Insegnamento di “Patologia delle piante...

Facoltà di Agraria - Università di Pisa

Corso di Laurea di I livello

“Gestione del verde urbano e del paesaggio”

Insegnamento di “Patologia delle piante ornamentali”

Anno accademico 2002/2003

Docente Prof. Giacomo Lorenzini

Servizio Editoriale Universitario di Pisa

G. Lorenzini: Appunti di Patologia Vegetale - (parte generale)

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PRESENTAZIONE

Semplicemente una raccolta graficamente dignitosa di schemi presentati e

discussi nel corso delle lezioni, ecco cosa rappresenta questo fascicolo. Si

tratta di un supporto didattico, uno strumento per consentire allo Studente

di seguire più agevolmente lo svolgimento della prima parte del Corso di

Patologia delle piante ornamentali, agevolando il lavoro del Docente e

degli Allievi e consentendo di dedicare maggiore spazio agli

approfondimenti, alle discussioni in aula ed alle esercitazioni pratiche.

I testi di riferimento continuano, ovviamente, a rappresentare il materiale

di studio insostituibile, vuoi per ampiezza e profondità di informazione,

vuoi per la ricchezza di esempi e di materiale iconografico, vuoi, infine,

per la possibilità di rimando ad ulteriori fonti. Una disciplina quale la

Patologia vegetale non può certo essere offerta agli Studenti sotto forma

di semplice "dispensa" senza correre il rischio di svuotare il Corso del suo

più valido significato, che é quello della valenza professionale della

materia, indispensabile per il completamento del bagaglio culturale del

Laureato della Facoltà di Agraria.

Un ringraziamento, infine, al Servizio Editoriale Universitario di Pisa,

sempre disponibile a collaborare per stampare e distribuire agli Studenti

supporti didattici a costi contenuti.

Prof. Giacomo Lorenzini


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Capitoli fondamentali della Patologia Vegetale

1. Sintomatologia: (o semeiotica): l’insieme delle manifestazioni determinate da un agente di stress; esse sono in evoluzione nel tempo; un insieme di sintomi, prodottosi nel tempo e caratteristico di un quadro clinico, è detto sindrome;

2. Anatomia patologica: studio delle basi dei sintomi osservati, che sono

determinati da alterazioni strutturali e funzionali di: - organi (morfopatologia) - cellule (citopatologia) - funzioni (fisiopatologia)

3. Eziologia: studio delle cause attive (e predisponenti) della malattia

4. Diagnostica: studio dei mezzi per l’identificazione degli agenti causali di una

malattia

5. Epidemiologia: studio della diffusione nel tempo e nello spazio della malattia

6. Patogenesi: studio dei meccanismi attraverso i quali la malattia si realizza

7. Profilassi e terapia: studio delle possibilità di intervento: - profilassi: prima che la malattia si determini (prevenzione) - terapia: dopo che l’infezione ha avuto inizio (cura)


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COSA E’ UNA MALATTIA?

È una alterazione delle attività di un organismo che comporta una sua debilitazione;

deriva dalla continuata “irritazione” da parte di un agente primario. E’ il prodotto di un

mutuo conflitto e di una protratta e reciproca influenza tra pianta e patogeno. Diversa

è la semplice LESIONE (alterazione improvvisa di struttura o funzione causata da un

fattore irritante discontinuo, es. ferite, composti tossici in forma acuta).

Distinguiamo le malattie parassitarie (infettive) dalle fisiopatie (causate da agenti

non infettivi).

Numerosi sono i fattori che possono causare la deviazione dello stato di armonia nello

svolgimento delle funzioni vitali:

aggressione da parte di fanerogame parassite carenze nutrizionali tossicità di sostanze chimiche fattori ambientali ostili

Definiamo DANNO qualsiasi effetto avverso misurabile; non sempre è facile correlare il danno con la relativa PERDITA ECONOMICA, la quale dipende, tra l’altro, da:

tipo di organo colpito epoca dell’attacco destinazione economica della pianta.

Non è facile, poi, definire i livelli “normali” di produzione delle piante, essendo infiniti i fattori che li condizionano. Sappiamo che i rapporti tra “record assoluti” (potenzialità del genotipo in assenza di fattori limitanti) e produzioni “effettive” sono elevati.

Es. Mais: Raccolto, kg Perdite medie (kg) dovute a

record medio % del record malattie insetti infestanti 19.300 4.600 23,8 750 691 511

Totale: 1.952


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FATTORI DI STRESS PER LE PIANTE

STRESS: situazione di sofferenza dell’organismo, indotta da condizioni esterne non ottimali, che si manifesta sotto forma di alterazioni metaboliche, fisiologiche o morfologiche, che implicano l’allontanamento dallo stato “normale” (armonico) della pianta (o di una sua parte, o dei suoi prodotti) e che riduce in termini quantitativi e/o qualitativi le sue prestazioni produttive e quindi riduce il suo valore economico, o la valenza ecologica, o la qualità estetica, o comunque compromette la sua utilizzazione. Poiché i processi biologici avvengono in maniera ottimale entro un ristretto intervallo di condizioni ambientali sono FATTORI DI STRESS ABIOTICI:

Fattori fisici: estremi termici, idrici e luminosi;

Fattori chimici: carenze minerali, tossicità minerale od organica, estremi di pH.

Sono FATTORI DI STRESS BIOTICI quelli connessi con le interazioni tra specie differenti:

Parassiti: un organismo che vive a spese di un altro essere vivente, senza fornire in cambio alcun beneficio; è quindi una simbiosi antagonistica, in cui una delle due specie riceve dall’associazione tutti i vantaggi; di norma il parassita non uccide l’ospite (“vittima”), e non conduce una vita “libera”. Quando un parassita induce una stato di malattia nell’ospite, si definisce “patogeno”.

Predatori: il predatore uccide la vittima, per cibarsene; parassitoidi sono quegli

organismi che inizialmente si comportano come parassiti (rispettando gli organi vitali delle vittime) ed alla fine del loro sviluppo si comportano come predatori.

Competitori: membri di due (o più specie) che ricercano attivamente una stessa

risorsa ambientale limitante (es. spazio, luce, acqua).


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CONFRONTO TRA LE MALATTIE DELLE PIANTE E

QUELLE DEGLI ANIMALI

• La medicina umana e quella veterinaria si pongono come obiettivo

la sanità dell’individuo

la patologia vegetale si rivolge soprattutto alla popolazione (coltura), salvo

casi eccezionali (es. alberi monumentali).

• Nelle piante manca un sistema ed una memoria immunologia; le piante non

“collaborano” nella definizione dei sintomi.

• Il “valore economico” dei soggetti giustifica interventi diagnostici e curativi

anche costosi nel caso dell’uomo.

• Il medico si occupa di una sola specie biologica; il veterinario di un ridotto

numero di specie; il fitopatologo è interessato alla salute di parecchie

centinaia di specie, le quali – pur presentando un comune fondo strutturale –

hanno ampi margini di individualità. Il medico, di norma, può selezionare uno

specifico campo di lavoro e specializzarsi.


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ASPETTI DELLA DIFESA DELLE PIANTE

ECONOMICI perdite quali-quantitative causate dalle malattie

SOCIALI ruolo dell’agricoltura nelle società, specie quelle tecnologicamente meno avanzate; il caso dell’Irlanda

CONOSCITIVI contributo all’avanzamento delle conoscenze in biologia applicata

IGIENICO-SANITARI infezioni delle piante con potenziali effetti nocivi per uomo e animali; fitofarmaci e salute umana

CULTURALI vegetazione e paesaggio

ECOLOGICI deperimento “di nuovo tipo” delle foreste europee

IL CONTESTO PRODUTTIVO

il 97% della dieta proviene dai campi coltivati

riduzione delle superfici disponibili per l’agricoltura

esodo rurale (meno del 3% della popolazione attiva è in agricoltura)

trend demografici

persistente deficit agro-alimentare

“rivoluzione culturale” in atto (mito della salute, ricerca del naturale)

disinformazione dell’opinione pubblica (false illusioni)

crescenti esigenze in termini di “qualità” delle derrate vegetali

In definitiva, non potendo aumentare le superfici coltivabili, per incrementare le produzioni occorre aumentare le rese unitarie, attraverso l’aumento del potenziale genetico e, soprattutto, la

RIDUZIONE DELLE PERDITE.


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RISPOSTA DI UN ORGANISMO AD UN FATTORE DI STRESS

RESISTENZA ALLORESISTENZA ALLOSTRESSSTRESS

ESCLUSIONE DELLOSTRESS

(CAPACITA’ DI EVITARELO STRESS)

TOLLERANZA DELLOSTRESS

ESCLUSIONEDELL’EFFETTO

(CAPACITA’ DI PREVENIREUN EFFETTO PLASTICO O

ELASTICO)

TOLLERANZADELL’EFFETTO

(CAPACITA’ DI RIPARARE)


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CLASSIFICAZIONE DELLE MALATTIE

Esistono varie forme di classificazione, in base a: fattore/organismo causale (es. malattie fungine) ospite coinvolto (es. malattie dei cereali) organi colpiti (es. malattie radicali) diffusione e severità dell’infezione:

endemiche: costantemente presenti in forma moderata o severa, ma confinate in una area; di norma si tratta di malattie indigene o di antica introduzione

epidemiche (o epifitiche): ricorrono periodicamente in forma distruttiva su larga scala geografica; può trattarsi di una m. endemica, in cui i fattori ambientali si presentino particolarmente favorevoli (o nel caso sia introdotto un ospite eccezionalmente suscettibile)

sporadiche: sono quelle epidemiche che ricorrono a intervalli lunghi ed irregolari

pandemiche: larghissima diffusione e mortalità di massa alterazioni prodotte:

trofiche: sottrazione di nutrienti auxoniche: alterazione bilanci ormonali vascolari: colonizzazione fasci vascolari necrotiche: morte di tessuti litiche: degradazione di tessuti e organi molli ipnochereutiche: degradazione di organi legnosi (“carie”) epifitiche: totalmente esterne

rapporti patogeno/pianta: endofitiche: il patogeno penetra e rimane all’interno sino all’evasione ecto-endofitiche: breve fase all’esterno e maggior parte del ciclo

all’interno ecto-epifitiche: viceversa ectofitiche: esclusivamente all’esterno (salvo gli austori) epifitiche: totalmente esterno ed indipendente (non sono parassiti, ma

saprofiti: fumaggini) localizzate o sistemiche, in relazione al fatto che invadono, o meno,

tessuti a distanza dal sito di penetrazione


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TIPI O QUADRI DI MALATTIE

QUADRI PATOGENESI SINTOMATOLOGIA ESEMPI Malattie epifitiche

Crescita del fungo sulla superficie dei tessuti verdi, a spese di sostanze zuccherine

Presenza di micelio sulle superfici colonizzate

“Fumaggini”

M. trofiche Sviluppo intercellulare (o superficiale: “oidii”) del micelio che si nutre a spese di cellule vive mediante austori

Presenza sull’organo interessato di aree inizialmente translucide, che in seguito necrotizzano

“Peronospore”, “oidii”, “ruggini”, fanerogame parassite

M. necrotiche

Crescita intracellulare del micelio e/o produzione di tossine con danni alla permeabilità di membrana

Rapida necrosi dei tessuti colonizzati: formazione di cancri sugli organi legnosi

“Ticchiolature”, “leaf spots”, “antracnosi”

