La metodologia. A) seme trattato con Poncho vs B) seme non trattato con Poncho

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1 PROGETTO CONCIA: Valutazione degli effetti sulla produzione finale di granella dell uso di un insetticida neonicotinoide applicato alle sementi di mais RELAZIONE CONCLUSIVA La protezione delle colture da organismi antagonisti costituisce un aspetto rilevante della produzione agricola e della scienza agronomica; la riduzione dei danni viene ottenuta coltivando piante con caratteristiche genetiche di tolleranza-resistenza, applicando pratiche o scelte di tipo agronomico, utilizzando molecole chimiche con effetti insetticidi, acaricidi, fungicidi, erbicidi. In particolare il controllo chimico degli insetti è stato condotto a partire dagli anni 40 del secolo scorso con diverse famiglie di composti chimici via via messi a disposizione dalla ricerca e dall industria quali i clororganici (DDT, Lindano, Aldrin), i fosforganici (Parathion), i carbammati (Carbaryl), i piretroidi (Deltametrina), le benzoiluree (Dichlobenil). I neonicotinoidi costituiscono la classe di insetticidi più recente: studiati alla fine degli anni 80 sono entrati nella pratica produttiva dalla seconda metà degli anni 90, con i principi attivi Acetarmiprid, Thiacloprid, Imidacloprid, Thiamethoxan, Clothianidin. Questi insetticidi sono altamente sistemici e, come tali, in grado di proteggere a lungo le piante trattate; agiscono a livello del sistema nervoso dell insetto fissandosi all acetilcolina e bloccando il passaggio degli impulsi nervosi. I neonicotinoidi vengono utilizzati mediante trattamenti di piena aria su un gran numero di specie arboree (vite, olivo, fruttiferi) ed erbacee (orticole, oleifere, patate). Inoltre grazie alle capacità di agire a bassa concentrazione e di essere assorbiti e rilasciati nelle piante in germinazione, hanno trovato applicazioni quali concianti delle sementi di barbabietola, girasole, mais ed altre specie annuali. In particolare la concia delle sementi di mais con vari principi attivi, i neonicotinoidi, si è diffusa a partire dal e nel 2008 aveva interessato circa il 60% delle dosi commercializzate in Italia. Durante la campagna 2008 venivano segnalate dagli apicoltori e dai servizi veterinari regionali, anomale morie di api bottinatrici in corrispondenza delle aree maidicole, durante il periodo di semina, che andavano ad aggravare un generale stato di sofferenza degli alveari descritto come Colony Collapse Disorder (CCD). Il 17 settembre dello stesso anno un Decreto Ministeriale disponeva la "Sospensione cautelativa dell autorizzazione di impiego per la concia di sementi, dei prodotti fitosanitari contenenti le sostanze attive clothianidin, thiamethoxam, imidacloprid e

2 fipronil, ai sensi dell articolo 13, comma 1, del decreto del Presidente della Repubblica 23 aprile 2001, n. 290, ipotizzando un nesso tra l utilizzo di sementi conciate e la moria delle api. La sospensione cautelativa è stata successivamente prorogata alla campagna 2010 (D.M. del 14 settembre 2009) e quindi della campagna 2011 (D.M. del 16 settembre 2010). Una corretta applicazione della procedura di risk assessment, in vista della decisione finale, implica l approfondimento o l acquisizione dei seguenti elementi conoscitivi: la natura e l entità dell interferenza dei concianti sulle api, la valenza in termini agronomico-produttivi della tecnologia della concia delle sementi, l efficacia dei sistemi di mitigazione del fall-out delle polveri dalle seminatrici. Obiettivo del progetto Concia è contribuire a colmare l evidente deficit conoscitivo in ordine alla valenza della tecnologia della concia e, più precisamente valutare gli effetti sulla produzione finale di granella dell uso di un insetticida neonicotinoide applicato alle sementi di mais. La metodologia La tecnologia della concia del seme con neonicotinoidi è proposta come efficace nel proteggere il germinello e la pianta in sviluppo (fino allo stadio V7-V9) dall attacco degli insetti. Dato l impossibilità di indurre sperimentalmente infestazioni controllate complesse è opportuno privilegiare la numerosità delle osservazioni operando in un gran numero di ambienti rappresentativi delle aree maidicole italiane con dispositivi sperimentali semplici e operativamente dominabili. Sono state considerate due sole tesi: A) seme trattato con Poncho vs B) seme non trattato con Poncho Sono state reperite sementi dell ibrido di mais PR32G44 (individuato come rappresentativo del germoplasma attualmente utilizzato in Italia) appartenenti allo stesso lotto (calibro del granello, anno e luogo di produzione); il seme è stato diviso in due aliquote: la prima (tesi A) è stata trattata con il fungicida Celest e quindi con l insetticida Poncho (p.a. Clothianidin) in ragione di 1.3 mg di p.a. per seme, la seconda (tesi B) è stata trattata con il solo fungicida Celest. Sono stati adottati disegni sperimentali molto semplici e diretti al fine di minimizzare l effetto della variabilità ambientale utilizzando unità sperimentali (strip test o parcelloni) allevati side by side. Lo studio è stato condotto in 65 località-ambienti rappresentativi dell intera area maidicola italiana articolate in differenti reti di sperimentazione:

