BIOERBICIDI (Gestione della vegetazione infestante con impiego di organismi utili e sostanze naturali)

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1 Plant Protection Products and Environmental Fate - Bari, 18 Ottobre 2012 BIOERBICIDI (Gestione della vegetazione infestante con impiego di organismi utili e sostanze naturali) Maurizio Vurro Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari Consiglio Nazionale delle Ricerche Via Amendola 122/O - Bari maurizio.vurro@ispa.cnr.it

2 Lotta biologica alle piante infestanti Impiego deliberato di organismi viventi (e di loro prodotti) per: sopprimere eradicare ridurre una popolazione di piante infestanti

3 Motivi di interesse per la lotta biologica riduzione dell input chimico riduzione del numero di erbicidi consentiti mancanza di erbicidi per "mercati ristretti resistenza agli erbicidi interventi in ambienti a rischio mancanza di metodi di gestione

4 Campi applicativi agricoli (coltivazioni biologiche e tradizionali) naturali forestali acquatici (canali, corsi d acqua, risaie) antropizzati (parchi urbani, zone archeologiche) artificiali (margini stradali, linee ferroviarie)

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6 Salsola kali

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8 Giacinto d acquad

9 Salvinia molesta

10 Kudzu ( (Pueraria montana) ) in USA

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14 Agenti potenziali Batteri Funghi Virus Insetti e acari Nematodi Animali erbivori

15 Strategie di biocontrollo Classico Introduzione intenzionale di organismi esotici in aree dove specie vegetali, introdotte per caso ed in assenza di nemici naturali, sono divenute infestanti Inondativo Impiego di organismi indigeni o esotici, sotto forma di preparati commerciali, con rilascio massivo e ripetuto nel tempo, secondo calendari di trattamenti

16 Metodo classico

17 Metodo inondativo

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20 Metodo classico: caratteristiche specificità virulenza/aggressività mobilità capacità riproduttiva adattamento all'ambiente

21 Lotta biologica alle piante infestanti Esempio di introduzione riuscita di insetti in Montana: Aphthona flava

22 Controllo di Salvinia molesta

23 Controllo di Salvinia molesta

24 Patogeni

25 Metodo classico: impiego di funghi FUNGO Entyloma compositarum Melampsora euphorbiae Phragidium violaceum Puccinia abrupta var. parthenicola Puccinia cardui-pycnocephali Puccinia chondrillina Puccinia expansa Puccinia jaceae Puccinia punctiformis Uromyces heliotropii Uromyces rumicis Uromycladium tepperianum INFESTANTE Ageratina riparia Euphorbia esula Rubus constrictus Parthenium hysterophorus Carduus pycnocephalus Chondrilla juncea Senecio jacobaea Centaurea solstitialis Cirsium arvense Heliotropium europaeum Rumex spp. Acacia saligna

26 Chondrilla juncea / Puccinia chondrillina

27 Micoerbicidi Funghi patogeni di piante infestanti caratterizzati da una elevata virulenza nei confronti dell ospite che, impiegati in formulati con modalità analoghe a quelle degli erbicidi tradizionali, permettono di contenere lo sviluppo delle specie indesiderate

28 Metodo inondativo: Caratteristiche virulenza specificità possibilità accrescimento in vitro velocità di azione adattabilità all'ambiente facilità di somministrazione compatibilità con pesticidi chimici

