L offerta di innovazione nel vigneto in base ai progressi della gestione dello stato sanitario

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1 L offerta di innovazione nel vigneto in base ai progressi della gestione dello stato sanitario P.A. Bianco. DiSAA CIRIVE (UNIMI) Centro interdipartimentale di ricerca per l innovazione in Viticoltura ed Enologia

2 Un tempo si pensava che

3 ..adesso bisogna agire Direttiva n. 128 del 21 ottobre 2009 che istituisce un quadro per l azione comunitaria ai fini dell utilizzo sostenibile degli agrofarmaci (GU-UE n. 309 del 24/11/09) Obiettivi: Art. 1 Istituire un quadro per realizzare un uso sostenibile degli agrofarmaci riducendone i rischi e gli impatti sulla salute umana e sull ambiente e promuovendo l uso della difesa integrata (IPM) e di approcci o tecniche alternativi, quali le alternative non chimiche agli agrofarmaci

4 Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell impatto Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all impianto

5 I problemi attuali restano: Malattia Agente noto? Agrofarmaci disponibili? Modalità di diffusione/controllo del Vettore? peronospora si si non previsto oidio si si np botrite si si np Mal dell esca no No ma? Giallumi (flavescenza dorata e legno nero) Rogna della vite (agrobatterio) si No Si ma.. si no? Virosi Non tutte no Si ma.

6 .e altri ne arrivano Grapevine red blotch

7 Black rot ovvero Marciume nero da Annamaria Vercesi e Silvia Toffolatti (DiSAA)

8 Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell impatto per la salute umana e per l ambiente Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all impianto

9 Uso sostenibile degli agrofarmaci: riduzione dei rischi /riduzione dell impatto..promuovendo l uso della difesa integrata (IPM)..

10 Modello EPI (Etat Potentiel d Infection) Modello per la previsione del rischio di infezioni da parte di Plasmopara viticola Rischio elevato di infezioni con indice EPI positivo Esecuzione del trattamento antiperonosporico Modello utilizzato in Regione Veneto e Lombardia a scopo sperimentale buoni risultati in termini di risparmio dei trattamenti e di efficacia nel contenimento della malattia

11 Inserito nei bollettini di assistenza tecnica dell Oltrepo Pavese : Semaforo verde: basso rischio di infezioni Semaforo arancione: rischio moderato Semaforo rosso: rischio elevato quindi trattamento

12 web assistance per la gestione del vigneto

13 Modelli epidemiologici di legno nero basato sullo studio del ruolo delle piante spontanee e dei potenziali insetti vettori mediante analisi spaziale : SADIE (Nicola Mori UNIPD e Fabio Quaglino - UNIMI) A. retroflexus A. vulgaris C. arvensis C. album M. sylvestris P. lanceolata P. reptans R. acetosa S. arvensis T. pratense

14 CROPS una piattaforma robotizzata universale Il progetto UE CROPS ha mirato a sviluppare un robot multifunzione a elevata modularità e riconfigurabilità adattabile a: diverse operazioni colturali monitoraggio della maturazione raccolta selettiva dei prodotti applicazioni mirata di agrofarmaci diverse colture specializzate vite, melo, peperone da serra

15 Integrazione di prototipi dimostrativi Raccolta robotizzata peperoni in serra commerciale - Rodenrijs (Netherlands), July 2014

16 Esperimenti su malattie fungine della vite Esperimenti di serra su: identificazione automatica e trattamento mirato di aree di vegetazione con sintomi di oidio Differenti repliche di parcelle (5 m x 1,9 m) ottenute sostituendo e riposizionando le piantine

17 Allestimento del robot CROPS per esperimenti di trattamenti mirati su malattie Piattaforma CROPS integrata per identificazione automatica e trattamenti selettivi di focolai R-G-NIR Multispectral camera 3 CCDs 1900x1200pix + RGB Basler Manipulator control PC and power case Precision spraying end effector CROPS manipulator University of Milano (Italy), Feb-Mar 2013 Pump and pesticide circuit contro PC for sensors acquisition and real-time disease detection Encoder

18 R / (R+G+NIR) Sensing: sensori e interpretazione dei dati Sviluppo di moduli di sensoristica e di algoritmi di interpretazione per: individuazione frutto e localizzazione del punto di distacco (imaging multispettrale + TOF) valutazione maturazione in mela e uva (fluorescenza e spettrofotometria ) Individuazione e localizzazione malattie (imaging multispettrale) 0.3 Healthy vs Disease Powd Mild Healthy discriminant R*G / NIR 2