3 37 località, coincidenti con le reti varietali on farm distribuite prevalentemente in Lombardia ma anche in Piemonte e Veneto, le tesi sono state allevate in parcelloni di mq, side by side senza replicazione. 1 In 9 località sono stati applicati, sempre con modo di operare on farm, schemi sperimentali a blocchi randomizzati con un numero di repliche variabili da 2 a 6. Queste località erano state scelte nell area lombarda posta tra Cremona, Brescia, Bergamo e Lodi, nelle quali erano state rilevate gravi infestazioni di diabrotica. In queste prove sono state effettuate indagini specifiche sull efficacia della concia sula protezione delle radici del mais dai danni delle larve dell insetto. 2 In 19 località sono state utilizzate parcelle di 30 mq (long row plots) inserite nei disegni split-plot a 4 repliche delle prove nazionali agronomicovarietali distribuite in Piemonte. Lombardia, Veneto. Friuli, Emilia Romagna e Toscana. 1 E costituita dall insieme delle reti di sperimentazione delle Regioni Lombardia, coordinata dalla Direzione Generale Agricoltura e ERSAF e realizzata in collaborazione con le Province di Pavia, Milano, Bergamo Brescia Lodi e Cremona nell ambito del progetto Grandi Colture; Piemonte coordinata dalla Direzione Regionale Agricoltura in collaborazione con le Province; Veneto, realizzata da Veneto Agricoltura. 2 è realizzata in collaborazione con la Regione Lombardia

