XI CONFERENZA NAZIONALE DELLA DISINFESTAZIONE Dalla disinfestazione al Pest Managment In una dimensione europea Parma 15-16 marzo 2016 Tecniche di monitoraggio delle principali specie striscianti Giacinto S. Germinara Dipartimento di Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell Ambiente Università di Foggia, Via Napoli 25, 71122 Foggia E-mail: giacinto.germinara@unifg.it
INSETTI STRISCIANTI COLEOPTERA Sitophilus granarius (L.) Sitophilus oryzae (L.) Sitophilus zeamais Motschulski Rhyzopertha dominica (F.) Prostephanus truncatus (Horn.) Trogoderma granarium Ervest Stegobium paniceum (L.) Lasioderma serricorne (F.) Tribolium confusum J.du Val. Tribolium castaneum (Herbst) Tenebrio molitor L. Gnatocerus cornutus (F.) Oryzaephilus spp Cryptolestes spp BLATTODEA Blatta orientlis L. Periplaneta americana (L.) Blatella germanica (L.) Supella longipalpa (F.) Polyphaga aegyptiaca (L.) HYMENOPTERA Linepithema humile (Mayr) Tetramorium caespitum (L.) Monomorium pharaonis (L.) Lasius spp.
INFESTANTI PRIMARI Attaccano materie prime INFESTANTI SECONDARI Attaccano cariossidi danneggiate, sfarinati e prodotti di trasformazione. Presenza di insetti nei magazzini e nei reparti di produzione degli alimenti
Difficoltà di controllo Introduzione Sviluppo endofitico di vari infestanti primari Limitazioni legislative all uso di fumiganti ed insetticidi ad attività residuale Resistenza in popolazioni di insetti Esigenze di mercato Infestazioni latenti Protezione degli stadi giovanili Inquinamento ambientale Rischi salute operatori e consumatori Ridotta efficacia Domanda crescente di alimenti sani e privi di residui di antiparassitari Esigenza crescente di razionalizzare le misure di controllo
Difesa integrata Obiettivo Controllo delle specie dannose attraverso l integrazione di tutti i possibili mezzi e tecniche di lotta nel rispetto di principi: ü ECONOMICi beneficio > costo del trattamento ü AMBIENTALI privilegiare mezzi di lotta a basso rischio ü TOSSICOLOGICI limitare impatto su salute di operatori e consumatori
Difesa integrata obbligatoria in agricoltura Direttiva UE 128/2009 Uso sostenibile dei Prodotti per la Protezione delle Piante (PPPs) DL 14 agosto 2012, n. 150 Predisposizione del Piano di Azione Nazionale (P.A.N.) (art. 6). Azioni da intraprendere dal 1 gennaio 2014 Applicazione di tecniche di prevenzione e monitoraggio Utilizzo dei mezzi di controllo biologici dei parassiti Pratiche di coltivazioni appropriate DL 22 gennaio 2014 G.U. n. 35 del 12.02.2014) Approvazione P.A.N. Prodotti fitosanitari a basso rischio per salute umana e ambiente
DIFESA INTEGRATA O IPM (integrated Pest Management) NELLE INDUSTRIE ALIMENTARI Necessità di rispondere ai principi fondamentali dell HACCP SOGLIA DI INTERVENTO = Prossima a ZERO (in molti casi) 1. Prevenzione 2. Monitoraggio 3. Tecniche di difesa
IMPORTANZA DI UN EFFICACE MONITORAGGIO Rilevare tempestivamente l inizio di un infestazione OTTIMIZZAZIONE DEL TIMING DELLE MISURE DI CONTROLLO (interventi mirati e localizzati) Riduzione di impiego di insetticidi Riduzione dei costi di controllo Riduzione rischi per la salute di operatori e consumatori
METODI DI MONITORAGGIO DEGLI INSETTI NELLE INDUSTRIE ALIMENTARI MONITORAGGIO VISIVO MONITORAGGIO MEDIANTE TRAPPOLE
MONITORAGGIO VISIVO ISPEZIONI VISIVE DEI DIVERSI AMBIENTI PER: Ø PRESENZA DIRETTA stadi biologici dei parassiti (uova, larve ecc.) Ø PRESENZA INDIRETTA analisi delle tracce, esuvie, prodotti dell attività trofica (bave sericee, detriti, escrementi) Competenza dell operatore Equipaggiamento (pila elettrica, specchietto orientabile con eventuale prolunga per visionare gli angoli, lente di ingrandimento)
MONITORAGGIO MEDIANTE TRAPPOLE FINALITA Rilevare la presenza di un infestante in un ambiente (detection) Seguire l andamento della popolazione nel tempo (monitoring) Valutare l efficacia delle misure di controllo TIPI DI TRAPPOLE Trappole meccaniche (passive) Gli insetti vengono intercettati durante il loro spostamento. Trappole attrattive (attive) Gli insetti vengono attirati da stimoli di varia natura.