M. vascolari Occlusione dei tessuti vascolari da parte del micelio e/o da gomme e tille prodotte dalla pianta per difesa

Appassimento e successivo avvizzimento delle foglie, a partire dall’apice vegetativo

“Tracheofusariosi”, “tracheverticilliosi”, “grafiosi” dell’olmo, “mal secco” degli agrumi

M. litiche Aggressione enzimatica delle lamelle mediane e delle pareti, con lisi cellulare

Rammollimento dei tessuti, marciumi

“Muffa grigia”, “marciume del frutto” di drupacee e pomacee, marciumi molli

M. ipnoche-reutiche

Degradazione enzimatica della cellulosa o della lignina

“Carie” del tronco o di grosse branche in piante arboree

“Carie” del legno

M. auxoniche Produzione di sostanze di tipo ormonico (es. IAA, IBA, etilene) che squilibrano il bilancio naturale

Alterazioni della crescita, displasie (iperplasie e ipertrofie) e disordini vegetativi

“Tumori”, “scopazzi”, “bolla”, “fasciazione”


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EFFETTI DEI FATTORI DI STRESS SULLA FISIOLOGIA DELLA PIANTA

1a legge della termodinamica: l’energia non si crea e non si distrugge: si può solo convertire da una forma all’altra. FOTOSINTESI: conversione di energia luminosa in chimica, con produzione di carboidrati a partire da CO2 e H2O, in presenza di clorofilla:

CO2 + H2O + luce (+ chl) = (CH2O)n + O2 Nel processo di RESPIRAZIONE, i carboidrati sono ossidati, e parte dell’energia rilasciata è utilizzata per produrre ATP. La produttività di una pianta è funzione del prodotto

RI x RUE dove: RI: radiazione solare intercettata RUE: efficienza di utilizzazione di RI per unità di area Le interferenze possono avvenire a due livelli:

1. INTERCETTAZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE 1.a: Attraverso la riduzione dell’area fotosintetizzante: sottrattori di tessuto fogliare (necrosi, asportazione); acceleratori di senescenza (filloptosi, raccorciamento del ciclo); riduttori di taglia. 1.b: Attraverso la intercettazione fisica della luce: competitori; agenti di necrosi (in quanto filtra meno luce); agenti schermanti (es. fumaggini).

2. EFFICIENZA DI UTILIZZAZIONE DELLA RADIAZIONE SOLARE PER UNITÀ DI SUPERFICIE

2.a: Attraverso la riduzione dell’input fotosintetico: riduttori del tasso fotosintetico (riduzione del contenuto e/o efficienza della clorofilla); riduzione di densità, anomalie di struttura e/o funzionamento dei cloroplasti; riduzione dell’assimilazione di CO2; induttori di deficit idrico (competitori, mancato funzionamento delle radici, ridotta traslocazione (es. aumento della viscosità, cavitazione), aumentata permeabilità, inibizione della chiusura stomatica, rottura dell’epidermide). 2.b: Attraverso l’aumento dell’output fotosintetico: aumento dei processi respiratori; sottrazione di linfa. Un fattore di stress può agire simultaneamente, o in successione, su diversi aspetti del metabolismo dei carboidrati, talvolta con effetti che vanno in direzioni diverse; ad esempio, la filloptosi implica una riduzione dell’area fotosintetizzante, ma è associata ad una migliore esposizione alla luce di organi sino al momento coperti.


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EFFETTI DELLE MALATTIE SULLE PIANTE

RIDUZIONE DELLE PRESTAZIONI PRODUTTIVE, IN TERMINI SIA QUANTITATIVI SIA QUALITATIVI

È DA SEGNALARE IL FATTO CHE LE MALATTIE IMPLICANO

INSTABILITÀ DELLE PRODUZIONI NEL TEMPO

Inoltre:

Effetti secondari (minore resistenza ad altri stress)

Compromissione della stabilità (piante ornamentali

legnose)

Aspetti estetici

Riduzione della longevità e della conservabilità

Disturbo/fastidio al cittadino (es. fumaggini)

Prestazioni fisiologiche ridotte (assorbimento di

inquinanti e di rumore, produzione di O2)

Compromissione della destinazione economica (es. cereali

e “segale cornuta”).

Oggi il consumatore vive prevalentemente nei centri urbani, ed è distante – in senso geografico ed

economico – dal produttore. Il prodotto viene richiesto in base ad una immagine costruita dallo

stesso consumatore (che non ne conosce i processi di formazione); la “qualità commerciale”

risente di forti componenti psicologiche, così che ad un danno biologico modesto può corrispondere

un forte deprezzamento del materiale vegetale.


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MALATTIE DELLE PIANTE ED ATTIVITA’ UMANE

Hemileia vastatrix (“ruggine” del caffè): raggiunge Ceylon nel 1870 e vent’anni dopo la coltura del caffè è abbandonata e rimpiazzata dal tè.

Phytophthora infestans (“peronospora” della patata): arriva in Europa (dall’America

latina) nel 1845 e devasta i raccolti irlandesi; la popolazione viene decimata dalle morti per carestia e si assiste ad una massiccia emigrazione in USA.

Uncinula necator (“oidio” della vite): raggiunge l’Europa nel 1845; in Francia la

produzione di vino passa da 45 a 11 milioni di hl; in Toscana entra in crisi la mezzadria, in quanto erano i mezzadri a trarre i maggiori vantaggi dal commercio del vino; in Gran Bretagna nasce il successo del whisky a scapito del brandy.

Ophiostoma ulmi (“grafiosi” dell’olmo): segnalata in Olanda nel 1919 (ruolo dei

lavoratori cinesi durante la I Guerra Mondiale?), si diffonde rapidamente; 1935 a Berlino sono abbattuti 1/3 dei 78.000 olmi presenti; raggiunge gli USA nel 1930, con effetti devastanti [poiché è trasmessa da insetti scolitidi, si tentò una lotta chimica (DDT!) in ambito urbano]; in Italia, l’olmo è di fatto estinto.

Seiridium cardinale (“cancro” del cipresso): martoria la Toscana da 50 anni; sono morti

4 milioni di cipressi, elemento fondamentale del paesaggio. Claviceps purpurea (“segale cornuta”): trascurabile per gli effetti diretti sui cereali, è

micidiale per le conseguenze subite dagli animali (uomo in primis) che si alimentano con materiale (farina) contaminata da sclerozi, che contengono numerosi alcaloidi (che inducono nausea, effetti allucinogeni); 1722 – lo Zar Pietro il Grande sta attaccando i turchi, ma viene fermato da una “epidemia” di “fuoco di S. Antonio”.

Cryphonectria parasitica (“cancro” della corteccia del castagno): si diffonde nel

dopoguerra in Italia ed è concausa dell’abbandono di aree marginali nelle montagne.


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ATTIVITÀ UMANE E SQUILIBRIO EPIDEMICO

La situazione normale in un sistema complesso è caratterizzata da uno stato endemico: la malattia è sempre presente, ma in forma più o meno moderata. Di norma ciò deriva da un elevato livello di resistenza (orizzontale) nell’ospite e/o da un basso livello di virulenza nel patogeno. In una situazione endemica, ospite e patogeno “si aggiustano” in un bilancio dinamico, modulato dai fattori

ambientali.

L’uomo è la causa diretta o indiretta di praticamente TUTTI

gli squilibri epidemici noti.

Le alterazioni provocate dalle attività umane sugli equilibri naturali sono relativamente recenti nella scala evoluzionistica (i primi segnali di una “vera agricoltura”, con manipolazione delle piante, risalgono a 8-9.000 anni fa), ma rappresentano il fattore di variazione evoluzionario più profondo nella storia del pianeta.

È soprattutto impressionante la velocità con cui questi profondi cambiamenti della biosfera si sono realizzati, velocità che non è comparabile con quella degli eventi naturali (es. glaciazioni).

Elementi fondamentali al riguardo sono:

la sostituzione della flora naturale con una artificiale di interesse agrario l’allevamento omogeneo ed intensivo di poche specie su larghe superfici, spesso in

monosuccessione i movimenti di materiali, anche a lunghe distanze (migrazioni di popolazioni,

SCAMBI COMMERCIALI) l’erosione genetica, con l’abbandono di materiale “rustico” (l’uomo “si oppone alla

selezione naturale”) la selezione per fattori puramente produttivi; il privilegio di materiale con

caratteristiche organolettiche favorevoli, ma scarsamente resistente agli stress

l’allargamento degli areali di coltivazione anche verso zone non del tutto favorevoli

l’adozione di cure colturali intensive, sconosciute in natura (es. potatura e trasmissione di patogeni con gli attrezzi)


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SULLE CAUSE CHE RENDONO LE PIANTE COLTIVATE OGGI PIU’ CHE IN PASSATO SOGGETTE AI DANNI DEI PARASSITI

Napoleone Passerini

Atti R. Accademia dei Georgofili, 1900, vol 23, pp. 1-14

* ...chi attribuisce tutti i malanni alla luna, che non è più benevola come una volta; chi al sole che si é raffreddato; chi alla vendetta Celeste, che così intende punire i peccati degli uomini; chi alle macchine a vapore [la comparsa dell'oidio sulle viti venne attribuita dai campagnoli al vapore delle locomotive]; chi al telegrafo... E chi attribuisce i danni dovuti agli insetti ai concimi chimici, che secondo taluni esaurirebbero (?!) il terreno e renderebbero le piante più deboli.

* Ruolo dei trasporti nella diffusione degli organismi nocivi: sintanto che i trasporti marittimi erano fatti coi velieri, e quelli di terra coi carri e colle diligenze, il tempo lunghissimo, i disagi del viaggio e la notevole spesa, impedivano che le piante viventi (specie quelle agricole!) fossero portate a distanze significative. Ma oggi che i piroscafí attraversano l'Atlantico in meno di una settimana... Quale meraviglia dunque se, colle piante utili si diffondono gli insetti nocivi, i fungilli e i batteri?

* Le piante spontanee sono infinitamente meno delle coltivate soggette ai danni dei parassiti... l'uomo si oppone alla selezione naturale. In natura gli individui più gracili in generale scompaiono prima di essere atti alla moltiplicazione della specie; l'uomo invece mette in pratica tutti i mezzi possibili per mantenere in vita questi esseri deboli e men resistenti... protegge le piante con ripari dai rigori delle stagioni, con le cure culturali.… Le cure dell'agricoltore allontanano le specie addomesticate dalle primitive condizioni cui la Natura le aveva collocate... si provoca un disequilibrio organico, costringendo le piante a formare un numero straordinario di semi o di foglie.

* Agglomerazione di individui (le malattie infettive colpiscono gli abitanti delle città a preferenza di quelli delle sparse abitazioni della campagna).


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VALUTAZIONE DELL’IMPORTANZA ECONOMICA DELLE MALATTIE

La valutazione della gravità della malattia e/o dei danni provocati da questa è

eseguita allo scopo di: conoscere il costo per le aziende o per la collettività;

stabilire se esiste un sufficiente margine di convenienza economica alla

coltivazione di una specie agraria in presenza di un suo patogeno;

valutare l’ammontare dei risarcimenti (nel caso in cui vi sia un responsabile

del danno);

confrontare l’efficacia e l’economicità dei metodi di difesa;

seguire l’evoluzione delle epidemie e valutare l’efficacia di diversi mezzi di

intervento.

La valutazione della quantità di malattia comporta l’adozione di criteri che devono

rispondere a requisiti di semplicità e di rapida esecuzione per poterne permettere

una facile applicazione.

