bordo delle coltivazioni, quali ad esempio filari di specie da fiore alla creazione di habitat idonei per la proliferazione di predatori generici. In serra tale soluzione risulta più difficile soprattutto per l’alto valore del terreno coperto e per il costo di mantenimento. Tuttavia, l’impiego di parassiti generici è una strada consigliabile soprattutto in alcuni specifici casi.
Affinché i predatori generici possano sopravvivere bisogna fornir loro condizioni ambientali favorevoli. Queste condizioni comprendono la disponibilità di risorse alimentari alternative sfruttabili in assenza del parassita da aggredire, oltre a posti per la deposizione delle uova, rifugi per gli adulti, clima idoneo alla proliferazione in serra e limitazione degli effetti collaterali di fitofarmaci.
In alcuni casi la coltura in atto in serra stessa è in grado di fornire tali risorse, ma sono più numerose le colture che non sono in grado di fornire autonomamente risorse addizionali.
La soluzione adottata per il controllo biologico conservativo in pieno campo non è economicamente vantaggiosa all’interno delle serre, pertanto proprio questo è uno dei punti chiave su cui i ricercatori intendono focalizzare le proprie ricerche future.

Monitoraggio all'interno di una serra
Crediti immagine: Hawkweed Biocontrol Consortium

Il secondo problema invece, necessita di un approccio differente. Infatti, la ricerca ha evidenziato come troppo spesso i coltivatori considerino e impieghino i predatori naturali come impiegherebbero bio-pesticidi, quindi non tenendo in dovuta considerazione che sono degli organismi viventi e che, come tali, necessitano di risorse e condizioni specifiche per sopravvivere e riprodursi.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

5.2.3. Il biocontrollo dell'acacia longifoglia

La vespa Trichilogaster acaciaelongifoliae, pur essendo lunga solo pochi millimetri, potrebbe arrestare l’avanzata di una pianta invasiva che sta devastando l’ambiente naturale delle coste portoghesi: Acacia longifolia. Questa acacia è una pianta di origine australiana comunemente detta acacia a foglie lunghe, ed è una specie invasiva in grado di diffondersi rapidamente, al punto da rappresentare una grave minaccia per la biodiversità delle dune sabbiose dei litorali e di altri habitat del Portogallo. In Sudafrica la vespa Trichilogaster acaciaelongifoliae  è stata usata con successo come agente di controllo biologico contro questa pianta, e le autorità portoghesi potrebbero seguire tale esempio.

Trichilogaster acaciaelongifoliae
Crediti immagine:
WaspWeb

LaT. acaciaelongifoliaenon è diffusa in Europa e non figura nemmeno nel registro dell’UE degli organismi nocivi da tenere fuori dal territorio. La Commissione europea ha chiesto pertanto all’EFSA di rispondere alla seguente domanda: se la vespa fosse introdotta in Europa, potrebbe rappresentare una minaccia per altre piante, soprattutto per altre specie di acacia.
Prima di aprire le frontiere, tuttavia, è fondamentale valutare accuratamente il potenziale impatto sulle specie non bersaglio. Si potrebbe scoprire che T. acaciaelongifoliae è efficace nel controllare A. longifolia, ma produce effetti dannosi e non desiderabili su altre piante, per cui risolvendo un problema si andrebbe a crearne un altro.

Acacia longifolia
Crediti immagine:ERA Nurseries

Infatti la stessa A. longifolia era stata introdotta in Portogallo dall’Australia circa 150 anni fa per frenare l’erosione del litorale. Da allora ha invaso il territorio e si è radicata a tal punto da rappresentare una minaccia per lo stesso ambiente che avrebbe dovuto proteggere, alterando drasticamente il paesaggio e distruggendo la ricchezza della flora locale.
La pianta rappresenta una sfida particolare per i responsabili del territorio, perché i suoi semi si accumulano in mucchi dotati di particolare resistenza; ciò significa che la pianta ricolonizza rapidamente il terreno dopo gli interventi di bonifica o l’applicazione di altri metodi di controllo. Inoltre la combustione o altre misure di eradicazione possono di fatto promuovere e accelerare la germinazione dei semi di A. longifolia. Infatti, una volta rilasciato nell’ambiente un organismo, è quasi impossibile ritornare sui propri passi in un momento successivo, bisogna quindi essere assolutamente sicuri che i benefici siano superiori agli svantaggi.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

6. Metodi alternativi di concimazione / fertilizzazione

La fertilizzazione delle colture comprende l'insieme delle pratiche volte a favorire la nutrizione delle piante attraverso l'apporto degli elementi nutritivi e attraverso il miglioramento delle caratteristiche del terreno che influenzano lo sviluppo e la capacità di assorbimento radicale.

