USO NON ZOOTECNICO MAIS

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1 USO NON ZOOTECNICO MAIS

2 64% 18% 4% 1% 11% 2% *(dolcificanti, biopolimeri, energia) *

3 IMPORTANZA ECONOMICA AD USO NON ZOOTECNICO In Italia Italy (2004) i prodotti products per uso alimentare for human ricavati uses dal made mais from generano maize generate un business a di business oltre 500 milioni of 592 di million euro 5% 8% 11% 16% 60% Source: Aires. Amiderie Molini industriali Molini artigianale Trasporto Manut.ne e Comm.le

4 USI INDUSTRIALI DEL MAIS Birra Whiskey bourbon: 70-80% mais, 15% segale, 5-10% malto Farina bramata Fioretto Fumetto

5 MACINAZIONE UMIDA Lo scopo della macinazione umida è la produzione di amido puro e di vari prodotti derivati dall amido estratto. Il processo si basa sull impiego dell acqua calda (per ore, t <50 C) integrata da processi chimici o enzimatici per convertire l amido in sciroppi e zucchero. I sottoprodotti sono: germi, usati per estrarre olio, o unitamente ai pericarpi (crusca) per l alimentazione degli animali.

6 Composizione chimica dell amido L amido di mais è costituito da molecole di destrosio organizzate in catene: - amilosio, a struttura lineare - amilopectina, a struttura ramificata Il rapporto amilosio/amilopectina è: nel mais comune mediamente 26/74, nel mais waxy 0,2/99,8 nell amylo-mais 30/70

7 Campi d impiego dell amido e dei suoi derivati

8 PRINCIPALI DERIVATI DELLA MACINAZIONE UMIDA GLUTINE DI MAIS (corn gluten meal) per mangimi zootecnici o usi alimentari (alto contenuto proteico, 60%) CONCENTRATO DELLE ACQUE DI MACERAZIONE (corn steep liquor) contiene sostanze azotate (21%), glucidiche e saline solubili, usato in mangimistica e nell industria farmaceutica come substrato di fermentazione. Viene addizionato alla semola di mais per formare la farina glutinata di mais (corn gluten feed) CRUSCA usata in mangimistica GERME per estrazione di olio e, come sottoprodotto, il panello ad uso mangime.

9 OLIO DI MAIS BUONA QUALITÀ per alto contenuto in acidi grassi insaturi (>80%) Alto contenuto in ACIDO LINOLEICO (55-60%) ACIDO OLEICO (30%) Basso contenuto in ACIDO LINOLENICO (0,8%) Alto contenuto in SOSTANZE ANTIOSSIDANTI (tocoferoli)

10 MACINAZIONE A SECCO La granella viene macinata e sottoposta a tre operazioni di setacciatura, dalle quali si ricavano: BRAMATA o SEMOLINO (prodotto più grossolano), usato per preparare prodotti per la prima colazione a base di cereali (corn flakes), per mezzo di cottura, rullatura e tostatura. FIORETTO o FARINA DI MEDIA FINEZZA, è cucinata in acqua bollente per preparare la polenta FUMETTO o FARINA FINE, così come la media, è usata per fare frittelle, pane di mais, vari altri prodotti da forno (dolci e biscotti) o per l industria della birra o del whisky in sostituzione del malto. SOTTOPRODOTTI, germi, usati per estrarre olio, o unitamente ai pericarpi (crusca) per l alimentazione degli animali.

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12 Combustione del mais I residui (stocchi, foglie, tutoli, brattee) utilizzati tal quali, o imballati o addensati in pellet o bricchette di diverse dimensioni La granella, in sostituzione di pellet legnosi, in caldaie di piccole dimensioni I prodotti della lavorazione della granella (es. farine, amido) quali ingredienti o additivi dei pellet

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14 (In futuro non solo da granella ma anche dagli stocchi, ricchi di cellulosa)

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16 Raccolto a maturazione cerosa

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18 SILOMAIS- FONTE ENERGETICA PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS

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20 AVVERSITÀ MAIS

21 AVVERSITÀ Meteoriche: temperature, siccità, ristagno idrico, vento, grandine Parassiti animali ipogei: elateridi (ferretti), agrotidi (nottue), miriapodi, maggiolino, grillotalpa, afidi radicali Parassiti animali epigei: piralide, diabrotica, nottua delle graminacee, tripidi, sesamia, crambide Parassiti vegetali: carbone, elmintosporiosi, fusariosi, marciumi stocco