4 I risultati I risultati delle due tesi in studio (T= trattato Poncho; NT= non trattato Poncho) sono riportate in Tabella 1. Le località sono elencate per ordine decrescente delle differenze produttive registrate tra le tesi T e NT. Le colonne a sinistra della tabella indicano i siti e ne specificano la localizzazione, la prima colonna indica la sub rete di sperimentazione (OF= rete on farm ; OF+= rete addizionale on farm in aree con forte pressione di diabrotica; AG= rete prove nazionali). Tab. 1: località in prova e risultati produttivi delle tesi in studio 65 CAMPI : 37 ON FARM + 9 ON FARM ADDIZIONALI + 19 AGRONOMICHE Produzione granella al 14% (q.li/ha) Prova Regione Provincia Località Differenza di produzione replic he PR32G44 PR32G44 conciato Poncho 1 AG FRIULI UD Palazzolo della Stella 73,18 96,35 23, AG VENETO PD Montagnana 139,98 162,68 22,7 4 3 OF LOMBARDIA CR Trigolo 130,55 153,19 22, AG PIEMONTE AL Castelceriolo 132,65 148,08 15, OF LOMBARDIA MN Medole 144,10 159,38 15, OF LOMBARDIA CR Stagno lombardo 131,92 147,15 15, OF VENETO VE Vallevecchia 103,90 118,90 15, AG FRIULI UD Mortegliano 135,15 149,1 13, AG LOMBARDIA BS Castenedolo 112,50 125,75 13, OF LOMBARDIA LO Ossago Lodigiano 155,44 168,63 13, OF LOMBARDIA MI Robecco 135,77 148,32 12, OF LOMBARDIA BS Cigole 135,54 147,33 11, AG LOMBARDIA MN Ostiglia 114,65 126,33 11, OF PIEMONTE CN Scarnafigi 104,07 115,73 11, OF LOMBARDIA CR Castelleone 96,40 107,68 11, OF LOMBARDIA BG Pagazzano 144,77 155,90 11, AG LOMBARDIA MI Caleppio di Settala 167,83 178,78 10, OF LOMBARDIA CR Luignano di Sesto C. 144,33 155,27 10, OF+ LOMBARDIA CR San Bassano 117,86 128,63 10, OF+ LOMBARDIA LO Terranova dei Passerini 124,29 134,62 10, OF LOMBARDIA BS Orzinuovi 118,76 128,69 9, OF+ LOMBARDIA CR Castelgabbiano 105,86 114,99 9, OF VENETO TN Mogliano Veneto 113,2 122, OF LOMBARDIA BG Arcene 120,86 129,83 8, OF LOMBARDIA BS Travagliato 114,80 123,11 8, OF VENETO RO Ceregnano Sasse 121,50 129,80 8, AG VENETO VI Noventa V. 133,65 141,48 7, OF+ LOMBARDIA BS Cigole 108,96 116,6 7, OF LOMBARDIA MI Cisliano 131,43 139,04 7, OF PIEMONTE TO Vische 109,56 117,16 7,60 1

5 31 OF+ LOMBARDIA CR Soncino 114,26 121,45 7, AG EMILIA ROM. FE Ambrogio 133,73 140,28 6, OF LOMBARDIA PV Bereguardo 108,60 114,93 6, OF LOMBARDIA CR Spinadesco 109,73 114,75 5, OF PIEMONTE CN Cuneo 152,68 157,38 4, OF LOMBARDIA CR Castelleone 100,95 105,38 4, OF VENETO TV Parcianello 121,13 125,54 4, AG VENETO VI Lonigo 119,58 123,65 4, AG LOMBARDIA BG Bergamo 145,75 149,33 3, OF LOMBARDIA MI Albairate 137,92 141,31 3, AG VENETO RO Villadose 140,98 143,75 2, OF VENETO TV Florian 116,44 119,15 2, OF PIEMONTE AL Alessandria 131,62 134,29 2, OF PIEMONTE CN Savigliano 162,22 164,88 2, OF+ LOMBARDIA CR Trigolo 129,84 132,36 2, OF VENETO TV Florian 119,18 121,1 1, OF PIEMONTE CN Fossano 152,06 153,65 1, OF LOMBARDIA BS Carpenedolo 126,66 128,10 1, OF PIEMONTE BI Cavaglia 133,05 134,27 1, OF LOMBARDIA MI Cuggiono 125,34 126,20 0, AG LOMBARDIA CR Luignano di Sesto C. 107,93 108,65 0, AG FRIULI UD Codroipo 153,28 152,98-0, AG LOMBARDIA LO S.Angelo Lodigiano 124,80 124,20-0, OF+ LOMBARDIA BG Fontanella 127,03 126,16-0, OF+ LOMBARDIA CR Palazzo Pignano 128,52 127,3-1, OF PIEMONTE TO Villareggia 143,31 141,78-1, OF+ LOMBARDIA CR Ripalta Arpina 115,51 113,76-1, OF LOMBARDIA LO S.Angelo Lodigiano 143,16 140,41-2, AG PIEMONTE TO Vigone ,65-3, AG EMILIA ROM. PR Parma 143,65 140,1-3, AG PIEMONTE TO Chivasso 133,95 129,65-4, OF PIEMONTE CN Cherasco 149,58 144,86-4, OF LOMBARDIA BS Comezzano 164,81 157,66-7, OF LOMBARDIA BG Mapello 156,04 148,29-7, AG TOSCANA AR Marciano della Chiana 140,73 130,53-10,2 4 media 129,15 135, La resa media in granella al 14% di umidità ottenuta nelle 65 località di prova da 135 rilevazioni elementari, della tesi trattato con Poncho è risultata di 135,11 q/ha, la resa della tesi non trattata è risultata di 129,15 q/ha con una differenza pari a 5.96 q/ha (figura 1). L analisi della varianza dei dati elementari ha messo in evidenza effetti molto significativi (P<0.01) per i fattori località e trattamenti e per questi ultimi un ridotto coefficiente di variabilità ed una differenza minima significativa pari a 1.78 q/ha (tabella 2).

