Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del monitoraggio nelle Marche

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1 A.S.S.A.M. 12 aprile 213 Rischio micotossine nella filiera cerealicola marchigiana Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del monitoraggio nelle Marche Lucio Flamini (*) (**), Laura Pizzichini (*), Simona Talevi (*) (*) ASSAM-Regione Marche, (**) Provincia di Ravenna A.S.S.A.M. - Via dell Industria, 1 - Osimo Stazione (AN)

2 Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del monitoraggio nelle Marche La fusariosi della spiga del frumento è causata da un complesso di specie fungine appartenenti al genere Fusarium in grado di produrre metaboliti tossici sia per le piante, sia per l uomo e gli animali Lo studio riguarda dieci anni di attività per la raccolta di dati sulla coltura del grano duro nelle Marche riguardanti il clima, la malattia e le micotossine sulla granella, in una gamma di condizioni ambientali differenti.

3 Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del monitoraggio nelle Marche Gli obiettivi principali: Acquisire per ogni campo indagato i dati di comparsa delle malattie fungine, i dati fenologici della coltura insieme ai dati meteorologici. Raccogliere informazioni sulle principali specie fungine coinvolte nella Fusariosi della spiga e sulla presenza di micotossine associate; Le finalità: Disporre di dati ambientali puntuali, localizzati in zone rappresentative della coltura di grano duro, per sviluppare tecniche di contenimento dei funghi produttori di micotossine in campo; Migliorare gli aspetti qualitativi e sanitari delle produzioni; Favorire l uso sostenibile dei fitofarmaci con l adozione di sistemi di supporto alle decisioni nella coltivazione del grano duro.

4 Le attività sono state sviluppate durante il periodo nell ambito dei progetti : (2-25) 25) Progetto Europeo - UE QLK RAMFIC, "Sostenibilità,, sicurezza dei prodotti e la qualità nel settore dei cereali: lo sviluppo di nuovi modelli quantitativi per la valutazione del rischio per le specie di Fusarium micotossigeni" (26-28) 28) Progetto Regione Marche, L.R. 37/ 99 Indagine sui funghi tossigeni nelle colture di cereali e ortofrutta nell ambiente produttivo marchigiano (29-213) Progetto Europeo - MYCORED, Nuove strategie integrate per la riduzione delle micotossine nella filiera cereali li

5 Hanno contribuito alla realizzazione delle attività: ASSAM, Osimo (AN) ISPA, CNR di Bari Università degli Studi di Napoli Federico II Università Cattolica del S. Cuore, Piacenza CERMIS, Tolentino (MC)

6 MATERIALI E METODI Il monitoraggio è stato effettuato su campi di almeno,5 ha. distribuiti in diversi ambienti del territorio regionale; I I campi sono stati scelti tra aziende cerealicole convenzionali, senza trattamenti fungicidi nella fase di antesi (Non Trattato-NT NT) al fine di evidenziare la potenzialità di infezione dei funghi attribuiti alla fusariosi della spiga.. Sono stati inoltre monitorati campi trattati con fungicidi (Trattato-TR) e campi di aziende biologiche (Biologico-BIO). Le aziende sono state individuate tenendo conto della minore distanza possibile da stazioni meteorologiche per raccogliere, durante il ciclo colturale, dati meteo altamente rappresentativi delle situazione indagate.

7 MATERIALI E METODI Indagini di campo I I rilievi di campo hanno previsto la registrazione delle principali fasi fenologiche e dati sulla presenza di malattie nella coltura. Al fine di quantificare la presenza di funghi tossigeni e di micotossine prodotte in ogni campo, alla fine del ciclo colturale, nella fase e di maturazione fisiologica, è stato effettuato un prelievo di 3 spighe con campionamento randomizzato. Le spighe raccolte, sono state osservate in laboratorio per la valutazione visiva della presenza di infezione da parte della fusariosi della spiga. I campioni sono stati trebbiati con una macchina a postazione fissa a per uso sperimentale.

