Perché i sistemi di previsione delle malattie delle colture devono essere costantemente aggiornati, coinvolgendo esperti di diversi settori
Peronospora della patata causata da Phytophthora infestans, è una delle malattie delle colture più pericolose, che richiede l'uso costante di pesticidi per la prevenzione.
Lo sviluppo della malattia dipende in gran parte dalle condizioni meteorologiche, e quindi diversi schemi di previsione sono stati sviluppati in tutto il mondo al fine di ridurre i costi degli agricoltori per combattere la malattia.
Le "regole irlandesi" sviluppate negli anni '1950 e calibrate per le previsioni del tempo, le pratiche di produzione di patate e la pressione dei patogeni P. infestans servono ancora come base per le raccomandazioni agli agricoltori.
Tuttavia, dall'introduzione del modello della regola irlandese, ci sono stati numerosi cambiamenti nella composizione e nelle dinamiche della peronospora. Un gruppo di scienziati irlandesi del Teagasc Crop Research Center, dell'Università di Maynooth e dell'Irish Meteorological Service hanno testato il modello nelle condizioni attuali e hanno proposto una serie di emendamenti.
La peronospora si evolve e diventa più aggressiva
La peronospora (o marciume tardivo delle patate) è una delle malattie più distruttive del raccolto di patate a causa del rapido ciclo riproduttivo del fitopatogeno e dell'aggressività. In assenza di controllo, la peronospora può portare rapidamente alla completa distruzione del raccolto, sia sul campo che durante lo stoccaggio dopo il raccolto.
In Irlanda, i focolai storici di peronospora delle patate hanno avuto impatti culturali ed economici significativi, portando a una carestia diffusa e alla successiva migrazione di gran parte della popolazione durante gli anni 1840.
Ora solo in Irlanda, circa 5 milioni di euro vengono spesi ogni anno in fungicidi per combattere la peronospora delle patate, mentre i costi mondiali per il controllo delle malattie e la perdita di raccolti superano il miliardo di euro all'anno.
La velocità dell'epidemia dipende fortemente dal tempo, con le variabili più importanti che sono la temperatura, l'umidità relativa e le precipitazioni, le ultime due strettamente correlate.
Lunghi periodi di tempo umido e fresco creano condizioni favorevoli per la sporulazione di agenti patogeni trasportati dalla pioggia e dal vento.
La malattia provoca danni sia indirettamente che direttamente: indirettamente, riducendo la superficie fotosintetica, e direttamente, quando le zoospore, lavate dal fogliame, infettano i tuberi nel terreno.
Dalla fine degli anni '1970, la crescente globalizzazione ha portato alla migrazione in tutto il mondo di genotipi patogeni, con conseguente spostamento di linee o genotipi clonali dominanti più vecchi, comunemente indicati come US-1, e ha facilitato lo sviluppo e la diffusione di nuove linee, alcune delle quali mostrano una maggiore aggressività.
Nuovi genotipi sono stati scoperti in Irlanda e sono stati registrati con crescente frequenza negli ultimi anni. Inoltre, gran parte della produzione di patate in Irlanda si basa su varietà di patate più sensibili alle versioni più recenti di agenti patogeni.
La diversificazione dei patogeni della peronospora, unita all'impatto del cambiamento climatico, rende difficile il controllo e il rischio di epidemie è maggiore. Di conseguenza, i coltivatori di patate applicano regolarmente una protezione fungicida intensiva: nell'Europa occidentale si raggiungono più di 10 applicazioni a stagione.
La necessità di sviluppare modelli per prevedere la peronospora delle patate è stata a lungo riconosciuta come uno strumento importante per combattere la malattia, motivata da fattori sia ambientali che economici.
In risposta alle sfide ambientali poste dall'aumento dell'uso di prodotti chimici per l'agricoltura, la Direttiva della Comunità Europea 128/2009 sull'uso sostenibile dei pesticidi contiene rigide linee guida per l'uso sostenibile dei prodotti fitosanitari per ridurre i rischi per la salute umana e l'ambiente.
Una previsione affidabile delle malattie consente di ridurre le perdite di raccolto e la resa in condizioni meteorologiche avverse, oltre a dimostrare la giustificazione fattuale per l'uso di prodotti fitosanitari in conformità con le normative nazionali e internazionali.
I sistemi di previsione non possono convivere con il passato e con i dati di altre persone
Al centro, i sistemi di previsione delle malattie delle colture utilizzano algoritmi, sia fondamentali che empiricamente, per prevedere i cicli della malattia.
I modelli fondamentali sono sviluppati da esperimenti di laboratorio in camere, serre o campi in ambiente controllato e descrivono uno o più segmenti della relazione ospite-parassita che sono influenzati dall'ambiente.
Inizialmente, lo sviluppo di modelli previsionali per le malattie delle colture si è concentrato principalmente sullo studio degli eventi meteorologici per prevedere lo sviluppo e l'inizio delle epidemie ed era principalmente di natura empirica, basata sulla durata degli eventi meteorologici al di fuori dei valori di soglia e la fase vegetativa delle piante.
