L’offerta di innovazione nel vigneto in base ai progressi della gestione dello stato sanitario P.A. Bianco. DiSAA – CIRIVE (UNIMI)

Centro interdipartimentale di ricerca per l’innovazione in Viticoltura ed Enologia

Un tempo si pensava che…………

Direttiva n. 128 del 21 ottobre 2009 “che istituisce un quadro per l’azione comunitaria ai fini dell’utilizzo sostenibile degli agrofarmaci” (GU-UE n. 309 del 24/11/09) Obiettivi: Art. 1 Istituire un quadro per realizzare un uso sostenibile degli agrofarmaci riducendone i rischi e gli impatti sulla salute umana e sull’ambiente e promuovendo l’uso della difesa integrata (IPM) e di approcci o tecniche alternativi, quali le alternative non chimiche agli agrofarmaci

…..adesso bisogna agire

Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell’impatto

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all’impianto

Malattia Agente noto ? Agrofarmaci disponibili?

Modalità di diffusione/Controllo del Vettore ?

peronospora si si non previsto

oidio si si np

botrite si si np

Mal dell’esca no No ma…… ?

Giallumi (flavescenza dorata e legno nero)

si No Si ma…..

Rogna della vite (agrobatterio)

si no ?

Virosi Non tutte no Si ma….

I problemi attuali restano:

……….e altri ne arrivano

Grapevine red blotch

da Annamaria Vercesi e Silvia Toffolatti (DiSAA)

Black rot ovvero Marciume nero

Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell’impatto per la salute umana e per l’ambiente

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all’impianto

Uso sostenibile degli agrofarmaci:

riduzione dei rischi /riduzione dell’impatto

……………..promuovendo l’uso della difesa integrata (IPM) ..

Modello EPI (Etat Potentiel d’Infection)

• Modello per la previsione del rischio di infezioni da parte di Plasmopara viticola – Rischio elevato di infezioni con indice EPI positivo

– Esecuzione del trattamento antiperonosporico

• Modello utilizzato in Regione Veneto e Lombardia a scopo sperimentale – buoni risultati in termini di risparmio dei

trattamenti e di efficacia nel contenimento della malattia

Inserito nei bollettini di assistenza tecnica dell’Oltrepo Pavese : •Semaforo verde: basso rischio di infezioni •Semaforo arancione: rischio moderato •Semaforo rosso: rischio elevato quindi trattamento

web assistance per la gestione del vigneto

Modelli epidemiologici di legno nero basato sullo studio del ruolo delle piante spontanee e dei potenziali insetti vettori mediante analisi spaziale : SADIE

(Nicola Mori – UNIPD e Fabio Quaglino - UNIMI)

P. lanceolata P. reptans R. acetosa S. arvensis T. pratense

A. retroflexus A. vulgaris C. arvensis C. album M. sylvestris

CROPS una piattaforma robotizzata universale

• diverse operazioni colturali

• monitoraggio della maturazione

• raccolta selettiva dei prodotti

• applicazioni mirata di agrofarmaci

• diverse colture specializzate

• vite, melo, peperone da serra

Il progetto UE CROPS ha mirato a sviluppare un robot

multifunzione a elevata modularità e riconfigurabilità

adattabile a:

Integrazione di prototipi dimostrativi

Raccolta robotizzata peperoni in serra commerciale - Rodenrijs

(Netherlands), July 2014

Esperimenti su malattie fungine della vite

Esperimenti di serra su:

identificazione automatica e

trattamento mirato di aree di

vegetazione con sintomi di oidio

Differenti repliche di parcelle (5 m x 1,9 m)

ottenute sostituendo e riposizionando le piantine

Allestimento del robot CROPS per esperimenti di

trattamenti mirati su malattie

Piattaforma CROPS

integrata per

identificazione

automatica e

trattamenti selettivi

di focolai

University of Milano

(Italy), Feb-Mar 2013 Pump and

pesticide

circuit control

Encoder

R-G-NIR

Multispectral

camera 3 CCDs 1900x1200pix

+ RGB Basler

Manipulator

control PC

and power

case

CROPS

manipulator

PC for sensors

acquisition and

real-time

disease

detection

Precision

spraying end

effector

Sviluppo di moduli di sensoristica e di algoritmi di interpretazione

per:

Sensing: sensori e interpretazione dei dati

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

R*G / NIR2

R /

(R

+G

+N

IR)

Healthy vs Disease

Powd Mild

Healthy

discriminant

• individuazione frutto e localizzazione del punto di distacco

(imaging multispettrale + TOF)

• valutazione maturazione in mela e uva (fluorescenza e

spettrofotometria )

• Individuazione e localizzazione malattie (imaging

multispettrale)

Analisi on-the-go di immagini

multispettrali (parzialmente

sovrapposte)

