Ruolo delle siepi campestri nel contenimento della deriva e nella conservazione degli artropodi utili

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1 FORUM FITOIATRICI GIORNATE DI STUDIO Contenimento della deriva ed efficacia dei trattamenti fitosanitari Veneto Agricoltura Corte Benedettina - Legnaro (PD) 5 dicembre 13 Ruolo delle siepi campestri nel contenimento della deriva e nella conservazione degli artropodi utili Stefan Otto 1, Donato Loddo, Giuseppe Zanin 1 IBAF CNR DAFNAE - Università di Padova 1

2 La Thematic Strategy on a Sustainable Use of Pesticides 9/18/CE stabilisce le linee guida per l utilizzo sostenibile dei fitofarmaci prima, durante e dopo la distribuzione, e introduce la necessità di mettere in atto misure di mitigazione del rischio per le acque superficiali e gli organismi non bersaglio. Il rischio per gli organismi non bersaglio è legato alla dispersione ambientale e alla struttura del biotopo agricolo. La deriva è un importante processo di dispersione ambientale dei fitofarmaci.

3 Deriva (Drift) (Trasporto di un fitofarmaco al di fuori del bersaglio) Deriva primaria (durante o subito dopo l irrorazione) Spray drift Deriva secondaria (volatilizzazione) Drift fallout La deriva primaria secondo ISO 866: Il movimento del fitofarmaco nell atmosfera dall area trattata verso qualsiasi sito non bersaglio, nel momento in cui viene distribuito. 3

4 Quando un fitofarmaco è applicato in un arboreto, una parte può raggiungere per deriva: 1) gli artropodi utili presenti in colture adiacenti o in aree non coltivate (siepi campestri) ) i corsi d acqua e le comunità acquatiche 3) i residenti nelle vicinanze e i passanti L acqua è un importante bersaglio della contaminazione da fitofarmaci. Nel 1, nelle acque superficiali sono stati trovati residui nel 55% dei punti campionati, nel 3% dei casi con concentrazioni superiori ai limiti di potabilità. (Erbicidi, Azoxystrobin, Metalaxil, Clorpirifos).

5 Il rischio è legato alla struttura del biotopo. La deriva in un sistema vigneto-siepe Effetto sul predatore K. aberrans (Acari: Phytoseiidae) Area da proteggere Vigneto trattato QUANTA DERIVA? K. aberrans mort. POROSITÀ DELLA SIEPE Field rate Etofenprox (LogRate) MORTALITÀ PREDATORI Otto S., Mori N., et al., 13. Insecticide drift and its effect on Kampimodromus aberrans (Oudemans) in an Italian vineyard-hedgerow system. Biosystems Engineering, 116,

6 La deriva in un sistema vigneto-siepe Effetto sul predatore K. aberrans Nel caso peggiore* la deriva di etofenprox ha causato mortalità del 1% di K. aberrans, sia nella siepe, sia nella coltura adiacente. Negli altri casi la deposizione è stata ridotta, insufficiente per avere immediati effetti agronomici. *espansione libera o trattamento diretto alla siepe Mortality of K. aberrans Dose Field tecnica rate / dose tecnica LC5 LC Etofenprox Log(dose) (ml l -1 ) 6

7 La deriva in un sistema vigneto-siepe Lo sviluppo di K. aberrans è stato indipendente dalla deriva e dalla presenza della siepe. Deriva In un caso (una data) addirittura: + deriva + K. aberrans Abbondanza K. aberrans 7

8 Effetti della deriva Gli effetti agronomici immediati della deriva di insetticidi/acaricidi (e fungicidi) sono ridotti. E molto più rilevante l aspetto ecotossicologico. E sufficiente una deriva dello,1% a 1 m su un corso d acqua poco profondo per superare la potabilità. Una deriva dello, % può avere effetti sulle comunità acquatiche (CIW, 3, The Netherlands). Modelli di rischio usati a livello europeo recepiscono questo importante aspetto. 8

9 Esempio di valutazione per organismi acquatici Modello EXPOSIT (Livello 1) Dose applicata (D) Deriva (spray drift, S): frazione della dose, dipende dalla distanza Distanza dal corso d acqua (area di rispetto o buffer zone) Corso d acqua (piccolo, statico) PEC=D*S/P (PEC=Predicted Environmental Concentration) Profondità (P) 9

10 Le siepi campestri intercettano efficacemente la deriva, anche più del 9%. In assenza di ostacoli la deriva può espandersi per 1-15 m 1 5 Le siepi possono contenere la deriva al loro interno Controindicazione: il fitofarmaco interferisce sullo sviluppo delle comunità di artropodi utili presenti nella siepe. Lo studio ha mostrato che per etofenprox-k. aberrans la mortalità massima nella siepe è stata del 1%. E quindi plausibile una distribuzione spaziale del rischio all interno della siepe