Recentemente, sono stati utilizzati approcci sempre più fondamentali per coprire le componenti più complesse delle epidemie, insieme all'agrobusiness e alla protezione chimica.
Austin Burke, uno dei pionieri nella previsione della peronospora delle patate, ha sviluppato un modello PLB chiamato Irish Rules. Questo modello ha cercato di incorporare la conoscenza del ciclo di vita della malattia, in contrasto con un approccio puramente empirico. Ad esempio, la selezione di criteri meteorologici idonei per la progressione della malattia è stata determinata sulla base di esperimenti di laboratorio documentati piuttosto che sull'analisi retrospettiva del tempo storico durante i focolai di malattia.
Tuttavia, più recentemente, come parte di un'iniziativa paneuropea, un confronto teorico con diversi modelli europei di previsione del rischio ha dimostrato che il modello irlandese fornisce agli agricoltori il punteggio di rischio più basso a causa dei suoi criteri rigorosi.
Le valutazioni sul campo dell'efficacia del modello irlandese hanno mostrato che il controllo in base ai suoi dati ha comportato una riduzione significativa dell'uso di fungicidi, ma con uno scarso controllo della fitofitora rispetto ad altri sistemi di supporto alle decisioni degli agricoltori Negfry (o DSS) o pratiche di protezione fungicida convenzionali.
Ma mentre gli agricoltori erano "a proprio agio" basando le loro decisioni sulle raccomandazioni del DSS per giustificare un aumento dei trattamenti chimici, ora la tendenza è diversa: cercano di aumentare i benefici economici riducendo i costi e aderendo alle politiche sui pesticidi richieste dalle catene di supermercati.
“Pertanto, ora è il momento di rivedere le 'regole irlandesi' e condurre una valutazione del sistema al fine di chiarire le regole alla luce dei recenti cambiamenti. È necessario fornire un metodo integrato, sistematico e trasparente per l'applicazione operativa del sistema nel contesto dei cambiamenti nell'epidemiologia della malattia e del rafforzamento della regolamentazione (mercato / politica) ”, scrivono gli scienziati nel loro lavoro.
"Contrariamente a rapporti recenti, abbiamo scoperto che il rischio di epidemie di peronospora rimane basso al di sotto di 12 ° C. Con dati più completi sull'epidemia e una migliore comprensione della popolazione patogena, riteniamo che la soglia di temperatura nel modello potrebbe essere potenzialmente aumentata da 10 ° C a Celsius a 12 ° C, offrendo maggiori opportunità per ridurre l'uso di pesticidi ", osservano.
"Il modello di previsione del rischio è utile solo se fornisce lo stesso livello di protezione della pratica standard riducendo i costi e la manodopera richiesti ... Attualmente, gli intervalli di spruzzatura vanno da 5 a 7 giorni in condizioni irlandesi, che abbiamo preso in considerazione in questo studio.
Partiamo dal presupposto che la semina inizi il giorno dopo che la temperatura media giornaliera del suolo supera gli 8 ° C per tre giorni consecutivi dopo il 1 ° aprile. Questa è una pratica comune in Irlanda, come raccomandato dall'organo consultivo nazionale Teagasc. Gli agricoltori di solito iniziano i trattamenti fungicidi non appena la germinazione raggiunge il 50% e continua fino a quando la parte aerea è completamente morta, di solito tre settimane dopo l'essiccazione. Qui assumiamo che la stagione di crescita sia di 120 giorni. Tuttavia, la protezione dai pesticidi continua per queste tre settimane fino a quando la patata fuori terra non viene essiccata.
Abbiamo dimostrato che, in media, l'uso di modelli di previsione del rischio fornisce un'opportunità per ridurre il consumo di fungicidi rispetto alla pratica standard per i coltivatori irlandesi. Possibili riduzioni della dose e del numero di trattamenti mostrano differenze nel periodo di studio. Ciò riflette la natura della produzione agricola e rafforza ulteriormente la necessità di un approccio integrato alla gestione di parassiti e malattie per definire gli intervalli di trattamento.
I modelli di previsione delle malattie delle piante sono spesso valutati dai ricercatori che li hanno sviluppati e utilizzati senza calibrazione in agroecosistemi diversi da quelli per cui sono stati progettati.
I risultati hanno indicato che è necessario rivedere i parametri del modello delle regole irlandesi per diversi ecosistemi e capacità operative e per l'uso operativo del modello.
Si consiglia di ridurre i valori di soglia per l'umidità relativa dal 90% all'88% e la durata della sporulazione da 12 a 10 ore; e introdurre l'adozione di un indicatore aggiuntivo dell'umidità fogliare, comprese sia le precipitazioni (≥0,1 mm) che l'umidità relativa (≥90%) ", concludono gli autori del lavoro.
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