Deossinivalenolo su frumento duro: risultati del ... · Deossinivalenolo su frumento duro:...

A.S.S.A.M. 12 aprile 201312 aprile 2013

A.S.S.A.M.A.S.S.A.M. -- Via dellVia dell’’Industria, 1 Industria, 1 -- Osimo Stazione (AN)Osimo Stazione (AN)

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


La “fusariosi della spiga” del frumento è causata da un complesso di specie fungine appartenenti al genere Fusariumin 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.

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.

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 attivitLe attivitàà sono state sviluppate durante il periodo 2002sono state sviluppate durante il periodo 2002--2011 2011 nellnell’’ambito dei progetti :ambito dei progetti :

••(2000(2000--2005) Progetto Europeo 2005) Progetto Europeo -- UE QLK5UE QLK5--20002000--01517 01517 RAMFIC,RAMFIC,"Sostenibilit"Sostenibilitàà, sicurezza dei prodotti e la qualit, sicurezza dei prodotti e la qualitàà nel settore dei cereali: nel settore dei cereali: lo sviluppo di nuovi modelli quantitativi per la valutazione dello sviluppo di nuovi modelli quantitativi per la valutazione del rischio rischio per le specie di per le specie di FusariumFusarium micotossigenimicotossigeni""

(2006(2006--2008) 2008) –– Progetto Regione Marche, Progetto Regione Marche, L.R.L.R. 37/37/’’99 99 ““Indagine sui Indagine sui funghi funghi tossigenitossigeni nelle colture di cereali e ortofrutta nellnelle colture di cereali e ortofrutta nell’’ambiente ambiente produttivo marchigianoproduttivo marchigiano””

(2009(2009-- 2013) Progetto Europeo 2013) Progetto Europeo -- MYCOREDMYCORED, , ““Nuove strategie Nuove strategie integrate per la riduzione delle micotossine nella filiera cereaintegrate per la riduzione delle micotossine nella filiera cerealili””

Hanno contribuito alla realizzazione delle attivitHanno contribuito alla realizzazione delle attivitàà::

•ASSAM, Osimo (AN)

•ISPA, CNR di Bari

•Università degli Studi di Napoli “Federico II”

•Università Cattolica del S. Cuore, Piacenza

•CERMIS, Tolentino (MC)

Il monitoraggio Il monitoraggio èè stato effettuato su campi di almeno 0,5 ha. distribuiti in stato effettuato su campi di almeno 0,5 ha. distribuiti in diversi ambienti del territorio regionale;diversi ambienti del territorio regionale;

••I campi sono stati scelti tra aziende cerealicole convenzionali,I campi sono stati scelti tra aziende cerealicole convenzionali, senza senza trattamenti fungicidi nella fase di trattamenti fungicidi nella fase di ““antesiantesi””(Non (Non TrattatoTrattato--NTNT)) al fine di al fine di evidenziare la potenzialitevidenziare la potenzialitàà di infezione dei funghi attribuiti alla di infezione dei funghi attribuiti alla ““fusariosifusariosidella spigadella spiga””. Sono stati inoltre monitorati campi trattati con fungicidi . Sono stati inoltre monitorati campi trattati con fungicidi ((TrattatoTrattato--TRTR)) e campi di aziende biologiche e campi di aziende biologiche ((BiologicoBiologico--BIOBIO).).

MATERIALI E METODI

••Le aziende sono state individuate Le aziende sono state individuate tenendo conto della minore distanza tenendo conto della minore distanza possibile da stazioni meteorologiche possibile da stazioni meteorologiche per raccogliere, durante il ciclo per raccogliere, durante il ciclo colturale, dati meteo altamente colturale, dati meteo altamente rappresentativi delle situazione rappresentativi delle situazione indagate.indagate.

MATERIALI E METODIIndagini di campo

••I rilievi di campo hanno previsto la registrazione delle principI rilievi di campo hanno previsto la registrazione delle principali ali fasi fasi fenologichefenologiche e dati sulla presenza di e dati sulla presenza di malattie nella colturamalattie nella coltura. .

••Al fine di quantificare la presenza di funghi Al fine di quantificare la presenza di funghi tossigenitossigeni e di micotossine e di micotossine prodotte in ogni campo, alla fine del ciclo colturale, nella fasprodotte in ogni campo, alla fine del ciclo colturale, nella fase di e di ““maturazione fisiologica maturazione fisiologica ““, , èè stato effettuato un prelievo di stato effettuato un prelievo di 300 spighe300 spighecon campionamento randomizzato.con campionamento randomizzato.