INTENSITÀ: valore (grado, gravità), espresso quantitativamente, raggiunto dalla

malattia su una pianta o su una parte (organi o tessuti) di questa (es. 5% di

superficie fogliare necrotizzata); si determina in via breve con l’aiuto di “scale

patometriche”.

DIFFUSIONE: numero o percentuale (prevalenza) di piante affette dalla malattia,

che si considera su una data superficie, o di parti (organi o tessuti) di piante

interessate dalla malattia su ogni singolo individuo. Fondamentale è la

metodologia di campionamento.

INCIDENZA: è l’espressione in un dato unico dei due elementi considerati (intensità

e diffusione), dei quali è funzione.

Indice di Mackinney I = {[∑ (classe di intensità x numero di diffusione)/totale piante esaminate]} x 100


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AGENTI DI MALATTIA - I

Le malattie delle piante possono essere infettive (parassitarie) e non infettive (non parassitarie), in base alla capacità del patogeno di riprodursi e di stabilire rapporti simbiotici con l'ospite. I più comuni ed importanti agenti di malattie infettive delle piante sono funghi, virus, batteri, fanerogame parassite e fitoplasmi.

FUNGHI Organismi (saprofiti o parassiti) eucariotici, eterotrofi, privi di clorofilla, absorbotrofici, la cui struttura somatica è costituita (salvo alcune eccezioni) da elementi tubolari, le ife (filamenti con organizzazione cellulare o cenocitica). L’insieme delle ife costituisce il micelio (soma o tallo fungino). Si moltiplicano agamicamente per produzione di conidi (eventualmente portati in strutture complesse, come coremi, sporodochi, acervuli, picnidi) e si riproducono sessualmente con strutture teleomorfe. Grande capacità del micelio di organizzarsi e creare organi di persistenza (strutture utili per la sopravvivenza in condizioni avverse), come lo sclerozio.

VIRUS

Entità submicroscopiche, strettamente intracellulari, potenzialmente patogene e infettive, costituite essenzialmente da un ben definito aggregato macromolecolare formato da un solo tipo di acido nucleico e da proteine. Questi due componenti vengono sintetizzati separatamente dalla cellula ospite, ma su informazione dell’acido nucleico virale, e quindi si assemblano formando la particella virale completa. Alcune caratteristiche: non sono organismi, perché non hanno né struttura cellulare né co-presenza di DNA e RNA; non sono visibili al microscopio ottico, ma solo a quello elettronico a trasmissione; hanno un proprio genoma (ssRNA, dsRNA, ssDNA, dsRNA); sono parassiti obbligati (né crescita, né metabolismo autonomo; richiedono la presenza di cellule vitali dell’ospite); sono incapaci di penetrare autonomamente la vittima (necessitano di vettori per gli spostamenti e per l’inoculazione). Tra i vettori spiccano insetti e nematodi; il traffico di piante infette è un fondamentale elemento di diffusione; si trasmettono anche per innesto.


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AGENTI DI MALATTIA - II

BATTERI Organismi procariotici, unicellulari, con moltiplicazione asessuale per scissione binaria. Delle circa 1600 specie conosciute, circa 300 causano malattie alle piante e la maggior parte sono incluse nei generi Xanthomonas e Pseudomonas. Ad eccezione di quelli cosiddetti esigenti per fonti nutrizionali, tutti i batteri fitopatogeni sono saprofiti facoltativi, asporigeni ed hanno per lo più forma a bastoncino. Rispetto ai funghi, sono relativamente meno importanti per le perdite che possono causare. Ciò per diversi motivi: non formano particolari strutture di resistenza; non sono capaci di penetrazione diretta (sfruttano solo le aperture naturali o le ferite); sono termofili e preferiscono ambienti sub-alcalini (il pH dei liquidi cellulari della pianta è generalmente acido); la loro diffusione a lunga distanza è ostacolata dall'aggregazione in masse mucillaginose (difficilmente staccabili e trasportabili dal vento).

Nonostante le limitazioni, i batteri possono essere molto distruttivi anche per la loro capacità di produrre, in un breve periodo, un elevato numero di cellule. La loro pericolosità è, poi, accresciuta dal fatto che, tra i fitofarmaci consentiti, solo i composti rameici hanno un certo minimo effetto nel

prevenire le infezioni.

FANEROGAME PARASSITE Piante parassite obbligate, in cui la funzione clorofilliana è completamente assente. Nei vasi e nelle cellule perivasali dell'ospite viene inviato l'austorio per asportarne acqua, sali minerali ed idrati di carbonio. Di importanza agraria, oltre al vischio, sono specie appartenenti alla famiglia delle Orobancaceae e al genere Cuscuta.

FITOPLASMI Organismi procariotici privi di parete (pleomorfi), appartenenti alla classe dei Mollicutes. Alcune caratteristiche: parassiti completamente obbligati, intracellulari ed infeudati al floema; riproduzione per scissione e gemmazione; isolamento e coltivazione difficili; patogenicità accertata (senza dimostrazione dei Postulati di Koch) per la loro costante associazione con le piante malate, per gli effetti nocivi sulle cellule invase, per la trasmissione dei sintomi da un individuo ad un altro e per la loro regressione dopo trattamento con antibiotici; trasmissione per cicaline in modo persistente propagativo. La lotta è problematica. Trattamenti insetticidi contro i vettori sono, in generale di scarsa efficacia (sono sufficienti poche punture per avere la trasmissione della malattia). E’ dimostrata l’efficacia

di trattamenti con antibiotici (tetracicline), il cui uso è, però, proibito.


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CICLO ED EVENTI DELLA PROGRESSIONE DI UNA MALATTIA CRITTOGAMICA A LOCALIZZAZIONE

FOGLIARE


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IL “TRIANGOLO DELLA MALATTIA”

OSPITE SUSCETTIBILE

resistenza/suscettibilità

predisposizione (età, ferite)

condizioni generali, vigoria

PATOGENO VIRULENTO

quantità di popolazione

livello di virulenza

vettori

AMBIENTE FAVOREVOLE

fattori climatici

fattori edafici

fattori biologici

IL TUTTO NEL TEMPO!

Ambi

ente

favo

revo

le

Patogeno virulento

DC

Ospite suscettibile

Malattia

MalattiaMalattia

Mal

atti

a

A B


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CARATTERI PECULIARI DELLA PATOLOGIA

VEGETALE IN AMBIENTE URBANO

1. L’ambiente: • microclima

• inquinamento aria e suolo

• pratiche colturali (potature)

• trattamenti chimici

2. L’ospite • valore e significato

• rischi di caduta alberi

• possibilità di monitoraggio

3. Il patogeno • Equilibri microbici


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LA GESTIONE DELLE MALATTIE

1. Identificazione del problema: DIAGNOSI

2. Elaborazione della STRATEGIA di intervento:

• Riduzione della quantità iniziale di inoculo

• Riduzione del tasso di moltiplicazione

3. Messa in atto dei PRINCÌPI di difesa:

• Esclusione/eradicazione

• Resistenza verticale

• Profilassi

• Terapia

• Resistenza orizzontale

• Avoidance

4. Utilizzazione dei MEZZI di difesa

• Legislativi

• Agronomici

• Chimici

• Biologici

• Fisici

• Genetici

5. Individuazione delle SOGLIE ECONOMICHE (livello di intensità della malattia che produce una riduzione nel valore della coltura superiore al costo dell’incremento degli interventi di difesa)

6. Sviluppo di tecniche di MONITORAGGIO


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LA DIAGNOSI DELLE MALATTIE

È identificazione dell’agente causale (eziologico) di uno stato morboso, in base ai sintomi oggettivi ed eventualmente anche ai risultati di indagini di

laboratorio.

Criteri per la diagnosi

D. sintomatica (su base semeiotica): esame dei sintomi (sindrome) e confronto con quanto noto in letteratura; si opera su campioni o in campo, su aree “campione”; esame dell’intera pianta (o, meglio, di individui diversi) in varie fasi. Si definiscono patognomonici i sintomi caratteristici ed esclusivi di una malattia, tali da accreditare la diagnosi; si definiscono di sospetto quelli che si limitano ad indirizzare il ragionamento diagnostico verso una determinata causa. Convergenza e divergenza sintomatologia.

D. funzionale: manca di specificità: è basata sulle alterazioni della funzionalità

della pianta (es. fotosintesi).

D. biologica: individuazione dell’agente mediante indagini microbiologiche, microscopiche, immunologiche, saggi di trasmissione.

I POSTULATI DI KOCH 1. L’organismo sospettato deve essere costantemente associato con la

malattia. 2. Esso deve essere isolato dall’ospite infetto ed allevato in coltura pura. 3. La malattia deve essere riprodotta quando l’organismo sospettato è

inoculato dalla coltura pura in un ospite sano. 4. L’organismo sospettato deve essere reisolato dall’ospite (malato) infettato

artificialmente.

D. ex-juvantibus: sulla base del rimedio risultato efficace si individua il fattore di stress; ad es.: fertilizzanti e carenze nutrizionali; aria filtrata ed inquinanti aerodispersi.

Convergenza e divergenza sintomatologica


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APPROCCIO DIAGNOSTICO:

DISTRIBUZIONE DEI SINTOMI

1. Nella popolazione vegetale:

omogenea a bande a “macchie di leopardo" secondo un gradiente senza alcun criterio

2. Nella pianta

omogenea secondo un gradiente (alto/basso; nord/sud) senza alcun criterio

3. Nella foglia

omogenea al margine nelle regioni internervali a bande senza alcun criterio bifacciali o no

Nel caso di lesioni fogliari:

colore forma (lesioni individuali, aree estese; lesioni irregolari, tondeggianti, allungate) dimensioni


25

Curve teoriche di crescita di una popolazione di un organismo; la

differenza tra il “potenziale biotico” di Chapman e la crescita

effettiva è rappresentata dai fattori di resistenza ambientali.

Tempo

Den

sità

del

la p

opol

azio

ne

Resistenzaambientale

Carico massimodell’ambiente

Potenzialebiotico

Curva di crescita logistica


26

STRATEGIE DI DIFESA DELLE PIANTE

1. RIDUZIONE DELLA POPOLAZIONE INIZIALE DEL

PATOGENO: indicato per patogeni a “strategia riproduttiva K”: hanno tempi di colonizzazione lunghi, a causa di un basso tasso di riproduzione, ma sono capaci di mantenere il livello della popolazione vicino alla capacità portante del sistema (K); tendono ad impiegare la propria energia soprattutto per il mantenimento (sono capaci di differenziare strutture durevoli, quali sclerozi e clamidospore) ed occupano un ambiente affollato (suolo), con condizioni stazionarie e il più possibile costanti; sono agenti di malattie telluriche “ad interesse semplice”.

2. RIDUZIONE DEL TASSO DI CRESCITA DEL PATOGENO: indicato per patogeni a “strategia riproduttiva r”: investono gran parte del potenziale biologico nella riproduzione e poco nel suo mantenimento; pertanto presentano cicli vitali molto brevi e prole numerosa (agenti di “malattie ad interesse composto”, quali oidii, ruggini e peronospore); colonizzano ambienti poco affollati (foglie), instabili ed imprevedibili; presentano ampie oscillazioni delle popolazioni.