22 Piralide Principali fitofagi

23 PIRALIDE (Ostrinia nubilalis) Facilità di stroncamento dello stocco Danni produttivi fino al 30%. Danni qualitativi Sulle spighe danneggiate sviluppo di muffe che producono micotossine Il livello di suscettibilità cresce con lo sviluppo della pianta e con la conseguente diminuzione nelle foglie del glucoside Dimboa (presente fino allo stadio V 7-9 )

24 PIRALIDE: CICLO BIOLOGICO 2 a generazione più dannosa I I I Ovideposizione sulla spiga Scavano gallerie nel fusto arrivando anche al pennacchio Ovideposizione sulla pagina inferiore delle foglie

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26 Lotta mediante trattamenti bioinsetticidi a base di Bacillus thurigensis, o chimici. Importante l epoca (schiusa delle uova e prima della penetrazione nella pianta), di solito dopo una settimana dalla sfarfallamento

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28 TRATTAMENTI ALLA PIRALIDE

29 APPLICAZIONI PRODOTTI ANTIPIRALIDE IGR=insect growth regulator, molecole che disturbano la muta degli insetti

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34 La DIABROTICA rappresenta attualmente la più grave minaccia per la maiscoltura del nord Italia.

35 Arriva in Europa nel 1992 (Belgrado), a Venezia nel 1999, a Milano nel 2002

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37 Diabrotica - ciclo

38 Diabrotica Ciclo in Nord Italia (400 uova per femmina)

39 Piante con conformazione a collo d oca

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44 DIFESA: Avvicendamento, Semine precoci, Scelta dell ibrido, Geoinsetticidi, Trattamenti con insetticidi

45 Elateridi (gen. Agriotes) Frequenti in terreni dopo prato o medicaio Le larve completano lo sviluppo dopo numerose mute (>8), superando anche 2 inverni

46 Elateridi - sintomatologia Le larve, ma anche gli adulti, prima attaccano i semi in germinazione, successivamente la parte interrata della pianta e poi l intera pianta. Lotta: concia del seme o geoinsetticidi

47 Nottue (delle graminacee, delle messi, dei seminativi)

48 Nottue- danni Lotta: trattamento con insetticidi a base di deltametrina (piretroidi), nel tardo pomeriggio o alla sera con abbondante bagnante

49 Afidi (Rhopalosiphon maidis, R. padi) e Cicaline (Metopolophium dirhodum, Laodelphax striatellus, Peregrinum maidis ) Gli afidi sono particolarmente dannosi sui mais dolci

50 Afidi e Cicaline - virus Lotta: seme conciato e trattamenti insetticidi

51 Crambide (Angustalius malacellus) Diffuso in pianura padana Compie saltuari attacchi, favoriti dalla soppressione di graminacee spontanee Le larve attaccano prevalentemente i mais dolci e di secondo raccolto La pianta reagisce con emissione di culmi secondari Depone le uova nel terreno Tre generazioni/anno. La seconda è la più dannosa

52 Sesamie (Sesamia cretica e S. nonagrioides) Sono diffuse al centro ed al sud. Le larve scavano gallerie nello stocco, nell asse delle pannocchie e delle spighe e danneggiano le cariossidi. La S. cretica svolge 2-3 generazioni, la S. nonagrioides, 4. Svernano come larve nei residui degli stocchi. Le piante attaccate in uno stadio giovanile disseccano; quelle già sviluppate, minate nello stocco, si indeboliscono e si stroncano facilmente

53 PRINCIPALI MALATTIE FUNGINE Carbone (Ustilago maydis) Marciume del seme e delle plantule (Pythium spp., Helmintosporium spp.) Elmintosporiosi (Helmintosporium turcicum, H. maydis) Peronospora (Sclerospora macrospora) Marciume dello stocco (Fusarium graminearum) Fusariosi della spiga (Fusarium verticillioides) Marciumi da Aspergillus flavus Marciumi delle spighe e delle cariossidi (Penicillium spp.) Mosaico del mais (Maize Mosaic Virus) Nanismo ruvido del mais (Maize Rough Dwarf Virus) Nanismo giallo dell orzo (Barley Yellow Dwarf Virus)

54 Carbone (Ustilago maydis) Causa la formazione di galle su varie parti della pianta, ma soprattutto sulla spiga. Le galle sono bianche ma dopo circa 20 gg si trasformano in una massa nera pulverulenta. Danno produttivo ridotto

55 Marciume del seme e delle plantule (Pythium spp., Helmintosporium spp.) Funghi presenti nel terreno o sul seme. È spesso causa di morte della pianta L infezione prende avvio sulle parti della pianta a contatto con il terreno, causando imbrunimenti e successivi fenomeni di marcescenza La gravità della malattia è influenzata da terreni mal drenati, compatti, freddi e umidi I mais dolci sono più sensibili

56 Elmintosporiosi (Helmintosporium turcicum, H. maydis) Malattia fogliare che causa disseccamenti con conseguente indebolimento della pianta. La malattia è favorita da condizioni di umidità molto alta. La specie maydis comprende due razze: - razza "O"; - razza "T" (più pericolosa; attacca le foglie, le guaine, il culmo determinando il marciume del tutolo). Questi patogeni vengono controllati mediante la concia del seme.