••Le spighe raccolte, sono state osservate in laboratorio per la Le spighe raccolte, sono state osservate in laboratorio per la valutazione valutazione visiva della presenza di infezionevisiva della presenza di infezione da parte della da parte della fusariosifusariosi della spiga. I della spiga. I campioni sono stati trebbiati con una macchina a postazione fisscampioni sono stati trebbiati con una macchina a postazione fissa per uso a per uso sperimentale. sperimentale.

Sintomi della Sintomi della FusariosiFusariosi su spigasu spiga

PRECIPITAZIONI, UMIDITA' E TEMPERATURA MEDIA Az. ASSAM-Jesi(AN); Maggio - Giugno 2002

0

20

40

60

80

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

MAGGIO GIUGNO

UM

IDIT

A'

012345678910111213141516171819202122232425262728

TEM

PER

ATU

RA

MED

IA (°

C

) PR

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ION

I (m

m/g

)

PRECIPITAZIONI TEMPERATURA MEDIA UMIDITA'

SPIGATURA

FIORITURAMATURAZIONE LATTEA

MATURAZIONE CEROSAMAT.FISIOL.

OIDIOfg.bandiera

RUGGINE BRUNAFUSARIOSI

MATERIALI E METODI – Indagini di laboratorio

Per ciascuno dei campioni di granella ottenuti sono state prelePer ciascuno dei campioni di granella ottenuti sono state prelevate due vate due aliquote di circa 100 grammi, di cui una per le analisi chimichaliquote di circa 100 grammi, di cui una per le analisi chimiche sulle e sulle micotossine (NIV, DON, HTmicotossine (NIV, DON, HT--2, ZEN)2, ZEN) ed una destinata alle analisi ed una destinata alle analisi microbiologiche per i microbiologiche per i funghi funghi tossigenitossigeni, mediante isolamento su substrato , mediante isolamento su substrato di crescita. di crescita.

Attraverso la rete agrometeorologica regionale dellAttraverso la rete agrometeorologica regionale dell’’ASSAM sono stati ASSAM sono stati acquisiti i acquisiti i parametri climaticiparametri climatici ( dati orari di Umidit( dati orari di Umiditàà Relativa, Relativa, Temperatura e Precipitazioni e Bagnatura fogliare) durante la sTemperatura e Precipitazioni e Bagnatura fogliare) durante la stagione tagione vegetativa, con stazioni meteorologiche prossime ai campi monitvegetativa, con stazioni meteorologiche prossime ai campi monitorati. orati.

MATERIALI E METODI – Indagini di laboratorio

Sul campione raccolto sono state effettuate: Sul campione raccolto sono state effettuate:

•• ll’’analisi micologicaanalisi micologica classica su 100 cariossidi per ogni campione classica su 100 cariossidi per ogni campione ((isolametoisolameto di di FusariumFusarium su substrato di crescita);su substrato di crescita);

•• la quantificazione nella cariossidi, al raccolto, di la quantificazione nella cariossidi, al raccolto, di DNA delle singole DNA delle singole specie di specie di FusariumFusarium mediante lmediante l’’estrazione del DNA e analisi con estrazione del DNA e analisi con metodica PCR; metodica PCR;

•• ll’’analisi dei analisi dei tricotecenitricoteceni con il metodo LCcon il metodo LC--MS/MS (spettrometro di MS/MS (spettrometro di massa) che permette di determinare contemporaneamente 4 massa) che permette di determinare contemporaneamente 4 tricotecenitricoteceni((NIV, DON, HTNIV, DON, HT--2, T2, T--22))

I dati principali dello studio

••Periodo di indagine: 2002 Periodo di indagine: 2002 –– 20112011

••LocalitLocalitàà interessate: 24interessate: 24

••Aziende coinvolte: 35 Aziende coinvolte: 35

••Campi monitorati : 93Campi monitorati : 93

••Stazioni meteo di riferimento: 19Stazioni meteo di riferimento: 19N. Campi/Anno (2002-2011)

98

4 4

8

11

17

1110

11

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

N. Campi/Anno

FusariosiFusariosi della spiga su frumento e micotossinedella spiga su frumento e micotossine

Principali micotossine da FusariumDeossinivalenolo (DON); Nivalenolo (NIV); Zearalenoni (ZEN);Fusarenone (FUS); Moniliformina(MON); Beauvericina (BEA); Diacetoxiscirpenolo(DAS); Monoacetil-DON(AcDON)

FusariumFusarium -- MicotossineMicotossine•F. Avenaceum - MON BEA

•F. culmorum - DON ZEN NIV

•F. graminearum - DON ZEN NIV FUS AcDON

•F. poae - DAS NIV FUS

Deossinivalenolo (DON): Risultati del monitoraggio

•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.