Popo

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Tempo

Epoca di raccolta

Riduzionepopolazioneiniziale

Soglia economica

Nessuninterventodi difesa

Riduzione tassodi crescita


27

I SETTE PRINCIPI DI DIFESA DELLE PIANTE

DIFESA ANTIPARASSITARIA

RIDUZIONEPOPOLAZIONE INIZIALE

RIDUZIONE TASSODI CRESCITA

PATOGENO VITTIMA AMBIENTE

ESCUSIONE ERADICAZIONE TERAPIA PROTEZIONE “AVOIDANCE”

RESISTENZAVERTICALE

RESISTENZAORIZZONTALE


28

DIFESA ANTIPARASSITARIA

INDUZIONE DIRESISTENZA

PROFILASSI TERAPIA

* GENETICA* BIOLOGICA* CHIMICA* FISICA

* CHIMICA* FISICA* BIOLOGICA

PROTEZIONE LEGISLAZIONEERADICAZIONE

* CHIMICA* FISICA* BIOLOGICA* MANIPOLAZIONE AMBIENTALE

* CHIMICA* MEZZI AGRONOMICI* FISICA

* QUARANTENA* CERTIFICAZIONE


29

MEZZI DI DIFESA DELLE PIANTE

• Agronomici: Effetti degli interventi agrotecnici normalmente eseguiti o leggermente modificati in modo da rendere più difficoltoso il successo degli organismi nocivi. Tecniche di irrigazione, avvicendamenti colturali, potature, innesto, lavorazioni; ottimo partner

• Chimici: Applicazione in fase preventiva o curativa di prodotti

(fitofarmaci) per contrastare lo sviluppo degli organismi nocivi, in maniera diretta o indiretta.

• Fisici: Apporto di energia con agenti fisici (aria e/o acqua calda,

fuoco libero, radiazioni) per risanare piante (o loro parti) o per trattare ambienti infestati (es. terreno); imposizione di condizioni ambientali sfavorevoli agli organismi nocivi (frigoconservazione).

• Genetici: Selezione e miglioramento genetico per l’ottenimento di

materiale resistente agli organismi nocivi (ma che mantenga le caratteristiche pregevoli di partenza, in termini agronomici e commerciali); reperimento dei caratteri di resistenza nel materiale selvatico; ingegneria genetica.

• Biologici: Sfruttamento dell’azione di organismi viventi (diversi dalla

pianta), residenti o introdotti, che svolgono predazione o antagonismo nei confronti degli organismi nocivi, oppure inducono uno stato (temporaneo) di resistenza nell’ospite.

• Legislativi: Iniziative formali finalizzate ad escludere l’introduzione di un organismo nocivo (esclusione) o a circoscriverne la diffusione (eradicazione); certificazione del materiale.

DIFESA INTEGRATA!!


30

DIFESA CON MEZZI AGROTECNICI

Coniugare le esigenze agronomiche e commerciali con quelle della difesa;

raramente i mezzi agronomici risolvono da soli un problema, ma sono ottimi partner in una ottica integrata.

• Scelta della coltura, del sito, del sesto di impianto, dell’orientamento dei filari e dell’epoca di semina

• Sanità del materiale

• Norme igieniche

• Tecniche di irrigazione

• Rotazioni ed avvicendamenti

• Lavorazioni

• Nutrizione

• Gestione delle infestanti

• Pacciamatura

• Innesto

• Potatura – Dendrochirurgia – Riparazione ferite

• L’ambiente di serra


31

TRASPORTO DEGLI INOCULI FUNGINI A

DISTANZA

Gli organismi fitopatogeni capaci di movimento proprio sono pochi e comunque sono in grado di percorrere solo modestissime distanze. La diffusione degli inoculi è affidata all’azione indipendente o combinata di

acqua (pioggia, acqua di irrigazione)

vento animali (uomo compreso)

La pioggia raccoglie i propaguli flottanti nell’aria e li trasporta a terra e sulla vegetazione; solleva con gli schizzi quelli presenti a terra; ridistribuisce quelli presenti sulla vegetazione. I propaguli di tipo asciutto (xerospore) sono leggerissimi e sono distaccati dai loro supporti (es. conidiofori) e trasportati dalle correnti orizzontali e verticali a lunga distanza (migliaia di km) anche ad alta quota (27 km!). Vettori animali possono essere “involontari” (imbrattamento esterno del corpo di insetti, es. api) o più specializzati (es. grafiosi dell’olmo e scolitidi). Il ruolo dell’uomo è fondamentale:

traffico di materiale vegetale infetto, anche a lunga distanza;

operazioni colturali, in particolare la potatura.


32

DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA

DEGLI ORGANISMI NOCIVI

Due modelli di distribuzione:

Lunga-lunghissima distanza

Locale

Principali mezzi di disseminazione a lunga distanza

dei funghi fitopatogeni:

Correnti aeree: il caso della ruggine del caffè

Vettori animali (es. uccelli)

Commercio di piante (frutti, semi, ecc.) e loro

derivati (legname)

UNIFICAZIONE MICROBICA DEL MONDO

(“GLOBALIZZAZIONE”)

INIZIATA CON LA PESTE DEL ‘300


33

MERCATO UNICO E CONTROLLI FITOSANITARI

Dal 1993 all’interno della Comunità Europea non ci sono barriere doganali:

occorre garantire la libera circolazione delle merci, ma contestualmente

garantire la mancata diffusione all’interno del territorio comune degli organismi

nocivi definiti “da quarantena”.

Il criterio innovatore è rappresentato dalla responsabilizzazione del Paese

produttore, al quale è demandato il compito di garantire la sanità del materiale.

Elemento chiave del processo è il PASSAPORTO DELLE PIANTE, un documento

(di norma una etichetta) che deve accompagnare il materiale; esso può essere

applicato sul materiale esente da parassiti dal produttore, previa

autorizzazione del competente Servizio Fitosanitario (che ispeziona l’azienda

almeno una volta all’anno).

I vivaisti devono essere accreditati ed osservare una serie di prescrizioni

(tenuta di registri, controllo dei punti critici del processo produttivo, impegno a

segnalare casi sospetti).

E’ istituito un “fondo di solidarietà” per fronteggiare eventuali comparse di

nuove malattie a seguito degli scambi commerciali.


34

Sanità del materiale

Malattie trasmesse per seme (seed-borne): il commercio di seme infetto consente la rapida diffusione di malattie in nuove aree; una volta

insediatosi, il patogeno può diffondersi anche con altri mezzi: • acqua (pioggia, acqua di irrigazione) • vento • animali (uomo compreso)

patogeni trasmessi per seme

crittogame virus batteri

Soia 26 7 7

Grano 32 6 1

Pomodoro 19 5 7

Riso 42 5 0

Fagiolo 26 6 10


35

CONDIZIONI CHE CONSENTONO L’ADOZIONE DI

PROVVEDIMENTI DI LOTTA OBBLIGATORIA

(eradicazione)

Introduzione recente dell’organismo nocivo (e,

quindi, limitata diffusione)

Campo di ospiti limitato e non comprendente specie

spontanee

Significato economico/ecologico della sua presenza

Garanzie di essere in condizione di prevenire una

eventuale reintroduzione


36

DECRETO DI LOTTA OBBLIGATORIA CONTRO IL

CANCRO COLORATO DEL PLATANO

Decreto Ministero Politiche Agricole del 17.4.1998

G.U. 125 dell’1.6.1998

• Accertamenti sistematici (annuali) sui platani pubblici e privati,

a cura dei servizi fitosanitari regionali.

• Segnalazione della presenza della malattia in aree ritenute

indenni all’Autorità centrale (Roma).

• Abbattimento delle piante infette e di quelle immediatamente

adiacenti (“contermini”), con distruzione ed eliminazione totale,

a spese dei proprietari; il caso si applica anche alle piante

tutelate da altre norme.

• Le operazioni di potatura dovranno essere limitate

all’indispensabile ed essere autorizzate.


37

NOTE TECNICHE PREVISTE DALLA CIRCOLARE MI.P.A. 18.6.98

(DECRETO LOTTA OBBLIGATORIA CONTRO CANCRO COLORATO DEL PLATANO)

parte I

ABBATTIMENTO PLATANI INFETTI: solo nei periodi asciutti; ricoprire il terreno circostante con robusti teli di plastica (o utilizzare un aspiratore); bagnare la segatura con soluzione disinfettante; dopo il taglio le ceppaie, ove possibile, vanno estratte con cavaceppi o ruspa e le buche disinfettate, altrimenti si procede alla loro devitalizzazione con diserbanti ed anticrittogamici; la segatura di risulta sarà distrutta sul posto e il terreno circostante la ceppaia adeguatamente disinfettato. Le autorità fitosanitarie possono concedere deroghe per l’abbattimento dei contermini monumentali.

TRASPORTO LEGNAME INFETTO:

Se non distrutti sul posto, i residui degli abbattimenti devono essere allontanati rapidamente, seguendo le precauzioni: • trattamento con disinfettante • copertura del carico con teloni • autorizzazione del Servizio Fitosanitario. SMALTIMENTO LEGNAME INFETTO • distruzione con fuoco sul luogo (o in area adiacente); • combustione in inceneritori di rifiuti (con consegna di copia della

bolla di conferimento); • conferimento ad industria di trasformazione (con consegna di copia

della bolla di conferimento); • smaltimento in discarica con immediata copertura (con consegna di

copia della bolla di conferimento); • conferimento all’industria per il trattamento Kiln Dried

(essiccazione a caldo in forno sino a U.R.<20% (con consegna di copia della bolla di conferimento);

• in via eccezionale può essere autorizzato l’accumulo in cataste trattate periodicamente.


38

NOTE TECNICHE PREVISTE DALLA CIRCOLARE MI.P.A. 18.6.98

(DECRETO DI LOTTA OBBLIGATORIA CONTRO CANCRO COLORATO DEL PLATANO)

parte II

POTATURE PLATANI IN AREE INFETTE E’ necessario prima procedere alla eliminazione dei focolai infetti, a meno che non vi siano situazioni pericolose per l’incolumità pubblica: in questo caso occorre procedere alla disinfezione delle superfici di taglio superiori a 10 cm di diametro e ricoprendole con mastici o colle vinaviliche e alla disinfezione degli attrezzi di taglio passando da una pianta all’altra con sali di ammonio quaternario all’1% o con sodio ipoclorito al 2% o con alcool etilico al 60%. POTATURE PLATANI IN AREE NON INFETTE Limitare gli interventi ai casi di effettiva necessità ed eseguirli in periodi asciutti durante il riposo vegetativo; le superfici di taglio devono essere disinfettate e, nel caso di tagli superiori a 10 cm di diametro, ricoperte con mastici o colle vinaviliche; è necessario provvedere alla disinfezione degli attrezzi di taglio passando da una pianta all’altra con sali di ammonio quaternario all’1% o con sodio ipoclorito al 2% o con alcool etilico al 60%. REIMPIANTI Sono sconsigliati reimpianti di platano nei siti ove sono state abbattute piante infette. Nel caso di nuovi impianti, al fine di ridurre eventuali interventi successivi di contenimento e garantire uno sviluppo equilibrato, è consigliabile: • distanziare le piante di almeno 12 m • distanziarle di almeno 6 m dal fronte fabbricati • prevedere cordoli a protezione delle porzioni basali • limitare le operazioni di scavo dannose alle radici.