57 Peronospora o cima pazza (Sclerospora macrospora) Causa alterazioni in varie parti della pianta. La più caratteristica e quella a carico del pennacchio che si trasforma in una massa di strutture fogliari. L infezione è favorita da condizione di sommersione delle giovani piantine (fino allo stadio di 4-5 foglie) Sintomi: abbondanti accestimenti, arricciamenti e arrotolamenti delle foglie superiori, foglie strette e nastriformi, piante più piccole

58 Marciume dello stocco (Fusarium graminearum) Il rammollimento del culmo, soprattutto nella parte basale, e la sua disgregazione sono i sintomi tipici del marciume che causa indebolimento della pianta fino alla morte nei casi più gravi Causa allettamenti e stroncature del culmo, spighe ridotte, cariossidi piccole e striminzite e ammuffimenti sulla spiga

59 Fusariosi della spiga (Fusarium verticillioides) Causa marciumi all apice o su piccoli gruppi di cariossidi in altre parti della spiga Spore trasportate dal vento o dalla pioggia, l infezione avviene attraverso le sete o ferite da grandine o da insetti, oppure da seme infetto

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62 MARCIUME DELLO STOCCO, DELLA SPIGA E DELLE CARIOSSIDI DA FUSARIUM/ GIBBERELLA (Fusarium graminearum/gibberella zeae/, F. verticillioides/g. fujikuroi) Fusarium. Stadio iniziale F. Stadio avanzato F. Infezioni sulla foglia, Danno da Gibberella nello stocco

63 MARCIUME DELLO STOCCO, DELLA SPIGA E DELLE CARIOSSIDI DA FUSARIUM/ GIBBERELLA Producono MICOTOSSINE: tricoteceni e zearalenone (F. culmorum e F. graminearum); T2, HT2 (F. sporotrichiodes) F. Infezione tardiva. Il bianco indica micelio non ancora maturo fumosine (F. verticilliodes e F. proliferatum) Evidenti danni alla granella

64 F. verticilliodes produce micotossine, in particolare le fumosine

65 Marciumi da Aspergillus flavus L infezione avviene attraverso le sete o le ferite delle cariossidi, specialmente quando l umidità della granella scende sotto il 28% (attenzione ai danni sulla granella con raccolta ritardata!) La loro moltiplicazione avviene specialmente in condizioni di stress idrico. Produce una muffa verde sulle cariossidi e può produrre aflatossine, la cui produzione può continuare anche in post-raccolta

66 MARCIUMI DELLA SPIGA E DELLE CARIOSSIDI DA ASPERGILLO (Aspergillus flavus A. parasiticus) Si sviluppano anche in magazzino con umidità > 15%. Danni da piralide con infezione da Aspergillus Granelle danneggiate da Aspergillus

67 MARCIUME DELLA SPIGA E DELLE CARIOSSIDI DA PENICILLIUM (Penicillium spp.) Sviluppo prevalente in magazzino se seme danneggiato. Producono ocratossine Spiga e cariossidi danneggiate

68 Micotossine Sono sostanze naturali, prodotte da funghi microscopici, in grado di causare effetti tossici, acuti o cronici, sugli animali e sull uomo I funghi tossigeni sono dei Deuteromiceti e tra essi le secie più pericolose sono comprese nei generi Aspergillus, Fusarium e Penicillium, oltre ad Alternaria e Claviceps Essendo sostanze stabili si accumulano nell organismo e causano tossicità una volta raggiunto un certo livello nei tessuti La loro pericolosità è elevata perché:

69 Provocano gravi danni a diversi organi del corpo (alcune possono essere cancerogene) Riescono ad agire a basse concentrazioni Alcune passano attraverso l apparato digerente e si possono ritrovare, variamente modificate, nei prodotti zootecnici Non esistono metodi efficaci per eliminarli dai prodotti contaminati Permangono anche dopo che è stato eliminato l organismo che le ha prodotte Possono essere presenti anche dove la muffa non è visibile

70 La produzione di micotossine è condizionata da fattori ambientali tra cui i più importanti sono umidità e temperatura I funghi tossigeni sono diffusi in modo quasi ubiquitario nei nostri ambienti; sono dotati di grande capacità saprofitaria e vivono e si riproducono a spese di tutti i tipi di s.o. non vivente. Le micotossine si possono sviluppare sia nelle piante infette in campo, sia nelle derrate immagazzinate. In campo si possono sviluppare soprattutto quando le piante sono soggette a stress e su ibridi/varietà suscettibili.