•la micotossina più importante per diffusione e concentrazione nelle cariossidi di frumento è il DON;

L. Flamini L. Flamini

Inquadramento territoriale del monitoraggio

Inquadramento territoriale del monitoraggio

24 Localit24 Localitàà indagateindagateFalcineto (PU)

Serrungarina (PU)

Fano (PU)

Sassocorvaro (PU)

Piagge (PU)

S. Lorenzo in Campo (PU)

Osimo (AN)

Agugliano (AN)

S. Maria Nuova (AN)

Sirolo (AN)

Jesi (AN)

Casteferretti (AN)

S. Angelo Pontano (MC)

Tolentino (MC)

Pollenza (MC)

Montefano (MC)

Potenza (MC)

Montelupone (MC)

Recanati (MC)

Offida (AP)

Montefiore (AP)

Cossignano (AP)

Carassai (AP)

Castel di Lama (AP)

Livelli DON su grano duroalla raccolta

•ALTO: ≥ 1 mg/Kg (ppm)1,75 ppm : limite per grano duro e avena non trasformati

•MEDIO: 0,5 – 1 mg/Kg (ppm)

•BASSO: ≤ 0,5 mg/Kg (ppm)

Contaminazione da Contaminazione da FusariumFusarium tossigenitossigeni e presenza di micotossinee presenza di micotossine

Livelli DON su grano duroLimite per grano duro e avena non trasformati : 1,75 mg/Kg

Media - campioni (positivi + negativi= 93): 0,21 mg/Kg

Media - campioni (positivi= 47) : 0,43 mg/Kg


Media - campioni (positivi + negativi = 93): 0,21 mg/Kg

DON - Media/Anno 2002-2011

0

0,5

1

1,5

2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Media DON

Limite DON 1,75 mg/Kg (ppm)


Media - campioni (positivi = 47) : 0,43 mg/Kg

DON - Media/Anno (positivi) 2002-2011

0

0,5

1

1,5

2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Media DON - campi positivi


Medie annuali DON (totale campi – campi positivi)

DON Medie/Anno(positivi) 2002-2011

0

0,5

1

1,5

2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Media DON - campi positivi


DON - Medie/Anno 2002-2011

0

0,5

1

1,5

2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Media DON


Numero di campi con DON negli anni 2002-2011(i numeri in parentesi sono il totale dei campi monitorati)

Range mg/Kg (ppm) del DON per ciascun anno

0,030,170,130,030,040,040,020,08

1,022,930,420,400,310,040,023,5range mg/Kg Maxmin

7 (11)10 (10)7 (11)11 (17)4 (11)0 (8)0 (4)1 (4)1 (8)6 (9)positivi (tot)

2011201020092008200720062005200420032002

Media - campioni (positivi + negativi = 93): 0,21 mg/Kg

DON per “tipologia” di campo (TR-NT-BIO)(campioni positivi + negativi)

• Media - campioni “NON TRATTATO” (53): 0,27 mg/Kg

• Media - campioni “TRATTATO” (22): 0,16 mg/Kg

• Media - campioni “BIOLOGICO” (18): 0,13 mg/Kg

Media - campioni “NON TRATTATO” (53): 0,27 mg/Kg


D ON - M ed ia annuale ( C amp i N o n Trat t at i- N T )

0 0 0

0,16

0,93 0,91

0,180,13

0,0060,010

0,1

0,20,3

0,40,50,6

0,70,8

0,91

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

M edia annuale mg/Kg

4 (6)8 (8)4 (6)4 (8)1 (6)0 (6)0 (2)1 (3)0 (4)2 (4)positivi (tot. campi)

2011201020092008200720062005200420032002

Media - campioni “TRATTATO” (22): 0,16 mg/Kg


DON - M e di a a nnua l e ( Ca mpi Tr a t t a t i - TR)

0,62

0,005 0 0 00,12

0 0

0,16 0,13

0

0,2

0,4

0,6

0,8

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Media annuale mg/ Kg

0 (1)2 (4)5 (6)3 (3)0 (1)1 (4)3 (3)positivi (tot. campi)

2011201020092008200720062005200420032002

Media - campioni “BIOLOGICO” (18): 0,13 mg/Kg


DON - Media annuale (Campi -Bio)

0 0 0 0 0

0,2

0,290,27

0,110,10

0

0,1

0,2

0,3

0,4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

M edia annuale mg/Kg

3 (4)1 (2)1 (1)2 (3)0 (2)0 (1)0 (2)0 (1)1 (2)positivi (tot. campi)

2011201020092008200720062005200420032002

Località: Osimo - Non Trattato (2002 – 2011)

