UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRENTO Facoltà di Economia Corso di Laurea in Economia e Commercio

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRENTO Facoltà di Economia Corso di Laurea in Economia e Commercio Tesi di ricerca POTENZIALITA E SOSTENIBILITA DELL UTILIZZO DEGLI AGENTI DI BIOCONTROLLO NELLA COLTIVAZIONE DELLA FRAGOLA IN AMBIENTE MONTANO Relatrice: Prof.ssa Roberta Raffaelli Laureanda: Riccarda Moser Anno accademico

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3 A Ricky Per ricordare questo bellissimo periodo della mia vita che è giunto a termine e per non scordare tutto quello che ho dovuto fare per poter arrivare fino ad oggi.

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5 INDICE INTRODUZIONE 1 1 UNA NUOVA FRONTIERA PER I PROBLEMI FITOSANITARI: GLI AGENTI DI BIOCONTROLLO (BCA) L uso dei fitofarmaci e la normativa relativa ai livelli massimi di residui di pesticidi ammessi negli alimenti Gli agenti di biocontrollo I tre approcci principali del controllo biologico Metodo classico (importazione) Metodo inondativo (accrescitivo) Metodo conservativo Cenni storici del controllo biologico L uso dei BCA in programmi attuali di lotta integrata per il controllo di parassiti,malerbe e malattie I vantaggi nell uso dei BCA Gli svantaggi nel uso dei BCA Alcuni effetti ambientali dei BCA Barriere al successo e alla commercializzazione dei BCA Il futuro dei BCA 40 2 LA FRAGOLA: DIFESA E MERCATO 43 I PARTE: LA DIFESA 2.1 Le principali avversità della fragola 43 I

6 2.2 Tecniche di coltivazione Coltivazione in suolo o in pieno campo Coltivazione fuori suolo o programmata 47 II PARTE :IL MERCATO 2.3 Il mercato mondiale della fragola Il commercio estero La coltura della fragola in Italia Esportazioni e importazioni delle fragole italiane Consumi italiani delle fragole La redditività di tale comparto La fragolicoltura in Trentino I mercati di sbocco della fragola trentina Analisi dei costi di produzione e della redditività del settore delle fragole in Trentino La situazione in provincia di Trento La difesa in provincia di Trento L A.P.A.S.O VALUTAZIONE ECONOMICA La prova in campo Risultati e discussione 76 4 RILEVAZIONE EMPIRICA SU ALCUNE AZIENDE Obiettivi, basi teoriche, ipotesi e metodologie di ricerca adottate La progettazione e la costruzione del questionario Analisi e discussione dei risultati della rilevazione empirica Presentazione del campione Informazioni relative alla conoscenza dei BCA Risultati relativi alle caratteristiche percepite dei BCA 95 II

7 4.3.3 Informazioni relative alla fiducia e all uso dei BCA nella fragolicoltura trentina Risultati relativi alle problematiche riscontrate Risultati relativi alle strategie per promuovere i BCA 106 CONCLUSIONI 113 RINGRAZIAMENTI 123 BIBLIOGRAFIA 125 ALLEGATI III

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9 INTRODUZIONE Molto spesso in agricoltura si è portati a parlare di quei fattori, sostanzialmente scientifici e tecnologici, finalizzati all incremento produttivo. Oggi, però l agricoltura non può più essere vista solo come un semplice processo produttivo, come in passato, ma deve saper crescere con le nuove esigenze del consumatore e del mercato e saper rispondere delle aspettative sempre più ampie e proiettate al futuro. Essa deve cercare di conciliare contemporaneamente due aspetti ormai fondamentali: l esigenza economica del produttore, perché l agricoltura rimane un attività imprenditoriale e come tale esige un suo giusto reddito, e il mantenimento dell integrità delle risorse naturali, per assicurare le potenzialità produttive anche alle generazioni future attraverso un'agricoltura sostenibile sia dal punto di vista ambientale sia da quello sociale. Bisogna, quindi, sviluppare tecnologie e pratiche agronomiche e colturali capaci di mantenere o aumentare la qualità del suolo e del prodotto ottenuto e allo stesso tempo di migliorare le prestazioni delle piante e degli animali, riducendo gli scarti produttivi. Si parla quindi di un agricoltura sostenibile. Ma cosa significa? Concetto di agricoltura sostenibile Dare una definizione di agricoltura sostenibile risulta assai complesso date le numerose definizioni trovate. Pretty (2000) definisce l agricoltura sostenibile come quell insieme di tecnologie e pratiche che massimizzano la produttività della terra cercando di minimizzare i danni sia allo stock delle risorse naturali (suolo, acqua, aria e biodiversità) sia alla salute umana (agricoltori ed altri residenti nelle zone rurali, e consumatori). Un agricoltura, perciò, in grado di preservare l ambiente utilizzando tecniche adeguate, remunerative e socialmente desiderabili (FAO, 1999). Da quanto sopra emerge, quindi, che la sostenibilità si compone di tre dimensioni: economica, ambientale e sociale (OECD, 1999). 1

10 La dimensione economica Essa concerne l idoneità a salvaguardare una capacità produttiva in grado di soddisfare i bisogni correnti e futuri, attraverso l uso efficiente delle risorse naturali. In pratica si tratta di massimizzare la produzione dato un insieme fisso di input. La dimensione ambientale Essa fa riferimento all abilità di mantenere le risorse naturali in quantità sufficiente, riducendo i possibili danni e favorendo al contempo gli effetti benefici prodotti dall attività agricola sull ambiente circostante. Questa dimensione punta, quindi, sui processi di natura biologica, sulla biodiversità e sulla protezione delle risorse genetiche. Essa è generalmente considerata in relazione agli stili di vita umani, cioè al livello di funzioni ambientali richieste per sostenere un particolare stile di vita o al livello di attività economiche (Ekins, 1997). La dimensione sociale Questa dimensione riguarda l attitudine a mantenere un equità sociale, intergenerazionale e intragenerazionale, accettabile nella distribuzione dei redditi (all interno del settore agricolo e tra tale settore ed il resto dell economia), nei prezzi equi per produttori e consumatori, nell equilibrio delle opportunità occupazionali tra aree rurali e urbane. Riflette inoltre la capacità del sistema di supportare adeguatamente i produttori da parte sia delle comunità sociali sia delle istituzioni. Inoltre si riferisce alla capacità di alcune tecniche agronomiche di ridurre il rischio per la salute umana dei consumatori, agricoltori e residenti. L agricoltura sostenibile si prefigge, in sintesi, l obiettivo di coltivare in modo efficiente e produttivo preservando e migliorando l ambiente e le comunità locali, 2

