Protezione dalle malattie

Biologico

Il biologico è uno dei settori più controllati e normati. Le molecole attive consentite in biologico non sempre sono efficaci quanto quelle ammesse in convenzionale, per avere azione sufficiente devono essere correttamente inquadrate.

Valore aggiunto dell'agricoltura biologica

È un modello produttivo sostenibile, regolamentato a livello europeo. Tutte le fasi di produzione, preparazione e distribuzione dei prodotti biologici sono soggette a controllo e certificazione, a garanzia della produzione. Questo modello agricolo rispettoso dell’ambiente contribuisce a promuovere la biodiversità, nello spazio e nel tempo anche attraverso l’introduzione di infrastrutture ecologiche. Il focus, quindi, non è solo il produttore agricolo ed il consumatore, ma anche l’attenzione all’ambiente. Prodotto pulito non solo senza sostanze nocive, ma anche dentro un sistema sostenibile (strutture ecologiche), che portano a considerare l’ambiente come risorsa e valore aggiunto. È un’azione alla quale tendere, non sarà mai pulito 100% ma si intraprendono azioni per mantenere o cercare di avere una sorta di equilibrio. Per equilibrio si intende che difficilmente ci sia prevalenza di un microrganismo o organismo. Ma c’è una complessità biologica che mantiene tutti gli attori presenti in equilibrio, anche numerico.

L’agricoltura intensiva prevede amplissime superfici a monocoltura e genotipi identici. La variabilità è ristretta, l’uomo si specializza in coltivazioni di singoli genotipi. Questo porta anche a semplificazioni del sistema colturale, se coltiviamo una sola specie, ha riflessi sulla biodiversità presente sull’ambiente, può essere che determinati soggetti utili vengano allontanati o diminuiscano in numero: insorgenza di un maggior numero di patogeni ed organismi che portano danno alla coltura o ad altre colture. Questo conduce a delle criticità importanti.

L’agricoltore biologico svolge un ruolo attivo nella gestione fitosanitaria, deve essere preciso e tempestivo nella gestione del sistema. Anche perché i prodotti di difesa sono minori e a volte meno efficaci di quelli della produzione convenzionale.

Sostenibilità

Componenti della sostenibilità (recepimento normativa 2009/2014 piano nazionale sull’uso dei fitofarmaci):

• Ambientale: Capacità di mantenere nel tempo qualità e riproducibilità delle risorse naturali, di preservare la diversità biologica e di garantire l’integrità degli ecosistemi. Meno input esterni da comprare all’esterno dell’azienda, più sostenibilità.
• Sociale: Capacità di garantire condizioni di benessere umano equamente distribuite per classe e genere. Agricoltura biologica vuole essere anche modo di integrazione sociale, che abbiano come obiettivo primario la gestione di ambiente e società.
• Economica: Capacità di generare in modo duraturo un reddito e lavoro e di raggiungere un’efficienza intesa come uso razionale delle risorse disponibili e come riduzione dello sfruttamento delle risorse non rinnovabili. Spesso si caratterizza come mercato alternativo alla grande distribuzione organizzata. Viene pensata anche come vendita diretta in azienda, meno strutturata, con meno passaggi, mercati periodici. L’agricoltura biologica può rappresentare un elemento promotore del territorio. Non è una forma di protezionismo, ma di promozione dei prodotti, che si propongono, valorizzandoli, piuttosto di un atteggiamento protezionistico. L’agricoltura biologica può dare un connotato promozionale ai prodotti mettendo in luce un valore aggiunto.

Si inserisce quindi in un sistema sostenibile che include il non utilizzo di prodotti fitosanitari di sintesi chimica: in agricoltura biologica non sono ammessi prodotti di sintesi, ma solo prodotti di origine naturale, non è detto che tutto quello di origine naturale sia direttamente trasferibile alla agricoltura biologica, ci sono molte sostanze naturali (es. micotossine) che sono tossiche per l’uomo: non tutto quello naturale può essere usato in agricoltura biologica.

Obiettivo generale: mantenimento del suolo, della fertilità e resilienza nel tempo, mantenimento di acque, aria e biodiversità e miglioramento della salute delle piante, animali e dell’equilibrio tra essi. Si vuole perseguire il miglioramento dei suoli: con l’agricoltura biologica si vuole dare al futuro suoli migliori di quelli odierni, depauperati da anni di sfruttamento intensivo.