Dettaglio monitoraggio

0,071,230,4200000,0403,5mg/Kg

2011201020092008200720062005200420032002ANNO

Nel frumento lo Nel frumento lo stadio di maggiore stadio di maggiore suscettibilitsuscettibilitààallall’’infezione infezione èè la la fioriturafioritura

Stazione meteo Stazione meteo -- CampoCampo

Osimo 2002 - Meteo-Fenologia (Maggio -Giugno)

02468

101214161820

01/05/02

08/05/02

15/05/02

22/05/02

29/05/02

05/06/02

12/06/02

19/06/02

26/06/02

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120

Tem

p. -

Um

idità

Precipitazione (mm)

Temperatura media (°C)

Umidità relativa (%)

Antesi (7/5)

Campo NT: DON 3,5 gr/Kg

(limite 1,75gr/Kg)

Osimo (AN) Osimo (AN) -- Non TrattatoNon Trattato


02468

101214161820

01/05/05

08/05/05

15/05/05

22/05/05

29/05/05

05/06/05

12/06/05

19/06/05

26/06/05

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120

Tem

p. -

Um

idità

Precipitazione (mm)


Umidità relativa (%)Antesi (19/5)

Campo NT - DON: 0 gr/Kg

(limite 1,75gr/Kg)



01020304050607080

01/05/10

08/05/10

15/05/10

22/05/10

29/05/10

05/06/10

12/06/10

19/06/10

26/06/10

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120

Tem

p. -

Um

idità

Precipitazione (mm)


Umidità relativa (%)Antesi (6/5)

Campo NT: DON 1,23 gr/Kg

(limite 1,75gr/Kg)


OsimoOsimo--NTNT: confronto annate : confronto annate 20022002--20052005--20102010


01020304050607080

01/0

5/10

08/0

5/10

15/0

5/10

22/0

5/10

29/0

5/10

05/0

6/10

12/0

6/10

19/0

6/10

26/0

6/10

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120Te

mp. - Um

idità

Precipitazione (mm)




02468

101214161820

01/0

5/02

08/0

5/02

15/0

5/02

22/0

5/02

29/0

5/02

05/0

6/02

12/0

6/02

19/0

6/02

26/0

6/02

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120

Tem

p. - Um

idità

Precipitazione (mm)Temperatura media (°C)



02468

101214161820

01/0

5/05

08/0

5/05

15/0

5/05

22/0

5/05

29/0

5/05

05/0

6/05

12/0

6/05

19/0

6/05

26/0

6/05

Piog

gia

0

20

40

60

80

100

120

Tem

p. - Um

idità

Precipitazione (mm)



Antesi (7/5)

Antesi (19/5)

Antesi (6/5)

Condizioni climatiche che predispongono l’insorgenza delle fusariosi in campoTemperatura ottimale per lTemperatura ottimale per l’’infezione delle spighe in condizioni di elevata umiditinfezione delle spighe in condizioni di elevata umiditàà

•F. graminearum; 2525--30 30 °°CC

•F. avenaceum; 27 27 °°C C

•F. culmorum; 2828--30 30 °°CC

• M. nivale; 1818--20 20 °°CC

02%1%02010

00002005

017 %07%2002

F. culmorumF. graminearumF. avenaceumF. poaeOsimo - NT

Conteggio percentuale delle colonie isolate da ogni campioneConteggio percentuale delle colonie isolate da ogni campione(100 cariossidi (100 cariossidi piastratepiastrate su substrati selettivi)su substrati selettivi)

Rossi, 2006Rossi, 2006

Interazione Interazione ““funghi funghi –– micotossinemicotossine””( ( FusariumFusarium graminearumgraminearum e e DON)DON)

Diapositiva 34

A1 Administrator; 08/04/2013

Sintesi dei risultatiLa contaminazione da micotossine è stata molto alta nel 2002, molto rara nel

2003 e scarsa nel 2004. In particolare un campo nel 2002 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 2005 e 2006, i campi indagati hanno mostrato di avere una bassissima caricadi contaminazione fungina da Fusarium e una conseguente ridottissima contaminazione da micotossine.

Nel 2007, 2008 e 2009 la contaminazione da micotossine è stata molto altalenante in funzione delle condizioni climatiche con alcuni picchi ma sempre al di sotto di 0,5 mg/kg.

“Nel 2010 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 2011 è stata una annata con basse contaminazioni anche se presenti in quattro casi su undici.

ConclusioniLa 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

A.S.S.A.M. 12 aprile 201312 aprile 2013


GRAZIE GRAZIE

PER LPER L’’ATTENZIONEATTENZIONE

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