La pianta trova gli alimenti nutritivi nel terreno e li assorbe disciolti nell'acqua. Alcuni di questi elementi sono necessari in quantità rilevanti come azoto, fosforo, potassio e calcio; altri sono sufficienti in tracce, come ferro, manganese, zinco, rame, etc.
Tra le tecniche di fertilizzazione si possono distinguere:

  • la concimazione: modifica delle proprietà chimiche del terreno con la sola finalità di soddisfare il fabbisogno nutritivo delle colture;
  • la correzione: regolazione del pH;
  • l'ammendamento: miglioramento delle proprietà fisiche.

Queste finalità, diverse ma complementari, trovano un riscontro a livello normativo nella suddivisione dei fertilizzanti in “concimi” ed in “ammendanti e correttivi”: in base alla Legge 748/84 i primi vengono definiti come “qualsiasi sostanza, naturale o sintetica, idonea a fornire alle colture gli elementi chimici della fertilità a queste necessarie” mentre i secondi come “qualsiasi sostanza, naturale o sintetica, minerale od organica, capace di modificare e migliorare le proprietà e le caratteristiche chimiche, fisiche, biologiche e meccaniche di un terreno”.
Il ruolo della fertilizzazione ed in particolare della concimazione è fondamentale e sta all'agricoltore definire i fabbisogni in elementi nutritivi delle diverse colture, stimare quanto tali fabbisogni possono essere resi disponibili naturalmente dal terreno e quindi fornire il complemento nel modo più efficiente ed economico.

Martedì, 28 Ottobre, 2014

6.1. Biofertilizzanti con batteri autoctoni

L’Istituto Basco per la Ricerca e lo Sviluppo in Agricoltura (Neiker-Tecnalia) ha dedicato una linea di ricerca ai biofertilizzanti con lo scopo di individuare e selezionare dei batteri autoctoni idonei ad essere impiegati nelle formulazione dei biofertilizzanti. La creazione di biofertilizzanti validi ad un prezzo accessibile potrebbe risultare estremamente vantaggioso sia per l’ambiente sia per gli agricoltori.

L’agricoltura sostenibile prevede un minor impiego di additivi chimici, siano fertilizzanti o fitofarmaci. I biofertilizzanti si stanno ponendo come delle possibili alternative e, tra questi, risultano particolarmente interessanti i formulati che contengono batteri autoctoni.
I batteri svolgono un ruolo importante in quanto, in un certo senso, aiutano le piante ad assorbire quei nutrienti già presenti nel suolo ma non normalmente fruibili in quanto insolubili. Inoltre, i batteri competono con gli altri microrganismi presenti nel suolo e possono, quindi, anche ostacolare la crescita e lo sviluppo di organismi nocivi per le colture.
Questa tipologia di biofertilizzante, pertanto, potrebbe portare non solo ad una diminuzione dell’uso di fertilizzanti di sintesi, ma pure di fitofarmaci.

I ricercatori dell’Istituto Neiker-Tecnalia hanno selezionato di recente un gruppo di batteri autoctono che ha dimostrato di possedere tutte le caratteristiche fondamentali per poter essere impiegato nella formulazione di biofertilizzanti.
Questi batteri si sono, infatti, dimostrati capaci di:

  • aumentare la disponibilità dei nutrienti presenti nel suolo (rendendoli così assimilabili da parte delle piante);
  • produrre ormoni che stimolano la crescita della piante;
  • stimolare lo sviluppo dell’apparato radicale;
  • impedire lo sviluppo di altri micro-organismi dannosi per la pianta.

Questa specie di batteri è normalmente presente sia nel terreno sia nel tessuto delle piante. Nei vari test effettuati in vitro, questi batteri hanno fornito degli ottimi risultati. Attualmente vengono testati su delle piante di lattuga coltivate in condizioni controllate. La scelta della lattuga come coltura per il test è dovuta ad una semplice convenienza temporale data la sua rapidità di crescita.
Il test comprende l’analisi di diversi tipi di fertilizzati per ottenere il maggior numero di informazioni sulla reale efficacia dei biofertilizzanti in generale.

