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Piani di Settore
 

BIOTECNOCAST

Controllo biologico e biotecnico del cinipide orientale e dei principali fitofagi del castagno in un contesto di produzione biologica

DM 7184 del 28 marzo 2012

Costo totale 2.023.133,00 - Finanziamento richiesto: 1.375.983,00.


SOGGETTO PROPONENTE

CRA-ABP
Indirizzo: Via Lanciola 12/A, 50125 Firenze (I)
Tel.: 055-2492254, Fax: 055-209177 e-mail: piofederico.roversi@entecra.it
  

COORDINATORE DEL PROGETTO

Dott. Pio Federico Roversi, I Ricercatore
C.R.A.-Centro di Ricerca per la Agrobiologia e la Pedologia. sede ex Istituto Sperimentale per la Zoologia Agraria
Indirizzo: Via Lanciola 12/A, 50125 Firenze (I)
Tel.: 0039-055-2492254 (338-9663615) e-mail: piofederico.roversi@entecra.it

 

PRESENTAZIONE DEL PROGETTO

Il progetto prevede la partecipazione di 11 Unità Operative appartenenti a CRA, Università e CNR, alle quali si affiancano partners esterni portatori di competenze specialistiche non presenti nelle UO o il cui coinvolgimento è necessario per un supporto logistico e territoriale alle attività di ricerca e sperimentazione.
U.O.1 - CRA-ABP, Centro di Ricerca per l'Agrobiologia e la Pedologia - Cascine del Riccio (Firenze)
U.O.2 - U.O. UNITO - Di.Va.P.R.A. - Settore di Entomologia - Università di Torino
U.O.3 - UNITO - D.C.A. - Dipartimento di Colture Arboree - Università di Torino
U.O.4 - UNIPG - DSAA - Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali -. Sez. Arboricoltura e Protezione delle Piante - Area Entomologia - Università di Perugia
U.O.5 - UNIVT DIPROP
U.O.6 - U.O. UNIMO - SAVA
U.O.7 - CNR-IPP Portici
U.O.8 - Università di Catania, Dipartimento Gestione dei Sistemi Agroalimentari e ambientali, Sezione di Entomologia agraria
U.O.9 - CNR, Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Unità Operativa di Sassari
U.O.10 - CRA-RPS, Centro di Ricerca per lo studio delle Relazioni tra Pianta e Suolo, Roma
U.O.11 - Università di Piacenza
Sulla base di criteri oggettivi di scelta (esperienza professionale, partecipazione a precedenti studi e ricerche, disponibilità di attrezzature ad elevato livello tecnologico, disponibilità di materiale vegetale per prove sperimentali,  etc...), sono state individuate dai responsabili delle singole UO imprese, istituzioni scientifiche e specifiche figure professionali meglio specificate nei successivi Modelli C, ritenute utili al raggiungimento degli obiettivi del progetto.

 