39

Ruolo del terreno

o Effetti sullo sviluppo della pianta

Tessitura

Profondità

Contenuto idrico

pH

Ruolo del pH:

• Effetto diretto sul patogeno

• Effetto sulla pianta ospite

• Effetto sugli antagonisti

Alcuni esempi classici:

• ernia del cavolo (Plasmodiophora brassicae) è inibita a pH

superiori a 7

• scabbia della patata (Streptomyces scabies) è inibita a pH

inferiori a 5,2

Su garofano l’abbassamento di pH ha 2 effetti contrastanti:

(a) riduce gli attacchi di Phytophthora nicotianae

(b) aumenta gli attacchi di Fusarium oxysporum


40

SOPRAVVIVENZA DELL’INOCULO

Per superare i periodi nei quali le piante ospiti sono assenti o non recettive e/o le condizioni ambientali sono ostili, i parassiti dispongono di diversi mezzi: Parassiti facoltativi: sviluppo a spese della

sostanza organica (per lo più residui della vegetazione)

Parassiti obbligati: differenziazione di organi di resistenza (oospore, teleutoconidi, clamidoconidi, sclerozi, ife a pareti ispessite), la cui vitalità può raggiungere una decina di anni

G. L

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41

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42

Umidità del terreno

• Effetto diretto sul patogeno

es. Oomiceti – ruolo essenziale per produzione e germinazione sporangi

e per mobilità zoospore

• Effetto sugli antagonisti

es. scabbia della patata (Streptomyces scabiei) - con alti livelli di

umidità del suolo è inibita dallo sviluppo di batteri antagonisti

• Effetto sull’ospite

Influenza sulla durata del periodo di maggiore suscettibilità

MANIPOLAZIONI POSSIBILI:

irrigazione/drenaggio

densità di impianto

pacciamatura


43

NORME IGIENICHE

Prestare attenzione a:

personale (es. unghie sporche)

attrezzi-macchine

indumenti-guanti-calzature

materiali vari

Eseguire interventi sulla vegetazione a partire dalle aree con piante più giovani e, comunque, verosimilmente meno infette (es. alberature stradali)

Prestare attenzione nello spostare macchine da un campo all’altro se il terreno è umido

Monitoraggio

“Barriere fitosanitarie” (es. tappeti impregnati di calce)

Divieto di fumare (TMV)


44

SUCCESSIONI COLTURALI

Ruolo delle tradizioni empiriche: Perù – patata – nematodi galligeni –

Incas: “non ripetere la coltura prima di 7 anni “ – conquistatori

spagnoli → crisi della coltura.

Gli scopi preminenti delle successioni sono di natura agronomica, legati

alla razionalizzazione delle operazioni, alla lotta alle infestanti, al

mantenimento della fertilità, alla gestione dell’acqua; da un punto di

vista economico garantiscono maggiore stabilità all’azienda

ASPETTI FITOSANITARI: “affamamento del parassita”

Comportamenti dei parassiti:

• Monofagi ospite-specifici: le forme speciali di Fusarium oxysporum

• Di norma polifagi, ma con ceppi ospite-specifici: Rhizoctonia

solani, Fusarium solani

• Polifagi: Verticillium, Sclerotinia, Agrobacterium, Pythium

Alternanza di cultivar resistenti (ma poco produttive) con altre poco resistenti, ma produttive.


45

Andamento della percentuale di piante di girasole colpite dalla

“peronospora” (- - -) e della produzione di acheni (___) in funzione

della lunghezza della rotazione.

1 2 3 4 5 6 7

26

24

22

20

18

16

25

20

15

10

5

0

Pian

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)

Prod

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a-1 )

Durata della rotazione (anni)


46

INNESTO Storicamente limitato alle sole specie legnose, per lo più da frutto, con obiettivi di ordine agronomico:

o avere mole ridotta o ringiovanire piante invecchiate o diffondere rapidamente una cultivar

Aspetti fitosanitari: fondere le caratteristiche pregevoli del nesto (“gentile”, produttivo ma non resistente) con quelle del portinnesto (“piede” resistente a fattori biotici e abiotici)

INNESTO IN ORTICOLTURA A fronte dei maggiori costi: • riduzione degli investimenti unitari (più vigoria) • prolungamento del ciclo • aumento delle rese Campi applicativi: Pomodoro e melanzana: Solanum spontanei o ibridi Melone: ibridi Anguria: ibridi Zucchino: ibridi


47

POTATURA

Come intervento sanitario diretto, in aggiunta ai ruoli relativi

all’armonizzazione della crescita

Ruolo diretto nell’asportazione di organi infetti (es. mummie da

Monilia, cancri del legno).

Norme igieniche: gli attrezzi (forbici, motoseghe) come vettori

di microrganismi patogeni

Epoca del taglio, in relazione alle capacità di cicatrizzazione ed

all’attività biologica dei patogeni

Trattamento delle superfici di taglio

Slupatura: vecchia pratica che consisteva nell’asportazione delle

zone di legno cariate


48

RISPOSTA ALLE FERITE

Negli animali:

CICATRIZZAZIONE: progressiva sostituzione delle cellule morte (o danneggiate) con altre, giovani e sane

Nelle piante:

COMPARTIMENTAZIONE: isolamento e inglobamento delle ferite e delle parti infette nei comparti costituiti da:

• cerchie annuali – legno di chiusura

• in ogni cerchia: raggi parenchimatici

• singole cellule


49

COMPARTIMENTAZIONE DELLE FERITE

NEL LEGNO

ALEX SHIGO: CODIT (COmpartimentalisation of Decay in Trees): 4 tipi di

barriere attive che circoscrivono le infezioni di carie, in seguito sia al

rafforzamento di comparti esistenti (pareti cellulari, cerchi annuali raggi

midollari), sia attraverso suberificazioni, lignificazioni, depositi di sostanza

inibenti, sia – infine – mediante la creazione di nuove barriere fisiche (tessuti

cicatriziali, tille, depositi di gomme o resine, strati suberificati o lignificati) e

chimiche (sostanze inibenti).

1. OCCLUSIONE ELEMENTI VASCOLARI con resine, gomme e tille, contro la

diffusione longitudinale del parassita 2. RAFFORZAMENTO CERCHIE ANNUALI con deposito di strati di legno

denso, per limitare lo sviluppo delle carie verso l’interno (in senso radiale) 3. SUBERIFICAZIONE E LIGNIFICAZIONE cellule raggi midollari, per

limitare lo sviluppo della carie in senso tangenziale 4. ZONA DI REAZIONE XILEMATICA, a separare lo xilema presente al

momento della lesione da quello che si formerà in seguito, opponendosi alla diffusione della carie dall’interno all’esterno; modificazione anello di crescita, prodotto dal meristema cambiale, che viene ad essere costituito da legno con cellule più piccole, rivestite di suberina e resistenti.


50

DIFESA CHIMICA

• Ruolo centrale nella difesa

• Tipi di fitofarmaci (in base al “bersaglio” e alle possibilità di

traslocazione nella pianta)

• Presupposti dell’efficacia di un fitofarmaco:

Attività intrinseca Disponibilità (dinamica quantitativa: deposito-distribuzione-

residuo/persistenza) Compatibilità per la pianta (a breve e lungo termine) Aspetti tossicologici acuti (operatore) Aspetti tossicologici cronici (consumatore) Aspetti ambientali Aspetti operativi (stoccaggio, distribuzione) Aspetti economici

• Formulazioni

• Caratterizzazione di un fitofarmaco

• Progettazione & sviluppo di un fitofarmaco

• Resistenza acquisita (e perdita di efficacia)

• Effetti indesiderabili di un fitofarmaco:

Fitotossicità Ambiente-Operatore-Consumatore


51

DIFESA CHIMICA: ASPETTI GENERALI

POSITIVI:

• Possibilità di interventi rapidi (errori di diagnosi,

variazioni di tattiche)

• Spettro ampio di azione (anche miscele tra prodotti ad

attività diversa)

• Relativa facilità di impiego

NEGATIVI:

• Di ordine biologico:

• Inefficace contro virosi • Effetti limitati nel tempo • Rottura degli equilibri negli ecosistemi microbici • Insorgenza di ceppi resistenti

• Di ordine economico: costo del trattamento (prodotto

+ manodopera + macchine)

• Di ordine ecologico: residui di xenobiotici nell’ambiente

• Di natura igienico-sanitaria:

• Sicurezza degli operatori • Residui nelle derrate


52

Specifiche di un anticrittogamico ideale Considerazioni di ordine biologico

• deve garantire un contenimento della malattia efficace ed affidabile • non deve presentare rischi di fitotossicità ai dosaggi raccomandati • non deve interferire significativamente con altri componenti

dell’ecosistema Considerazioni di ordine tossicologico

• non deve rappresentare un rischio durante l’applicazione e la conservazione

• i suoi residui nelle porzioni eduli non devono costituire un pericolo per il consumatore

Considerazioni di ordine economico

• vi deve essere convenienza economica nell’applicazione


53

CLASSIFICAZIONE DEI FITOFARMACI

• In base allo spettro di azione A seconda del bersaglio che colpiscono: insetticidi, acaricidi,

nematocidi, limacidi, anticrittogamici, ecc.

• In base alle capacità di penetrare nella

pianta Si parla di prodotti “di copertura” nei casi in cui il fitofarmaco

rimane sulla superficie esterna della pianta;

i prodotti che sono capaci di assorbimento e traslocazione

all’interno dei tessuti dell’ospite sono definiti “sistemici”;

esistono diversi livelli di sistemia: citotropismo (solo pochi

limitati gruppi di cellule, adiacenti al sito di applicazione),

translaminarità, sistemia ascendente, ambimobilità.


54

Diagramma di flusso relativo alle procedure tecniche di

registrazione di un fitofarmaco

FITOFARMACO

DOSI DIIMPIEGO

EFFICACIAFITOIATRICA

PROVE DITOSSICITA’

STUDIO DELL’IMPATTOSULL’ECOSISTEMA

CRONICA

CLASSE DIPERICOLOSITA’ ENORME PER LADISTRIBUZIONE

STUDIO ANDAMENTORESIDUI

LIMITE TEORICOTOSSICOLOGICONEGLI ALIMENTI

EVENTUALI LIMITAZIONIO DIVIETI DI IMPIEGO

QUANTITA’ MASSIMARISCONTRABILE NEGLI ALIMENTI

TEMPO DI CARENZA

ACUTA

DOSEGIORNALIERAACCETTABILE


55

Possibili interrelazioni tra anticrittogamico, fungo fitopatogeno

e pianta ospite:

sopra: schema convenzionale: il prodotto esplica la propria

azione (letale o inibente) per contato diretto con il bersaglio (la

pianta è solo “teatro” del confronto);

sotto: un prodotto ad azione non convenzionale stimola la pianta

a differenziare forme di difesa che ostacolano lo sviluppo del

patogeno.

anticrittogamico fungo

pianta

anticrittogamico

fungo

pianta


56

INFLUENZA DELLA STRUTTURA E DELLA FISIOLOGIA

DELLA PIANTA SULLA DINAMICA QUANTITATIVA DEI

FITOFARMACI

STRUTTURA

• Forma (geometria, architettura) della pianta (eretta, prostrata)

• Forma delle foglie (larghe, strette, corte, lineari)

• Posizione e densità delle foglie (orizzontali/verticali, pendule;

chioma più o meno densa)

• Superficie fogliare (più o meno bagnabile: cerosa, pubescente,

liscia, scolpita)

• Età delle foglie (quelle vecchie hanno meno cere)

Rotolamento (“run-off”) e scorrimento (“drain-off”) delle gocce, a seconda se la

superficie “si bagna” o meno.