11 prevedendo il minimo impiego possibile di elementi estranei quali fertilizzanti e pesticidi pur continuando a produrre raccolti con una resa elevata e una buona qualità. Il tutto facendo in modo che gli eventuali effetti nocivi sull ambiente siano minimizzati e contribuendo a migliorare le condizioni per i membri della comunità locale mediante la creazione di posti di lavoro e la tutela dell ambiente. Il concetto di agricoltura sostenibile racchiude in sé, quindi, un sistema agricolo economicamente vitale, eco-compatibile e socialmente giusto (Barnett, 1995). In agricoltura, tuttavia, come in ogni altro sistema, la produttività si misura rapportando i risultati ottenuti con i fattori introdotti per ottenere la produzione. Il risultato considerato è perciò solo la resa produttiva delle piante in termini di quantità, anche se la produzione potrebbe causare delle esternalità. Le esternalità possono essere positive o negative e possono influenzare il benessere generale o modificare l ambiente esterno. Esempi di esternalità negative dovute alla produzione sono: l inquinamento del terreno e delle falde acquifere dovuto alla deriva dei pesticidi, il rischio per la salute degli essere umani, degli animali e dell ecosistema. Per avere una misura corretta della sostenibilità di un sistema agricolo bisogna considerare e valutare anche tali esternalità. Gli studi, relativi la valutazione dei costi economici dovuti alle esternalità sull ambiente e sulla salute umana, sono però ancora pochi, nonostante siano disponibili analisi delle possibili interazioni e dell incidenza specifica dei pesticidi correlata ai danni ambientali (Steiner et al., 1995). Questo perché molte delle conoscenze base e delle metodologie di ricerca necessarie per capire gli effetti delle esternalità sono ancora in via di sviluppo (Barnett, 1995). Inoltre, anche se alcune di esse possono essere quantificate, la maggior parte di esse coinvolgono beni che non hanno mercato e/o dipendono da controversie su quale sia il valore monetario da attribuire loro (Steiner et al., 1995). In agricoltura, alcune esternalità negative per l ambiente e per la salute degli esseri viventi derivano dall applicazione e uso degli antiparassitari necessari per la protezione delle piante contro i patogeni. Per agevolare il processo di valutazione degli effetti negativi associati all uso dei pesticidi, questi vengono suddivisi in una pluralità di costi (Steiner, 1995): 3

12 costi necessari per il controllo chimico: costi per la registrazione dei principi attivi, per la certificazione di un programma di sicurezza e per informare l agricoltore. costi dovuti agli effetti acuti e cronici sulla salute dell uomo costi ambientali come l inquinamento, la riduzione dei nemici naturali, la comparsa di nuovi parassiti o di specie più resistenti, la perdita di altri organismi viventi e la morte di alcuni animali domestici. Sono compresi anche i costi relativi al monitoraggio della contaminazione del terreno e delle falde acquifere. Tuttavia, quantificare il loro costo risulta essere un compito molto difficile a causa della diversità delle sostanze chimiche usate nei trattamenti, del loro impatto ambientale, del diverso metodo di applicazione e delle caratteristiche specifiche dell ambiente in cui sono immesse (Barnett et al., 1995). Inoltre, a tutto ciò si aggiunge anche il fatto che, come risultato della resistenza ai fitofarmaci, il sistema agricolo è attualmente, più incline agli attacchi di nuovi parassiti, al ritorno di vecchi parassiti, alla mortalità dei nemici naturali e all insorgenza di nuovi parassiti, (Gurr et al., 1998). Lo sviluppo della resistenza verso i pesticidi assieme alla percezione del rischio associato alla modificazione genetica delle piante e la preoccupazione sugli effetti deleteri dei fitofarmaci sull ambiente e sulla salute umana hanno dato un forte impulso alla ricerca che si è orientata verso lo sviluppo di nuove tecniche e mezzi di difesa sostenibili per la protezione delle piante. Incominciano così a farsi strada nel mondo agricolo tecniche alternative all uso incondizionato dei fitofarmaci come la lotta integrata, la lotta biologica e l agricoltura biodinamica. Fra i vari mezzi di difesa della lotta biologica, particolare attenzione è rivolta ai biocontrol agents, noti comunemente in Italia con il termine impropriamente tradotto agenti di biocontrollo. Essi sono dei microrganismi viventi o vitali 4

13 (patogeni, insetti, acari predatori, virus degli insetti), naturalmente esistenti nell ambiente, usati per controllare la popolazione di un organismo non desiderato (parassita) entro una determinata soglia in modo tale che la densità di popolazione del parassita non possa provocare danni alla coltura (Chalet, 2002). Grazie al loro basso impatto ambientale e all assenza di residui chimici nel prodotto finale, gli agenti di biocontrollo (che d ora in poi chiameremo BCA) sono uno dei mezzi più promettenti (Pritts, 2000) per il futuro nella difesa delle piante contro patogeni e parassiti, rappresentando una valida alternativa all uso dei fitofarmaci tradizionali, con notevoli benefici per il consumatore, l agricoltore e l ambiente. Tali agenti offrono, infatti, un prodotto più sicuro per il consumatore, poiché essendo microrganismi naturalmente presenti nell ecosistema, sono in grado di degradarsi e non lasciare residui sui prodotti destinati alla consumazione. Inoltre gli agenti di biocontrollo attualmente disponibili sul mercato sono privi di rischi per la salute umana in quanto sono scelti tra i microrganismi che non producono sostanze pericolose o tossiche per l uomo. Possedendo una tossicità irrilevante per l uomo, possono quindi contribuire a ridurre il rischio di intossicazioni acute o croniche per i lavoratori che effettuano i trattamenti in campo. Un ulteriore beneficio per l agricoltore è costituito dal fatto che generalmente è possibile compiere trattamenti prossimi alla raccolta, in quanto anche il tempo di carenza può essere molto breve o non esistere affatto. Tali agenti hanno, inoltre, un minor impatto sull ambiente, sulla fertilità del terreno e sulle falde acquifere (Hokkanen & Lynch, 1995). I BCA, oltre ad essere usati in agricoltura biologica, potrebbero essere usati anche là dove i parassiti hanno sviluppato una resistenza ai mezzi di difesa tradizionali, dove l uso di pesticidi è vietato o sta per esserlo (caso del bromuro di metile 1 ) o dove ancora oggi non esistono tecniche efficienti contro specifici parassiti. Considerando le prospettive di sviluppo di questi nuovi agenti, l attenzione del ricercatore è rivolta soprattutto all individuazione di agenti più efficaci nella protezione contro le malattie e allo studio del loro meccanismo d azione. È necessario, tuttavia, non trascurare alcuni aspetti cruciali come la valutazione 1 Un gas biocida vietato dal 01/01/2005 5