11 Studio della deposizione della deriva nella siepe dopo trattamento diretto La deposizione sulla siepe non è uniforme ma dipende dall altezza e dalla strato (profondità) della siepe: in un certo strato può essere pericolosa per gli artropodi, in un altro no. min max media 11

12 Effetto della deposizione della deriva nella siepe su due artropodi utili di riferimento Aphidius rhopalosiphi (Hymenoptera: Braconidae) vespa parassita di afidi Typhlodromus pyri (Acari: Phytoseiidae) predatore di P. ulmi Endpoint tossicologico considerato: Lethal rate 5% (LR5) (dose che causa la morte del 5% degli individui) 1

13 Deposizione nella siepe dopo trattamento diretto: valore medio e spazializzato. media Confronto della deposizione media nell intera siepe con gli endpoints dei due artropodi di riferimento (A. rhopalosiphi e T. pyri). Height (m) PEC, LR5 and appl. rate (g/ha) 1 3 LR5 T. pyri LR5 A. rhop. Propargite OP=.7 WS= PEC, LR5 and appl. rate (µg/cm ) salvi! in media 13

14 Confronto della deposizione media nell intera siepe con gli endpoints dei due artropodi di riferimento (A. rhopalosiphi e T. pyri). Height (m) PEC, LR5 and appl. rate (g/ha) 1 3 LR5 T. pyri LR5 A. rhop. Propargite OP=.7 WS=.5 salvi! in media..8.1 PEC, LR5 and appl. rate (µg/cm ) Confronto con la deposizione media in funzione dell altezza. La curva a "campana": z = a h + d h + d 1 exp b b bc (A. rhopalosiphi sembra sempre salvo...) Height (m) PEC, LR5 and appl. rate (g/ha) 1 3 LR5 T. pyri LR5 A. rhop. Propargite OP=.7 WS= PEC, LR5 and appl. rate (µg/cm ) salvi! dove? 1

15 La deposizione può essere calcolata per ogni punto o sezione di siepe; ad es. per sezioni di 1 m di spessore. PEC, LR5 and appl. rate (g/ha) Si può studiare con dettaglio il rapporto endpoint/deposizione Salvi agli estremi e in profondità (A. rhopalosiphi non è sempre salvo: rischio molto alto nei primi strati, tra,5 e,5 m di altezza) anche variando la porosità ottica e la velocità del vento. x y = Q exp - 3 exp( ) PO WS Height (m) Height (m) Propargite OP=.7 WS= PEC, LR5 and appl. rate (µg/cm ) PEC, LR5 and appl. rate (g/ha) 1 3 Propargite OP=.7 WS= PEC, LR5 and appl. rate (µg/cm ) 15

16 Importanza della porosità ottica della siepe x y = Q exp - 3 exp( ) PO WS f'(x) Percento ancora in aria 1 8 a 1 m 6 a m a 3 m,,,,6,8 1, Porosità ,,,,6,8 1, Porosità Più la siepe è fitta, cioè più la porosità è bassa, minore è la deposizione (drift) al di là. Secondo il modello, con porosità del %, 1 m al di là della siepe si osserva in aria il % della dose. Gli effetti migliori si hanno per porosità fino al 35-%. E molto importante che la siepe (la sua porosità) sia uniforme, dalla terra alla cima. 16

17 Importanza della porosità ottica della siepe Siepe fitta Siepe media Siepe rada P.O. = 1 % P.O. = 6 % P.O. = 8% 17

18 Importanza della porosità ottica della siepe T T7 T6 T8 T T5 T9 57,757%,% 19,1% 8, 8% 7,6 7% 6,7 6% 5,1 5% 18

19 La porosità ottica non dipende dalle specie che compongono la siepe. La diversità degli artropodi utili è invece legata alla diversità botanica della siepe. Arbusti e alberi frequenti in Pianura Padana: Acer campestre, Carpinus betulus, Clematis spp., Corilus avellana, Cornus sanguinea, Fraxinus ornus, Platanus hybrida, Prunus spinosa, Rhus typhina, Sambucus nigra, Ulmus spp., Viburnum opulus. 19

20 La siepe deve essere valorizzata e gestita. Durante i trattamenti e le svolte sono possibili applicazioni involontarie alla siepe. In questi casi i danni da deriva sono ridotti (minori rispetto ad un trattamento). Non si deve però trattare la siepe. Infatti le siepi sono: - le ultime strutture semi-naturali della pianura - una riserva di biodiversità - un elemento di lotta integrata e biologica La 18/9/CE prevede l obbligo della Difesa Integrata a partire dal 1/1/1

21 Le aree semi-naturali possono favorire gli artropodi utili Predatori del genere Orius sono comunemente rilasciati per controllare Frankliniella occidentalis L abbondanza di O. niger è associata alle aree semi-naturali In anni favorevoli è atteso un buon livello di controllo biologico conservativo La riproduzione di O. niger è legata alle risorse nei campi coltivati 1

22 La siepe ha quindi una duplice funzione barriera-rifugio. La siepe è un importante misura di mitigazione della deriva. Il peso della mitigazione non deve ricadere solo sulle siepi (buffer zone) ma deve essere ripartito su più misure di mitigazione combinate tra di loro. Una giusta combinazione di tipo di attrezzatura, modalità di applicazione e siepe può ridurre molto la deriva.