FISIOLOGIA • Essudati fogliari

Sinapsis arvensis, con un angolo di contatto di 63°,

trattiene acqua 14 volte di più rispetto ad Avena sativa (130°)


57

TRASLOCAZIONE DEI FITOFARMACI

Vie di ingresso nella pianta:

• Radici • Foglie • Semi • (Fusti-culmi)

Assorbimento radicale

• diffusione apoplastica (spazi intercellulari) • osmosi simplastica, a partire dai peli • strisce di Caspary (endoderma) • una volta raggiunto lo xilema, ingresso nel flusso

traspiratorio, sino alla camera sottostomatica

Assorbimento fogliare

• penetrazione cuticolare (stomatica 2%) • percorso simplastico/apoplastico di collegamento • ingresso nel floema distribuzione


58

PRESUPPOSTI DELL’EFFICACIA DI UN ANTICRITTOGAMICO

1. Fungitossicità intrinseca

• Valutazione dell’attività in vitro; germinazione delle spore/curve “dose-risposta”/ED50; sviluppo del micelio su substrato agarizzato “avvelenato”; fungistatici e veri fungicidi

• Selettività fungitossica: esclusione del tossico dalla cellula o dal sito di azione mancata attivazione suicida mancanza del sito di azione detossificazione

2. Disponibilità

• Deposito: quantità applicata

struttura e architettura chioma caratteristiche anatomiche delle foglie modalità di somministrazione (dimensioni) rotolamento/scorrimento adesività deriva

• Distribuzione: livello di copertura

densità delle gocce o delle particelle uniformità di distribuzione bagnabilità (natura delle superfici, tensione superf.)

• Residuo: rapporto tra deposito iniziale e quantità presente al momento, a seguito di asportazione meccanica e degradazione chimica e fisica

tenacità intrinseca fattori meteorici (pioggia, vento, luce) sfregamento tra organi e accrescimento

3. Tollerabilità

Fitotossicità: fattori intrinseci alla pianta, permanenti (intolleranza) o temporanei (ferite, tessuti giovani)

ambientali (temperatura) relativi al prodotto: dose, miscele incompatibili


59

Curve “dose-risposta” relative alla germinazione delle spore di un fungo in funzione della quantità di anticrittogamico disponibile:

(a): dose e risposta espresse in scala aritmetica; (b): dose in scala logaritmica e risposta in scala aritmetica;

(c): dose in logaritmi e risposta in scala “probits”; (d): dose in logaritmi e risposta in scala di probabilità

2 3 4 5 6

80

60

40

20

0,2 0,4 0,6 0,8 2 3 4 5 6

7,0

6,0

5,0

4,0

99959080

50

201051

Scala aritmetica

Logaritmi Scala logaritmica

Prob

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60

Modelli di “rette di azione” di tre anticrittogamici nei

confronti dei conidi di un fungo

Si noti che le concentrazioni sono espresse su scala logaritmica

Concentrazione (ppm)

Eff

icac

ia (%

di n

on g

erm

inat

i)

210

30

50

70

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0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0

7

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5

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61

SELETTIVITA' DEGLI ANTICRITTOGAMICI

1. Nei confronti di patogeni diversi

• Esclusione del prodotto (S assorbito soltanto dalle erisifacee) • Mancanza di attivazione o detossificazione

• Mancanza del sito di azione (inibitori biosintesi ergosterolo solo

efficaci su organismi che lo sintetizzano) • Mancanza di affinità del sito di azione

2. Nei confronti del patogeno e dell'ospite

• Selettività geografica (il prodotto rimane all'esterno, non entra in contatto con il citoplasma della pianta, e quindi può essere un generico citotossico)

• Selettività in base al meccanismo di azione (vengono colpiti processi

biochimici peculiari del patogeno, o che nel patogeno avvengono a ritmi molto più elevati, come certe biosintesi)


62

Funzione “dose-risposta” di un ipotetico fitofarmaco

Dose

Effic

acia


63

FORMULAZIONI DEI FITOFARMACI

La formulazione commerciale rappresenta la forma fisica più efficace per

la conservazione, applicazione ed estrinsecazione dell’attività biologica.

Una tipica formulazione commerciale è costituita da:

∗ principio attivo (p.a.) (tecnico)

∗ inerti (diluenti e veicolanti)

∗ coadiuvanti

Difficoltà di distribuzione: la quantità di p.a. da somministrare sono in

genere basse, e non facilmente manipolabili se non opportunamente

diluite.

Rischi per l’operatore nella manipolazione di composti puri.

Necessità di migliorare l’efficacia (copertura e tenacità) con l’impiego di

appropriati additivi:

∗ Adesivanti: colle vegetali, colle animali, resine sintetiche

∗ Tensioattivi: bagnanti, che riducono l’energia all’interfaccia acqua/aria

della goccia.


64

FORMULAZIONI DI FITOFARMACI DA

APPLICARE TAL QUALI

Polveri secche: miscele di p.a. (max 10%, con l’eccezione dello zolfo) e diluenti (idrosilicati di Al e Mg), veicolanti ed antiagglomeranti; dimensioni delle particelle: 3-30 µm; vantaggi: buona penetrazione nel fogliame, semplicità di distribuzione (poco peso); svantaggi: manipolazione non facile, deriva, scarsa persistenza. Modalità di preparazione: (a) macinazione meccanica separata del p.a. e del diluente; (b) impregnazione dell’inerte con il p.a. liquido o sciolto in un solvente volatile.

Granuli: dimensioni tra 250 µm e 2-3 mm; p.a. (max 10%) + supporto inerte

(argille); per trattamenti al terreno. Modalità di preparazione: (a) impregnazione del p.a. sull’inerte (assorbente: argilla, residui vegetali/tutoli mais); (b) intonacamento di granuli impermeabili (sabbia) con p.a. diluito + adesivante; (c) estrusione di un impasto omogeneo di p.a. + supporto inerte (argilla) – asciugamento e taglio a misura.

Fumiganti: p.a. liquidi o solidi che al momento della distribuzione

sviluppano gas; per trattamenti al terreno, di norma in assenza di piante. Vaporizzatori termici: formulati liquidi, polverulenti o solidi (tavolette)

di p.a. termostabili, che vengono scaldati e danno luogo a vapori o fumi, che si condensano e ricadono verso il basso; per trattamenti in ambienti confinati (serre, magazzini).

Aerosol: p.a. è diluito con una base propellente (es. propano) sotto pressione

(“bombolette”); per trattamenti localizzati.


65

FORMULAZIONI DI FITOFARMACI DA APPLICARE

IN ACQUA

Polveri bagnabili (o sospensibili): dimensioni delle particelle: <3 µm diluite in acqua danno luogo a sospensioni (NON SOLUZIONI) stabili; tipiche formulazioni per trattamenti fogliari; di norma la formulazione è colorata (bianca, blue, rossastra), sia per la presenza di coformulanti minerali (20-80%, di norma 50%), sia per l’eventuale aggiunta deliberata di coloranti, che consente di individuare il materiale trattato. Questo implica un suo “imbrattamento”. Di norma è presente un diluente che previene l’agglomerazione.

Concentrati emulsionabili: il formulato consiste di un p.a. (solido o liquido) + solvente organico + emulsionante; esso viene agitato e diluito in acqua per il trattamento; non si ha “imbrattamento” degli organi trattati, e questo è particolarmente apprezzato in floricoltura.

Paste flowable (sospensioni concentrate, paste fluide): particelle ultramicronizzate mantenute stabilmente in sospensione, grazie alla presenza di stabilizzanti ed al fenomeno della tixotropia; non producono “sbuffi”, si dosano a volume (e non a peso), vengono versate direttamente nel serbatoio dell’irroratrice, senza preparazione della “poltiglia madre”.

Granuli autodispersibili (WG): vengono versato direttamente nel serbatoio e si disperdono immediatamente andando in sospensione in acqua; si dosano a volume.

Sacchetti idrosolubili: si tratta di polveri bagnabili confezionate in sacchetti che si sciolgono in acqua: viene eliminato il contatto diretto tra fitofarmaco e operatore e si facilita la preparazione delle poltiglie.

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67

I TENSIOATTIVI

Sostanze che – sciolte in acqua – impartiscono ad essa proprietà quali:

bagnare più facilmente le superfici (bagnanti) penetrare nei materiali porosi (penetranti) disperdere le particelle solide (disperdenti) emulsionare i grassi (emulsionanti)

In pratica si tratta di proprietà ben collegate tra di loro, derivate dalla

riduzione dell’energia all’interfaccia acqua/aria e acqua/solido

Sono molecole costituite da:

un gruppo allungato (catena di HC), idrofobo una testa polare (OH, COOH), idrofila

Esse si concentrano alla superficie della goccia, abbassandone la tensione superficiale.

L’acqua ha la massima coerenza interna (forza di coesione) rispetto ad ogni altro liquido; ogni molecola che si inserisce a livello superficiale in una goccia ne abbassa la tensione superficiale.

Chimicamente si conoscono tensioattivi:

ANIONICI: sali sodici di acidi sulfonici o carbossilici, contenenti una lunga catena alifatica o aromatica

CATIONICI: sali di ammonio quaternario

NON IONICI: esteri poliglicoli dell’acido laurico


68

Angoli di contatto di una goccia di acqua sulla superficie

fogliare

superficie fogliare

superficie fogliare


69

GLI ADESIVANTI

Sono additivi che favoriscono la formazione del deposito e la tenacità del

residuo;

sono poco idrosolubili;

reagiscono con i rivestimenti fogliari.

COLLE VEGETALI: a base di amido, derivati della cellulosa,

gomme naturali e resine di varia natura.

COLLE ANIMALI: prodotti proteici: caseinato di Ca (da latte

scremato in polvere); albumine del sangue

RESINE SINTETICHE: lattice di PVC


70

EFFETTI INDESIDERATI DELL’USO DEI FITOFARMACI

Il principio di partenza è che non esiste un fitofarmaco dotato di una tale selettività da esplicare attività fitoiatrica senza interferire con il metabolismo di altri organismi.

RISCHI PER L’OPERATORE La tossicità per l’uomo dei fitofarmaci è variabile, ma comunque degna di grande

attenzione. Esistono problemi di tipo:

• acuto: esposizione di breve durata a livelli elevati di prodotto: è tipicamente legata a fenomeni accidentali (guasti) durante l’esecuzione del trattamento; occorrono dispositivi individuali di protezione e norme di buon comportamento; le vie di intossicazione sono inalatorie (naso-bocca), ingestive (bocca) e dermali (pelle); rischio di coinvolgimento di estranei;

• cronico: esposizioni di lunga-lunghissima durata, di natura professionale.

RISCHI PER IL CONSUMATORE Il trattamento di derrate alimentari (frutta, verdura) implica la presenza di residui di fitofarmaci che “finiscono nella pancia”; aspetti legislativi e controlli; prevenzione con il coinvolgimento degli operatori.

RISCHI PER L’AMBIENTE I fitofarmaci interagiscono con diverse componenti della biosfera, in relazione alla loro persistenza ambientale; la vita media di una molecola varia da pochi giorni ad alcune (parecchie) settimane, ed oltre. Il percorso ambientale è quindi quanto mai variabile.


71

Sintesi delle indagini richieste per lo studio della tossicità dei fitofarmaci

1. Tossicità acuta • DL50 orale su ratto e/o topo

• DL50 dermale su coniglio

• CL50 (inalatoria) su ratto

• Irritazione oculare e cutanea su coniglio

• Sensibilizzazione cutanea su cavia

• Neurotossicità acuta ritardata su pollo (per inibitori della colinesterasi)

2. Tossicità sub-cronica • Somministrazione orale (nella dieta) per 90 gg. in un roditore (ratto) e in un

non-roditore (cane o maiale)

• Prove cutanee ripetute per 21 e 90 gg. (ratto, coniglio o cavia)

• Inalazione per 90 gg. (ratto)

• Neurotossicità su pollo e mammiferi (90 gg.)