PRESENTAZIONE DEL PROGETTO

Il castagno contribuisce in modo sostanziale al flusso di esportazioni della filiera agroalimentare italiana e svolge un ruolo rilevante dal punto di vista paesaggistico, caratterizzando un'intera fascia fitoclimatica. La recente introduzione accidentale dall'Asia dell'imenottero cinipide Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu, i cui attacchi determinano sui castagni la formazione di vistose galle con riduzioni delle produzioni di legno e castagne, ha determinato notevoli preoccupazioni fra gli imprenditori del settore. Il controllo di questo insetto presenta aspetti di particolare complessità in relazione alle varie tipologie di castagneto che si riscontrano nel nostro Paese, che spaziano da ambienti di particolare valenza ecologica fino ad arrivare a veri e propri impianti specializzati. Stante l'impossibilità ormai conclamata di eradicare questo nuovo "pest", particolare attenzione è stata posta nei Paesi interessati dall'invasione biologica del Cinipide sulle possibilità di controllo biologico del fitofago per mantenere le sue popolazioni a livelli di non dannosità. Imenotteri parassitoidi, infeudati essenzialmente ai cinipidi delle querce, hanno mostrato di recente di essere in grado di svilupparsi parassitizzando le forme preimmaginali di D. kuriphilus e il relativo quadro sinecologico richiede di essere attentamente valutato. In Giappone un importante contributo al contenimento del Cinipide è stato dato dall'introduzione di Torymus sinensis, imenottero ectoparassita proveniente dall'areale originario di D. kuriphilus. Le positive esperienze maturate in Italia e all'estero, lasciano supporre che anche in Italia sia possibile ristabilire un nuovo equilibrio nelle relazioni tritrofiche tra Castagno - Cinipide galligeno - Fattori biotici di controllo, ponendo particolare attenzione anche all'azione degli Imenotteri parassitoidi indigeni che hanno mostrato di recente di essere in grado di svilupparsi parassitizzando le forme preimmaginali di D. kuriphilus. Aspetti meritevoli di approfondimenti sono emersi a seguito di studi su funghi autoctoni, endofiti del castagno, in grado di infettare e necrotizzare le galle. Nell'ambito delle indagini che si intende sviluppare è inclusa anche lo studio delle interazioni infestazioni del cinipide gallligeno - patologie del castagno. Ulteriori ambiti di indagine riguarderanno gli effetti della fertilità chimica e biologica del suolo, la valutazione della sensibilità delle diverse cultivar di castagno, lo studio dei meccanismi di resistenza e la contaminazione di castagne e farine di castagne da micotossine. Il progetto nel suo complesso convoglierà i risultati dei diversi filoni di ricerca verso la definizione di strumenti e modelli di lotta biologica e integrata per una corretta ed efficace difesa fitosanitaria dei castagneti italiani e tutela delle produzioni agroalimentari collegate alla coltivazione del castagno.

 

PIANO DI ATTIVITA'

Il progetto è articolato in 5 Work Package:
WP 1 - Coordinamento scientifico e amministrativo del progetto.
Il primo WP afferisce la gestione del progetto che, data la complessità delle tematiche affrontate e la diversità di competenze coinvolte, richiederà una costante attenzione per realizzare le necessarie verifiche in itinere finalizzate a monitorare il regolare raggiungimento degli obiettivi intermedi e finali. Particolare attenzione verrà posta nel supportare i partners, al fine di realizzare nel quadro della normativa vigente il rispetto delle procedure attinenti l'utilizzo dei fondi assegnati a ciascuna UO. Un ulteriore campo di impegno  di questo WP riguarderà il settore divulgazione, per veicolare con la massima efficacia i risultati del progetto.

