Esotermia e vapore d'acqua: un'alternativa per la disinfezione del terreno Enrico Triolo Andrea Luvisi Alberto Materazzi San Piero a Grado (Pisa) 11 maggio 2007

Difficoltà ad individuare alternative di disinfezione del terreno che possano offrire prerogative analoghe a quelle del bromuro di metile. Le alternative non devono avere conseguenze negative o sconosciute sull’ambiente e sulla salute.

Metodi chimici I fumiganti disponibili in Italia possono, ad oggi, offrire aiuti validi per la ricerca di soluzioni alternative, ma ciascuno di essi non garantisce l’ampiezza d’azione e l’efficacia offerta dal bromuro di metile.

* Solarizzazione del terreno Metodi non chimici * Solarizzazione del terreno * Vapore d’acqua * Altri interventi per il miglioramento delle condizioni sanitarie (pratiche colturali, mezzi di lotta biologica, campi elettromagnetici a radiofrequenze)

Un’ idea della fine del XIX° secolo Il vapor d’acqua Un’ idea della fine del XIX° secolo

Vapore d'acqua Temperature letali per esposizioni di 30’ in presenza 100 90 80 70 60 50 40 Vapore d'acqua - Alcuni semi di piante infestanti - Fitovirus termoresistenti - La maggior parte di piante infestanti - Tutti i batteri fitopatogeni - La maggior parte dei fitovirus - Insetti del suolo - La maggior parte dei funghi fitopatogeni - La maggior parte dei batteri fitopatogeni, vermi, lumache - Fusarium oxysporum (var. gladioli) - Botrytis (muffa grigia) - Pellicularia filamentosa - Pellicularia rolfsii e Sclerotinia sclerotiorum - Nematodi - Funghi dell’acqua Temperature letali per esposizioni di 30’ in presenza di umidità (valori medi approssimativi).

Vapore d’acqua *Temperature relativamente basse per la devitalizzazione della maggior parte dei microrganismi patogeni. * Coagulazione delle proteine, specialmente albumine e glutammine, o inattivazione di enzimi In presenza di umidità, 30’ di trattamento in un range compreso fra 45° e 75°C sono sufficienti per devitalizzare la maggior parte dei batteri e dei funghi fitopatogeni.

trattamenti x 60 minuti a 100°C Effetti collaterali negativi di un trattamento con vapore d’acqua * * * in 1 g di terreno agrario da 56 a 109 batteri da 104 a 107 attinomiceti da 104 a 106 funghi trattamenti x 60 minuti a 100°C -Vuoto biologico -Vuoto biologico -Effetto boomerang -Effetto boomerang -Alterazioni delle caratteristiche chimico-fisiche del terreno -Vapore aereato (miscele aria-vapore)

Il vapor d’acqua Nel dopoguerra, lo studio del vapore d’acqua in fitoiatria si sviluppa su più solide basi scientifiche, con la progressiva riduzione della drasticità dell’intervento trasformandosi, così, in uno strumento di lotta integrata

Macchine per la distribuzione in continuo del vapore Regero (Francia) Visser (Olanda) Bioflash (Italia) CULTIVIT (Israele) Sterilizers (Regno Unito)

Il vapor d’acqua e l'esotermia Efficacia fitoiatrica

Livelli termici raggiunti nel terreno nei 180 min successivi al trattamento con vapore d’acqua o vapore d’acqua / KOH (1000 kg ha-1) nelle due fasce (0-10 cm e 10-20) del profilo del terreno (da Peruzzi com. personale). Tempi di permanenza dei livelli termici (min) Fascia 0-10 cm Fascia 10-20 cm Temperatura Vapore Vapore/KOH <40 16a* 6a - 40-60 164a 174a 157a 146a 60-80 20a 24a >80 3a 10b I valori nella stessa riga seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo al Duncan’s Multiple Range test (P=0.05)

Efficacia fitoiatrica con trattamenti vapore d'acqua-esotermia •1999-2004: efficacia su Sclerotinia minor/basilico Rhizoctonia solani/ravanello Fusarium oxysporum f.sp. basilici/basilico Pythium/pomodoro TMV Sclerotinia minor/lattuga •2005-2006: efficacia su Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici/pomodoro Sclerotium rolfsii/pomodoro Fusarium oxysporum f.sp. basilici/basilico TMV

