La resistenza a prodotti fitosanitari: una sfida per la moderna protezione integrata delle colture
Roma, 21 giugno 2012
Stato della resistenza agli erbicidi in Italia
Maurizio Sattin
CNR ‐ Istituto di Biologia Agro‐ambientale e Forestale (IBAF)
Legnaro (Padova)
Gruppo Italiano di lavoro sulla Resistenza agli Erbicidi (GIRE)
www.resistenzaerbicidi.it
Peculiarità del controllo delle malerbe:
•
un numero di generazioni ridotto (tranne
qualche rara eccezione, solo una all’anno)
•
la maggior parte delle specie infestanti
presentano una limitata capacità di dispersione
nello spazio
•
un erbicida è generalmente efficace verso più
piante infestanti
•
presenza della banca dei semi nel terreno
Situazione • Il tasso di introduzione di nuovi erbicidi continua a diminuire
• Recentemente non è stato introdotto, e non è previsto a breve‐medio termine alcun nuovo MdA
• Nuova direttiva quadro sull’uso sostenibile degli fitofarmaci e nuovo regolamento in sostituzione della direttiva 91/414
– Perdita di p.a. in commercio
– Minori opportunità di diversificare e ruotare MdA
– Il processo di autorizzazione dei fitofarmaci comprende l’analisi del rischio di resistenza
– Obbligo di implementare la difesa integrata dal 2014
Impatto della Direttiva 128/2009
•
•
Dovrà essere recepita dai PAN
Art. 14 e Allegato III (Principi generali di difesa integrata)
– La rotazione come strumento fondamentale per la prevenzione e/o la soppressione degli organismi nocivi
– Monitoraggio con metodi e strumenti adeguati
– Implementazione di strategie antiresistenza per mantenere l’efficacia dei prodotti
• Attenzione alla riduzione delle dosi:
– La dose di campo è fissata sulle specie bersaglio meno sensibili
– Dosi sub‐letali favoriscono la lenta selezione di resistenza non‐target‐site e resistenza multipla Biotipo resistente
Gruppo di individui che condividono molte
caratteristiche fisiologiche, tra le quali la capacità di
sopravvivere ad uno o più erbicidi, appartenenti ad
un particolare gruppo, utilizzati ad una dose che
normalmente li controllerebbe.
Da non confondere con tolleranza che è la
naturale ed ereditabile capacità di una pianta di
sopravvivere ad un trattamento erbicida.
Evoluzione cronologica del n° di biotipi e di specie R in Italia
Echinochloa spp
Lolium spp
Amaranthus spp
5 biotipi R
3 biotipi R
3 biotipi R
GIRE
Stato della resistenza in Italia
29 biotipi resistenti
21 specie infestanti
(6 dicotiledoni e 15
monocotiledoni, 13 Poaceae)
15 regioni interessate
> 200.000 ha
Biotipi resistenti
Membri GIRE
CNR – IBAF
D.A.A.P.V., Univ. di Padova
Centro ricerche sul riso ‐ ENR
BASF
Bayer
Cheminova
Dow DuPont
Makhteshim
Gruppo Iitaliano di lavoro sulla resistenza agli erbicidi
Monsanto
SIPCAM
Syngenta
Terremerse
www.resistenzaerbicidi.it
Attività del GIRE
Complaint monitoring (testate più di 1500
popolazioni con 3-5 erbicidi a 1-2 dosi)
Continuo aggiornamento della banca dati
sulla resistenza agli erbicidi in Italia
Messa a punto di strategie condivise per la
gestione della resistenza agli erbicidi
Comunicare agli operatori del settore
aggiornamenti e linee guida per la gestione
della resistenza (sito web, più di10 articoli
pubblicati, schede tecniche e linee guida,
riunioni con i rappresentanti delle Regioni)
Gruppo Italiano di lavoro
sulla Resistenza agli Erbicidi
LINEE
GUIDA
per la gestione della resistenza
FATTORI DI
RISCHIO
RESISTENZA
RICONOSCERE
GESTIRE
COS’È LA RESISTENZA AGLI ERBICIDI?
È la capacità naturale ed ereditabile di alcuni individui presenti in una popolazione di sopravvivere alla dose di erbicida
normalmente impiegata per il loro controllo.
In tutte le popolazioni infestanti è presente un numero molto limitato di piante in grado di sopravvivere naturalmente
al trattamento erbicida. L’uso ripetuto, nello stesso appezzamento, di erbicidi con il medesimo meccanismo d’azione
elimina tutte le piante sensibili consentendo alle piante resistenti di sopravvivere e moltiplicarsi, selezionando così nel
tempo una popolazione resistente.
