Mezzi alternativi di lotta ai patogeni del terreno. Angelo Garibaldi Centro AGROINNOVA- Università degli Studi di Torino

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1 Mezzi alternativi di lotta ai patogeni del terreno Angelo Garibaldi Centro AGROINNOVA- Università degli Studi di Torino

2 Un terreno (substrato) sano: 1. E relativamente esente da patogeni 2. Consente una produttività ottimale 3. Presenta una situazione ottimale per quanto riguarda la detossificazione 4. E in grado di riprendersi da ogni situazione di disturbo, compreso l arrivo di patogeni (resilienza) 5. Presenta una situazione di stabilità per quanto riguarda la produzione

3 Patogeni tellurici: fonti di infestazione Fonti di inoculo I. Terreno: inoculo persistente nel terreno e sulle strutture II. Residui colturali III.Acqua IV.Materiale propagativo V. Macchinari impiegati nelle lavorazioni VI.Aerea (spore trasportate) VII.Altri ospiti (erbe infestanti) VIII. Insetti Materiale propagativo

4 Perchè terreno e substrati devono essere disinfestati Natura dei terreni e substrati Ripetitività delle colture sugli stessi terreni Aree con scarsità di terreni coltivabili e colture protette con struttura fissa Suscettibilità della coltura ai nematodi e/o funghi +/- presenza di infestanti Migliore sviluppo dell apparato radicale, migliore attecchimento delle plantule, maggiori rese e anche sviluppo più regolare dei frutti

5 The Soil Disinfestation Symposia: evoluzione degli argomenti trattati Una serie di Symposia Internazionali organizzati dall International Society for Horticultural Sciences (ISHS). Dal 2014 ISHS + ISPP Primo simposio: 1973: argomento principale BM Attenzione anche per gli altri fumiganti Dal secondo (1983) all ottavo (2014): BM (in diminuzione) Altri fumiganti e nematocidi Solarizzazione Substrati e fuori suolo Lotta biologica, ammendanti organici

6 Evoluzione della situazione fitosanitaria dopo l eliminazione del BM: una questione ancora aperta Patogeni minori causano i principali problemi Patogeni trasmessi mediante seme Sclerotinia sclerotiorum S.minor Rhizoctonia solani Agenti di marciumi radicali Pythium spp. Agenti di tracheomicosi

7 Mezzi di disinfezione del terreno I. Mezzi chimici: fumiganti (fungicidi) II. Mezzi fisici: vapore, vapore con pressione negativa, miscele aria+vapore, UV, microonde III. Solarizzazione IV. Biologici V. Biofumigazione VI. Impiego di terreni e substrati e repressivi ( compost) VII.Disinfestazione biologica del terreno (Anaerobiosi ) VIII.IPM

8 CALORE UMIDO Vantaggi Ampio spettro (erbe infestanti, funghi, nematodi ); No residui; Non richiesti periodi di sospensione della coltivazione. Svantaggi Applicabile su limitate superfici; apparecchiature e uso costosi; non facile da ottenere una uniformità dei trattamenti ( C) alla profondità del terreno desiderata. vuoto biologico

9 Meccanismo d azione Riscaldamento di uno strato di terreno di cm per almeno 20 minuti a temperature comprese tra 70 e 80 C o, per pochissimi minuti, a temperature comprese tra 90 e 100 C. Temperatura letale per funghi e batteri (Bollen, 1969) Gli stessi principi regolano la disinfezione di substrati, vasi, attrezzi. Patogeno Diversi batteri Bacteri rsistenti al calore Didymella lycopersici F. oxysporum f.sp. dianthi F. oxysporum f.sp. gladioli Pythium sp. P. irregulare P. ultimum R. solani Sclerotinia sclerotiorum Verticillium albo-atrum V.dahliae Molti attinomiceti Diversi virus Diverse infestanti Temperatura ( C) Durata (minuti)

10 Solarizzazione Lavorazione terreno (almeno 30 cm), sminuzzamento zolle, livellamento. Bagnatura del terreno fino alla capacità di campo. Copertura terreno con film plastico trasparente (da 0,03 a 0,05 mm) bloccato sui margini (PE-VIF). Chiusura aperture serra. Durata del trattamento: varia da 21 a 60 giorni. Rimozione telo plastico, lavorazione superficiale per rompere eventuali croste del suolo, modellatura terreno. Possibilità di integrazione con BIOFUMIGAZIONE, uso di COMPOST o mezzi di lotta biologici per ridurre la durata e sfruttare potenziali effetti di repressività indotta nei confronti di patogeni tellurici.