TRAPPOLE MECCANICHE TRAPPOLE A SONDA (Probe trap) PRINCIPIO 1. Tendenza degli insetti presenti in una massa di cereale ad occupare interstizi con maggiore concentrazione di O 2 2. Feromone aggregazione (incremento attrattività) POSIZIONAMENTO Strato superficiale della massa di cereale Distanza tra le trappole: 2,0-2,5 m Campionamento: dopo 2-3 giorni ü Fondo chiuso ü Pareti forate ü Forma cilindrica APPLICAZIONE Coleotteri (Sitophilus spp., Tribolium spp., Rhyzopertha dominica)
TRAPPOLE MECCANICHE TRAPPOLE RIFUGIO (Refuge trap) PRINCIPIO Tendenza degli insetti a cercare riparo in ambienti privi di luce (lucifughi) POSIZIONAMENTO Su pavimento e scafali di magazzini e archivi APPLICAZIONE Insetti striscianti (adulti e larve).
TRAPPOLE ATTRATTIVE TRAPPOLE A PARALLELEPIPEDO APPIATTITO PRINCIPIO Attrazione insetti mediante feromoni e/o attrattivi alimentari CARATTERISTICHE ü Aperture laterali ü Base adesiva ü Trasparenza (in alcuni casi) da Pagani, Savoldelli e Schiapparelli, Manuale ANID
TRAPPOLE ATTRATTIVE TRAPPOLE A VASCHETTA O POZZETTO PRINCIPIO Attrazione insetti mediante feromoni e/o attrattivi alimentari CARATTERISTICHE ü Coperchio (plastica o cartone) ü Vaschetta con bordi inclinati e superficie rugosa ü Fondo con: - feromone (erogatore, gel) ATTRAZIONE - attrattivi alimentari (gel, olio) ATTRAZIONE + CATTURA da Pagani, Savoldelli e Schiapparelli, Manuale ANID
TIPI DI ATTRATTIVI Semiochimici Intraspecifici Interspecifici FEROMONI: ü AGGREGAZIONE ü SESSUALI ALLELOCHIMICI: ü CAIROMONI ü APNEUMONI
Fasi della comunicazione chimica BIOSINTESI (ANIMALE O PIANTA) EMISSIONE DIFFUSIONE NEL MEZZO PERCEZIONE CODIFICA E INTEGRAZIONE (SNC) RISPOSTA COMPORTAMENTALE
FEROMONI PRIMER RELEASER risposte lente alterano la fisiologia e la morfologia del ricevente risposte immediate alterano il comportamento del ricevente Feromoni inibitore degli Imenotteri sociali Feromoni di allarme Feromoni traccia Feromoni di aggregazione Feromoni sessuali
Feromoni di aggregazione Prodotti da uno o entrambi i sessi sono attrattivi verso maschi e femmine Utilizzati principalmente per la colonizzazione di substrati EFFETTO CENTRIPETO Feromoni sessuali Prodotti principalmente dalla femmina sono attrattivi verso i maschi Regolano il comportamento riproduttivo della specie
Feromoni Blend feromonico: miscele di alcoli, aldeidi ed esteri, spesso isomeri, da 10 a 18 atomi di carbonio (Lepidotteri), composti aromatici (Coleotteri), idrocarburi alifatici (Ditteri e Imenotteri) Ø componente principale attrazione a lungo raggio Ø 1 o più componenti secondari sinergico sull attrazione (conspecifici) inibitorio (specie gemelle) arrestante (approccio) eccitante (copula) Ø RAPPORTI ALTAMENTE SPECIFICI Ø POSSIBILI VARIAZIONI GEOGRAFICHE DELLA COMPOSIZIONE
Feromoni sessuali delle principali specie blatte SPECIE Blatella germanica FEROMONE SESSUALE FEMMINILE 29-Hydroxy-3,11-dimethylnonacosan-2-one 3,11-Dimethylheptacosan-2-one Gentisyl quinone isovalerate Blattellochinone FEROMONE DI CONTATTO 3,11-Dimethylnonacosan-2-one (3S,11S)-Dimethylheptacosan-2-one Blatta orientalis Periplaneta americana Supella longipalpa 11-Methylheptacosan-2-one 27-Oxo-11-methylheptacosan-2-one Periplanone A (1Z,5E)-1,10(14)-Diepoxy-4(15),5- germacradien-9-one Periplanone B Supellapyrone 5-(2,4-Dimethylheptanyl)-3- methyl-2h-pyran-2-one