8 Sintomi della Fusariosi su spiga

9 PRECIPITAZIONI, UMIDITA' E TEMPERATURA MEDIA Az. ASSAM-Jesi(AN); Maggio - Giugno 22 UMIDITA' OIDIO fg.bandiera SPIGATURA FIORITURA MATURAZIONE LATTEA FUSARIOSI MATURAZIONE CEROSA RUGGINE BRUNA M AGGIO GIUGNO MAT.FISIOL TEMPERATURA MEDIA ( C) PRECIPITAZIONI (mm/g) PRECIPITAZIONI TEM PERATURA M EDIA UM IDITA'

10 MATERIALI E METODI Indagini di laboratorio Per ciascuno dei campioni di granella ottenuti sono state prelevate due aliquote di circa 1 grammi, di cui una per le analisi chimiche e sulle micotossine (NIV, DON, HT-2, ZEN) ed una destinata alle analisi microbiologiche per i funghi tossigeni,, mediante isolamento su substrato di crescita. Attraverso la rete agrometeorologica regionale dell ASSAM sono stati acquisiti i parametri climatici ( dati orari di Umidità Relativa, Temperatura e Precipitazioni e Bagnatura fogliare) durante la stagione s vegetativa, con stazioni meteorologiche prossime ai campi monitorati. orati.

11 MATERIALI E METODI Indagini di laboratorio Sul campione raccolto sono state effettuate: l analisi micologica classica su 1 cariossidi per ogni campione (isolameto di Fusarium su substrato di crescita); la quantificazione nella cariossidi, al raccolto, di DNA delle singole specie di Fusarium mediante l estrazione l del DNA e analisi con metodica PCR; l analisi dei tricoteceni con il metodo LC-MS/MS (spettrometro di massa) che permette di determinare contemporaneamente 4 tricoteceni (NIV, DON, HT-2, T-2) T

12 Periodo di indagine: Località interessate: 24 Aziende coinvolte: 35 Campi monitorati : 93 Stazioni meteo di riferimento: 19 I dati principali dello studio N. Campi/Anno (22-211) N. Campi/Anno

13 Fusariosi della spiga su frumento e micotossine Principali micotossine da Fusarium Deossinivalenolo (DON); Nivalenolo (NIV); Zearalenoni (ZEN); Fusarenone (FUS); Moniliformina(MON); Beauvericina (BEA); Diacetoxiscirpenolo(DAS); Monoacetil-DON(AcDON) Fusarium - Micotossine F. Avenaceum - MON BEA F. culmorum - DON ZEN NIV F. graminearum - DON ZEN NIV FUS AcDON F. poae - DAS NIV FUS

14 Deossinivalenolo (DON): Risultati del monitoraggio la micotossina più importante per diffusione e concentrazione nelle cariossidi di frumento è il DON; la presenza di DON può essere correlata positivamente o negativamente alla presenza delle altre fusarium-tossine; la determinazione del DON permette di definire il livello di rischio di una partita di grano.

15 Inquadramento territoriale del monitoraggio L. Flamini

16 Inquadramento territoriale del monitoraggio S. Lorenzo in Campo (PU) Piagge (PU) Sassocorvaro (PU) Fano (PU) 24 Località indagate Serrungarina (PU) Falcineto (PU) Casteferretti (AN) Jesi (AN) Sirolo (AN) S. Maria Nuova (AN) Agugliano (AN) Osimo (AN) Recanati (MC) Montelupone (MC) Potenza (MC) Montefano (MC) Pollenza (MC) Tolentino (MC) S. Angelo Pontano (MC) Castel di Lama (AP) Carassai (AP) Cossignano (AP) Montefiore (AP) Offida (AP)

17 Livelli DON su grano duro alla raccolta ALTO: 1 mg/kg (ppm) 1,75 ppm : limite per grano duro e avena non trasformati MEDIO:,5 1 mg/kg (ppm) BASSO:,5 mg/kg (ppm)