14 economica sia di una loro introduzione in un sistema di protezione integrata e sia dei possibili vincoli socio-economici legati alla fase di attuazione nell ambiente agrario che potrebbero impedire o ritardare l introduzione e l uso degli stessi nella realtà agricola. L obiettivo dello studio compiuto è di verificare la potenzialità e la sostenibilità dell utilizzo di alcuni agenti di biocontrollo nella coltivazione della fragola in ambiente montano, prima attraverso una ricerca bibliografica dei loro benefici e svantaggi ed in seguito mediante sia una valutazione economica degli stessi applicati da soli o in un programma di lotta integrata e sia una rilevazione empirica. L analisi economica, sviluppata su dati ottenuti da un esperimento compiuto dal Centro SafeCrop presso l Istituto di San Michele all Adige nella provincia di Trento, ci porta a valutare alcune differenti tecniche di lotta ai parassiti ( 11 strategie di cui quattro di lotta integrata, tre di BCA e lotta integrata, tre che contemplano l uso esclusivo di BCA e una che fa da testimone) in termini di costi del trattamento, percentuale di produzione persa e presenza di residui sul prodotto finale. Si analizza quanto esse siano sostenibili sia dal punto di vista economico, sia sociale (per il produttore: qual è la soglia di danno accettabile oltre la quale egli non è disposto a scendere; per il consumatore: un prodotto con minor residuo possibile) e sia dal punto di vista ambientale. In seguito ai risultati ottenuti dalla valutazione economica, si è reso necessario capire come l uso di tali agenti viene considerato e gestito nella realtà, rimanendo sempre nell ambito della fragolicoltura trentina. 6

15 Gli obiettivi della rilevazione empirica sono stati quelli di: testare il livello di conoscenza riguardante i BCA, comprendere che cosa può influenzare la fiducia in un metodo di controllo biologico identificare i problemi che gli agricoltori hanno riscontrato durante l uso degli stessi individuare le strategie capaci di catalizzare l introduzione su ampia scala degli agenti di biocontrollo. La scelta di approfondire l argomento in un settore particolare come quello della fragola, deriva dalla constatazione che essa rappresenta per la maggioranza dei consumatori uno dei frutti più piacevoli e desiderati, un prodotto dal fascino particolare ( che si colloca sopra gli altri prodotti ortofrutticoli. Un altro motivo che ha spinto lo studio verso tale prodotto è che essa è collocata nella lista dei dieci prodotti da evitare a causa della presenza di residui chimici presenti al momento della raccolta (Ames, 2003). Nello specifico il lavoro è stato suddiviso ed organizzato in quattro capitoli, il cui contenuto è descritto brevemente qui di seguito: Il capitolo 1 riporta le principali caratteristiche degli agenti di biocontrollo, i loro vantaggi, svantaggi e le barriere sia al loro successo sia alla loro commercializzazione su ampia scala. Il capitolo 2 presenta un quadro generale relativo alla difesa e al mercato della coltura della fragola. Nella prima parte, relativa alla difesa, sono descritte le diverse normative in materia di protezione fitosanitaria e di livelli massimi di residui di sostanze chimiche ammessi nel prodotto finale, 7

16 le principali avversità e le tecniche di coltivazione della coltura della fragola. Nella seconda parte, riguardante il mercato, viene fatto, appunto, un quadro generale del mercato di tale coltura nel mondo, in Europa, in Italia e in Trentino. Inoltre viene valutata la redditività di tale settore in Trentino. Il capitolo 3 è dedicato alla valutazione economica delle diverse strategie di lotta integrata e di lotta biologica utilizzate per controllare una malattia fungina (Sphaerotheca macularis o più comunemente conosciuta come oidio) nella coltivazione della fragola fuori suolo in Trentino. Il capitolo 4 riporta le modalità di svolgimento della rilevazione empirica effettuata e l analisi dei risultati ottenuti con il questionario. 8

17 1. UNA NUOVA FRONTIERA PER I PROBLEMI FITOSANITARI: GLI AGENTI DI BIOCONTROLLO (BCA) 1.1 L uso dei fitofarmaci e la normativa relativa ai livelli massimi di residui di pesticidi ammessi negli alimenti. Fino dagli albori dell agricoltura, la produttività delle colture è stata minacciata dagli insetti parassiti, dalle malattie provocate da funghi, batteri e virus e dalle erbe infestanti. Si stima che questi parassiti e patogeni possano causare una riduzione delle rese produttive anche pari e oltre al 20% nelle principali colture mondiali (Assante, 1999). Gli agricoltori hanno da sempre cercato, quindi, di ridurre le perdite e di ottenere raccolti più sani. Il mezzo più comune, a partire dagli anni Trenta fino ad oggi, per rispondere a questi problemi, è stato l uso di prodotti fitosanitari. I prodotti fitosanitari sono sostanze chimiche utilizzate per proteggere i raccolti, appunto, dagli insetti (insetticidi), dalle piante infestanti(diserbanti), dall attacco dei funghi (fungicidi) e anche da quello dei roditori (ratticidi). Nella agricoltura moderna essi hanno assunto un ruolo di notevole importanza ed hanno permesso di ottenere un notevole incremento nelle rese delle principali colture. Oltre a ciò, si aggiungono altri vantaggi: l industria alimentare ha avuto a disposizione materia prima di qualità superiore e più uniforme ed il consumatore ha visto una forte riduzione dei costi dei prodotti alimentari ( ). Tuttavia, con l incremento dei pesticidi, avvenuto soprattutto a partire dalla seconda metà del secolo scorso, è aumentata anche l esposizione dell essere umano e dell ambiente ad un numero elevato di molecole chimiche di sintesi. L esposizione può essere diretta, come per chi usa i pesticidi nelle operazioni agricole, o indiretta, come per chi vive o frequenta l ambiente circostante a quello in cui vengono impiegati. Molte delle sostanze chimiche contenute nei fitofarmaci sono tossiche. Per questo l esposizione continua potrebbe aumentare il rischio di intossicazioni acute o croniche per i lavoratori che li utilizzano. Inoltre i residui 9