3. Tossicità cronica • Somministrazione orale (nella dieta) per 1-3 anni in un roditore (ratto) e in un

non-roditore (cane o maiale)

• Cancerogenesi su ratto e topo

4. Teratogenesi • Somministrazione in corso di gravidanza (ratto e coniglio)

• Riproduzione per due generazioni su ratto e topo

5. Mutagenesi e carcinogenesi

• Prove in vitro ed in vivo

6. Tossicocinetica

• Caratteristiche generale su ratto previa somministrazione per os

• Assorbimento cutaneo su ratto

7. Tossicità sugli animali domestici


72

Classica interpretazione dei dati di tossicità animale acuta

Definizione DL50 (mg kg-1) Equivalente per persona Supertossico <5 Un assaggio (meno di 7 gocce) Estremamente tossico 5-50 Tra 7 gocce e un cucchiaino Molto tossico 50-500 Tra un cucchiaino e un bicchierino Discretamente tossico 500-5.000 Tra un bicchierino ed un cucchiaio Leggermente tossico 5.000-15.000 Tra 0,5 e 1 litro Poco tossico >15.000 Oltre un litro

Tossina del botulismo

Fitofarmaci

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

105

Ittiotossina diSpheroides rubripes

Saxitossina(neurotossinada crostacei marini)

Aldicarb

SolaninaTEPP

Parathion Fosfamidon

NicotinaDinoseb Endosulfan

DDT CaffeinaDimetoato

2,4-D Carbaryl Thiram Ziram

Acido acetilsalicilico (aspirina) AtrazinaMalathionBicarbonato di sodio

Ipoclorito di sodio Cloruro di sodio

GlifosateManeb

CaptanoBenomyl

EtanoloSaccarosio

Sostanze naturali o farmaci DL50mg kg-1


73

CLASSIFICAZIONE E SIMBOLI DI INDICAZIONE DI

PERICOLO DEI PRODOTTI FITOSANITARI

(normative europee, D.L. 194 del 17.03.1995)


74

TOSSICOLOGIA CRONICA

NO OBSERVED EFFECT LEVEL

(NOEL)

E’ LA MASSIMA CONCENTRAZIONE GIORNALIERA DI PRODOTTO

ASSUNTA NEL LUNGO PERIODO IN GRADO DI NON PROVOCARE

ALCUNA MODIFICAZIONE ALL’ESAME CITO-ISTOLOGICO,

NESSUNA VARIAZIONE SIGNIFICATIVA DELLE COSTANTI

FISIOLOGICHE E BIOCHIMICHE, NONCHE’ VARIAZIONI CHE

ABBIANO COMUNQUE UN SIGNIFICATO PATOLOGICO PER

L’INDIVIDUO.

ACCEPTABLE DAILY INTAKE

(ADI)

E’ LA QUANTITA’ DI PRODOTTO CHE PUÒ ESSERE INGERITA

GIORNALMENTE DALL’UOMO, PER TUTTA LA VITA, SENZA ALCUN

RISCHIO SIGNIFICATIVO.


75

ESEMPIO DI VALUTAZIONE DELLA “DOSE GIORNALIERA ACCETTABILE” DI UN FITOFARMACO

Prove di tossicità a lungo termine

Valutazione della “dose senza effetto”

Scelta del “coefficiente di sicurezza”

Estrapolazione all’uomo (calcolo A.D.I.)

Scelta del “peso corporeo medio”

Estrapolazione a ”uomo medio”

Valutazione del “coefficiente alimentare”

Limite max. di accettabilità

negli alimenti

Somministrazione con la dieta protratta per almeno due anni

esempio numerico

5 mg kg-1 di peso corporeo giorno-1

(animale)

100

0,05 mg kg-1 di peso corporeo giorno-1

(uomo)

60 kg

3 mg-1 uomo giorno-1

0,4 kg (ortofrutticoli)

7,5 ppm (mg kg-1 alimento)


76

Cinetiche di decadimento dei fitofarmaci;

a sinistra: andamento di tipo costante (cinetica di ordine zero)

(es. 100 molecole all’ora si degradano);

a destra: curva di tipo esponenziale (cinetica di 1° ordine) (es. si

degrada l’1% al giorno: il residuo zero NON ESISTE!)

Tempo Tempo

Deposito iniziale Deposito iniziale

Deposito iniziale Deposito iniziale

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(b)

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77

FITOTOSSICITÀ DEI FITOFARMACI

Selettività ospite/bersaglio

• Di natura geografica: il prodotto non entra in contatto con il citoplasma della pianta, perché non vi è assorbimento (e quindi rimane in superficie all’esterno); non vi è però selettività di azione (il prodotto è ugualmente tossico per la cellula del fungo e la cellula dell’ospite);

• Di natura biochimica: il prodotto viene tollerato dal citoplasma della pianta, perché esplica azione tossica nei confronti di bersagli molecolari che sono assenti nella pianta e presenti nel fungo.

Indice chemioterapico

dosis curativa (minima efficace)/dosis tolerata (massima tollerata)

Deve essere il più basso possibile, mai vicino all’unità!

Tipi di danno:

Acuti: localizzati – ustioni, necrosi Cronici: generalizzati – riduzioni di sviluppo, cascola

Fattori coinvolti: Intrinseci alla pianta:

Permanenti: intolleranza; tipo di organi Temporanei: ferite; età tessuti

Ambientali: temperatura Relativi al prodotto: dose; miscele incompatibili

Cause di incompatibilità

Carte di miscibilità


78

MISCIBILITA’ TRA FITOFARMACI

Esigenza di trattamenti misti (anticrittogamico +

anticrittogamico/insetticida/acaricida/fertilizzante), per aumentare

lo spettro di azione e risparmiare interventi

CAUSE DI INCOMPATIBILITA’

REAZIONI CHIMICHE tra i componenti (principi attivi e/o

coformulanti), che portano ad inattivazione dei componenti e/o a

formazione di sostanze fitotossiche

REAZIONI FISICHE, es. adsorbimento tra un principio attivo ed

un coformulante dell’altro componente

MISCELE GIA’ FORMULATE

CARTE DI MISCIBILITA’

MISCIBILITA’ “RESIDUA” almeno 3 settimane tra S e captano

SINERGISMO TRA FITOFARMACI

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81

GLI ERRORI PIÙ COMUNI NELLA DISTRIBUZIONE

DEI FITOFARMACI

• MANCATA ADOZIONE DEI DISPOSITIVI PERSONALI DI

PROTEZIONE DI MANI, BOCCA, NASO

• L’OPERATORE FUMA, MANGIA O BEVE DURANTE IL

TRATTAMENTO

• INTERVENTI IMPROPRI CON LE ATTREZZATURE DI

DISTRIBUZIONE SOTTO PRESSIONE

• I TRATTAMENTI SONO ESEGUITI IN CONDIZIONI DI FORTE

VENTO


82

ACCORGIMENTI ED ACCESSORI UTILI

NELLA DISTRIBUZIONE DEI

FITOFARMACI

• SERBATOI CHE EVIDENZIANO IL LIVELLO DEL LIQUIDO

• CESTELLI PRE-MISCELATORI

• SERBATOI SUPPLEMENTARI LATERALI PER IRRORATRICI A

BARRA PER LIQUIDO TRACCIAFILE

• TESTATE POLIUGELLO PER IL PASSAGGIO RAPIDO DA UN TIPO

DI GETTO AD UN ALTRO

• DISPOSITIVI ANTIGOCCIA

• CABINE CON ARIA FILTRATA E CONDIZIONATA

• DISPOSITIVI DI CONTROLLO (“SCATOLA NERA”)

• PANNELLI RECUPERATORI


83

RESISTENZA ACQUISITA AGLI

ANTICRITTOGAMICI

Origine del problema Meccanismi Perdita di efficacia (acquisizione di resistenza + mantenimento

fitness) Rimedi:

uso razionale dei sistemi

evitare fenomeni di “training”

miscelare un sistemico con uno o più protettivi

alternare sistemici con meccanismi differenti

monitorare le popolazioni dei patogeni


84

Diagramma a blocchi mostrante i possibili meccanismi di

acquisizione di resistenza agli anticrittogamici da parte dei

patogeni fungini

PERMEABILITA’

ATTIVITA’DELLA MOLECOLA

TAL QUALE

FUNGITOSSICITA’

DETOSSIFICAZIONE

DIMINUITAAFFINITA’

SITO DI AZIONE

CIRCONVENZIONEO

COMPENSAZIONERIPARAZIONE

INCOMPATIBILITA’

DETOSSIFICAZIONE

MANCATAATTIVAZIONE

ESCLUSIONE

ATTIVAZIONE

NO

NO NO

NO

SI

SI

SI

SISI

SI

NO

NO


85

INFETTABILE

(ospite)

IMMUNE (non-ospite)

SUSCETTIBILE (il parassita

invade facilmente l’ospite)

RESISTENTE

(l’invasione è limitata)

SENSIBILE (la pianta reagisce

violentemente)

TOLLERANTE (effetto visibile

modesto o nullo)

RISPOSTA DELLA PIANTA ALLA INOCULAZIONE

Sulla base del comportamento

del parassita

Sulla base della risposta della

pianta


86

RISPOSTE DI UNA PIANTA AD UN AGGRESSORE

IMMUNITA’: esenzione dall’infezione; la pianta è “non-ospite” (es. vite e ruggini del grano); è un carattere assoluto (qualitativo: si/no)

RESISTENZA/SUSCETTIBILITA’: livelli diversi di risposta all’infezione (nelle combinazioni compatibili)

RESISTENZA ORIZZONTALE: uniforme nei confronti di

tutti i patotipi (es. razze fisiologiche) del patogeno

RESISTENZA VERTICALE: differenziale nei confronti di vari patotipi (es. razze fisiologiche) del patogeno

TOLLERANZA: sebbene infetta, la pianta manifesta pochi sintomi (o comunque produce in maniera “adeguata”)

OSPITE ASINTOMATICO: è l’estrema forma della tolleranza

IPERSENSIBILITA’: rapida morte delle cellule in vicinanza

delle strutture di invasione


87

MECCANISMI DI ATTACCO DEI PARASSITI (I)

INFEZIONE

Processo mediante il quale un patogeno stabilisce un rapporto trofico intimo con le cellule dell’ospite. Vi è una prima fase (attiva o passiva) di penetrazione, nella quale si superano le barriere protettive esterne, seguita dalla colonizzazione, in cui si superano le barriere interne e si stabilisce il rapporto trofico. La penetrazione può avvenire attraverso:

• aperture naturali (stomi) e anastomosi spontanee • lesioni indotte da vettori o accidentali (ferite) • perforazione attiva di strutture di superficie.

I meccanismi di colonizzazione variano con il tipo di nutrizione (biotrofica o necrotrofica) e sono condizionati dalla localizzazione del parassita (esterno, intercellulare, intracellulare). Colonizzazione biotrofica: il parassita penetra attraverso le pareti cellulari, rispettando il plasmalemma e dando luogo ad una interfaccia attraverso la quale sostanze nutritive fluiscono verso l’invasore e sostanze ad azione condizionante e regolatrice fluiscono verso l’ospite. Le cellule colonizzate si mantengono vitali a lungo (“isole verdi”). I principali comportamenti biotrofici dei funghi sono:

sviluppo del micelio esterno ed invio di austori nelle sole cellule epidermiche (oidii);

sviluppo del micelio nella/sotto la cuticola e nella parete delle cellule epidermiche (Venturia);

sviluppo del micelio intercellulare ed invio di austori nelle cellule (ruggini, peronospore);

sviluppo del micelio intracellulare (miceli basidiosporici di Uredinales).