Feromoni di aggregazione di Blatte SPECIE Blatella germanica FEROMONE AGGREGAZIONE FEROMONE DI AGGREGAZIONE Blattellastanoside A Blatellastanoside B
Feromoni sessuali delle principali specie di Coleotteri SPECIE FEROMONE Sesso Disp. Trogoderma granarium R,Z-trogodermal F si Lasioderma serricorne 4S6S7S-serricornin F si Stegobium paniceum 2S3R1S-stegobiol F si Feromoni di aggregazione delle principali specie di Coleotteri SPECIE FEROMONE Sesso Disp. Sitophilus granarius 2S3R-sitophilate M si Sitophilus zeamais 4S5R-sitophinone M si Sitophilus oryzae 4S5R-sitophinone M si Trogoderma granarium methyl oleate M si
Specie Composto attivo Sesso Disp. Tribolium castaneum R,R-tribolure M si Tribolium confusum tribolure M si Rhyzopertha dominica (S)-1-Methylbutyl (E)-2-methyl-2- pentenoate (S-dominicalure-1) (S)-1-Methylbutyl (E)-2,4-dimethyl-2- pentenoate (S-dominicalure-2) M si Cryptolestes ferrugineus (E,E)-4,8-Dimethyl-4,8-decadien-10- olide (Cucujolide I) M no Cryptolestes pusillus (Z)-3-Dodecen-12-olide (Cucujolide VIII) M no Oryzaephilus mercator (Z)-3-(11R)-Dodecen-11-olide (Cucujolide II) M si/no Oryzaephilus. surinamensis (Z,Z)-3,6-Dodecadien-11-olide (Cucujolide IV) M si/no
Utilizzo di segnali chimici del substrato ospite negli insetti Introduzione Localizzazione fonte di cibo (attrattivi) Ricerca del partner (attrattivi) Localizzazione sito di ovideposizione (attrattivi) Visser J.H. 1986. Annu. Rev. Entomol. 37:141 172.
Semiochimici interspecifici di Sitophilus spp. ATTRATTIVITA DI ODORI DI CEREALI EFFETTI ADDITIVI: ODORI DEL SUBSTRATO + FEROMONI DI AGGREGAZIONE S. granarius S. zeamais S. oryzae Nawrot, 1973; Prace Naukowe JOR Poznan 15:179; Levinson e Levinson, 1978. Ent. Exp. Appl. 24:305; Levinson e Kanaujia, 1981 Naturwissenschaften 68:44. Walgenbach et al., 1987. J. Econ. Entomol. 80:763; Likhayo e Hodges 2000. J. Stored Prod. Res. 36:341; Ukeh et al., 2010. Pest Manag. Sci.66:44 Trematerra e Girgenti 1989 J. Appl. Ent. 108:12; Trematerra et al., 1999. J. Stored Prod. Res., 35:265; Likhayo e Hodges 2000. J. Stored Prod. Res. 36:341; Athanassiou et al., Eur. J. Entomol. 103:371.
Semiochimici interspecifici di Sitophilus spp. ATTRATTIVITA DI ESTRATTI DA CARIOSSIDI E LORO FRAZIONI S. granarius Levinson and Kanaujia, 1982. Z. Angew.Entomol. 93:292. Nawrot et al., 1995. Proc. Internat. Forum on Stored Prod. Prot.: 149 Niewiada et al., 2005. J.Stored Prod. Res. 41:544. Nawrot et al. 2010. J. Stored Prod. Res. 46:133
Composti di origine alimentare attrattivi per Sitophilus spp. SPECIE ATTRATTIVI ALIMENTARI Bibliogr. S. granarius Butanolo, 3-metil butanolo, pentanale, maltolo, vanillina, E2E4-eptadienale, E2-nonenale, 4-etilacetofenone Collins et al., 2008: J. Stored Prod. Res. 43:53-63. Germinara et al., 2008; J. Chem. Ecol. 34:523-529. S. oryzae pentanale, maltolo, vanillina Phillips et al., 1993.J. Chem. Ecol. 19:723-734. Composti di origine alimentare attrattivi per Tribolium spp. SPECIE ATTRATTIVI ALIMENTARI Bibliogr. T. castaneum Volatili di colture fungine associate ai cereali Oli di germe di grano, riso, avena ecc. Ahmad et al., 2010.Ent. Exp. App. 145:272-281. Phillips et al., 1993.J. Chem. Ecol. 19:723-734.