GESTIONE DELLA RESISTENZA AGLI ERBICIDI
La resistenza va gestita utilizzando i principi del controllo integrato (Integrated Pest Management – IPM), basati sulle
conoscenze biologiche delle specie infestanti, delle colture e dei mezzi agronomici e chimici disponibili per il loro controllo
9
9
utilizzare il più possibile la rotazione colturale
alternare o miscelare erbicidi con diverso meccanismo d’azione – tutti gli erbicidi con il
medesimo meccanismo d’azione costituiscono un “gruppo” come definito dal Herbicide
Resistance Action Committee (HRAC)
9
valutare la possibilità di utilizzo di erbicidi non selettivi (ad esempio glifosate) in presemina
9
tenere un accurato quaderno di campagna, annotando per ciascun appezzamento erbicidi
e dosi utilizzate, date dei trattamenti e risultati ottenuti; qualsiasi gestione viene complicata
dalla carenza di queste informazioni
limitare la presenza di elevate densità di infestazione al momento del trattamento;
9
evitare l’uso ripetuto ed esclusivo dei gruppi di erbicidi ad alto rischio di selezione per la
resistenza (ad esempio inibitori dell’ALS e dell’ACCasi)
9
usare le dosi indicate in etichetta – in caso di mancato controllo non ritrattare con lo stesso
prodotto aumentando la dose ma scegliere un erbicida con un diverso meccanismo d’azione
9
9
9
trattare le infestanti allo stadio ottimale, un trattamento tardivo ha il medesimo effetto di
uno a dosi ridotte
9
9
integrare il diserbo chimico con sistemi di controllo meccanici e accorgimenti di tipo
agronomico (ad esempio falsa semina, aumento della densità di semina, utilizzo di cultivar
competitive, concimazione corretta – le minime lavorazioni e le elevate concimazioni
contribuiscono ad aggravare il rischio di resistenza)
gestire al meglio l’intervallo tra una coltura e l’altra favorendo la germinazione del
maggior numero di infestanti per controllarle più efficacemente
9
9
utilizzare sementi certificate
limitare la diffusione della resistenza: pulire accuratamente i macchinari, raccogliere per
ultimi gli appezzamenti interessati da fenomeni di resistenza
individuare precocemente i focolai di infestanti “sospette resistenti” e contattare il GIRE o i
tecnici delle società agrochimiche o i servizi fitosanitari regionali.
INFESTANTI RESISTENTI: SEI A RISCHIO?
OPZIONI GESTIONALI
Miscelazione o rotazione di erbicidi
Metodo di controllo delle infestanti
N° di trattamenti per stagione utilizzando il
medesimo MDA
LIVELLO DI RISCHIO
BASSO
>2
MEDIO
ALTO
2MDA
1 MDA
Colturale e chimico
Solo chimico
MDA(1)
Colturale meccanico e
chimico
ALTA
Due
> Due
Tipo di rotazione
Completa
Limitata
No rotazione
Tipo di lavorazione
Normale
Minima lavorazione
Non lavorazione
Sconosciuta
Limitata
Diffusa
Situazione della resistenza nelle vicinanze
Assente
Limitata
Diffusa
Infestazione
Bassa
Media
Alta
Efficacia del controllo negli ultimi 3 anni
Buono
Peggioramento
Insoddisfacente
Modificato da HRAC (1998) Guidelines to the management of herbicide resistance.
MDA, Meccanismo d’azione dell’erbicida.
(¹)
DIFFUSIONE DELLA
RESISTENZA
SPECIE
Lolium spp. - Loglio
Uno
Situazione della resistenza ad un certo MDA
SPECIE CON POPOLAZIONI RESISTENTI
AGLI ERBICIDI IN ITALIA
Papaver rhoeas - Papavero
Schoenoplectus (Scirpus) mucronatus - Lisca
Cyperus difformis - Zigolo
Alisma plantago-aquatica - Mestolaccia
MEDIA
Avena sterilis - Avena
Sinapis arvensis - Senape
Echinochloa crus-galli – Giavone
Phalaris paradoxa - Scagliola
Amaranthus spp. - Amaranto
BASSA
Solanum nigrum – Erba morella
Chenopodium album - Farinaccio
Sorghum halepense - Sorghetta
Conclusioni linee guida GIRE
LA RESISTENZA È UN COSTO per l’intero sistema!