18 superiori ad una soglia di sicurezza nei prodotti destinati al consumo aumentano i rischi per la salute del consumatore. In aggiunta possono essere elencati i rischi ambientali, in particolare l inquinamento del suolo e delle falde acquifere, la diminuzione della biodiversità e la scomparsa di alcune specie di microrganismi utili (Barnett et al., 1995). A sostegno della rilevanza dei costi dovuti alle esternalità dei pesticidi, riportiamo i risultati di uno studio fatto da Barnett (1995) negli Stati Uniti (Tabella 1). L ammontare dei costi supera i milioni di dollari, una cifra che non passa di certo inosservata e che fa riflettere. Tabella 1: I costi delle esternalità negli Stati Uniti. Esternalità Valore (in milioni di $) Costi di controllo chimico 213 Costi di controllo inquinamento 813 falde acquifere Effetti acuti su salute uomo Effetti cronici su salute uomo 61-? Perdita di insetti utili Perdita di pesci 3-21 Perdita di vita selvatica Totale Fonte: Barnett V., Payne R., Steiner R.A, Agricultural Sustainability: Economic, Environmental and statistical Considerations, John Wiley & Sons Ltd, 1995, pag.222. É evidente, quindi, la necessità da parte dei diversi governi di disciplinare in modo sempre più rigido l applicazione degli antiparassitari in agricoltura mediante l emanazione di direttive volte a regolamentare l uso dei pesticidi, a definire degli standard di sicurezza e a garantire il monitoraggio dei residui negli alimenti legati all uso dei fitofarmaci. Quindi, per rispondere alle crescenti preoccupazioni legate ai potenziali effetti negativi sulla salute umana e sull ambiente e per ridurre tali rischi, le sostanze chimiche impiegate negli antiparassitari sono sottoposte a rigide 10

19 procedure sperimentali prima di essere ammesse alla registrazione da parte delle autorità europee o nazionali e quindi prima dell immissione sul mercato. I test, compiuti durante il processo di registrazione di un antiparassitario, devono dimostrare che il prodotto, alle dosi previste per l uso: sia efficace; non abbia effetti collaterali negativi sugli esseri umani, durante l utilizzo o in seguito come residuo che possa rimanere nei prodotti alimentari; non abbia effetti ambientali negativi. L evoluzione dell interesse dei consumatori verso la salubrità degli alimenti ha indotto inoltre la Commissione Europea ed i governi nazionali a considerare come priorità strategica il raggiungimento di standard sempre più elevati nell ambito della sicurezza alimentare. Nell ottica del raggiungimento di un elevato livello di sicurezza vengono fissati dei livelli massimi di residui di pesticidi ammessi nel prodotto destinato al consumo. I livelli massimi di residui ammessi (dall inglese Maximum Residues Level, MRL) furono inizialmente stabiliti dalle seguenti Direttive Europee: la Direttiva del Consiglio 86/362/CEE relativa ai livelli massimi di residui di antiparassitari nei cereali; la Direttiva del Consiglio 86/363/CEE relativa ai livelli massimi di residui ammessi negli alimenti di origine animale (ossia la carne, il latte e i prodotti derivati); la Direttiva del Consiglio 90/642/CEE relativa ai livelli massimi di residui di antiparassitari nei prodotti di origine vegetale, inclusi gli ortofrutticoli. Per questi ultimi, la Direttiva della Commissione 79/700/CEE stabiliva 11

20 anche i metodi di campionamento per il controllo ufficiale dei residui di pesticidi. I limiti fissati dalle direttive sono quelli che risultano coerenti con una buona pratica agricola negli Stati membri e nei paesi terzi da cui i prodotti alimentari sono importati e rappresentano la quantità massima di residuo che può essere tollerata in un prodotto alimentare. I livelli dei residui sono stabiliti, quindi, dopo un attenta valutazione degli eventuali rischi derivanti ai consumatori di vari gruppi di età e sono ammessi solo se considerati sicuri. Essi hanno lo scopo di tutelare il consumatore, ma va anche ricordato che essi non raggiungono mai i limiti di tossicità. Il limite legale massimo di residui ammessi su una coltura viene stabilito, infatti, in base a studi tossicologici in cui vengono presi in considerazione il NOEL (no effect level) della sostanza, e la ADI (acceptable daily intake) intesa come la quantità di quella sostanza che può essere assunta per l arco di tutta una vita senza che siano riscontrati effetti nocivi: il valore ottenuto viene a sua volta diviso per un fattore di sicurezza compreso tra 10 e 100 ed è un valore di gran lunga cautelativo. Nel 1991, fu emanata una Direttiva del Consiglio UE 91/414/CEE, riguardante specificatamente l approvazione e l impiego dei fitofarmaci e la disposizione degli stessi sul mercato. Secondo la Direttiva 91/414/CEE le sostanze attive dei fitofarmaci devono essere esaminate sotto numerosi aspetti quali: tutela del consumatore, residui, protezione del lavoratore, impatto ambientale, ecotossicologia. Inoltre, prima di autorizzare al commercio un antiparassitario, è necessario dimostrare che sia sicuro sia per gli utilizzatori durante l applicazione sia per i consumatori e sia per l'ambiente. Questa è stata recepita in Italia con il decreto legislativo n 194 del 17/3/1995, cui sono seguite altre disposizioni a perfezionamento di altre direttive europee sulla stessa tematica. La legge interviene anche a dettare una disciplina generale di impiego, che sostanzialmente obbliga gli utilizzatori dei prodotti fitosanitari: 12