11 Aspetti legati alla disinfezione del terreno mediante VUOTO BIOLOGICO VAPORE FUMIGANTI SOLARIZZAZIONE SI SI NO ELIMINAZIONE REPRESSIVITA SI SI NO EFFETTO BOOMERANG SI SI NO COSTO ELEVATO MEDIO MEDIO-BASSO FITOTOSSICITA TALORA TALORA NO RESIDUI NO SI NO MODIFICAZIONI CHIMICHE TERRENO SI TALORA NO FATTORI LIMITANTI L IMPIEGO COSTO COSTO/ AMBIENTALI LATITUDINE

12 Lotta biologica Purtroppo ancora pochi sono i microrganismi utilizzabili nella pratica in quanto registrati. Tra i pochi mezzi biologici disponibili o vicini alla registrazione, attivi contro patogeni tellurici, si citano forme saprofite di Fusarium, isolate da terreni repressivi e attive contro agenti di tracheofusariosi, utilizzabili nella lotta alla fusariosi del pomodoro, del melone, del basilico.

13 Lotta biologica Microrganismi registrati o in corso di registrazione: Fusarium saprofiti provenienti da terreni repressivi: fusariosi di garofano, ciclamino, margherita, gerbera, gladiolo. Trichoderma harzianum e Gliocladium virens: Pythium, Phytophthora e Rhizoctonia solani. Streptomyces griseoviridis: agenti di marciumi radicali. Conyothirium minitans: sclerozi di Sclerotinia sclerotiorum. Nuovi filoni di ricerca: Isolamento di microrganismi provenienti da colture fuori suolo. Isolamento di microrganismi da compost dotati di azione repressiva. Colonizzazione dei compost con microrganismi da essi isolati.

14 Efficacia di microrganismi formulati miscelati al terreno nei confronti di tracheofusariosi Formulato Microrganismo Dose g/l di terreno Riduzione rispetto al testimone (%) Rootshield Remedier Mycostop Fo MSA 35 Trichoderma harzianum T22 T. harzianum (strain ICC012)+ T. viride (strain ICC080) Streptomyces griseoviridis k61 Fusarium oxysporum MSA to 75 0, to 65 0,005-0,1 37 to to 85 Fo IF 23 Fusarium oxysporum to 75

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17 Biofumigazione Incorporare le Brassicacee selezionate nel terreno alla fioritura (massimo contenuto in glucosinolati). Frammentare i residui colturali per favorire il rilascio dei principi attivi (nitrili, solfati, terpeni, etc). Incorporare nel terreno umido o inumidire dopo l applicazione. Compattare la superficie del terreno per evitare la volatilizzazione di isotiocianati sviluppati nelle 48 ore successive all interramento. 17

18 BIOFUMIGAZIONE Brassicacee e pellet di brassicacee selezionate per l alto contenuto in glucosinolati Mirosinasi ISOTIOCIANATI

19 Biofumigazione: tipo di impiego Colture intercalari essudati radicali/ tessuti vegetali. Sovescio dell intera pianta. Pellet disidratati. Estratti, oli contenenti il principio attivo concentrato.

20 Aspetti critici BIOFUMIGAZIONE La biofumigazione è una pratica agronomica (da non confondere con la disinfestazione chimica del terreno); sovescio di piante suscettibili a patogeni tellurici (incremento dell infestazione del terreno nel caso di alcuni patogeni tellurici); pratica che richiede ulteriori approfondimenti (efficacia verso patogeni tellurici, metodi di applicazione ). Aspetti positivi Effetti positivi sullo sviluppo delle colture (apporto di sostanza organica al terreno) in presenza di stanchezza del terreno; prospettive: IPM (combinazione con la solarizzazione).