Laboratorio Neiker Tecnalia per la sperimentazione di biofertilizzanti con batteri autoctoni
Crediti immagine: Neiker Tecnalia

 

Vengono quindi effettuate prove impiegando:

  • biofertilizzanti formulati con l’aggiunta di batteri;
  • biofertilizzanti prodotti in modo artigianale da agricoltori nella zona;
  • biofertilizzanti commerciali (come il bokashi);
  • fertilizzanti di sintesi.

Oltre al potere fertilizzante e alla capacità di aumentare la produttività in suoli poveri, i ricercatori misurano l’impatto del patogeno della Sclerotinia sclerotiorum sulle varie parcelle.
La Sclerotinia sclerotiorum è un fungo che attacca le radice e può causare la sclerotinosi, malattia che porta alla necrosi delle piante. Questo patogeno crea la formazione di strutture nere e rigide (chiamate scleroti) e di una polverina bianca di micelio che si forma sulle piante che ne sono affette.

Sclerotinia sclerotiorum su Phaseolus vulgaris
Crediti immagine:
Rasbak @ Wikimedia Commons

Ad essere maggiormente colpite sono le colture di patate, colza, girasole, fagioli, carote.
Se le prove in vitro verranno confermate, il biofertilizzante formulato con batteri dovrebbe aiutare la pianta a difendersi da sola da questo parassita.
Al termine delle prove in ambiente protetto si procederà con quelle in campo aperto.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

6.2. Progetto LIFE+ RESAFE

Il progetto Life+ RESAFE ha come obiettivo principale il determinare uso di un innovativo fertilizzante che consentirà di ridurre l’impiego di fertilizzanti chimici e minerali in agricoltura, dal momento che i nutrienti necessari per l’azione fertilizzante saranno ottenuti in maniera naturale dai rifiuti organici urbani (UOW), residui organici agricoli (FOR) e dal bio-char grazie all’impiego di una complessa miscela enzimatica.

L’uso di ognuno di questi tre componenti ha un valore ambientale significativo:

  • UOW è prodotto in maniera costante da tutte le attività umane, il che lo rende una fonte di nutrienti ecologica e di qualità. Il suo uso consentirà di diminuire la quantità di rifiuti destinati alle discariche.
  • FOR presenta le stesse caratteristiche e il suo smaltimento, essendo complesso e costoso, rappresenta spesso un problema per gli agricoltori europei.
  • bio-char è un carbone di legna ottenuto dalla pirolisi della biomassa.

L’utilizzo del bio-char può ridurre in maniera consistente l’impatto globale del settore agricolo: quando usato come componente fertilizzante migliora la qualità dell’acqua, accresce la fertilità del suolo e aumenta la produttività agricola. Per queste ragioni il bio-char favorisce in maniera significativa la crescita delle piante e aumenta l’efficacia dei fertilizzanti a base di azoto. Inoltre i suoli arricchiti con il bio-char presentano migliori caratteristiche chimiche (porosità e grandezza delle particelle), maggiore fertilità e produttività e possono supportare una produzione agricola più consistente.

Bio-Char (Crediti immagine: KisOrganics)

Il principale fattore limitante ad un largo uso di fertilizzanti organici è spesso legato ad un uso incorretto dei materiali grezzi che determina una scarsa qualità del prodotto finale. RESAFE è nato proprio con lo scopo di migliorare tutta la catena di produzione, cominciando dal trattamento separato del UOW, FOR e Bio-char.

Il progetto vuole arrivare alla produzione di un fertilizzante caratterizzato da una ridotta salinità, basato su rifiuti organici urbani, bio-char e residui organici agricoli, per rimpiazzare i fertilizzanti chimici e minerali. Inoltre il nuovo prodotto dovrebbe accrescere il potenziale del suolo di contrastare l’azione dei patogeni.

Il progetto LIFE+ RESAFE studia la realtà locale per potersi meglio inserire e offrire pertanto delle soluzioni altamente sostenibili. Vengono quindi analizzate le sostanze organiche di scarto presenti nel contesto territoriale, quali rifiuti urbani, rifiuti derivanti da attività agricole e allevamenti, e biochar (residui della combustione di legno in impianti di produzione di energia elettrica) per poi arrivare alla progettazione di un percorso di produzione di fertilizzanti.