6 Fig. 1: rese medie nelle 65 località in prova delle tesi T e NT Tab. 2: analisi della varianza per il carattere produzione Source df SS MS F-value Pr> F Total ,486 LOC , ,989 23,21 0,0000 ENTRY , ,732 44,57 0,0000 Residual ,449 25,976 Grand mean = 132,13 R = squared = 0,9599 C.V. =3,86 % LSD for entry = 1,7860 Entry Level Averages CV Rank 1 135,11 12,7 TRATTATO = ,15 14,4 NON TRATTATO Componendo in un istogramma le differenze di resa (figura 2) ed ordinandole per valori decrescenti appare evidente come la tecnologia della concia delle sementi manifesti vantaggi produttivi, superiori o molto superiori alla soglia di significatività statistica nella maggior parte delle località.

7 Fig. 2: istogramma delle differenze di resa tra T e NT In figura 3 è riportata la distribuzione di frequenza per le diverse classi di differenza delle rese: in 7 località i vantaggi produttivi del trattamento sono risultati superiori a 14 q/ha, in 19 località superiori a 8 q/ha, in altre 19 località i vantaggi produttivi erano compresi tra 2 e 8 q/ha. In 12 località non si sono verificate differenze produttive significative ed infine in 8 località il non trattato è risultato più produttivo del trattato. Fig. 3: distribuzione di frequenza per le diverse classi di differenza delle rese Quest ultima indicazione appare di non facile interpretazione e pensiamo sia più correttamente ascrivibile all errore sperimentale (disomogeneità dei terreni, intervento agronomico non accurato, ecc) piuttosto che a controindicazioni

8 specifiche all uso del conciante già individuate, ad esempio, nell interferenza con le caratteristiche di germinabilità e di energia germinativa. La figura 4 sintetizza le suddivisioni discusse precedentemente: il 70% dei siti di sperimentazione (località reattive) ha mostrato risposte positive in termini di produzione all uso del conciante, il 18% (località non reattive) non ha manifestato differenze, il rimanente (12%) ha registrato risposte negative o questionabili. Fig. 4: % siti di sperimentazione con risposte produttive positive, nulle e negative Riconosciuto che i) la numerosità e la distribuzione geografica delle località di sperimentazione conferiscono alle aziende agricole delle prove carattere di campione rappresentativo dell area di coltivazione del mais ed inoltre che ii) la tecnologia della concia è specifica per la protezione della pianta dagli insetti nella fase di insediamento della coltura, potremmo proporre una lettura ancora più concreta e verosimilmente più appropriata dei dati della sperimentazione: nella campagna 2010 la pressione globale degli insetti antagonisti si è manifestata in maniera sensibile nel 70% degli areali controllati; l uso in questi areali di sementi trattate con Poncho ha permesso (figura 5) di incrementare la produzione (o di salvare una quantità di produzione) pari a 9.56 q/ha.