Risultati affiancati per l’intera parcella

Un esempio dei risultati sperimentali

Misure di riferimento (ground-truth)

Prima di ogni trattamento robotizzato, la vegetazione è

stata oggetto di un rilievo fitopatologico (ground-truth)

con registrazione di :

• posizione

• estensione

• intensità dei sintomi del focolaio

I focolai rilevati costituiscono i bersagli di riferimento del trattamento

robotizzato

Risultati complessivi nei trattamenti selettivi

su vite

Trattamenti mirati su focolai iniziali di oidio della vite in modo totalmente

automatico:

• Trattati 85-95% bersagli reali (in funzione dello stadio dei sintomi della

malattia)

• Ridotta la quantità di fitofarmaci rispetto a uno trattamento

convenzionale: riduzione di circa l’80-90% (ovviamente in funzione

della ampiezza e distribuzione spaziale dei focolai)

E’ soltanto una dimostrazione di fattibilità tecnica (lontana dalla fattibilità

economica)

Eppure è la prima applicazione di sempre di trattamenti automatici e

selettivi su malattie in colture speciali

Nuovi progetti per l’applicazione degli stessi approcci ma con una forte

semplificazione tecnologica

Monitoraggio della resistenza ai fungicidi

Antiperonosporici

•saggi di germinazione delle oospore di Plasmopara viticola

Antibotritici

• saggi di crescita di Botrytis cinerea su terreno liquido

• metodo semi-automatizzato

Uso sostenibile degli agrofarmaci riduzione dei rischi riduzione dell’impatto

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione varietà resistenti induzione di resistenza controllo simbiotico impiego di materiale sano all’impianto

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all’impianto

Utilizzo di induttori di resistenza

Romanazzi et al., 2009

E’ noto che in natura i batteri endofiti sono in grado di ridurre o prevenire gli effetti dannosi provocati dai patogeni

Meccanismi di biocontrollo mediati dai batteri:

a) Competizione per una nicchia ecologica o substrato

b) Produzione di inibitori allelochimici

c) Induzione della risposta sistemica nella pianta ospite (ISR)

PLANT HEALTH AND PROTECTION

POTENZIALI APPLICAZIONI

FEMS Microbiol Lett 278: 1-9

Applicazioni di batteri con agenti di biocontrollo sono già state messe a punto

Uso di Mycorrhiza come agenti di biocontrollo per il contenimento delle fitoplasmosi

Importanza del metagenoma della vite: la comunica microbica può diventare un alleato affidabile

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all’impianto

Impiego di batteri per il biocontrollo di fitoplasmi in insetti vettori

-A Novel Bacteroidetes Symbiont Is Localized in Scaphoideus titanus, the Insect Vector of Flavescence Dorèe in Vitis vinifera (Marzorati et al.,

2006)

- Asaia, a versatile acetic acid bacterial symbiont, capable of cross-colonizing insects of phylogenetically distant genera and orders (Crotti et al., 2006)

- Multiple symbiosis in the leafhopper Scaphoideus titanus (Hemiptera : Cicadellidae): Details of transovarial transmission of Cardinium sp and yeast-like endosymbionts (Sacchi et al., 2008)

Sviluppo di strategie alternative – non chimiche prevenzione induzione di resistenza controllo simbiotico varietà resistenti impiego di materiale sano all’impianto

Diagnosi precoce, affidabile, certificata ed economicamente praticabile

La NGS (Next Generation Sequencing) sostituirà la diagnostica attuale per l’interecettazione dei patogeni ?

Deep sequencing analysis of viruses infecting grapevines: Virome of a vineyard

(Coetzee et al., 2010)

Il “viroma” del vigneto:

The Metagenome of a vineyard

NEXT GENERATION SEQUENCE: NGS Una modalità per ottenere informazioni complete e rapide sullo stato sanitario della vite

Febbraio 2015

Frane in vigneto

I vigneti sono sempre più spesso soggetti a fenomeni di dissesto idrogeologico. È stato ampiamente dimostrato

che le piante possono esercitare un’efficace azione di stabilizzazione dei versanti e per la vegetazione forestale numerosi studi ne quantificano l’effetto.

Così non è per la vite e tra i pochi lavori vi sono quelli condotti congiuntamente dal DiSAA – UniMi (Prof. Gian Battista Bischetti) e dal DST – UniPv (Prof.ssa Claudia Meisina) i cui risultati preliminari mostrano come l’abbandono dei vigneti può incidere negativamente sulla stabilità dei versanti riducendo la coesione aggiuntiva offerta dalle radici.

Vigneto abbandonato per frana

Quando la biodiversità non aiuta la corretta gestione dello stato sanitario della vite

Grazie per l’attenzione…..e per le domande