21 ad attenersi alle indicazioni riportate in etichetta che dunque ha valore normativo e prescrittivi ad operare in conformità ai principi di buona pratica agricola (G.U. del 5 febbraio 1997 n 29) a tener conto dei principi di lotta integrata e guidata ( applicazione razionale di un complesso di misure biologiche, biotecnologiche, chimiche, colturali o di selezione vegetale, con le quali si limita al minimo indispensabile l impiego di PF per mantenere i parassiti a livelli inferiori a quelli che provocano danni e perdite inaccettabili economicamente ). In seguito, di fronte alle recenti preoccupazioni circa l'adeguato livello di protezione che i livelli massimi di residui di pesticidi ammessi possono dare, la Commissione ha risposto adottando la Direttiva 99/39/CEE. Essa dispone delle limitazioni severe sull'uso degli antiparassitari nella produzione di alimenti soprattutto per gli infanti ed i bambini in giovane età. Attualmente, i limiti massimi di residui ammessi nei prodotti alimentari sono più di e sono stati fissati per un totale di 133 principi attivi. Tuttavia, per quelle combinazioni di fitofarmaco/prodotto dove non esiste una soglia comunitaria, la situazione non è uguale per tutti e gli stati membri possono, per proteggere la salute dei consumatori, regolare i MRL al livello nazionale. Nel 2003, per ovviare a questo problema e favorire quindi la commercializzazione dei prodotti, la Commissione ha presentato una proposta per revisionare la legislazione in questa area e per valutare la sicurezza dei limiti posti. Lo scopo è di arrivare a fissare dei livelli comunitari per tutte le combinazioni parassita/prodotto. Passando ai fatti e cioè ai controlli effettuati dalla Commissione, nel 2003 viene pubblicato un rapporto in merito al programma di controllo dei residui dei pesticidi svoltosi nel quinquennio La relazione mostra i risultati delle analisi fatte su campioni di frutta, ortaggi e cereali. Dai controlli effettuati è emerso che il 59% dei campioni non contiene residui rilevabili, mentre il 37% 13

22 contiene residui rilevabili uguali o sotto il livello massimo di residuo permesso. In media circa il 3,9% dei campioni supera il MRL e l eccesso varia da 1.3% a 9.1% nei diversi stati membri. Il rapporto rivela inoltre, che nel 18% dei casi analizzati, i residui presenti appartenevano a più di un antiparassitario e che complessivamente c è stato un aumento dei residui trovati in confronto con gli anni precedenti (per esempio 15% nel 2000; 14% nel 1999) (Commission Report, 2003). In seguito per aggiornare la soglie di MRL, tra il 2001 e il 2003 sono stati riesaminati gli stessi antiparassitari e prodotti considerati nel quinquennio (mele, pomodori, lattuga, fragole ed uve da tavola). Dalle analisi si è riscontrato che i residui più frequentemente rilevati sono quelli di fungicidi e insetticidi e che, fra i vari prodotti presi in considerazione, la lattuga e le fragole sono risultati i più problematici. In questi due prodotti, infatti, i residui hanno superato più volte la soglia massima ammessa (nel 3.9% dei casi per la lattuga e nel 3.3% per le fragole). Le fragole sono, quindi, fra i prodotti in cui i residui appaiono più frequentemente fuori norma. Ames (2003) le colloca nella lista dei dieci prodotti da evitare a causa della presenza di residui chimici presenti al momento della raccolta. La ragione è da ricercarsi soprattutto nel tipo di coltivazione che essa richiede. La coltura della fragola impone, infatti, un uso massiccio di pesticidi non solo per aumentare la produzione e ma anche per anticiparla o posticiparla. In Italia, secondo un indagine svolta da Legambiente (Pesticidi nel piatto, 2002) nel 2001 l 1,8% degli alimenti analizzati risultava irregolare, mentre il 29,8% dei campioni presentava residui, seppur al di sotto del limite fissato dalla legge. Nonostante i numerosi controlli eseguiti sui prodotti agroalimentari, gli scrupolosi test a cui devono essere sottoposte i prodotti fitosanitari prima della loro commercializzazione ed il quadro globalmente tranquillizzante per il consumatore italiano, la ricerca deve aiutare sempre più l agricoltura moderna a produrre alimenti che promuovano la salute del consumatore e la salvaguardia dell'ambiente senza nel contempo penalizzare la qualità organolettica o la produttività delle colture. 14

23 1.2 Gli agenti di biocontrollo Abbiamo appena visto come la salvaguardia della salute umana e dell ambiente in cui viviamo sia una delle maggiori priorità della società attuale. Oltre a ridurre l uso degli antiparassitari in agricoltura, i governi, in collaborazione con gli enti di ricerca, stanno nel contempo ricercando e sperimentando delle alternative valide ed efficienti alle sostanze chimiche nella protezione delle colture. Fra queste la più promettente sembra essere l uso di metodi di controllo (o difesa) biologico. I metodi di difesa biologica si basano sulla manipolazione di nemici naturali, come predatori, parassitoidi o patogeni, per ridurre o sopprimere la popolazione dei parassiti, malerbe e patogeni dannosi (Chalet, 2002). La motivazione pratica del controllo biologico (d ora in poi per indicarlo useremo la sigla BC) sta nel limitare la crescita del parassita/patogeno mantenendolo sotto la soglia del danno economico, principalmente attraverso l'azione combinata degli agenti di biocontrollo (BCA) e una varietà di altri fattori: abiotici, biotici, agronomici e varietali. Un agente di biocontrollo può essere, quindi, un predatore, un parassita o una malattia che andrà ad attaccare l insetto o il parassita pericoloso per la pianta. Esso può agire in diversi modi: nutrendosi del parassita/patogeno (iperparassitismo); competendo con parassita/patogeno per lo spazio e/o nutrimento (l agente si sviluppa più velocemente del parassita, colonizza l ambiente vegetale e servendosi delle sostanze alimentari, ne impedisce l insediamento); mediante effetti tossici diretti e indiretti verso il parassita/patogeno, attraverso il rilascio di sostanze antibiotiche e/o tossine; mediante l induzione di meccanismi di difesa nella pianta. 15

