La difesa fitosanitaria sta vivendo un periodo di profondi e importanti cambiamenti, soprattutto per effetto delle normative emanate dall’Unione Europea nel 2009 (Dir. 128 sugli usi sostenibili e Reg. 1107 sulle autorizzazioni al commercio degli agrofarmaci) con lo scopo di orientare le produzioni comunitarie verso una gestione a ridotto impatto ambientale. Questi mutamenti si sono espressi nell’emanazione da parte di ciascun Paese comunitario di un Pan, Piano di Azione Nazionale, che ha definito le azioni da intraprendere per adeguarsi alle linee guida imposte dalle nuove Direttive Ue.
Bioinsetticidi, un boom da 8 miliardi di dollari
In questa nuova ottica, gli interventi di difesa devono essere sempre più orientati all’applicazione di strategie di tipo biologico o integrato e, in questo contesto, assumono grande rilevanza gli agenti di bio-controllo, più comunemente denominati Bca. Leader del mercato, attualmente, è l’America del Nord, in virtù del peso dei prodotti che derivano dal Bacillus thuringiensis ma l’Europa attualmente rappresenta già il 25% del mercato con importanti prospettive di crescita. Si stima, infatti, un mercato potenziale che già nel 2020 potrebbe valere da 6 a 8 miliardi di dollari e questo all’interno di un mercato, come quello dei prodotti fitosanitari tradizionali, che ha rallentato il proprio ritmo di crescita.
Anche se i Bca possiedono generalmente un’efficacia inferiore a quella dei prodotti classici, e difficilmente potranno arrivare a sostituirli totalmente, possono tuttavia affiancarli, completandone l’attività. Per ciò che riguarda il controllo degli insetti dannosi, la grande categoria dei bio insetticidi comprende sia microorganismi in grado di causare infezioni mortali nei fitofagi-bersaglio, che composti naturali con attività insetticida derivanti da microorganismi, piante o animali.
Schematicamente i bio insetticidi possono essere suddivisi in tre categorie:
- bioinsetticidi microbici;
- protettivi incorporati nelle piante;
- insetticidi bio derivati (biochemicals).
Alleati “microbici”
Nella categoria dei “bioinsetticidi microbici” possono essere inclusi i funghi, i batteri, i virus e i nematodi entomopatogeni, in grado di controllare una o più specie dannose.
I funghi entomopatogeni che sono in grado di agire come patogeni per gli insetti (e per altri invertebrati come i nematodi fitofagi) appartengono alle divisioni Ascomiceti e Zygomiceti e, oltre all’azione parassitica, sono in grado di produrre tossine fungine. Beauveria bassiana, ad esempio, è un fungo Ascomicete cosmopolita individuato nella prima metà dell’800 come agente eziologico di una grave malattia del Baco da seta (Bombix mori). Anche se ogni ceppo di B. bassiana possiede caratteristiche specifiche che lo rendono più o meno attivo contro determinati gruppi di insetti, i target principali sono gli emitteri (afidi e aleurodidi), i tisanotteri (tripidi) e gli acari, soprattutto Tetranichidi. Già impiegabile in Italia per il controllo dei nematodi, è Bioact WG a base del fungo antagonista Paecilomyces lilacinus, un microrganismo ubiquitario, noto per l’azione antagonistica nei confronti di diverse specie di nematodi fitoparassiti. Il formulato agisce principalmente contro le uova e le larve di II stadio dei nematodi, ma può attaccare anche le femmine sedentarie. I batteri entomopatogeni, come per esempio le varie tipologie di Bacillus thuringiensis (Bt), hanno una lunga e consolidata storia di impiego nel controllo di alcune specie di fitofagi. L’attività insetticida del Bt, infatti, è stata scoperta nel lontano 1911 ma è solo a partire dal 1950 che è stato possibile disporre di formulati commerciali da impiegare in agricoltura. Le tossine prodotte in fase di sporulazione dal Bt sono denominate «Cry» e, in funzione della diversa conformazione del cristallo proteico, possiedono una diversa attività insetticida. I formulati a base di Bt dipendono così in larga parte dalla composizione, in percentuale, delle diverse tossine presenti (Fig. 1). I ceppi appartenenti alla sottospecie kurstaki, con una prevalenza di Cry1Aa, 1Ab e 1Ac (come ad esempio il formulato Bactospeine 32 WG di Chimiberg, ndr) sono quelli che mostrano maggiore efficacia contro diverse specie di lepidotteri (Lobesia botrana, Anarsia lineatella, Tuta absoluta, tortricidi ricamatori, ecc.). Il Bt ssp. aizawai (Cry 1C e 1D) è utilizzato invece soprattutto contro i lepidotteri nottuidi. (Spodoptera spp., Heliothis armigera, Mamestra spp., Autographa spp., ecc.).