Negli ultimi anni l’agricoltura biologica si è trasformata da settore di nicchia, vintage nostalgico, a settore all’avanguardia per quanto riguarda l’ottimizzazione e innovazione delle tecniche di difesa (utilizzo di induttori di resistenza, biocompetitori, meccanismi di difesa endogeni della pianta ecc.)

Nell’agricoltura convenzionale è meno pressante la necessità di utilizzare prodotti alternativi a rame e zolfo. Prodotti storici ma utilizzo di rame in agricoltura è un problema perché non va nella direzione di dare un sistema migliore di quello trovato alle future generazioni. Si stanno cercando in termini di biologico di sperimentare alternative al rame, come insetti utili, ecc.

Legge (reg CEE 2092/91, 889 del 2008) e aggiornamenti cercano di rendere in una realtà produttiva l’idea di biologico inserendo il divieto dei prodotti di sintesi ed elenco di mezzi tecnici disponibili. I risultati dipendono da più modalità e condizioni di prevenzione con forte organizzazione, che sono la chiave del successo imprenditoriale. Quindi prima di valutare qualità e quantità di input è necessario introdurre un sistema robusto che sappia difendersi da solo con numeri e gravità ridotte. Benessere che porta a sanità della pianta e quindi alla qualità.

Il biologico porta ad insuccesso nella conversione da tradizionale a biologico se la interpreto male (sostituzione semplice dei prodotti tradizionali con quelli biologici), si va incontro a delle criticità.

Prevenzione

Cercare di creare un sistema robusto di difesa dai patogeni ed in ultima misura usare fitofarmaci, è l’ultimo sistema per difendersi dai patogeni, nessun fitofarmaco è così efficiente da garantire la massima efficacia a prescindere dalle condizioni agroeconomiche. La gestione delle avversità avviene come prevenzione (aumentare la resilienza del sistema investendo sulla biodiversità), mettere in atto tutte le misure volte a rendere le colture più difficilmente attaccabili da patogeni, parassiti ed erbe infestanti.

Azioni

• Monitoraggio: Identificare una problematica da subito, durante tutte le fasi fenologiche con attenzione all’eventuale presenza di specie nocive, valutando il livello di rischio per la produzione.
• Contenimento diretto: Impiego di prodotti fitosanitari è consentito solo in caso di grave rischio per la coltura, valutando l’impatto ed il costo in termini ambientali e sanitari, solo prodotti ammessi in agricoltura biologica.

Solitamente si intende agricoltura convenzionale, un’agricoltura “moderna” basata sulla scienza che usava prodotti specifici per risolvere le specifiche malattie. L’avanzamento negli studi di base (chimica inorganica e organica), tecnologie sempre più avanzate hanno portato ad incrementi nelle produzioni. Obiettivo era fornire il massimo per unità di area per mercati nazionali ed internazionali (commodities). Agricoltura intensiva e specializzata che ha comportato problemi ecologici e sociali. Nei sistemi più fragili l’agricoltura convenzionale ha raggiunto i suoi limiti. Es. riso, produzioni in calo dovuto a suolo, malerbe, nonostante i fertilizzanti e pesticidi. Impoverimento dei suoli, cambiamenti nel paesaggio, perdita di biodiversità, uniformità genetica, ecc.

Per questo sono state proposte delle alternative, come l’agricoltura integrata perché il controllo delle malattie e tutto il sistema produttivo deve essere correlato da una combinazione di pratiche agronomiche, l’uso sostenibile della chimica e della componente biologica. Questo prende in considerazione il fatto che la soluzione ad un problema non derivi da una sola azione attuativa ma da diverse pratiche. L’agricoltura integrata per normativa europea deve essere perseguita a meno che l’agricoltore non decida di intraprendere alternative più sostenibili con agricoltura biologica o biodinamica. In qualsiasi caso è importante il monitoraggio delle malattie, avere sotto costante controllo le colture per stabilire la presenza di malattie al fine di controllo e di decisione delle soglie per le azioni di controllo: si è passati da soglie 0 ad un concetto anche normato: per effettuare un trattamento si deve essere preceduti da un monitoraggio con il superamento della soglia di dannosità della problematica.