24 Per comprendere chiaramente il potenziale che tali agenti hanno sulla regolazione della popolazione e quindi il controllo biologico, è importante capire alcuni concetti di base di biologia e di ecologia della popolazione. In particolare è fondamentale conoscere la dinamica di sviluppo della popolazione, i fattori regolatori della stessa e la concorrenza potenziale fra ed all'interno delle diverse specie dell ecosistema. Tali informazioni sono necessarie per una chiara comprensione della difesa biologica come alternativa possibile alle strategie più tradizionali usate nell azienda agraria per la protezione nei confronti di malattie ed insetti. Aumento della popolazione in assenza dei fattori regolatori E noto che tutti gli organismi viventi sono portati a moltiplicarsi in modo esponenziale. Prendiamo, ad esempio, le mosche, che sono una prova eccellente di questo fatto. Se supponiamo che una mosca ha una vita media (dall'uovo all'adulto) di circa 10 giorni ed ogni femmina può fare circa 120 uova, la prole risultante in appena tre mesi da questa singola femmina potrebbe essere superiore a circa 325 trilioni. Se dovessimo allineare tutti gli individui risultanti longitudinalmente, la linea delle mosche (che ammettono una lunghezza media di 7 millimetri) circonderebbe l'equatore volte ( 2002). Questo tipo di aumento incontrollato della popolazione è conosciuto come sviluppo esponenziale. Per fortuna sia le mosche che gli altri organismi viventi non raggiungono mai livelli così elevati e dannosi. La motivazione è da ricercarsi in molti fattori che, agendo assieme, regolano le popolazioni e fanno in modo che queste rimangano entro una certa soglia ecologica. La soglia ecologica è la popolazione sotto cui una specie causa pericolo o danno ecologico distruggendo dei processi ecologici e/o interessando altre popolazioni di specie che invece sono desiderabili. 16

25 Fattori che regolano la densità di una popolazione: abiotici e biotici In riferimento agli agenti di biocontrollo e ai parassiti, i biologi riconoscono due categorie di fattori che regolano la popolazione di un organismo. Questi fattori sono distinti in abiotici e biotici e ognuno di essi agisce in modo diverso sulla popolazione. I fattori abiotici includono fattori come il tempo, il clima, la disponibilità di un riparo e le barriere geografiche. I fattori biotici invece includono le interazioni fra i membri della stessa specie (concorrenza intraspecifica) così come le interazioni con differenti specie (concorrenza interspecifica). La concorrenza interspecifica include gli effetti regolatori sui predatori attraverso interazioni con gli altri individui delle altre specie presenti. Nel momento in cui una popolazione inizia ad espandersi oltre un certo limite, gli individui della stessa specie cominciano a competere per le stesse risorse quali il cibo, il riparo, i luoghi di deposizione delle uova, ecc... L interazione interspecifica tende ad essere il fattore più importante per mantenere la popolazione sotto la soglia ecologica detta anche capacità di carico (Figura 1). Per contro, i fattori abiotici quali gli uragani, condizioni atmosferiche particolari, le alte temperature, le variazioni nel clima ed il cambiamento nei mezzi di protezione possono ridurre le popolazioni a livelli molto bassi o minimi, al punto tale in cui, per esempio, la popolazione del parassita può essere addirittura eliminata. In conclusione, si può riassumere che entrambe le classi di fattori regolatori, interagiscono entro una popolazione e lavorano assieme per mantenere il livello sotto la soglia. Il grado di validità dal punto di vista operativo dei fattori è data dalla loro efficacia nel mantenere la popolazione sotto la capacità di carico. Sebbene i fattori abiotici possano influenzare queste fluttuazioni, quelli più efficaci sembrano essere quelli biologici. Gli agenti di biocontrollo (parassiti, agenti patogeni e predatori), così come la concorrenza interspecifica, possono agire insieme per regolare validamente le popolazioni sotto la capacità di carico. 17

26 Figura 1: Come viene regolata la capacità di carico dalla concorrenza interspecifica Fonte: Un esempio è dato dall'introduzione di un BCA (ad es. un insetto) su una pianta, in assenza di altre specie differenti che agiscono per mantenere la popolazione in equilibrio. Tipicamente, prima dell'introduzione, i livelli della popolazione del parassita oscillano in modo abbastanza ampio intorno alla sua densità media. Dopo che gli insetti sono stati introdotti, le fluttuazioni della popolazione tendono a diventare sempre più piccole fino ad un punto in cui l'effetto netto è la riduzione della densità caratteristica (Figura 2). Si è osservato che un andamento simile è presente ogni volta che viene introdotto un agente di biocontrollo ( 2002). Figura 2: Come si comporta la popolazione del parassita colpito dagli agenti di biocontrollo Fonte:

27 Per esempio, il seguente grafico rappresenta uno studio fatto su una popolazione di una pianta infestante acquatica in Loussiana negli ultimi 20 anni. Grafico 1: L effetto degli agenti di biocontrollo contro un infestante acquatica. Fonte: Si nota, immediatamente, che le grandi fluttuazioni nello sviluppo della pianta sono avvenute subito dopo i rilasci degli agenti di biocontrollo. Mentre i livelli della popolazione dei BCA andava aumentando, le fluttuazioni sono andate progressivamente riducendosi, con un effetto drastico di riduzione della densità generale di queste infestanti in Loussiana. 1.3 I tre approcci principali del controllo biologico La lotta biologica coinvolge, come abbiamo visto, l uso naturale di predatori, parassiti e malattie per controllare i parassiti. Ci sono tre modi principali per usare i BCA contro la popolazione di parassiti e/o insetti non desiderati Metodo classico (importazione) Esso si basa sulla ricerca nel paese d origine o in un area da cui proviene un parassita, introdotto casualmente in nuovo luogo, di alcuni dei nemici naturali che 19

28 nel luogo d origine sono in grado di attaccarlo e mantenerlo sotto la soglia di danno ecologico. In seguito alla facilità negli spostamenti e al maggior movimento di persone e merci, il rischio d importazione di nuovi parassiti in aree indenni è in rapido incremento. Non sempre purtroppo assieme all insetto dannoso o alla malattia vengono importati i sui predatori/parassiti. Se i nuovi organismi introdotti causano delle perdite, l introduzione di alcuni dei loro nemici naturali può diventare un metodo importante per ridurne il danno. Per favorirne l adattamento, i BCA usati nel controllo biologico sono normalmente ottenuti da una regione climaticamente simile all area in cui poi saranno rilasciati. Questa strategia è valida per massimizzare il tasso di insediamento/colonizzazione degli agenti nell area di utilizzo, garantendone l aumento della popolazione dopo essere stati introdotti (Chalet L.D., 2002) Metodo inondativo (accrescitivo) E un metodo utilizzato per aumentare la popolazione di un nemico naturale. Ciò può essere fatto producendo in massa un parassita in un laboratorio e rilasciandolo nel campo a tempo opportuno. Un'altra tecnica si basa sulla selezione di un BCA più efficace nel controllo biologico e sulla sua introduzione nell ambiente. Gli agenti di biocontrollo prodotti in massa possono essere liberati nel momento in cui il parassita è più suscettibile e debole, o in numeri elevati in modo da possedere un vantaggio numerico rispetto al parassita da combattere. Tuttavia tale metodo, al contrario sia di quello classico sia di quello conservativo in seguito descritto, implica una continua introduzione e non fornisce una soluzione permanente Metodo conservativo Implica l identificazione di tutti quei fattori che limitano l'efficacia di un nemico naturale e di cambiarli in favore della specie favorevole. La conservazione dei nemici naturali comprende sia i fattori di riduzione che interferiscono con i nemici naturali sia le risorse necessarie che li aiutano. 20