• Ogni standardizzazione dei sistemi colturali incrementa il rischio di resistenza ai fattori che impongono la pressione di selezione
• L’utilizzo degli erbicidi in condizioni non ottimali incrementa il rischio di resistenza
• Per gestire sistemi ad alto rischio (di resistenza agli erbicidi) c’è bisogno di maggiore professionalità
Linee guida specifiche per la gestione
della resistenza in vari sistemi colturali
Attualmente disponibili per:
riso, cereali, colture sarchiate
ed erba medica
www.resistenzaerbicidi.it
Stato della resistenza in Italia
¾ Tre sono i sistemi colturali principalmente coinvolti:
riso, grano duro e mais.
¾ Preoccupa anche l’evoluzione del Lolium nei
vigneti e uliveti
¾ Tutti i più importanti meccanismi d’azione degli
erbicidi (MdA) sono coinvolti
Foto Specie “resistenti” in riso
– Alisma plantago‐aquatica (1994), Shoenoplectus mucronatus (1995) e Cyperus difformis (2000) agli inibitori dell’ALS
– ECHCG (2000), ECHER e ECHCO (2003) al propanile
– ECHER al propanile e quiclorac (2004)
– ECHCG agli inibitori dell’ALS (2008)
– ECHCG agli inibitori dell’ALS e dell’ACCase (2009)
– Oryza sativa var. sylvatica ad imazamox (2010)
Specie “resistenti” in grano duro
– Poaceae
Avena sterilis (1992), Lolium spp. (1995), Phalaris paradoxa (1998), Phalaris brachystachys (2001), Alopecurus myosuroides (2009) agli inibitori dell’ACCase e poi Lolium spp. e A. sterilis R multipla anche a inibitori dell’ALS
– Dicotiledoni
Papaver rhoeas (1998) inibitori dell’ALS e ormonici, Sinapis arvensis (2006) nibitori dell’ALS
Specie “resistenti” nelle colture estive (mais, soia, pomodoro, melone)
– Amaranthus spp. (1978), Solanum nigrum (1978), Chenopodium album (1982) all’atrazina
– Amaranthus retroflexus (1999) agli inibitori del PSII (in mais) e nel 2003 agli inibitori dell’ALS (in soia)
– Sorghum halepense (2005) agli inibitori dell’ACCasi
– Echinochloa crus‐galli (2005) agli iinibitori dell’ALS
– Digitaria sanguinalis (2006) agli inibitori dell’ACCasi
Spettro di resistenza Echinochloa spp. in riso
Eterogeneità dei pattern di resistenza
Inibitore
ACCasi
Inibitori
ALS
Mappa della resistenza agli inibitori
dell’ALS e dell’ACCasi
Casi di resistenza in mais
Casi di
resistenza in
riso
N° pop. testate
N° pop. resistenti
Coltura
Pattern di resistenza
15
13
Mais
Inibitori ALS
9
Riso
Inibitori ALS
5
Riso
Inibitori ALS/ Initori ACCasi
16
Resistenza multipla
• Resistenza multipla
– 4 poaceae • Lolium spp. (ACCasi ed ALS)
• A. sterilis (ACCasi ed ALS)
• Echinochloa erecta (propanile e quinclorac)
• Echinochloa spp. (ACCasi ed ALS)
– Papaver rhoeas (ALS ed ormonici)
I casi più recenti e preoccupanti
• Lolium spp. (rigidum) al glifosate
• Riso crodo ad imazamox in varietà Clearfield®
• Sistemi colturali “meccanicistici”
•
•
•
•
Un sistema colturale “meccanicistico” in provincia di Ravenna: medicaio a “doppia produzione”
Durata: 4‐6 anni
Il reddito degli agricoltori dipende dalle strutture aziendali per immagazzinare il foraggio e venderlo al miglior prezzo No irrigazione
Doppia produzione: foraggio e seme
– 1° taglio (metà maggio): medica da foraggio + Lolium, quindi si tratta con un inibitore dell’ACCasi (quizalofop)
– 2° taglio (fine luglio/inizio agosto): produzione di seme
– 3° taglio (fine settembre): medica da foraggio
• Rotazione: 4‐6 anni medica– 1‐3 anni cereali autunno‐
vernini
Analisi del rischio di resistenza
scopo
• Ridurre il rischio di sviluppo della resistenza e
perciò allungare il periodo di uso efficiente dei
prodotti a vantaggio dell’agricoltore,
dell’industria e dell’ambiente
• Può essere fatta a vari livelli
• Principio attivo
• Sistema colturale
Analisi del rischio di resistenza
a chi serve?