21 Repressività di terreno e substrati Definizione: è la capacità di un suolo, o di un substrato, di contenere, più o meno efficacemente, uno o più patogeni nonostante la coltivazione di ospiti suscettibili e la presenza di condizioni pedologiche e ambientali favorevoli all espressione della malattia. Terrenoconduttivo & terreno repressivo???? Cosa avviene nel? terreno??????

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23 Ammendanti organici per la disinfestazione biologica del terreno 1. Residui colturali Brassicacee Composite 2. Ammendanti organici Pollina Rifiuti da raccolta differenziata Compost 3. Materiale organico ad alta concentrazione azotata Pellet vegetali (estrazione di piante da oli) A. Gamliel

24 Specie officinali impiegate come ammendanti organici Vasta gamma di specie potenzialmente impiegabili Breve periodo di coltivazione Facile da gestire in loco Può essere integrato nella produzione vegetale Facilmente combinato con altre strategie (solarizzazione, cultivar resistenti )

25 Prodotti volatili sviluppati da terreno solarizzato e ammendato con dragoncello 3 giorni 14 giorni estragolo a - pinene caryophyllene altri 28 giorni Simulazione di solarizzazione Temperatura ambiente

26 CFU/cm Effetto della solarizzazione del terreno combinata con diversi ammendanti nei confronti di Fusarium oxysporum Due settimane di incubazione Non solarizzato Solarizzato 2 settimane Non DragoncelloSalvia Rosmarino ammendato Ammendanti organici Rucola

27 Indice galligeno (%) Repressività di ammendanti a base di rucola selvatica nei confronti di nematodi del basilico 100 a a 50 b b 0 Testimone Solarizzazione Rucola selvatica Rucola selvatica + solarizzazione

28 Piante colpite (%) Repressività indotta da rucola selvatica alla Fusariosi AUDPC=1019 Testimo ne % Rucola selvatica 20 0 AUDPC= Giorni dopo il trapianto

29 Anaerobic soil disinfestation (ASD) Studiata in Giappone e in Olanda a partire dagli anni APPLICAZIONE Sovescio di materiale organico nel terreno (30 cm) (dosi t/ha) Portare il terreno alla saturazione (anaerobiosi) Copertura del terreno con film plastici Durata: 2-6 settimane Temperatura del terreno > 20 C

30 ASD: come agisce verso i patogeni Esaurimento di ossigeno causata dalla rapida decomposizione di materiale organico in condizioni di anaerobiosi. Sviluppo di prodotti tossici (CO 2, NH 3, H 2 S, CH 4 e di acidi organici). Evoluzione della popolazione microbica. Spettro di azione: prevalentemente nematocida e fungicida (erbicida). Fattori: tipo di terreno, materiale organico impiegato, condizioni di applicazione.

31 Meccanismo potenziale Produzione di acidi organici e di sostanze volatili tossiche per alcuni patogeni, erbe infestanti, nematodi Cambiamenti delle popolazioni microbiche Assenza di ossigeno causa abbassamento di ph Combinazione di tutti I fattori tutti collegati! Come sono ognuno di questi fattori collegati alla repressività di patogeni specifici? Come è influenzato l effetto della ASD in funzione del tipo di C usato, contenuto di umidità e temperatura del terreno e dalla popolazione microbica iniziale?

32 Paese Stati Uniti California Fonte di C Pula di riso Pula di riso + melassa Periodo di copertur a 3 Coltura Fragola Lampone Specie officinali Patogeno contenuto Verticillium dahliae, Rhizoctonia solani Diffusion e in aziende (Ha, anno) 0,4 ha ha Florida Tennesi Melassa Lettiera di pollame Melassa Crusca 3 Ortaggi Fiori recisi Fragola Pythium myriotylum Macrophomina phaseolarum, Fusarium oxysporum Nessuna 3 Ortaggi Sclerotium rolfsii Nessuna Giappone Etanolo, Melassa Pula di riso Crusca 2-3 Fragola Diverse orticole Fiori recisi Vedi diapositiva sugccessiva V. dahliae, Fusarium oxysporum, F.redolens, Ralstonia solanacearum 28 su 47 regioni