29 Il futuro, se eticamente accettato, potrebbe essere rappresentato dalla manipolazione genetica sia di agenti autoctoni che esogeni (con questo termine ci riferiamo agli agenti importati con il metodo classico) per aumentare la loro efficacia contro i parassiti ed una loro successiva introduzione nell ambiente. 1.4 Cenni storici del controllo biologico Una struttura cronologica, in cui si possa vedere lo sviluppo dei vari approcci metodologici del BCA, è utile per considerare come gli input empirici e teorici hanno influenzato l uso dei BCA. I primi tentativi dell uomo di controllare i parassiti che attaccavano le colture e le piante ornamentali, possono fornirci i primi concetti di base e la comprensione del controllo biologico. Scarsi sono i dati storici riguardanti le prime tecniche di lotta biologica. L uso più antico di tale metodo di difesa è da identificarsi con la comprensione che molte specie di organismi viventi controllano altri animali e piante più nocivi, sia nutrendosi di essi, sia concorrendo per le risorse di cui hanno bisogno per sopravvivere. Uno dei primi tentativi di usare un altro organismo vivente per controllare biologicamente una specie parassita o dannosa potrebbe essere il seguente. I primi agricoltori avevano osservato che determinati uccelli, topi e altri roditori erano attratti dai tantissimi insetti presenti nei loro raccolti. Osservando e analizzando il comportamento di alcuni piccoli felini che si alimentavano di questi roditori, gli agricoltori sono arrivati al primo uso del controllo biologico tramite l'addomesticazione del gatto. In seguito, dal 900 d.c. i Cinesi avevano cominciato ad introdurre una determinata specie di formiche predatrici negli agrumeti per proteggere gli aranci dal verme della frutta. Bisogna però arrivare fino al 1762 per avere il primo esempio documentato di introduzione di un agente di biocontrollo per controllare e gestire una specie parassita. Essa è avvenuta quando una specie di uccelli (lo storno triste) è stato 21

30 trasportato dall India nelle isole Mauritius per controllare le locuste (Hanlon, 2004). L'uso del controllo biologico, come alternativa ai mezzi di difesa possibili nella lotta contro i parassiti, ha cominciato ad essere accettato solo intorno alla metà del diciannovesimo secolo. Da qui in poi ha preso il via, in Europa occidentale, l'uso degli agenti biologici quali le vespe, le libellule, i ragni e le coccinelle per controllare una varietà di parassiti. Esempio pratico, ma purtroppo fallimentare di quegli anni, fu il trasporto internazionale dall'america alla Francia di un acaro per controllare la filossera (malattia che colpiva i portainnesti dei vitigni europei)( 2002). Altro caso, questa volta positivo, che mostrava la diffusione a livello mondiale di tale metodo fu quello di un industria californiana di agrumi che stava subendo delle perdite a causa di un'infezione acuta delle piante dovuta ad un tipo di insetto (cocciniglia cotonosa cottony cushion scale ). Probabilmente questo insetto originario dell Australia fu introdotto casualmente in California assieme alle piante d agrumi. Per capire l origine della malattia, fu proposto ad un entomologo di indagare sui nemici potenziali di tale insetto nel luogo d'origine, in altre parole in Australia. Egli trovò un nemico naturale, la coccinella, e introducendo l'insetto nelle coltivazioni infestate della California, vide che in pochi mesi le infezioni furono ridotte drasticamente. Con la seconda guerra mondiale, con la scoperta del DDT nel 1939 da parte di Paul Mueller e fino al 1962, incomincia, per così dire, il periodo della diffusione della difesa chimica, durante il quale la lotta biologica ha ricevuto poco o nessun supporto. Dal 1962 in poi, fino ad oggi, prende invece via il periodo caratterizzato dalla lotta integrata in agricoltura. Questo metodo di controllo è un programma in cui fa il massimo uso di fattori biologici, ambientali e agronomici per ridurre la probabilità degli attacchi di patogeni e per garantire un ambiente sano stimolando i meccanismi di autoregolamentazione del sistema agrario. Durante il primo decennio del ventesimo secolo, il concetto di lotta integrata dei parassiti divenne chiaro e univoco e fu oggetto di studio e promozione da parte di molti ricercatori. 22

31 Inoltre, durante questo periodo il controllo biologico (con i suoi tre approcci: classico, inondativo e conservativo) divenne sempre più importante come alternativa per ridurre la resistenza ai fitofarmaci, che andava progressivamente sviluppandosi. Si fece ricorso alla sperimentazione sia per selezionare agenti migliori dal punto di vista dell efficacia sia per aumentare la loro probabilità di successo. Si abbandonò l approccio chiamato shotgun, dove venivano rilasciati tutti gli agenti disponibili in un solo momento nella speranza di ottenere qualche tipo di controllo e si passò al rilascio di agenti più stabili nell esercitare il controllo dei parassiti per cui erano stati scelti. Il tasso di successo del controllo mediante i BCA aumentò dal 6,6% degli anni Cinquanta al 10,9% degli anni Settanta, fino ad un 14,5% negli anni 80. Questo trend fu influenzato, inoltre, sia dalla teoria ecologica (Hokkanen e Pimentel, 1984) che dagli studi effettuati per la selezione degli agenti. Secondo Hokkanen e Pimentel, l impatto di un dato BCA sulla popolazione parassita e sulla pianta che lo ospita, diminuisce nel tempo come risultato della convivenza che si ha con il parassita e con il meccanismo di difesa attuato dalla pianta. A causa di tal effetto, ritenevano che gli agenti avrebbero avuto un azione più forte contro un parassita verso cui loro non erano mai stati esposti. Ci si attendeva quindi che un BCA, importato dall Europa, potesse avere un maggior impatto sui parassiti autoctoni degli Stati Uniti rispetto a quelli che avevano convissuto nello stesso ambiente. Questa ipotesi si basava su un analisi di dati relativi ad un agente di biocontrollo che aveva riportato un tasso di successo del 75%. Tuttavia successive analisi mostrarono tassi assai meno alti con l uso di BCA coevoluti con il patogeno. Negli anni Novanta i dati relativi all efficacia della lotta biologica erano ancora positivi, ma si registrò un calo nell efficacia che portò il tasso di successo a stabilizzarsi attorno al 10,8%. 23