Completo contenimento delle infezioni indotte da Sclerotinia minor su basilico. vapore d’acqua e KOH (1000 kg ha-1)

Completo contenimento delle infezioni indotte da Fusarium oxysporum f.sp. basilici su basilico. vapore d’acqua e KOH (1000 kg ha-1)

F. oxysporum f.sp. lycopersici / pomodoro Riduzione malattia (%) Effetti fitoiatrici di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su F. oxysporum f.sp. lycopersici su pomodoro (dati medi da tre replicazioni per trattamento) F. oxysporum f.sp. lycopersici / pomodoro Anno Controllo KOH Vapore Vapore/KOH 2005 Piante Infette 25.0±1.0 a1 24.7±1.2 a 4.7±0.6 b 1.3±0.6 c Riduzione malattia (%) - 1.2 81.2 94.8 2006 25.7±0.6 a 24.0±1.7 a 5.7±0.6 b 1.7±0.6 c 6.6 77.8 93.4 1 I valori nella stessa riga seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo a LSD test (P=0.05); radice quadrata dell’arc sin è stata usata prima dell’analisi dei dati percentuali, sono riportate le medie non trasformate

Sclerotium rolfsii / pomodoro Riduzione malattia (%) Effetti fitoiatrici di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su S. rolfsii su pomodoro (dati medi da tre replicazioni per trattamento) Sclerotium rolfsii / pomodoro Anno Controllo KOH Vapore Vapore/KOH 2005 Piante Infette 16.3±1.5 a1 15.7±1.2 a 5.7±1.2 b 2.0±1.0 c Riduzione malattia (%) - 3.7 65.0 87.7 2006 17.3±2.4 a 16.3±1.5 a 5.0±1.0 b 2.3±0.6 c 5.8 71.1 86.7 1 I valori nella stessa riga seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo a LSD test (P=0.05); radice quadrata dell’arc sin è stata usata prima dell’analisi dei dati percentuali, sono riportate le medie non trasformate

F. oxysporum f.sp. basilici / basilico Riduzione malattia (%) Effetti fitoiatrici di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su F. oxysporum f.sp. basilici su basilico (dati medi da tre replicazioni per trattamento) F. oxysporum f.sp. basilici / basilico Anno Controllo KOH Vapore Vapore/KOH 2005 Piante Infette 24.3±0.6 a1 25.0±1.0 a 2.7±0.6 b 1.0±0.0 c Riduzione malattia (%) - -2.9 88.9 a 95.9 b 2006 23.7±1.2 a1 24.0±1.7 a 3.0±1.0 b -1.3 87.3 a 88.6 a 1 I valori nella stessa riga seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo a LSD test (P=0.05); radice quadrata dell’arc sin è stata usata prima dell’analisi dei dati percentuali, sono riportate le medie non trasformate

Effetti antivirali di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su TMV Effetti antivirali di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su TMV. I dati esprimono il virus recuperato in µg ml-1 (dati medi da tre replicazioni per trattamento) TMV Trattamenti 2003 2004 2005 Controllo 0.454±0.025a1 0.403±0.043a 0.402±0.032a Vapore 0.301±0.032b 0.286±0.013b 0.275±0.010b Vapore / KOH 0.236±0.014c 0.255±0.015c 0.246±0.012c 1I valori nella stessa colonna seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo a Duncan’s Multiple Range test (P=0.05).

Infettività residua (n. di lesioni per cm2) Effetti antivirali di trattamenti vapor d’acqua-esotermia su TMV. I dati esprimono l’infettività residua (dati medi da tre replicazioni per trattamento) Infettività residua (n. di lesioni per cm2) Treatmenti 2003 2004 2005 Controllo 10.29±1.1a* 9.46±1.0a 7.54±1.2a Vapore 0.37±0.08b 0.38±0.09b 0.32±0.05b Vapore / KOH 0.12±0.05c 0.19±0.06c 0.20±0.05c 1I valori nella stessa colonna seguiti dalla stessa lettera non differiscono statisticamente in accordo a Duncan’s Multiple Range test (P=0.05).

Qualche conclusione Problemi connessi con l’indisponibilità del bromuro di metile Interventi di lotta integrata Cool steaming Mobilità del trattamento con vapore d’acqua / esotermia Conoscenze tecniche e biologiche