ª all’industria produttrice/commecializzatrice per
conoscere i potenziali rischi di sviluppo della
resistenza, in modo da supportare correttamente
la tecnica di applicazione del prodotto
ª alle autorità preposte alla registrazione del
prodotto per determinare il rischio d’insorgenza
della resistenza, comprensivo del “pattern”
d’impiego
ª alle autorità regionali per regolarne l’impiego
ª anche ad agricoltori e tecnici se fatta a livello di
sistema colturale
La quantità di dati richiesti e l’intensità del
processo di valutazione dipendono da
ªL’organismo/i (specie) bersaglio
ªIl meccanismo d’azione del p.a.
ª“storia” della resistenza
ªLa coltura
Fattori che incrementano rischio intrinseco
• elevata persistenza dell’attività dell’erbicida
• un singolo modo d’azione e/o sito d’azione
• presenza di resistenza monogenica
• elevata facilità di metabolizzazione dell’erbicida
• alta fecondità, efficace dispersione della progenie
• alta variabilità genetica intrinseca
• meccanismi in grado di metabolizzare i p.a.
• esistenza di resistenza incrociata
• alta fitness del biotipo resistente
• ciclo di vita breve/molte generazioni
Fattori che incrementano rischio agronomico
• ampia diffusione di colture con rotazione breve
• presenza di monocoltura o monosuccessione
• “monodiserbo”, dosaggi non adeguati
• minime lavorazioni
• necessità di un alto numero di applicazioni o lunga
esposizione
• uso di colture poco competitive
• isolamento geografico di popolazioni resistenti
• mancanza di alternanza dei metodi di controllo
Valutazione del rischio d'insorgenza della resistenza agli
erbicidi in relazione al sistema colturale adottato
OPZIONI GESTIONALI
LIVELLO DI RISCHIO
Basso
Medio
Alto
Miscelazione o rotazione di
erbicidi nel sistema colturale
> 2 MDA(+)
2MDA
1 MDA
Metodo di controllo delle
infestanti nel sistema colturale
Colturale (*),
meccanico (e
chimico)
Uno
Colturale e
chimico
Solo chimico
Due
> due
Tipo di rotazione
Completa
Limitata
No rotazione
Tipo di lavorazione
Normale
Situazione della resistenza ad un
certo MDA
Sconosciuta
Limitata
Diffusa
Situazione della resistenza nelle
vicinanze
Infestazione
Assente
Limitata
Diffusa
Bassa
Media
Alta
Efficacia del controllo negli
ultimi 3 anni
Buono
Peggioramento
Insoddisf.
N° di trattamenti per stagione
utilizzando il medesimo MDA
Minima lavoraz. Non lavoraz.
(+) meccanismo d’azione (*) Es, bruciatura delle stoppie, falsa semina, uso di specie e varietà competitive
Modificato da HRAC (1998) Guidelines to the management of herbicide
herbicide resistance e da
HGCA (1999) Preventing and controlling herbicideherbicide-resistance grass weeds.
Concludendo
• La resistenza si sta espandendo e coinvolge molte specie infestanti (specialmente le poaceae), i più
importanti sistemi colturali e quelli più standardizzati
• La resistenza va affrontata a livello di sistema colturale ed inserita nel contesto IPM, cioè
multidisciplinare
• IWM e gestione della resistenza: esistono principi generali, ma le soluzioni sono locali
• I vincoli posti da una legislazione complessa e sistemi colturali più complessi implicano a tutti i livelli un aumento di professionalità
Concludendo….
• La resistenza è un problema gestibile attraverso IWM
• E’ prevedibile che la nuova e complessa normativa europea avrà effetti contrastanti sul rischio e la gestione della resistenza
– Regolamento 1107/2009 innalzamento del rischio e gestione della resistenza più complessa
– Direttiva 128/2009 diminuzione del rischio di resistenza (+ diversità, ‐ pressione di selezione)
• Ruolo chiave per la rotazione, il monitoraggio (territoriale e locale) ed il trasferimento di informazione
• Implementazione di strategie antiresistenza per mantenere l’efficacia dei prodotti
• Attenzione alle dosi
Considerazioni conclusive
¾Il controllo integrato delle malerbe dovrebbe
essere adottato su larga scala. Il punto
fondamentale è diversificare gli interventi in
campo (mezzi chimici e non)
¾La resistenza è un costo; le misure curative con
resistenza in atto comportano un costo medio
superiore di 3-5 volte rispetto a quelle preventive
¾Situazione critica in riso dove ci sono resistenze
multiple agli inibitori dell’ALS e dell’ACCasi.
Grazie a tutti I collaboratori
del CNR-IBAF ed ai membri del GIRE
Grazie per l’attenzione!