WP 2 - Studio degli antagonisti naturali di Dryocosmus kuriphilus.
2.1
Definizione delle potenzialità dell'antagonista asiatico Torymus sinensis nei diversi ambienti castanicoli italiani e verifica del suo impatto sulle entomocenosi di Cinipidi indigeni legati in particolare alle querce.
Fra parassitoidi indigeni e parassitoidi introdotti si possono instaurare rapporti di competizione e/o di iperparassitismo che possono determinare equilibri nuovi o squilibri imprevisti che necessitano di attenti studi preventivi al lancio in natura dei parassitoidi esotici e attività di monitoraggio negli anni successivi. Inoltre, gli entomofagi introdotti possono causare cambiamenti genetici in popolazioni di specie congeneri indigene. Sono noti infatti casi di ibridazione tra parassitoidi introdotti e indigeni, come osservato in Giappone per Torymus sinensis e Torymus beneficus (YARA et al., 2007). Tali fenomeni potrebbero risultare di non trascurabile impatto, inducendo possibili cambiamenti delle preferenze ecologiche della specie (HOPPER et al., 2006) con conseguenti ripercussioni, in gran parte imprevedibili in assenza di studi preventivi, sulla loro capacità di limitare le loro specie ospiti tipiche. Si ricollega a questo ambito anche lo studio su presenza e attività di eventuali iperparassitoidi in grado di divenire elemento di limitazione dell'azione di T. sinensis.
2.2 Definizione dello spettro di limitatori naturali di Cinipidi indigeni in grado di aggredire e svilupparsi a spese del Cinipide orientale e verifica delle loro potenzialità nel biocontrollo della specie aliena.
In diversi casi, perdite economiche e squilibri ecologici determinati dall'introduzione di fitofagi alloctoni, possono progressivamente ridursi anche a seguito dell'adattamento di parassitoidi indigeni, che approfittano della presenza del nuovo ospite, imparano a riconoscerlo, a individuarlo e a limitarne i contingenti. Al riguardo riveste una particolare importanza lo studio dei parassitoidi indigeni adattatisi ad aggredire il Cinipide orientale del castagno nei diversi contesti castanicoli italiani, nonché l'acquisizione di dati sulla loro efficacia in fasi diverse di colonizzazione dei nuovi ambienti da parte del fitofago alloctono di origine asiatica per definirne le effettive potenzialità di biocontrollo.
2.3 Studio delle possibilità di allevamento e moltiplicazione in ambiente controllato degli antagonisti naturali del Cinipide orientale.
Nella messa a punto di strategie di lotta biologica classica costituisce una premessa di fondamentale importanza la messa a punto di metodiche di allevamento e stoccaggio degli antagonisti. Questo aspetto assume una estrema importanza nel caso di antagonisti naturali monovoltini che completano in natura sull'ospite un solo ciclo di sviluppo ogni anno. In tal caso la definizione di idonee tecniche di allevamento su ospiti alternativi o su substrati artificiali permetterebbe di aumentare notevolmente la produzione di antagonisti naturali realizzando il loro allevamento in ambiente controllato. Nel caso di T. sinensis  e di parassitoidi indigeni adattatisi ad attaccare il Cinipide del castagno gli studi in questo settore devono affrontare problematiche di particolare rilievo e complessità in quanto l'ospite del parassitoide è normalmente racchiuso all'interno di una galla prodotta dalla pianta, che non solo protegge il fitofago ma rappresenta anche, di norma, un elemento in grado di condizionare il comportamento dei parassitoidi nella delicata fase di scelta della vittima su cui ovideporre. Al riguardo non bisogna peraltro sottovalutare le implicazioni di quanto è possibile realizzare in laboratorio con le attuali tecnologie sia con riferimento a soluzioni strutturali che per quanto attiene le possibilità di mascherare le stesse strutture artificiali con peculiari blend di odori.
Nel complesso le linee di ricerca del WP - 2 saranno incentrate su: a) Indagini in natura sull'attività di biocontrollo svolta da Torymus sinensis; b) Verifiche sui rapporti tra Cinipidi indigeni e T. sinensis; c) Studio sull'incidenza degli iperparassitoidi sulle popolazioni di Torymus sinensis; d) Indagini sulla possibile ibridazione di T. sinesis con specie congeneri indigene attraverso prove biologiche e molecolari; e) Indagini sull'importanza dei parassitoidi indigeni nel contenimento delle popolazioni del cinipide galligeno; f) Verifica delle potenzialità di allevamento massale e di utilizzo in natura di antagonisti naturali del Cinipide del Castagno.

WP 3 - Studio dei semiochimici coinvolti nelle interazioni tritrofiche castagno-cinipide galligeno-parassitoidi
L'efficacia dei parassitoidi nel controllo di un fitofago deriva essenzialmente dalla sua capacità di localizzare gli insetti ospiti; di conseguenza, la comprensione dei meccanismi che governano questo momento essenziale nel ciclo biologico di un parassitoide è di grande importanza per la messa a punto di programmi di lotta biologica. I composti volatili emessi dalle piante ospiti svolgono spesso un ruolo essenziale per la localizzazione dell'ospite da parte dei fitofagi, mentre i parassitoidi individuano di norma le loro prede sia utilizzando le sostanze volatili emesse dalla pianta sia sostanze derivanti dall'attività dei fitofagi. In studi recenti, condotti in Italia, sulle interazioni tra pianta ospite e cinipide galligeno, sono stati identificate le sostanze volatili emesse da Castanea sativa Miller in grado di stimolare il sistema olfattivo antennale degli adulti di Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu. Una specifica miscela delle suddette sostanze, definita sulla base dei rapporti con cui esse sono emesse dalla pianta, ha indotto una significativa attrazione degli adulti in saggi olfattometrici.