Il processo di compostaggio studiato in collaborazione con diversi enti universitari permette di massimizzare la ritenzione di azoto nel concime, di migliorare le caratteristiche igienico-sanitario del fertilizzante e di ottimizzare l’efficacia sul suolo.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

6.2.1. La nuova normativa sul digestato

La digestione anaerobica è assimilabile ad una biotecnologia in quanto determina delle modificazioni chimico fisiche del refluo/ ingestato e può essere impiagata per produrre energia rinnovabilee fertilizzanti. Il processo è virtuoso in quanto da rifiuti che devono essere smaltiti si  arriva a fertilizzanti utilizzabili in agricoltura consentendo una forte sostenibilità economica e ambientale.

Tuttavia la normativa sui nitrati ha posto delle limitazioni al riutilizzo dei reflui zootecnici in agricoltura, ma il decreto di dicembre 2014 con il riconoscimento di un valore fertilizzante per una parte di digestato apre la porta a nuove possibilità future ed ad un utilizzo virtuoso dei reflui zootecnici.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

6.3. La fertilizzazione fogliare

Una ricerca spagnola condotta da alcuni ricercatori dell’Università di Alcalà e del Politecnico di Madrid e pubblicata sulla rivista Environmental and Experimental Botany ha provato come sia possibile effettuare efficacemente la fertilizzazione fogliare. Questo metodo di fertilizzazione viene applicato direttamente sulle foglie e serve da complemento al metodo di fertilizzazione tradizionale (via apparato radicale). Le piante cresciute impiegando questo metodo risultano essere di alta qualità e particolarmente idonee per la forestazione.

Lo studio ha preso in esame quattro diversi fertilizzanti a base di azoto (urea, nitrati, ammonio e glicina) e due specie mediterranee usate in genere nella reintegrazione boschiva: il leccio (Quercus ilex L.) e il pino d’Aleppo (Pinus halepensis Mill.). Negli esperimenti si è provveduto ad effettuare la fertilizzazione direttamente sulle foglie.
L’alimentazione fogliare è usata in agricoltura per avere un controllo rapido e preciso della nutrizione della pianta. Questa tecnica, però, non era mai stata testata su questo tipo di piante e sui boschi.
Per poter studiare l’effetto e l’efficacia nell’adsorbimento di ciascun fertilizzante, i ricercatori hanno impiegato fertilizzanti marchiati con l’isotopo stabile dell’azoto, e quindi hanno analizzato il comportamento di entrambe le specie arboree.

 Fasi della ricerca di fertilizzazione fogliare

Dai risultati ottenuti, i ricercatori hanno osservato che l’urea ha il miglior quoziente di assorbimento, seguita da ammoniaca, glicina e quindi nitrati. Queste differenze tra i quattro fertilizzanti si possono spiegare attraverso un’analisi delle proprietà fisico-chimiche di ciascuno di essi, in particolare la differenza tra loro in polarità, igroscopicità e solubilità.

Tra le due specie arboree si è visto un adsorbimento fogliare maggiore per il leccio rispetto al pino. Anche in questo caso, la differenza di comportamento è spiegabile attraverso le diverse proprietà anatomiche a livello fogliare quali, ad esempio, la densità degli stomi.
I ricercatori hanno inoltre evidenziato che, all’interno in ciascuna specie, esiste una correlazione tra la permeabilità cuticolare e l’adsorbimento fogliare, e questa relazione può variare a seconda del tipo di fertilizzante impiegato.
Interessanti sono anche i dati ottenuti con l’impiego della fonte organica di azoto (la glicina). Al momento, infatti, non ci sono molti dati in letteratura a questo proposito.

I risultati ottenuti evidenziano come la fertilizzazione fogliare porti ad un aumento del contenuto di azoto nella pianta, sia del leccio come nel pino. Tutti i prodotti impiegati hanno riportato un risultato positivo. L’analisi dettagliata dei risultati mostra due aspetti molto importanti:

  • l’urea risulta essere il fertilizzante più efficiente
  • entrambe le specie studiate possono adsorbire la glicina intatta per via fogliare.