23 Mitigazioni in serie In assenza di ostacoli, l espansione libera è ampia, ma dipende dal tipo di attrezzatura. La scelta dell attrezzatura è la prima misura di mitigazione. Il filare è un ostacolo all espansione, con efficacia variabile durante la stagione. La coltura è la seconda misura di mitigazione. Il verso dell irrorazione può essere scelto per rispettare le aree sensibili. Il verso di irrorazione è la terza misura di mitigazione. Le barriere verticali sono in grado di contenere l espansione. Le siepi campestri sono la quarta misura di mitigazione. 3

24 Frangivento artificiali (plastic windbreak) Si possono costituire barriere antideriva anche con reti plastiche. Porosità 6% Intercettazione del 3% delle goccioline Vanella G., Salyani M., Balsari P., 13. Spray interactions with a windbreak netting used in orchard applications. Crop Protection,

25 Mitigazioni in serie Modellizzazione di un sistema vigneto-siepe e quantificazione della mitigazione della deriva P.O. vigneto: 33,8% P.O. siepe: 1% Modi più frequenti di presentazione dei risultati: - % della dose ritrovata a una certa distanza - distanza alla quale si ritrova una certa % della dose 5

26 Distanza (m) dall ultimo filare del vigneto in cui si raggiunge l 1% della dose applicata Scenario: vigneto con interfila 3 m; la siepe occupa lo spazio tra 3 e m dall'ultimo filare del vigneto, ha P.O.=,1 e viene trattata direttamente. Nel caso «Ultimo filare, solo int.» la siepe non viene trattata. HIGH DRIFT Espans. Ultimo filare Espans. Ultimo filare libera Due lati Solo int. libera Due lati Solo int. SENZA SIEPE 15, 8, CON SIEPE 11,3 6,8,9, CON SIEPE SENZA SIEPE LOW DRIFT 5,6,8,,1 6

27 Distanza (m) dall ultimo filare del vigneto in cui si raggiunge l 1% della dose applicata Scenario: vigneto con interfila 3 m; la siepe occupa lo spazio tra 3 e m dall'ultimo filare del vigneto, ha P.O.=,1 e viene trattata direttamente. Nel caso «Ultimo filare, solo int.» la siepe non viene trattata. HIGH DRIFT Espans. Ultimo filare Espans. Ultimo filare libera Due lati Solo int. libera Due lati Solo int. SENZA SIEPE 15, 8, Riduzione del 6%,9, CON SIEPE 11,3 6,8 SENZA SIEPE CON SIEPE LOW DRIFT 5,6,8 Riduzione del 56%,,1 7

28 Mitigazioni in serie HIGH DRIFT SPRAYER Espansione libera 1% Deriva da ultimo filare 1% LOW DRIFT SPRAYER Espansione libera 1% Deriva da ultimo filare 1% Deriva da penultimo filare Deriva da penultimo filare 1% 1% Deriva da ultimo filare, con siepe Deriva da ultimo filare, con siepe 1% 1% Deriva da penultimo filare, con siepe Deriva da penultimo filare, con siepe 1% 1 1% <1 1 <

29 Esempio di ampiezza delle aree di rispetto in funzione del tipo di attrezzatura Distanze di sicurezza per colture specializzate in Germania Vigneto Distanza dall acqua Tecnica stand. Attrezzatura a riduzione deriva del 9% 75% 5% m 5 m 1 m 15 m 9

30 Standard (High drift) Deriva da ultimo filare 1% Distanza da corso d acqua Low drift Deriva da ultimo filare 1% Con 5 filari non trattati verso l esterno (Distinguere crop-free da spray-free bufferzone!) Distanza da corso d acqua 3

31 Standard (High drift) Deriva da ultimo filare 1% Non ammesso (richiesta riduzione minima della deriva del 5%) Low drift Deriva da ultimo filare 1% Low drift Deriva da penultimo filare 1% Non ammesso trattamento verso esterno Distanza minima da area sensibile:,5 m 31

32 Finanziamenti Le ricerche sono state co-finanziate da: - MIUR, PRIN 8, progetto Ecotoxicological risk - Regione Veneto, PSR 7-13, mis. 1, progetto DERIVA 3

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