Triangolo della malattia

Per l’instaurarsi di una malattia si deve avere un ospite suscettibile, un patogeno virulento per l’ospite e un ambiente favorevole. Questa rappresentazione schematica è comunque riduttiva, anche perché parlare di singola pianta non è più completo in quanto la pianta va considerata come un ecosistema con microrganismi utili, per esempio, alla fitness e alla difesa delle malattie.

Difese della pianta

La pianta è in grado di difendersi da sola. Le difese della pianta possono essere di tipo meccanico (costitutive, che costituiscono la pianta stessa, o indotte), oppure di tipo chimico, costitutive o indotte in maniera positiva da qualche fattore che attiva nella pianta segnali di difesa. Ovviamente è una questione di tipo evolutivo con un lungo percorso di coevoluzione fra pianta e patogeno. Per quello che può essere il momento di attacco della pianta ci possono essere difese già preesistenti come cere e cuticole o strutture non definite nella loro forma completa: le stesse barriere fisiche non sono uguali in tutte le situazioni per uno stesso genotipo. Le difese preesistenti possono essere quindi modulate e sarà compito dell’agricoltore farle esprimere al massimo. Stesso discorso per le difese che si formano a seguito dell’infezione, indotte: possono essere di natura chimica o biochimica, le barriere metaboliche che la pianta sviluppa con, ad esempio, sostanze tossiche in risposta all’attacco di patogeni e anche in questo caso ci può essere un’ampia variabilità fra le genetiche: l’uomo può cercare di modulare queste risposte per aumentarle.

Dal punto di vista genetico la resistenza può essere di tipo qualitativo quando è controllata da 1 o pochi geni, mono o oligogenica, e sono quelle che hanno effetti maggiori nel breve periodo (ad esempio, il gene Vf nel melo). Esiste anche la resistenza di tipo quantitativa, additiva, che porta al risultato finale della somma additiva di molti geni con effetti minori: ciascuno di questi geni da solo non sarebbe in grado di offrire un controllo adeguato. Chiaramente ogni forma di resistenza richiede un riconoscimento del patogeno da parte della pianta con conseguente induzione delle risposte di difesa.

La resistenza quantitativa è lineare con diversi gradi di resistenza fra gli individui mentre quella qualitativa è del tipo “sì o no”. All’interno della cellula vegetale il patogeno attacca, si ha il riconoscimento da parte della pianta e nel caso della resistenza monogamica c’è l’attivazione di un singolo gene e di un pathway ben definito. Se per qualche motivo il gene di virulenza del patogeno da parte della pianta non viene riconosciuto si avrebbe il superamento completo della resistenza. Viceversa il tipo quantitativo è mediato da diversi geni che più o meno contribuiscono in modo diverso all’espressione fenotipica: dall’azione additiva di questi geni deriva il controllo del patogeno. In questo caso, se nel patogeno uno dei meccanismi di riconoscimento dovesse saltare, rimarrebbero comunque gli altri, rendendo questo tipo di resistenza più stabile nel tempo.

Mezzi di difesa indotti strutturali

I tessuti della pianta reagiscono ad un agente di disturbo che può essere:

• Un patogeno;
• Un agente meccanico (es. ferita);
• Un agente chimico;

Reagiscono con cambiamenti di natura strutturale con:

• Formazione di nuove strutture istologiche nei tessuti a contatto con l’agente di danno (strato di sughero, strato di abscissione, ecc.);
• Formazione di strutture cellulari anomale (estrusione di materiale fibrillare amorfo, ispessimento delle pareti, deposizione interna di callosio);
• Modificazioni citoplasmatiche (addensamento, granularità);
• Necrosi cellulare (Hypersensitive Response HR, non molto frequente e anche controproducente se si hanno patogeni che possono approfittare della sostanza morta, o morte cellulare programmata).

Mezzi di difesa indotti chimici o biochimici

Le vie metaboliche coinvolte di solito sono:

• Quelle che attivano la respirazione;
• Aumento della sintesi di precursori di composti aromatici.