Inoltre, le differenze osservate sulla velocità di adsorbimento tra le due specie consente ai ricercatori di sviluppare dei modelli per poter prevedere il comportamento di altre specie arboree.
Questo metodo di fertilizzazione risulta essere uno strumento efficace per completare il regime di fertilizzazione soprattutto in presenza di suoli poveri di nutrienti o aridi. Le specie arboree così trattate presentano un miglioramento qualitativo.
Questo tipo di fertilizzazione può trovare largo impiego nei vivai, nelle aree boschive e in zone in cui l’adsorbimento per via radicale risulta difficile. 

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014

6.4. Flusso i nutrienti e sostenibilità in agricoltura

Una ricerca dell’Istituto di Ricerca Agroalimentare Finlandese (MTT) afferma di aver creato un nuovo modello che consente la misurazione della sostenibilità nel settore agricolo. Il concetto di sostenibilità in generale, e in agricoltura in particolare, è spesso oggetto di controversie in quanto si basa più su dei concetti che su qualcosa veramente misurabile. Infatti, nonostante ci siano dei modelli atti a “misurare” la sostenibilità in agricoltura, questi presentano diversi limiti e spesso i risultati ottenuti sottostimano o sovrastimano l’impatto dell’agricoltura sull’ambiente in maniera da rendere il risultato fuorviante.

Grafico sul significato di sostenibilità
Crediti immagine:bankESA

La ricerca mette in evidenza i limiti dell’attuale modello in uso, ovvero quello sostenuto dall’OCSE (Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico) che si basa principalmente sul calcolo dei nutrienti in entrata nel sistema.
I parametri presi in esame, però, possono venire pesantemente influenzati dalle condizioni metereologiche, nonché dall’operatore e dai rumori di fondo. Infatti, l’Istituto finlandese lamenta che tali misurazioni si prestano ad errori e a difficoltà interpretative in quanto sono presenti numerosi fattori di disturbo (rumori di fondo nelle misurazioni) a volte difficili da separare. Questi inesattezze in fase di misurazione possono portare ad un errore non trascurabile nella valutazione del parametro finale. Inoltre, il modello in uso è di tipo “statico”, pertanto male si adatta a una situazione dinamica come quella ambientale.

Il modello suggerito dall’OCSE, attualmente in uso, è abitualmente impiegato a livello politico-istituzionale per l'applicazione in norme e politiche europee e viene usato per il calcolo e la determinazione di aree potenzialmente inquinate da eccesso di nutrienti.
L'Istituto finlandese MTT, che mette in evidenza i limiti di tale modello e ne propone uno che considera migliore, si sta muovendo per ottenere l'impiego di questo suo modello a livello politico-legislativo, in quanto più affidabile e riproducibile del precedente, e in grado di fornire dati e indicatori più idonei a livello decisionale.

Modello di funzionamento per valutare la sostenibilità agricola (SA)
Crediti immagine: IISD

La proposta finlandese nasce al termine di uno studio, durato 48 anni, che ha coperto moltissimi aspetti dell’agricoltura. Tuttavia, la soluzione per la corretta definizione del modello, è venuta da una ricerca più recente che analizzava in dettaglio l’impatto ambientale degli allevamenti di vacche da latte. Il modello messo a punto si adatta non solo alla realtà finlandese ma può essere tranquillamente esportato in altri paesi. Infatti, al momento tale modello è stato sperimentato con successo già in 14 diversi stati europei.
Il modello parte dall’idea di calcolare un flusso dinamico di dati e sfrutta concetti e modelli sviluppati per industrie e banche per il calcolo di produttività ed efficienza. I parametri che vengono presi in considerazione sono ancora i nutrienti, ma invece di individuare i nutrienti immessi nel sistema si analizza il flusso di nutrienti in uscita dal sistema. Gli anni di ricerca hanno infatti rivelato una correlazione diretta tra il flusso di nutrienti in entrata con il flusso dei nutrienti in uscita, la differenza è che questi ultimi sono più facilmente monitorabili. I nutrienti possono defluire dal sistema attraverso diversi ambienti, quindi le analisi si svolgono su acqua, suolo e aria.
Questo modello ha inoltre il vantaggio di prendere in considerazione anche l’accumulo dei nutrienti nei vari ambienti come pure la natura dinamica dello stesso ciclo dei nutrienti.

 
Martedì, 28 Ottobre, 2014