18 Contaminazione da Fusarium tossigeni e presenza di micotossine

19 Livelli DON su grano duro Limite per grano duro e avena non trasformati : 1,75 mg/kg Media - campioni (positivi + negativi= 93):,21 mg/kg Media - campioni (positivi= 47) :,43 mg/kg

20 Livelli DON su grano duro Limite per grano duro e avena non trasformati : 1,75 mg/kg Media - campioni (positivi + negativi = 93):,21 mg/kg DON - Media/Anno ,5 1,5 Media DON Limite DON 1,75 mg/kg (ppm)

21 Livelli DON su grano duro Limite per grano duro e avena non trasformati : 1,75 mg/kg Media - campioni (positivi = 47) :,43 mg/kg DON - Media/Anno (positivi) ,5 1,5 Media DON - campi positivi Limite DON 1,75 mg/kg (ppm)

22 Medie annuali DON (totale campi campi positivi) DON - Medie/Anno ,5 1,5 Media DON Limite DON 1,75 mg/kg (ppm) DON Medie/Anno(positivi) ,5 1,5 Media DON - campi positivi Limite DON 1,75 mg/kg (ppm)

23 Numero di campi con DON negli anni (i numeri in parentesi sono il totale dei campi monitorati) Range mg/kg (ppm) del DON per ciascun anno positivi (tot) 6 (9) 1 (8) 1 (4) (4) (8) 4 (11) 11 (17) 7 (11) 1 (1) 7 (11) range mg/kg Max min 3,5,8,2,2,4,4,31,4,4,3,42,13 2,93,17 1,2,3

24 DON per tipologia di campo (TR-NT-BIO) (campioni positivi + negativi) Media - campioni (positivi + negativi = 93):,21 mg/kg Media - campioni NON TRATTATO (53):,27 mg/kg Media - campioni TRATTATO (22):,16 mg/kg Media - campioni BIOLOGICO (18):,13 mg/kg

25 DON per tipologia di campo (TR-NT-BIO) (campioni positivi + negativi) Media - campioni NON TRATTATO (53):,27 mg/kg DON-M edia annuale (Campi Non Trattati-NT) M edia annuale mg/ Kg 1,9,8,7,6,5,4,3,2,1,93,91,18,13,16,1, positivi (tot. campi) 2 (4) (4) 1 (3) (2) (6) 1 (6) 4 (8) 4 (6) 8 (8) 4 (6)

26 DON per tipologia di campo (TR-NT-BIO) (campioni positivi + negativi) Media - campioni TRATTATO (22):,16 mg/kg DON - Media annuale ( Campi Trat t at i- TR) Media annuale mg/ Kg,8,6,4,2,62,16,13,12, positivi (tot. campi) 3 (3) 1 (4) (1) 3 (3) 5 (6) 2 (4) (1)

27 DON per tipologia di campo (TR-NT-BIO) (campioni positivi + negativi) Media - campioni BIOLOGICO (18):,13 mg/kg DON - Media annuale (Campi -Bio) M edia annuale mg/kg,4,3,2,1,29,27,2,1, positivi (tot. campi) 1 (2) (1) (2) (1) (2) 2 (3) 1 (1) 1 (2) 3 (4)

28 Località: Osimo - Non Trattato (22 211) Dettaglio monitoraggio ANNO mg/kg 3,5,4,42 1,23,7 Nel frumento lo stadio di maggiore suscettibilità all infezione è la fioritura Stazione meteo - Campo

29 Osimo (AN) - Non Trattato Osimo 22 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) Campo NT: DON 3,5 gr/kg Pioggia Antesi (7/5) Tem p. - U m idità (limite 1,75gr/Kg) Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 1/5/2 8/5/2 15/5/2 22/5/2 29/5/2 5/6/2 12/6/2 19/6/2 26/6/2