Quindi, la resistenza è legata alla velocità di sintesi e alla quantità di composti attivi sintetizzati. Quelle che sono le prime reazioni della difesa pre-infezionale e difesa indotta sono:

• Sviluppo di composti fenolici (es. acido caffeico, scopoletina) che agiscono come inibitori di enzimi idrolitici tipici dei patogeni;
• Ossidazione dei composti fenolici a chinoni e condensazioni dei chinoni in melanine e tannini (tutte sostanze ad attività antimicrobica che agiscono denaturando le proteine, e quindi inattivando gli enzimi dei patogeni).
• Produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS, ex. Anione superossido, perossido di idrogeno, che hanno attività antimicrobica diretta e indiretta).

Non è detto che l’attivazione di questi meccanismi possano portare ad un controllo sufficiente. C’è anche la produzione di molecole segnale che regolano l’ulteriore attivazione di reazioni di difesa che seguono la via dell’acido salicilico o acido iasmonico oppure meno frequentemente l’etilene, l’ossido di Azoto o le Pathogenesis Related Proteins.

Mezzi di difesa indotti

Reazione ossidativa: Comprende lo sviluppo di ione superossido (O^-), perossido di diidrogeno (H₂O₂) e radicale ossidrilico (OH) ed è in molti casi la prima risposta. Sono molecole altamente reattive e sono prodotte tramite sintesi ex-novo o attivate via fosforilazione degli enzimi coinvolti. Inducono l’ossidazione dei fosfolipidi di membrana in lipidi idroperossidi che sono tossici e implicati nel collasso della cellula. Le cellule vicine sono protette da catalasi e da superossido dismutasi.

Per quello che riguarda le principali risposte di resistenza si distinguono indotta e acquisita. Per acquisita si intende un segnale di resistenza acquisita mediato dall’acido salicilico, ad esempio, che va ad attivare in maniera sistematica tutte le parti della pianta. Quella indotta di solito prevede la presenza e il contatto con l’apparato radicale della pianta di microorganismi utili che possono contrarre con la pianta un rapporto di simbiosi. Da parte della pianta la presenza di questi meccanismi scatena un segnale sistemico mediato dall’acido iasmonico che fa da priming con l’attivazione da parte della pianta di meccanismi di difesa, anche su tessuti non a contatto con questi microrganismi. A dimostrazione che microrganismi presenti nell’apparato radicale possono avere effetto positivo sulla pianta, è stato verificato per la prima volta nel 1998 con il modello pomodoro e Trichoderma harzianum. Il Trychoderma è in grado di ridurre quindi la gravità della malattia, anche aumentando nel tempo, in maniera persistente. Questo meccanismo ha combinazioni fra Trychoderma e specie ospiti che funzionano più o meno bene. Evidente è anche la crescita in terreno con Trychoderma rispetto ad un terreno che non ne presenta, favorendo l’assorbimento di fosforo, ferro, azoto con un rapporto utile sia in presenza che assenza di malattia.

Attualmente come agrofarmaci registrati ci sono 10 sostanze attive a base di diversi ceppi di Trychoderma, tutti impiegabili in agricoltura biologica. L’acquisto di Trychoderma specifici può essere utile per riportare l’equilibrio dalla parte delle figure che ci interessano nel caso in cui l’infestazione sia preponderante. Inoltre, questi isolati possono occupare le nicchie ecologiche prima che arrivino i patogeni o possono produrre metaboliti antibiotici. Inoltre, può aumentare la fitness della pianta, aumentandone la capacità di assorbire elementi e attivare la resistenza contro patogeni. Limite del Trychoderma è che sotto i 10° non è molto efficace e quindi il momento di ottimale di distribuzione è dopo la potatura invernale colonizzandone le ferite di potatura come schermo all’ingresso dei patogeni. Dal punto di vista pratico si è visto che la colonizzazione delle ferite di potatura è limitata se le temperature rimangono fredde. Da un lato bisognerebbe cercare di applicare il Trychoderma con previsione di temperature sui 10°. Applicarlo magari con prodotti riconosciuti per il mal dell’esca o cercare miscele di Trychoderma in modo da trovare dei ceppi che trovino condizioni idonee sulle ferite. Le prime prove sono state fatte con macchine a recupero di prodotto in quanto il target è una piccola percentuale di dove andrebbe a finire il prodotto, in modo da ottimizzare i costi. Si possono però avere anche altre ferite critiche, come quelle derivanti dalla spollonatura, che potrebbero portare all’insorgere di malattie. Requisito principale per un buon biocompetitore è considerare i più veloci a crescere, i