71 La tecnica colturale può influire sullo sviluppo dei funghi tossigeni. Nella fase di raccolta ed essiccazione i danni meccanici al seme ed i tempi lunghi di riduzione dell umidità possono favorire lo sviluppo dei funghi. In fase di conservazione, con presenza di superfici di condensazione e nuclei di riscaldamento si può avere un ulteriore sviluppo dei funghi e delle micotossine Alcune micotossine sono labili al calore ed il rischio di assunzione nell uomo si riduce per effetto della cottura degli alimenti, mentre è rilevante nella formulazione dei mangimi per l allevamento del bestiame, utilizzati senza trattamento

72 La completa sanità è considerata oggi la base per ogni prodotto destinato all alimentazione. I limiti di contaminazione tollerati divengono sempre più restrittivi sia perché la tecnica permette di evidenziare quantitativi sempre più bassi di contaminanti, sia perché sono sempre di più le sostanze che vengono studiate e che risultano dannose. Le micotossine sono un problema di filiera

73 Diverse micotossine sono implicate nell insorgenza di malattie nell uomo (effetto cancerogeno). Il meccanismo d azione si esplica a livello degli acidi nucleici, inibendo la sintesi del DNA o alterando la trascrizione e la traduzione dell informazione genetica e la sintesi proteica. Nei bovini da latte, suini e pollame le micotossine provocano danni al fegato o in altri organi, riducendo l efficienza della crescita, la conversione del mangime in carne, il livello di fertilità, la resistenza alle malattie, l efficacia delle vaccinazioni, etc.

74 Aspergillus spp: molto termofilo (da 7 a 42 C), resiste al secco, predilige clima caldo, è tipico del post-raccolta Penicillium spp: predilige ambienti freschi ed umidi, è tipico del postraccolta Fusarium spp: preferisce temperature fresche ed elevati livelli di umidità, diffuso nelle aree settentrionali, è tipico del campo

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76 FUSARIUM-TOXINS IN EUROPA Fumonisine B1-B2 Media Deossinivalenolo Media DON and ZEA are higher in Center-North Europe Fumonisins are higher in South Europe da 0 a 75% della media Europea da 75 a 125% M edia di tutte le località da 125 a 250% più di 250% Zearalenone Deossinivalenolo 0.06 ppm 0.82 ppm dati non sufficienti Fumonisine B1 e B ppm Source: Indagine Europea di Syngenta Seeds Zearalenone Media

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78 aflatossine fumosine

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80 Misure di contenimento delle micotossine Punto chiave della strategia di contenimento dello sviluppo di patogeni tossigeni è la gestione integrata dell agrotecnica, dal momento che sullo sviluppo delle malattie fungine incide largamente l andamento climatico, ma risultano fattori determinati anche le scelte agronomiche, varietali e la protezione fungicida.

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85 Gli ibridi più precoci ( ) sono maggiormente suscettibili alla contaminazione da aflatossine, mentre gli ibridi più tardivi ( ) sono più predisposti alla contaminazione da fumosine. (Miglioramento genetico)

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90 EFFETTI DEI TRATTAMENTI ALLA PIRALIDE

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95 TECNICA COLTURALE DIFESA MAIS

96 DIFESA Per limitare lo sviluppo di malattie si può agire in modo preventivo attraverso la scelta degli ibridi e delle tecniche colturali (avvicendamento, sfibramento e interramento con aratura dei resti colturali) o in modo curativo applicando agrofarmaci ad azione specifica contro i patogeni. Una corretta scelta del seme è alla base della prevenzione delle malattie, così come una buona semina Il diserbo e la concimazione possono svolgere un ruolo importante nel controllo delle malattie, perché piante vigorose sono in grado di affrontare meglio gli attacchi dei patogeni La concia del seme garantisce buona protezione delle plantule da insetti e patogeni presenti nel seme e nel terreno

97 STRATEGIE DI DIFESA Concia del seme Concia del seme Concia del seme Trattamento fogliare Trattamento fogliare Concia del seme Concia del seme Trattamento fogliare Trattamento fogliare Trattamento fogliare