Composti di origine alimentare attrattivi per Oryzaephilus spp. SPECIE ATTRATTIVI ALIMENTARI Bibliogr. O. surinamensis 3-metil butanolo, octen-3-olo, E2E4-nonadienale, esanale, eptanale, octanale, E2-eptenale, furfurale, E2-nonenale, 4-etilacetofenone Collins et al., 2007. J. Stored Prod. Res. 43:53-63 Mikolajczak et al. 1984. J. Chem. Ecol. 10:301-309. Composti di origine alimentare attrattivi per Cryptolestes spp. SPECIE ATTRATTIVI ALIMENTARI Bibliogr. C. ferrugineus 3-metil-butanolo, octen-3-olo, E2- nonenale, 4-etilacetofenone Pierce et al. 1991. J. Chem. Ecol. 17:581-597. Collins et al., 2007. J. Stored Prod. Res. 43:53-63
Attrattivi alimentari delle principali specie di Blatte SPECIE ATTRATTIVI ALIMENTARI Disp. com. Blatella germanica Periplaneta americana Acido palmitico Metil elaidate Alcol oleico T-cadinolo Germacrene D Si si
CONFRONTO ATTIVITA BIOLOGICA CAIROMONE FEROMONE DI AGGREGAZIONE 100 RISPOSTA DI S. GRANARIUS A CAIROMONE (E2,E4-eptadienale) Indice di risposta 80 60 40 20 0-20 -40-60 bc bcd d cd bcd bc b a a -80-100 100 1 10 100 150 200 250 350 500 1000 Dose (µg) RISPOSTA DI S. GRANARIUS A FEROMONE DI AGGREGAZIONE Indice di risposta 100 80 60 40 20 0-20 -40 cd cd cd d cd cd c b -60-80 -100 0,001 0,005 0,05 0,1 0,15 0,25 0,5 5 50 0,1 Dose (µg) a
FATTORI CHE INFLUENZANO I LIVELLI DI CATTURA 1. TIPI DI TRAPPOLA 1. Trappole a sonda 2. Trappola a cartone ondulato 3. Trappola a parallelepipedo 4. Trappole a pozzetto Criteri di scelta del tipo di trappola: - facile ingresso degli insetti (volatori, non volatori) - elevata capacità di contenimento (saturazione) - buona conservazione degli insetti (riconoscimento)
FATTORI CHE INFLUENZANO I LIVELLI DI CATTURA 2. EROGATORI DI FEROMONI Fibre Fiale di polietilene Setti di gomma Diffusori a membrana Soluzioni oleose Gel Assicurare un rilascio del feromone: - simile a quello naturale - costante - sufficientemente lungo (almeno 4 settimane)
EFFETTO DELLA DOSE SULLA RISPOSTA COMPORTAMENTALE DI S. GRANARIUS AL FEROMONE DI AGGREGAZIONE 100 80 Indice di risposta 60 40 20 0-20 -40 cd cd cd d cd cd c b -60-80 -100 ATTRAZIONE REPELLENZA 0,001 0,005 0,05 0,1 0,15 0,25 0,5 5 50 Dose (µg) a
FATTORI CHE INFLUENZANO I LIVELLI DI CATTURA CONFRONTO POTERE ATTRATTIVO DI DUE TIPOLOGIE DI EROGATORI EROGATORI DI FEROMONE PER T. CONFUSUM
FATTORI CHE INFLUENZANO I LIVELLI DI CATTURA 3. Raggio di azione del feromone - composizione > rapporti tra componenti > combinazione con attrattivi alimentari - purezza chimica - dose d impiego - tipo di erogatore Da 3 a 5 metri
FATTORI CHE INFLUENZANO I LIVELLI DI CATTURA 4. Densità di popolazione del parassita effetti competitivi dell attrazione naturale 5. Temperatura - temp. <15 C arrestano la risposta al feromone - temp. elevate aumentano il raggio di azione
6. Posizionamento trappole e densità - almeno 3 trappole per settore - in prossimità di aree sospette (ridotto raggio di azione) - monitorare l esterno dei locali 7. Insetti morti nella trappola - odori repellenti verso insetti vivi
Predisposizione di reti di monitoraggio che consentono di seguire l evoluzione della popolazione di una specie infestante nel tempo e nello spazio (Trematerra e Sciarretta 2004).