WP 4 - Studio degli effetti e delle ricadute sugli antagonisti naturali di D. kuriphilus di interventi diretti di controllo dei fitofagi del castagno basati sull'utilizzo di biocidi
La diversificazione dei contesti colturali in cui si rinvengono boschi e piantagioni di castagno nel nostro Paese, richiede un attento approccio che dovrà differenziare le strategie in relazione alle differenti realtà. In particolare se da un lato i castagneti da frutto collocati in ambienti ad elevata valenza ambientale costituiscono vaste aree nelle quali operare con estrema attenzione per le ricadute ambientali sul complesso di organismi che contribuiscono all'omeostasi del sistema, in altre zone, che si configurano come impianti specializzati, la necessità di una gestione complessiva delle problematiche fitosanitarie richiede la verifica delle possibilità di un corretto e sostenibile utilizzo di biocidi da scegliere nell'ambito dei principi attivi a minore impatto ambientale. In tale quadro diviene di estrema importanza effettuare sperimentazioni sulle potenzialità d'impiego e sulle ricadute ambientali legate all'utilizzo di prodotti per il controllo di Cinipide, Cidie e Balanino.

WP 5 - Interazioni fra le infestazioni del Cinipide epatologie del castagno
Nel corso di recenti osservazioni condotte in aree con elevati livelli di infestazione del cinipide del castagno, in località anche molto distanti fra loro del Centro e Nord Italia (Trentino, Piemonte e Toscana), è stata osservata una significativa recrudescenza della mortalità di branche, rami e rametti dovuta agli attacchi di Chryphonectria parasitica, con diffusa presenza di cancri. Questi attacchi sono risultati comuni su giovani piante, mentre su castagni adulti sono stati osservati anche disseccamenti di grosse branche. Tale quadro conferma un diffuso stato di stress delle piante,che si manifesta anche in concomitanza di andamenti meteorologici sfavorevoli
all'instaurarsi della patologia, come quelli che hanno caratterizzato gli ultimi anni. A questo proposito, è importante valutare i meccanismi di interazione fra cinipide galligeno e cancro corticale, per mettere in atto al più presto definiti protocolli che prevedano interventi integrati di carattere agronomico, selvicolturale, entomologico e fitopatologico. In tale WP si collocano anche le indagini su funghi oggetto di recenti studi per la loro capacità di svilupparsi a spese delle galle causate dal Cinipide sui castagni. Le linee di ricerca di questo WP saranno incentrate su: a) elaborazione di strategie di approccio integrato alle diverse problematiche fitosanitarie, per la mitigazione dei danni attraverso la limitazione degli effetti sinergici fra cinipide galligeno del castagno e malattie fungine, con particolare riferimento a cancro corticale e mal dell'inchiostro; b) Verifica degli effetti e delle ricadute della diffusione di funghi reperiti anche su galle formatesi a seguito degli attacchi di Dryocosmus kuriphilus, inclusi controlli sulle possibilità di utilizzo nel contenimento delle infestazioni del Cinipide.