29 Prodotti commerciali Prodotto Anno Patogeno Infestante Coltura Paese Biochon 1997 Chondrostereum purpureum Prunus serotina Foreste Olanda BioMal 1992 C. gloeo. f. sp. malvae Malva pusilla Frumento Canada Camperico 1997 Xanth. campestris pv. poae Poa annua Campi da golf Giappone CASST 1983 Alternaria cassiae Cassia spp. Soia, arachidi USA Chontrol 2004 Chondrostereum purpureum Infestanti arboree Foreste Canada Collego 1982 C. gloeo.f. sp. aeschynomene Aeschynomene virginica Riso, soia USA DeVine 1981 Phytophthora palmivora Morrenia odorata Agrumi USA Dr BioSedge 1987 Puccinia canaliculata Cyperus esculentus Soia, mais, patata USA Hakatak 1999 Colletotrichum acutatum Hakea gummosis Ambienti naturali Sud Africa Lubao 1963 C. gloeo. f. sp. cuscutae Cuscata spp. Soia Cina Myco-Tech 2004 C. purpureum Infestanti arboree Foreste Canada SARRITOR 2008 Sclerotinia minor Taraxacum officinale Prati e pascoli Canada Smolder 2005 Alternaria destruens Cuscuta spp. Varie USA SolviNix 2008 TMG mosaic virus Solanum viarum Pascoli USA Stumpout 1997 Cylindrobasidium leave Acacia spp. Ambienti naturali Sud Africa Woad Warrior 2002 Puccinia thlaspeos Isastis tinctoria Margini stradali USA

30 Collego A base di Colletotrichum gloeosporioides f.sp. aeschynomene, registrato negli Stati Uniti nel 1982 dalla TUCO Division per la lotta selettiva contro la leguminosa infestante Aeschynomene virginica, nelle colture di riso e soia. E' un formulato polverulento contenente il 15% di spore, in grado di infettare foglie, piccioli e fusti, oltre che semi e plantule. Le lesioni sono visibili 7-10 giorni dopo l applicazione, consentendo un controllo del %.

31 Collego

32 CAMPERICO Xanthomonas campestris pv poannua Infestate: : Poa annua Campo di applicazione: Campi da golf

33 Myco-Tech - Stumpout

34 Erbicida virale: SolviNix

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36 Sarritor

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38 2 settimane 6 settimane 2 settimane 5 mesi

39 Un anno dopo l applicazione

40 Ostacoli BIOLOGICI o Virulenza o Stabilità o Interazioni AMBIENTALI o Aria o Terreno o Acqua TECNOLOGICI o o Produzione Formulazioni COMMERCIALI o o o o Dimensione mercato Costi produzione Registrazione Problemi legali

41 Strategie di miglioramento Biologiche Tecnologiche Integrate Genetiche Nuovi bersagli Nuovi agenti Impiego multiplo di patogeni Tossine + patogeni Insetti + Metodi patogeni di produzione Formulazioni Agricoltura di precisione Prodotti chimici Soppressori dei meccanismi di difesa Taglio Aumento virulenza Geni di tossine Resistenza ai pesticidi Biomarkers

42 Sostanze naturali

43 Impiego di sostanze naturali Sostanze bioattive per impiego diretto Nuovi meccanismi di azione Strutture base per nuovi erbicidi

44 Origine di nuove sostanze ad attività erbicida da microrganismi fitopatogeni: fitotossine da piante: sostanze allelopatiche da altri organismi: metaboliti bioattivi

45 Crescita del fungo e produzione di tossine H OH 6' CH 2 H O HO 4' 5' 2' 1' HO 3' H OH H H 1 COOH CH CH 2 CH CH CH 2 CH COOH NH NH 2 Ascaulitoxin OH NH 2 5 NH 2 4 H 1 N H 3 2 H trans-4-aminoproline COOH 1 HOOC CH CH 2 CH CH CH 2 CH COOH NH 2 NH 2 OH NH 2 Ascaulitoxin aglycone (2,4,7-triamino-5-hydroxyoctandioic acid)

46 Tossine di Ascochyta caulina Equisetum sp. Inula viscosa Rubus fruticosus

47 Erbicidi basati su sostanze naturali Glufosinate Glyphosate DL-Phosphinothricin (Glufosinate ammonio) Bialaphos L-Alanyl-L-alanyl-phosphinothricin

48 Sostanze allelopatiche leptospermone (Callistemon citrinus) sulcotrione (trichetone) mesotrione (trichetone) coumarin (cumarina p.d) scopoletin (idrossicumarina) psoralen (furanocumarina)

49 Individuazione dei meccanismi di azione e dei siti attivi 1,8-cineolo (eucaliptolo) 1,4-cineolo Cinmethylin

50 Plant Protection Products and Environmental Fate - Bari, 18 Ottobre 2012 GRAZIE maurizio.vurro@ispa.cnr.it