19 Un esempio dei risultati sperimentali Analisi on-the-go di immagini multispettrali (parzialmente sovrapposte) Risultati affiancati per l intera parcella

20 Misure di riferimento (ground-truth) Prima di ogni trattamento robotizzato, la vegetazione è stata oggetto di un rilievo fitopatologico (ground-truth) con registrazione di : posizione estensione intensità dei sintomi del focolaio I focolai rilevati costituiscono i bersagli di riferimento del trattamento robotizzato

21 Risultati complessivi nei trattamenti selettivi su vite Trattamenti mirati su focolai iniziali di oidio della vite in modo totalmente automatico: Trattati 85-95% bersagli reali (in funzione dello stadio dei sintomi della malattia) Ridotta la quantità di fitofarmaci rispetto a uno trattamento convenzionale: riduzione di circa l 80-90% (ovviamente in funzione della ampiezza e distribuzione spaziale dei focolai) E soltanto una dimostrazione di fattibilità tecnica (lontana dalla fattibilità economica) Eppure è la prima applicazione di sempre di trattamenti automatici e selettivi su malattie in colture speciali Nuovi progetti per l applicazione degli stessi approcci ma con una forte semplificazione tecnologica

22 Monitoraggio della resistenza ai fungicidi Antiperonosporici saggi di germinazione delle oospore di Plasmopara viticola Antibotritici saggi di crescita di Botrytis cinerea su terreno liquido metodo semiautomatizzato

23 Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell impatto Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione varietà resistenti induzione di resistenza controllo simbiotico impiego di materiale sano all impianto

24 Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all impianto

25 Utilizzo di induttori di resistenza Romanazzi et al., 2009

26 PLANT HEALTH AND PROTECTION E noto che in natura i batteri endofiti sono in grado di ridurre o prevenire gli effetti dannosi provocati dai patogeni Meccanismi di biocontrollo mediati dai batteri: a) Competizione per una nicchia ecologica o substrato b) Produzione di inibitori allelochimici c) Induzione della risposta sistemica nella pianta ospite (ISR)

27 POTENZIALI APPLICAZIONI FEMS Microbiol Lett 278: 1-9

28 Applicazioni di batteri con agenti di biocontrollo sono già state messe a punto

29 Uso di Mycorrhiza come agenti di biocontrollo per il contenimento delle fitoplasmosi

30 Importanza del metagenoma della vite: la comunica microbica può diventare un alleato affidabile

31 Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all impianto

32 Impiego di batteri per il biocontrollo di fitoplasmi in insetti vettori -A Novel Bacteroidetes Symbiont Is Localized in Scaphoideus titanus, the Insect Vector of Flavescence Dorèe in Vitis vinifera (Marzorati et al., 2006) - Asaia, a versatile acetic acid bacterial symbiont, capable of crosscolonizing insects of phylogenetically distant genera and orders (Crotti et al., 2006) - Multiple symbiosis in the leafhopper Scaphoideus titanus (Hemiptera : Cicadellidae): Details of transovarial transmission of Cardinium sp and yeast-like endosymbionts (Sacchi et al., 2008)

33 Sviluppo di strategie alternative non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all impianto

34 Diagnosi precoce, affidabile, certificata ed economicamente praticabile

35 La NGS (Next Generation Sequencing) sostituirà la diagnostica attuale per l interecettazione dei patogeni? Deep sequencing analysis of viruses infecting grapevines: Virome of a vineyard (Coetzee et al., 2010) Il viroma del vigneto: The Metagenome of a vineyard

36 Febbraio 2015 NEXT GENERATION SEQUENCE: NGS Una modalità per ottenere informazioni complete e rapide sullo stato sanitario della vite

37 Frane in vigneto I vigneti sono sempre più spesso soggetti a fenomeni di dissesto idrogeologico. È stato ampiamente dimostrato che le piante possono esercitare un efficace azione di stabilizzazione dei versanti e per la vegetazione forestale numerosi studi ne quantificano l effetto. Così non è per la vite e tra i pochi lavori vi sono quelli condotti congiuntamente dal DiSAA UniMi (Prof. Gian Battista Bischetti) e dal DST UniPv (Prof.ssa Claudia Meisina) i cui risultati preliminari mostrano come l abbandono dei vigneti può incidere negativamente sulla stabilità dei versanti riducendo la coesione aggiuntiva offerta dalle radici.

38 Vigneto abbandonato per frana

39 Quando la biodiversità non aiuta la corretta gestione dello stato sanitario della vite

40 Grazie per l attenzione..e per le domande