WP 6 - Valutazione della risposta di cultivar e selezioni di castagno castagno all'infestazione del cinipide
6.1
Individuazione di cultivar potenzialmente resistenti o poco sensibili a D.kuriphilus.
Per fronteggiare l'emergenza derivante delle infestazioni epidemiche del cinipide galligeno del castagno, oltre alle molte aspettative legate alla messa in atto di programmi di lotta biologica, appare utile valutare nel dettaglio la sensibilità all'imenottero delle principali cultivar italiane, individuando sul territorio quelle prive di sintomi per sottoporle ad infestazione controllata e valutare in questo modo il permanere della resistenza anche in tali condizioni.
6.2 Studio degli aspetti molecolari legati ai fattori che regolano la sensibilità al cinipide; confronto e caratterizzazione genetica dei meccanismi di resistenza.
Di fondamentale importanza sarà inoltre la comprensione dei meccanismi molecolari e fisiologici che regolano le preferenze del cinipide e l'intensità del danno da esso prodotto per definire nuove tecniche di difesa. Si proseguirà lo studio dei geni attivati dalla presenza dell'insetto nella gemma, in cultivar sensibili e resistenti.
6.3 Valutazione dell'incidenza del cinipide sulla produzione di castagne.
Risulta anche importante effettuare una stima delle perdite in termini di produzione di castagne in relazione a diversi livelli di infestazione per comprendere la reale incidenza della presenza dell'imenottero nel frutteto e stabilire una soglia di danno. Tenuto conto che l'individuazione di forme di resistenza e la comprensione dei meccanismi che le regolano possono aprire prospettive importanti a medio e lungo termine, per salvaguardare la ricchezza varietale del patrimonio castanicolo italiano e europeo l'attività di questo WP si articolerà come segue: a) Ricerca sul territorio di cultivar  ed ecotipi privi di sintomi di infestazione; b) Valutazione di cultivar e semenzali potenzialmente resistenti o poco sensibili a D.kuriphilus; c) Valutazione della qualità della castagna; d) Caratterizzazione del meccanismo di resistenza reperito in Bouche de Bétizac; e) Confronto delle resistenze accertate con quella di Bouche de Bétizac; f) Valutazione degli effetti dell'infestazione sulla produzione di castagne.

WP 7 - Definizione di modelli gestionali per la difesa fitosanitaria dei castagneti e la tutela della salubrità dei prodotti derivati
L'insieme delle conoscenze attualmente disponibili e delle nuove acquisizioni che si prevede di ottenere con il progetto Castanea dovranno trovare una sintesi finale nella elaborazione di corrette strategie e modelli per ottimizzare la gestione della difesa fitosanitaria dei castagneti nel nostro Paese e assicurare nel contempo a sostenibilità ambientale ed economica della coltura del castagno nelle sue diverse espressioni e nel rispetto delle differenti destinazioni produttive e paesaggistico-ambientali. In tale ottica l'insieme delle strutture e stituzioni partecipanti al progetto forniranno ognuna per le specifiche competenze un importante controbuto affinché i risultati del progetto CASTANEA divengano fruibili con efficacia nei diversi contesti castanicoli italiani.
Data la necessità di assicurare una copertura la più ampia possibile sulla problematica delle difesa fitosanitaria non solo dei castagneti ma anche dei prodotti della coltura, saranno considerati sia aspetti relativi alle tecniche di gestione del suolo al fine di mantenerne o potenziarne la fertilità chimica e biologica, sia le problematiche riconducibili a contaminazioni delle castagne e delle farine di castagno ad opera di micotossine. 

WP 8 - Informazione e divulgazione
I risultati del progetto saranno pubblicati su riviste scientifiche e su riviste tecniche, in modo da renderne possibile la fruizione da parte dei soggetti interessati. Il tempestivo accesso da parte delle aziende e di operatori economici del settore ai report del progetto sarà reso possibile tramite la realizzazione di un apposito sito web. Durante il progetto sarà inclusa anche nella home page del CRA-ABP una descrizione del Progetto stesso. I progressi saranno mostrati nelle pagine del sito usando i riassunti del lavoro condotto, dopo una valutazione a medio termine dei progressi del progetto. Un convegno finale e la predisposizione di schede operative permetteranno di diffondere in modo capillare i risultati delle indagini tra i differenti stakeholders pubblici e privati.

 

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