33 Sostanze volatili da diversi ammendanti organici con diverso contenuto in carbonio:effetti sulla crescita fungina in vitro. Ammendante organico Accrescimento delle colonie fungine di (cm) Pythium ultimum Fusarium oxysporum Rhizoctonia solani AG-5 Testimone 14.4a b 24.0a 24.0a Etanolo 4.0cd 11.4b 2.4c Sfalciato di erbe officinali 2.4d 0.2d 0.6d Farina di semi di Brassica 0.0e 0.0d 0.0e Testimone pastorizzato 14.8a 24.0a 24.0a Pula di riso 5.4c 3.6c 1.0d Letame bovino 14.8a 24.0a 24.0a Mazzola, unpublished

34 % di radici dalle quali sono stati isolati patogeni fungini (Mazzola, 2012). ASD= con pula di riso

35 Necessita ancora molto lovoro per capire.. Quale fonti di C sono migliori per patogeni specifici? Quali sono le temperature del terreno per la repressione di specifici patogeni? Il cambiamenti a carico della comunità microbica hanno un effetto prolungato di repressività nei confronti di specifici patogeni?

36 Altre considerazioni pratiche Costo delle fonti di carbonio altre fonti con il medesimo effetto della pula di riso (meno costose). Fertilizzazione N 22 t/ha pula di riso adds more than 336 kg/ha N, può portare a perdite eccessive sia attraverso lisciviazione o come gas N 2 O. Uso dell acqua è necessario aggiungerne circa 1,5 volte in più di quanto sarebbe normalmente utilizzato in pre-impianto.

37 Indutori di resistenza (SAR) In grado di influenzare la suscettibilità dell'ospite al patogeno. Prodotti naturali (estratti di piante, oli ); Microoganismi (Bacillus, Trichoderma ); prodotti induttori di resistenza sistemica (SAR) (es. acibenzolar-s-metile: efficacia biocida verso batteri e funghi); fosfiti. Aspetti da considerare: Interventi preventivi; Effetto non sempre costante (interazione di diversi fattori, genotipo, fase fenologica, condizioni ambientali); possibili effetti collaterali di fitotossicità e residualità. Prospettive: Impiego in IPM dl.sciencesocieties.org

38 Effetto di trattamenti in vivaio con diversi induttori di resistenza e microrganismi nei confronti di Fusarium oxysporum f. sp. lactucae/lattuga e Phytophthora nicotianae/pomodoro. Riduzione dell indice di malattia (%) rispetto al testimone non trattato. Trattamento (prodotto ommerciale) Tracheofusariosi della lattuga Trattamento (prodotto ommerciale) Tracheofusariosi della lattuga Marciume Marciume basale da Phytophthora su pomodoro Bacillus subtilis (Serenade, Bayer Crop Science) Bacillus velenzensis (Cilus Plus, Massò) Trichoderma asperellum ICC012+ T. gamsii ICC080 (Remedier, Isagro) AcibenzolaarSmetile (Bion, SyngentaCropProtection) Fosetil Al (Alliette, BayerCropScience) Fosfito di potassio (Alexine, Massò) Azoxystrobin (Ortiva, Syngenta Crop Protection)

39 Fase 1) Vivaio: trattamenti dalla 2 foglia vera (3 ogni 7 giorni). Effetto di trattamenti preventivi in vivaio nei confronti di Phytophthora capsici su zucchino. Fase 2) Trapianto in terreno artificialmente inoculato con P.capsici (1g di biomassa fungina /L). Ambiente: serra C. Principio attivo Dose p.a. g L -1 Momento dell applicazione dei trattamenti in contenitore alveolato (giorni) Fosetil -Al 1,6 T0,T7,T14 Fosfito di potassio P:K 52:42 1,3+1,06 T0,T7,T14 Glucoumati N:P 4:18 1,6+0,72 T0,T7,T14 Propamocarb +fosetil-al 1,4+0,8 T0 Rilievo finale 35 giorni dopo la semina: gravità degli attacchi del patogeno mediante indice di malattia da 0 a 100.