Nel prossimo futuro potrebbe arrivare anche in Italia Venerate un formulato sviluppato da Marrone Bio Science a base di un batterio del genere Burkholderia rinojensis sp. che ha mostrato interessanti proprietà insetticide. Isolato nel suolo, è un batterio non patogeno che agisce per contatto e ingestione sugli insetti ad apparato boccale succhiatore pungente, sugli acari e sulle mosche.
I virus entomopatogeni sono patogeni microscopici endocellulari obbligati, in quanto per riprodursi hanno bisogno di una cellula vitale. Il materiale genetico del virus è racchiuso entro un involucro proteico chiamato capside o granulo virale. Si tratta di prodotti molto specifici, ad esempio il CpGV, isolato per la prima volta nel 1964, si riproduce direttamente su larve di C. pomonella e ha come unico bersaglio la larva di questo insetto risultando praticamente innocuo per gli altri organismi. Analogamente formulati come Helicovex si basano su nucleo-poliedrovirus specifici della nottua del pomodoro Helicovera armigera, mentre Littovir è registrato in italia contro Spodoptera littoralis.
I nematodi entomopatogeni usati per il controllo degli insetti dannosi appartengono quasi esclusivamente al genere Steinernema ed Heterorhabditis (in particolare Steinenernema feltiae, S. carpocapsae, S. kraussei, Heterorahabditis bacteriophora e H. megidis). Sono piccoli vermi cilindrici non visibili a occhio nudo (circa 880 µm) parassiti obbligati di larve di coleotteri, lepidotteri, ditteri e imenotteri, che vivono nel terreno o in luoghi ad alto contenuto di umidità (gallerie o ripari nel legno, lamine fogliari, radici). La loro azione si esplica in seguito alla simbiosi mutualistica con batteri dei generi Xenorhabdus e Photorhabdus provocando in pochi giorni la morte dell’insetto. In quanto macroorganismi non necessitano di autorizzazione all’impiego. Hanno molti campi di impiego potenziale ancora, in buona parte, non esplorati.
Biochemicals, chi sono costoro?
Gli “insetticidi bioderivati” sono composti comunemente presenti in natura che spesso sono prodotti dalle piante per difendersi dai fitofagi, ma possono comprendere anche estratti microbici in grado di controllare alcune specie di insetti, oppure sostanze in grado di indurre meccanismi di resistenza nelle piante stesse. In questa eterogenea categoria possiamo comprendere anche i feromoni (sessuali o di aggregazione) impiegati nel monitoraggio o nella cattura massale degli insetti dannosi alle piante.
Fra i bio insetticidi di origine naturale uno dei più diffusi è sicuramente lo Spinosad che viene prodotto dalla fermentazione provocata dal batterio Saccharopolyspora spinosa, appartenente all’ordine degli Actinomycetales o Actinomiceti, batteri con caratteristiche simili ai funghi. I metaboliti dotati di specifica attività insetticida sono stati denominati “spinosine” e a oggi ne sono state identificate più di 30. Spinosad è una miscela dei due metaboliti più attivi, spinosyn A e spinosyn D (da cui il nome spinos-A-D) ed è molto impiegato in agricoltura biologica in quanto attivo per ingestione e contatto su molti insetti dannosi. Negli Stati Uniti è già impiegato Grandevo a base di Chromobacterium subtsugae trovato su suoli forestali di conifere della famiglia delle pinaceae. Il prodotto si impiega su una grande varietà di colture frutticole, orticole e drupacee così come anche sulle colture ornamentala e agisce sia come insetticida che come acaricida e può avere azione repellente o portare alla cessazione dell’alimentazione e ha effetto sulla riproduzione.