9 Fig. 5: differenza media di produzione registrata nelle località reattive

10 Indagine correlata: effetti della concia del seme sull entità di danni radicali causati dalle larve di diabrotica In 9 località scelte in un area lombarda tra Cremona, Brescia, Bergamo e Lodi nelle quali si era rilevata una forte pressione di diabrotica è stato indagato specificatamente l effetto della concia sulla protezione delle radici del mais dalle larve dell insetto. In tabella 3 sono riportati l elenco delle località e le indicazioni agronomiche ritenute importanti per la dinamica dell interazione pianta-insetto. Tab. 3: località delle prove e pratiche agronomiche rilevanti all azione dell insetto STRIPS semina data 1 irrigazione seminativo precedente trattamento adulticida Trigolo (CR) 11/04/ /06/2010 mais mais mais SI SI Soncino (CR) 10/04/ /06/2010 mais mais mais SI SI Terranova dei Passerini(LO) 13/04/ /06/2010 mais mais mais SI NO Ripalta Arpina (CR) 17/04/ /06/2010 mais mais mais SI SI Castelgabbiano (CR) 11/04/ /06/2010 mais mais mais SI SI Comezzano-cizzago (BS) 26/05/ /06/2010 mais mais mais SI SI San Bassano (CR) 16/04/ /06/2010 mais mais mais SI SI Palazzo Pignano (CR) 12/04/ /06/2010 mais mais mais NO NO Fontanella (BG) 16/04/ /06/2010 mais mais mais NO NO Sono state considerate anche per questa indagine le stesse tesi a confronto: seme trattato con Poncho vs seme non trattato con Poncho. Le semine sono state realizzate con modo di operare on farm : in parcelloni di mq, side by side con 2-6 repliche. Indagini specifiche sono state effettuate per valutare sia la presenza del numero di larve sulle radici sia l entità del danno radicale. Nel mese di giugno, con le piante in fase di levata, sono state campionate in ciascuna replica e tesi, 3 piante, per un totale di 114 piante. Le larve, la maggior parte delle quali di 2-3 età, sono state estratte con il metodo semplice dell imbuto di Berlese. Le tesi non trattate presentavano un numero totale di larve molto superiori a quello delle tesi trattate ( 130 vs 24 ) in tutte le località con l eccezione di Ripalta Arpina (figura 6).

11 Fig. 6: numero di larve rilevata nelle tesi T e NT Nel mese di luglio, quando lo stadio larvale è terminato e l insetto ha ormai raggiunto lo stadio di adulto, è stata effettuata la valutazione del danno radicale. Il campionamento ha previsto il prelievo di 5 piante per replica e tesi, per un totale di 220 piante. La misura del danno radicale è stata effettuata secondo la scala di valutazione internazionale di Oleson (Node-injury Scale, Oleson, J.Econ. Entomol. 98(1): ). Fig. 7: danno radicale (Node-injury Scale) rilevato nelle tesi T e NT

12 I rilievi evidenziano un danno maggiore sulle piante non trattate (figura 7): le piante trattate presentano un riduzione del 50% del danno radicale rispetto alle piante non trattate. Sottoponendo le due serie di dati ad analisi statistica della regressione è riportata (figura 9) una associazione molto stretta tra uso del conciante e riduzione del danno radicale, con valore del coefficiente di determinazione R 2 prossimo ad 1 e il coefficiente di regressione b=0.5 Fig. 9 Retta di regressione danno radicale T vs NT La tabella 4 riassume i risultati dei rilievi effettuati in questa indagine; oltre al numero di larve presenti sulle radici e la valutazione del danno si riportano anche le rese in granella delle tesi a confronto. Nelle nostre condizioni sperimentali, con bassi livelli di infestazione, non è rilevabile alcuna correlazione tra resa finale in granella e danno radicale nelle due tesi a confronto. Tab. 4: tabella riassuntiva LOCALITA' N. LARVE DANNO RADICALE RESA q /ha DIFFERENZA RESA NT T NT T NT T Ripalta Arpina (CR) ,51 113,76-1,75 Castelgabbiano (CR) ,75 105,86 114,99 9,13 Cigole ( BS) ,5 0,25 108,96 116,60 7,64 Terranova dei P. (LO) ,5 0,25 124,29 134,62 10,33 Soncino (CR) ,25 0,1 114,26 121,45 7,19 Fontanella (BG) ,25 0,1 127,03 126,16-0,87 Trigolo (CR) ,1 0,05 129,84 132,36 2,52 Palazzo P. (CR) ,1 0,05 128,52 127,30-1,22

13 San Bassano (CR) 4 0 0,1 0,05 117,86 128,63 10,77 media ± DS 0,53 ± 0,62 0,29 ± 0,34 119,13 ± 8,73 123,99 ± 7,64