30 Osimo (AN) - Non Trattato Osimo 25 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) Pioggia Antesi (19/5) Tem p. - U m idità Campo NT - DON: gr/kg (limite 1,75gr/Kg) Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 1/5/5 8/5/5 15/5/5 22/5/5 29/5/5 5/6/5 12/6/5 19/6/5 26/6/5

31 Osimo (AN) - Non Trattato Osimo 21 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) Campo NT: DON 1,23 gr/kg Pioggia Antesi (6/5) Tem p. - U m idità (limite 1,75gr/Kg) Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 1/5/1 8/5/1 15/5/1 22/5/1 29/5/1 5/6/1 12/6/1 19/6/1 26/6/1

32 Osimo-NT NT: : confronto annate Osimo 22 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) 15/5/2 22/5/2 29/5/2 5/6/2 12/6/2 19/6/2 26/6/2 Osimo 21 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 15/5/1 22/5/1 29/5/1 5/6/1 12/6/1 19/6/1 26/6/1 8/5/1 1/5/1 Pioggia Temp. - Umidità 8/5/ Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 1/5/2 Pioggia Temp. - Umidità Antesi (7/5) Osimo 25 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno) Antesi (19/5) Precipitazione (mm) Temperatura media ( C) Umidità relativa (%) 15/5/5 22/5/5 29/5/5 5/6/5 12/6/5 19/6/5 26/6/5 8/5/5 1/5/5 Pioggia Temp. - Umidità Antesi (6/5)

33 Condizioni climatiche che predispongono l insorgenza delle fusariosi in campo Temperatura ottimale per l infezione l delle spighe in condizioni di elevata umidità F. graminearum; 25-3 C F. avenaceum; 27 C F. culmorum; 28-3 C M. nivale; 18-2 C Conteggio percentuale delle colonie isolate da ogni campione (1 cariossidi piastrate su substrati selettivi) Rossi, 26 Osimo - NT F. poae F. avenaceum F. graminearum F. culmorum 22 7% 17 % % 2%

34 Interazione funghi micotossine ( Fusarium graminearum e DON)

35 Diapositiva 34 A1 Administrator; 8/4/213

36 Sintesi dei risultati La contaminazione da micotossine è stata molto alta nel 22, molto rara nel 23 e scarsa nel 24. In particolare un campo nel 22 ha mostrato una contaminazione molto elevata di Deossinivalenolo, giungendo fino a 3,5 mg/kg, valore ben al di sopra dei limiti massimi consentiti dalla Unione Europea per il frumento duro non processato che è di 1,75 mg/kg. Nel 25 e 26, i campi indagati hanno mostrato di avere una bassissima carica di contaminazione fungina da Fusarium e una conseguente ridottissima contaminazione da micotossine. Nel 27, 28 e 29 la contaminazione da micotossine è stata molto altalenante in funzione delle condizioni climatiche con alcuni picchi ma sempre al di sotto di,5 mg/kg. Nel 21 tutti i campi monitorati sono risultati contaminati con alcuni casi di rilievo di cui due hanno di poco superato 1 mg/kg e uno ha raggiunto il valore 2,9 mg/kg. Il 211 è stata una annata con basse contaminazioni anche se presenti in quattro casi su undici.

37 Conclusioni La peculiarità geografica delle Marche, che si pone al il limite settentrionale delle zone vocate a grano duro, può condizionare l aggressività di patologie tipiche di questa coltura. I dati evidenziano che il rischio micotossine nelle Marche deve essere tenuto sotto controllo e può divenire elevato in particolari condizioni climatiche, anche in funzione della giacitura dei terreni, delle tecniche agronomiche e di difesa. La disponibilità di sistemi di valutazione del rischio micotossine basato sulle relazioni tra clima, malattia e coltura, possono essere di supporto alle decisioni del tecnico di fronte a situazioni fortemente variabili di anno in anno

38 Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del monitoraggio nelle Marche GRAZIE PER L ATTENZIONEL A.S.S.A.M. 12 aprile 213

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