La Surfactina è un lipopeptide surfattante biodegradabile isolato da diverse specie di Bacillus spp. che, accanto all’attività battericida, ha dimostrato una interessante attività per il controllo delle zanzare e per quello di alcuni insetti fitofagi, dagli afidi alle mosche della frutta. Attualmente non sono disponibili in commercio formulati con azione insetticida derivati da questa sostanza, ma si stanno studiando formulazioni ad hoc.
Il “chitosano cloridrato” è un polisaccaride derivato dalla chitina di funghi o di crostacei e in grado di indurre una resistenza sistemica acquisita (SAR) nei confronti di alcune specie di insetti. Attualmente è stato inserito nell’elenco delle sostanze di base da utilizzare come stimolatore delle difese delle piante contro funghi e batteri. Grazie alla sua composizione, infatti, stimola le difese naturali delle piante, migliorandone notevolmente la resistenza anche verso le infestazioni degli insetti. Inoltre è stato dimostrato che il suo impiego provoca un aumento produttivo consistente, oltre ad una significativa diminuzione dei trattamenti chimici.
Repellenti e disseccanti
Gli estratti di alcune piante come l’aglio o cannella sono in grado di agire come repellente per gli insetti, o agire come anti-feedants ma possono avere anche un effetto diretto sugli organismi dannosi. L’aglio, ad esempio, produce allicina che è molto instabile e che viene decomposta in polisulfidi fra cui i disulfidi e i tetrasulfidi che hanno una azione nematocida. Esistono altri estratti vegetali con azione insetticida come la nicotina (isolata dal tabacco), le Piretrine (isolate da crisantemo) la Ryanoidina (isolate da Ryania speciosa) che intervengono a livello neuronale, portando alla iperstimolazione, o alla paralisi e alla morte dell’insetto. La nicotina compete con i neurotrasmettitori dell’acetil colinesterasi nei neuroni colinergici (ACh), legandosi competitivamente con i recettori sul nervo post-sinaptico in modo da causare una iperstimolazione incontrollata dell’insetto e la sua morte.
Le piretrine, invece, interferiscono con il sistema nervoso centrale, con azione sui gangli e sulle sinapsi; come per altri insetticidi neurotossici si manifesta rapidamente attraverso una tipica scoordinazione dei movimenti e successiva paralisi e morte dell’insetto. In diversi paesi europei è già impiegato il formulato Requiem, estratto vegetale di Chenopodium ambrosioides, chiamato anche Tè del Messico e sviluppato da AgraQuest. Il formulato che contiene 16,75% di terpeni, attacca le trachee degli insetti ad apparato boccale succhiatore (principalmente tripidi e aleurodidi) e porta all’arresto dell’alimentazione. Viene impiegato nelle colture orticole in coltura protetta.
Molti degli insetticidi di uso comune derivano da sostanze naturali, si vedano le avermectine (sostanze naturali generate come prodotti della fermentazione di batteri edafici appartenenti alla specie Streptomyces avermitilis) con azione neurotossica o le Ryanoidine, alcaloidi insetticidi che interagiscono con i recettori del canale calcio negli insetti, portandoli alla paralisi e morte. Anche il Rotenone deriva da estratti vegetali in grado di inibire la respirazione attraverso il trasporto degli elettroni nei mitocondri.
Infine, una categoria in rapido sviluppo è quella dei disseccanti naturali come il boro e il silicio (terre diatomacee, i resti fossilizzati delle diatomee acquatiche) che assorbono gli oli e i grassi dalla cuticola dell’esoscheletro degli insetti, portandoli al disseccamento e alla morte.