88

MECCANISMI DI ATTACCO DEI PARASSITI (II)

Colonizzazione necrotrofica: mentre nel biotrofismo la necrosi cellulare è un evento terminale (che deriva da esaurimento di nutrienti ed accumulo di metaboliti tossici del patogeno) e si accompagna alla differenziazione delle strutture riproduttive del patogeno,

nel necrotrofismo, invece, danno cellulare e necrosi precedono ed accompagnano la colonizzazione. L’uccisione delle cellule si verifica in seguito ad aggressione dell’apoplasto (insieme delle pareti cellulari e degli spazi intercellulari esterni al plasmalemma) o del simplasto (insieme dei protoplasti collegati dai plasmodesmi).

Meccanismi di attacco dell’apoplasto

L’attacco alla parete può avvenire per azione chimica (enzimi degradanti) o fisica (meccanica). La parete è costituita da cellulosa, polisaccaridi pectici e proteina strutturale + eventuali impregnanti, come lignina e suberina. La lignina (sostanza amorfa con elevato grado di polimerizzazione, costituita da unità fenil-propanoidiche legate in una rete tridimensionale) è demolita solo da pochi patogeni, come i basidiomiceti agenti di carie bianca del legno (che ne utilizzano i prodotti di degradazione).

Meccanismi di attacco del simplasto

Spesso si ha produzione a distanza di fitotossine ad azione necrogena (ma anche dotate di altre funzioni).


89

MECCANISMI DI DIFESA

1. PRE-INFEZIONALI (CONGENITI, PASSIVI, STATICI, NON-SPECIFICI)

1.1 PREVENZIONE DELLA PENETRAZIONE

CUTICOLA (SPESSORE/COMPOSIZIONE): IMPEDISCE INVASIONE O EVASIONE

STOMI: ARCHITETTURA

LENTICELLE: SUBERIFICAZIONE

ESSUDATI RADICALI: ATTRATTIVITA’ SELETTIVA PATOGENO/ANTAGONISTI

1.2 INIBIZIONE SVILUPPO/COLONIZZAZIONE

SOSTANZE INIBITORIE (FENOLI) INADEGUATEZZA DI NUTRIENTI CHE IL PATOGENO NON

SINTETIZZA pH/PRESSIONE OSMOTICA

2. POST-INFEZIONALI (ATTIVI, DINAMICI, SPECIFICI)

2.1 ATTIVITA’ ANTI-INFEZIONALI BARRIERE ISTOLOGICHE: SUBERINA, RESINE, GOMME, TILLE SOSTANZE FUNGITOSSICHE IPERSENSIBILITA’

2.2 DETOSSIFICAZIONE DI METABOLITI FUNGINI

2.3 INDUZIONE DI TOLLERANZA/RESISTENZA


90

Distribuzione delle frequenze assolute della risposta di 84

cultivar di garofano alle infezioni di “ruggine” (Uromyces

caryophyllinus) a seguito di inoculazioni artificiali in campo.

< 5 6-10 11-20 21-30 31-50 > 50

Freq

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solu

ta

14

12

10

8

6

4

2

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Pustule per piante


91

MEZZI BIOLOGICI Utilizzo di organismi (diversi dall’uomo e dalle piante resistenti) per:

• rendere le piante resistenti ad un patogeno (resistenza biologicamente indotta, localizzata, non ereditabile)

• proteggere le piante (prevenzione) - meccanismi di coazione

antagonistica: competizione, antibiosi, iperparassitismo (predazione)

• curare le piante infette (“ipovirulenza esclusiva”).

Differenze tra difesa biologica in entomologia e in patologia vegetale.

Utilizzo di microrganismi residenti o introdotti.

• Terreni repressivi alle tracheofusariosi. • Trattamento con Agrobacterium radiobacter contro il tumore

batterico delle rosacee. • Ceppaie di conifere trattate con Peniophora gigantea. • Trichoderma viride antagonista naturale nel terreno.

Approccio “integrato” – mild technology


92

CONFRONTO TRA I MEZZI BIOLOGICI PER LA

DIFESA DELLE PIANTE IN

ENTOMOLOGIA AGRARIA

E IN

PATOLOGIA VEGETALE

In ENTOMOLOGIA: insetti “utili” cercano attivamente

la preda o la vittima, per nutrirsene; la loro sopravvivenza

spesso dipende dall’efficacia di questa azione “di caccia”.

In PATOLOGIA: microrganismi per lo più ad attitudine

saprofitaria, che casualmente interagiscono (come

antagonisti) con un patogeno, dal quale non dipendono

sotto il profilo alimentare; incapacità di movimenti

autonomi.


93

MEZZI FISICI Applicazione del calore per denaturazione e coagulazione delle proteine dell’organismo nocivo. • Fiamma libera • Aria calda (calore secco) • Acqua calda • Vapore • Miscele aria + vapore

L’”effetto boomerang” nel caso di trattamenti drastici di sterilizzazione (parziale) del terreno. La “solarizzazione” del terreno: parcelle livellate e bagnate sono coperte con un film plastico

trasparente (polietilene) durante la stagione calda; ne deriva un

innalzamento termico degli strati superficiali (anche 10°C);

a parte un effetto di thermokill, la nuova condizione porta a

modificazioni negli equilibri microbici, a vantaggio dei microrganismi

benefici.

La bagnatura è finalizzata a:

aumentare la conduttività termica

stimolare la attività vegetativa di forme quiescenti.


94

STABILITA' DEGLI ALBERI 1. APPROCCIO VISIVO (Visual Tree Assessment - VTA) Indicatori di rischio: densità e colore chioma; caduta foglie e loro

dimensioni; crescita annuale modesta; struttura: rami codominanti con corteccia inclusa; cavità, fenditure, carie, cancri, marciumi; inclinazione.

2. DIAGNOSI STRUMENTALE

a. Metodologie penetrometriche (resistenza alla penetrazione di una punta/ago): Decay Detecting Drill, Resistograph (=dendrodensimetro, trapano)

b. Shigometer: Ohmetro da campo: misura resistenza elettrica in fori trasversali, in funzione dell'umidità = carie, ma anche legno sano a basso contenuto di umidità

c. Frattrometro (elastomero): prelievo di una carota con succhiello e valutazione della resistenza alla rottura

d. Metodologie soniche (le onde sonore si espandono + velocemente nel legno sano): martello ad impulso elettronico (velocità di propagazione di un’onda di carico); Metriguard, Sylvatest, oscilloscopio + geofono, mutuate dall'ingegneria strutturale;

e. Metodologie radar geofisiche (non distruttiva, fusto circondato dall'antenna radar - immagine video).

3. VALUTAZIONE DEL PERICOLO Perdita di consistenza meccanica del legno a causa della carie. Formule ingegneristiche consentono di stimare il pericolo di schianto in relazione al rapporto tra spessore del legno sano residup (t) e raggio (R) del tronco “normale”. Ad es., secondo Mattheck, se lo spessore residuo è almeno 1/3 del raggio c'è ancora stabilità. Attribuzione della pianta ad una classe di rischio fitostatico. Pericolo di schianto + Dimensioni parti + Valutazione del bersaglio = VALUTAZIONE PERICOLO

SOLUZIONI 1. Rimozione o consolidamento parti pericolanti 2. Rimozione del bersaglio (transenne) 3. Rimozione dell'albero


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Failure Risk Classification CLASSE A

VENGONO INSERITI IN QUESTO GRUPPO TUTTI I SOGGETTI CHE NON MANIFESTANO NÉ DIFETTI Dl FORMA, DEGNI Dl NOTA, RISCONTRABILI CON IL V.T.A., NÉ SIGNIFICATIVE ANOMALIE RILEVABILI STRUMENTALMENTE. PER TUTTI QUESTI SOGGETTI E' NECESSARIO EFFETTUARE UN CONTROLLO VISIVO SPEDITIVO ANNUALE. I RISCHI Dl SCHIANTAMENTO E CADUTA SONO LEGATI AD EVENTI STATISTICAMENTE NON PREVEDIBILI.

CLASSE B

SU QUESTE PIANTE L'OSSERVAZIONE VISIVA (V.T.A.) E L'INDAGINE STRUMENTALE HANNO RILEVATO LIEVI DIFETTI Dl FORMA E PICCOLE ANOMALIE STRUTTURALI. I RISCHI Dl SCHIANTAMENTO E CADUTA SONO RICONDUCIBILI A QUELLI DEL GRUPPO A. TENENDO PRESENTE CHE I LIEVI PROCESSI DEGENERATIVI E LE ANOMALIE MORFOLOGICHE POSSONO AGGRAVARSI NEL TEMPO. PER QUESTI SOGGETTI Sl RENDE NECESSARIO UN'ANALISI VISIVA MINUZIOSA A SCADENZA ANNUALE.

CLASSE C

IN TUTTI I CASI Sl SONO RILEVATI SIGNIFICATIVI DIFETTI Dl FORMA E/0 STRUTTURALI VERIFICABILI STRUMENTALMENTE. IL RISCHIO PER QUESTI SOGGETTI PUO' ESSERE UN ULTERIORE AGGRAVAMENTO DELLE ANOMALIE RISCONTRATE NEL BREVE PERIODO. QUESTI ALBERI POTRANNO PASSARE IN UNA CATEGORIA Dl RISCHIO STATICO PIÚ’ ELEVATA. Sl RENDE NECESSARIO UN MINUZIOSO CONTROLLO VISIVO A SCADENZA ANNUALE UNITAMENTE AD UN'INDAGINE STRUMENTALE.

CLASSE C-D

IN QUESTA CATEGORIA VENGONO INSERITE LE PIANTE CHE PRESENTANO GRAVI DIFETTI A LIVELLO MORFOLOGICO E/0 STRUTTURALE. L'ABBATTIMENTO Dl QUESTI SOGGETTI PUO' ESSERE EVITATO INTERVENENDO CON OPPORTUNE OPERAZIONI FINALIZZATE ALLA MESSA IN SICUREZZA DEGLI STESSI (RIDUZIONE DELLA CHIOMA, CONSOLIDAMENTO, ETC.). DEVE INOLTRE ESSERE EFFETTUATO UN MONITORAGGIO PERIODICO AL FINE Dl RILEVARE AGGRAVAMENTI DELLE CONDIZIONI RISCONTRATE DURANTE IL SOPRALLUOGO (A SCADENZA ANNUALE SALVO DIVERSE INDICAZIONI SPECIFICHE).

CLASSE D

FANNO PARTE Dl QUESTA CLASSE TUTTE LE PIANTE CHE PER DIFETTI MORFOLOGICI E STRUTTURALI RISCONTRATI DEVONO ASCRIVERSI ALLA CATEGORIA STATISTICAMENTE AD ALTO RISCHIO Dl CADUTA E SCHIANTAMENTO. PER QUESTI SOGGETTI, LA CUI PROSPETTIVA Dl VITA E' GRAVEMENTE COMPROMESSA, OGNI INTERVENTO Dl RISANAMENTO RISULTEREBBE VANO. LE PIANTE APPARTENENTI A QUESTO GRUPPO DEVONO ESSERE SOSTITUITE.

Insegnamento di “Patologia delle piante...

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