40 Effetto di trattamenti preventivi in vivaio nei confronti di Phytophthora capsici su zucchino (Dato espresso come indice di malattia 0-100, giorni dopo il trapianto) d c bc Testimone inoculato e non trattato a Fosetil-Al Fosfito di potassio P:K 52:42 b Glucoumati N:P 4:18 Propamocarb + foosetil-al a Testimone non inoculato e non trattato

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53 Integrazione solarizzazione + fumiganti

54 (%)mortalità dei propaguli Testimone Metam sodium 10 cm 30 cm 50 cm Solar MS+ Solar Solar + MS Solarizzazione combinata con metham sodio Effetto nei confronti di Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici Metam sodio= 15 ml/m Solarizazione 8 giorni

55 (%) sopravvivenza dei propaguli Solarizzazione combinata con dazomet Effetto Fusarium nei confronti oxysporum di Fusarium radicis oxysporum lycopersici f. sp. radicis lycopersici cm SE 30 cm Non solarizzato Solarizzato SE 50 cm Testimone Basamid dose g/m 2 SE

56 Effetto di diversi trattamenti nei confronti di F. oxysporum f. sp. lycopersici e Rhizoctonia solani su pomodoro Trattamenti Efficacia rispetto al testimone Produzione di pomodoro (kg/m 2 ) Solarizazione (7 settimane) 50,80 c* Metam Potassio 1000 L/ha 74,98 b Metam Sodio1000 L/ha 73,55 b Metam Potassio 600+ Sol. 77,72 ab Metam Potassio Sol. 87,26 ab Metam Potassio Solarizzazione 90,83 a Testimone 0 (24% piante colpite) Seral Yucel et al Testimone

57 Disinfestazione del terreno con ozono (Gas)

58 Applicazioni di ozono in acqua

59 Impiego di onde elettromagnetiche

60 INNESTO

61 Un salto nel 2020: cosa avremo a disposizione? IPM (Prevenzione) Innesto Varietà resistenti Biofumiganti solarizzazione Mezzi biologici Ammendanti organici Induttori di resistenza 61

62 Il futuro: più scelte per la lotta ai patogeni tellurici Innesto Rotazione colturale Solarizzazione Varietà resistenti Difesa dai patogeni tellurici Biofumigazione Micororganismi Tipo di terreno Tipo di patogeno Densità di infestazione e tipo di inoculo. Colture fuorisuolo Perdite di produzione previste Vapore Fumiganti /fungicidi Ammendanti organici Aspetti economici, ambientali e legati Induttori di resistenza

63 Conclusioni I. Trasferimento delle innovazioni tecniche /tecnologiche; II. Impiego di tecniche diagnostiche sensibili; III. integrazione di diverse strategie di difesa e pratiche agronomiche; IV. ottimizzare l utilizzo dei prodotti chimici applicandoli nei momenti più appropriati in relazione ai cicli delle colture e ai parassiti da contenere.

64 Conclusioni I. Necessarie misure preventive (sanità del seme e concia delle sementi, induttori di resistenza..). II. Pratiche culturali: riducono la necessità di ricorrere alla disinfestazione del terreno (IPM). III.Considerare ogni condizione colturale un caso a se stante (coltura / patogeno / condizioni ambientali/specializzazione colturale). I. Non una singola soluzione.

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66 Patogeni contenuti da ASD effettuata con etanolo in Giappone. Patogeno o parassita Coltura Concentraiozne di etanolo Phomopsis sclerotioides Cucurbitacee 1-2% (v/v), L/m 2 Pseudomonas Garofano 2% (v/v), L/m 2 caryophylli Fusarium oxysporum Spinacio, Fragola % (v/v), L/m 2 Glomerella cingulata Fragola 0.5% (v/v), 100L/m 2 Pyrenochaeta Pomodoro 0.75% (v/v), 200L/m 2 lycopersici Plasmodiophora Broccoli 1.0% (v/v), 100L/m 2 brassicae Meloidogyne spp. Cucurbitacee, % (v/v), 50-10L/m 2 pomodoro Pratylenchus spp. Ravanello 1.0% (v/v), L/m 2 Summarized by Momma and Kobara, 2013

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