32 1.5 L uso dei BCA in programmi attuali di lotta integrata per il controllo di parassiti, malerbe e malattie Un metodo per intensificare l uso degli agenti di controllo biologico è l integrazione di questi in un programma di controllo ecocompatibile. Infatti l utilizzo delle tecnologie attuali di difesa biologica, con una maggior integrazione a livello operativo con le procedure convenzionali, può portare all ottenimento di un maggior grado di soppressione dei parassiti. Nonostante questo richieda maggior partecipazione da parte dell agricoltore, il maggior controllo ottenuto e la riduzione dell'uso dei prodotti chimici ne compensano lo sforzo. Tuttavia, prima di introdurre un BCA in un programma di lotta integrata bisognerebbe avere una buona conoscenza del sistema gestionale delle colture e della complessità di parassiti che si andrà a trattare. Una gestione agronomica accurata è, infatti, un fattore critico per assicurare che la scelta, il momento d applicazione e la dose del BCA siano corretti per quella specifica situazione. Quindi se si vogliono usare correttamente e con successo tali agenti in un programma di lotta integrata (IPM), bisogna identificare il parassita ed i nemici naturali, valutare il livello della popolazione dei parassiti e dei nemici naturali, acquistare i nemici naturali specifici e appropriati, liberarli correttamente e controllarne l'efficacia. Possiamo schematizzare tale percorso in quattro punti importanti: 1) conoscenza, 2) indagine e 3) rilascio e 4) intervento. La conoscenza Acquisire una conoscenza completa e pratica del metodo costituisce l elemento più importante per aumentare le probabilità di successo. Le informazioni base dovrebbero essere: la conoscenza degli organismi autoctoni o introdotti che si alimentano delle piante infestanti o parassiti (identificazione delle loro abitudini e dei possibili danni) 24

33 la conoscenza di come gli agenti che si vuole introdurre nel nuovo ambiente sono scoperti nel loro paese d'origine ed infine come sono liberati negli altri paesi la comprensione base del meccanismo del controllo biologico comprendendo le teorie ecologiche, la biologia della popolazione, ecc. i benefici e gli svantaggi dell'uso del biocontrollo. Mentre molte di queste informazioni possono sembrare superflue, la maggior parte, se non tutte, potranno permettere di migliorare questa tecnica di controllo e incrementarne l uso. L indagine Il secondo punto è sviluppare un programma sistematico per esaminare le infezioni della pianta. Ricerche, analisi e indagini periodiche sono importanti per valutare sia il livello della popolazione degli agenti introdotti ed il loro impatto potenziale, che il livello della popolazione del parassita. La valutazione dei numeri e degli effetti sulle due popolazioni, potrà portare ad una visione più chiara e permettere di giudicare meglio i passi successivi necessari per conservare o aumentare gli agenti presenti e per rettificare la situazione in tempo. Tali informazioni non sono facili da raccogliere. Il metodo più semplice, per esaminare il livello di un infezione, è quello di valutare in campo la presenza o l'assenza degli agenti, siano essi autoctoni o introdotti. Questo può essere fatto facilmente grazie alle osservazioni visive, valutando la presenza dell organismo, o i danni causati dall infezione. Il controllo attento dello sviluppo demografico del parassita è un fattore determinante nella lotta integrata con i BCA, sia perché permette di prevedere i possibili problemi fitosanitari, sia perché il controllo biologico dei parassiti funziona meglio come metodo preventivo che curativo. In pratica se sono introdotti nella coltura prima di un'infezione, possono impedire alla popolazione parassita di svilupparsi a livelli tali da danneggiare la produzione prevista. Se invece si attende che i 25

34 parassiti diventino un problema, l effetto dei BCA sarà trascurabile. Di conseguenza l identificazione esatta del problema e del parassita è molto più importante per il controllo biologico che nel caso in cui si usino insetticidi. In aggiunta i BCA agiscono, solitamente, contro uno specifico parassita al contrario dei mezzi chimici tradizionali, che colpiscono un ampio spettro di individui. L indagine, quindi, porta nel lungo periodo ad una conoscenza più approfondita del sito e, oltre a ciò, accresce la consapevolezza dei benefici pratici di questa tecnica di controllo. Il rilascio e l intervento. Una volta che è stato determinato il problema fitosanitario da affrontare, e dopo aver selezionato i nemici naturali da usare, il passo successivo è quello di rilasciarli. Il momento del rilascio dei BCA è il fattore più critico e il primo passo essenziale per raggiungere il successo del controllo biologico, sia se usato come unico mezzo di difesa che in un programma di lotta integrata. Al pari di tutti gli organismi viventi, i BCA hanno specifici requisiti e limiti per la loro sopravvivenza. Le condizioni dell area in cui saranno liberati gli agenti dovrebbero essere prese in considerazione prima del rilascio. Per esempio, alcune specie di acari predatori agiscono meglio in ambienti caldi e asciutti mentre altre hanno una maggior efficacia con un alto tasso di umidità. Oppure può capitare che temperature troppo elevate causino la mortalità degli agenti, riducendone il numero attivo nell attaccare il parassita. Altri BCA, invece, sono influenzati dal periodo dell'anno in cui vengono rilasciati e di conseguenza possono essere meno efficaci se applicati nella stagione sbagliata. Il momento della giornata in cui vengono rilasciati può essere altrettanto importante, soprattutto se il rilascio deve essere fatto all'aperto o in una serra. La luce stessa, infatti, può avere un effetto dannoso sui nemici naturali. Alcuni agenti invece ritardano o rallentano la propria riproduzione e sviluppo se l'illuminazione non è sufficiente, ad esempio nei mesi invernali. Come regola generale, i rilasci dovrebbero essere fatti a 26