di gestione del rischio e nuovi modelli di intervento …...europei in cui è presente la cimice asiatica In Nuova Zelanda e Australia le intercettazioni di H. halys nelle merci dall'Europa

Lara Maistrello

Il caso cimice Asiatica: effetti collaterali (devastanti) della globalizzazione

su agricoltura e commercio internazionale

Dipartimento di Scienze della VitaCentro BIOGEST-SITEIA

“La filiera agroalimentare ed i nuovi scenari climatici e di mercato: nuovi strumenti di gestione del rischio e nuovi modelli di intervento pubblico”

PARMA, 5/12/2019

Maschio FemminaFoto S. Bortolini

Halyomorpha halys (Heteroptera, Pentatomidae)Brown Marmorated Stink Bug (BMSB)

CIMICE ASIATICA

MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE

Foto S. Bortolini

Foto G.Vaccari

Foto S. Bortolini

Foto S. Bortolini

Ovatura e 1 stadio

2° stadio

4° stadio

H. halys - stadi giovanili

Forma del capo, spine ai lati di capo e

pronoto


Foto S. Bortolini

Elevata promiscuità Elevato n° accoppiamenti

H. halys – Accoppiamento & stadi di sviluppo

N1N2

N3N4

N5Adulto

Ovatura


Modelli idoneità climatica (CLIMEX)

MAISTRELLO - DSV BIOGEST-SITEIA UNIMORE

AREE in cui è NATIVAAREE in cui è INTRODOTTA

CHILESantiago

2016

Halyomorpha halys nel mondo:dov'è e dove potrebbe trovare clima idoneo


Halyomorpha halys: dove potrebbe trovare clima idoneo in Europa

400 km

GRECIAAtene

primi dati 2011

primi dati 2012

FRANCIAStrasburgo

SVIZZERAZurigo

primi dati 2004

HALYOMORPHA HALYS IN EUROPA nel 2013

ITALIAMaistrello et al. 2016primo dato ufficiale:

Magreta (MO) 13-IX-2012

Foto P. Dioli


H. halys in EUROPAOttobre 2019

Halyomorpha halys: l'alieno invasivo

autostoppista


2014

Svernamento in STRUTTURE COSTRUITE DALL'UOMO: Case, magazzini, capannoni, containers, veicoli,

packaging, valige, vestiti...

In natura gli adulti svernano in aree asciutte e protette, rifugiandosi in

microhabitat nascosti (fessure, interstizi) in cima ad alberi eretti con corteccia spessa, in particolare Quercus spp e Robinia spp

http://www.udinetoday.it/cronaca/invasione-cimici-marmorata-asiatica-talmassons-medio-basso-friuli.html

...che può causare allergie

Mertz et al. (2012), J Allergy Clin. Immunol. 130: 999-1001

CONSEGUENZE dello svernamento in massa in strutture costruite dall'uomo:

1) UN FASTIDIO URBANO...


http://www.udinetoday.it/cronaca/invasione-cimici-marmorata-asiatica-talmassons-medio-basso-friuli.html


CONSEGUENZE dello svernamento in massa in strutture costruite dall'uomo:2) ...un'opportunità unica per seguirne

la diffusione in tempo reale

• Il transetto è stato discretizzato in cellule regolari (unità spaziali) di 2 x 2 km

•É stato utilizzato un modello di occupazione delle celle per descrivere le dinamiche di diffusione (all'interno di ciascun anno e tra anni)

• É emersa una dispersione stratificata: continua (breve distanza) e mediata dall'uomo (grandi distanze)

• La modalità di crescita è ESPONENZIALE

Modelli spazio-temporali dell'invasione di H. halys

BIOSCIENCE (2018), 68:979-989

• Stima probabile anno di inizio

dell'invasione: 2009•Aumento della diffusione in autunno

•L'analisi dei dati sull'abbondanza indica che le popolazioni di H. halys possono raggiungere livelli potenzialmente dannosi per le colture in un tempo molto breve


Diffusione in ItaliaDicembre 2016

Analisi genetiche e rotte di invasione

• In Italia (13 aplotipi) vi è la maggiore biodiversità al di fuori dell’areale d’origine

• Invasioni multiple ancora in corso, principalmente dall’Asia (>> Cina, Korea, Giappone), e dalla diffusione da altre nazioni europee (Svizzera ̶ Francia)

• Popolazioni differenti con caratteristiche biologiche diverse (es. riproduzione, risposta agli insetticidi, risposta a semiochimici)

• Creazione di nuove combinazioni genetiche

Cesari et al., 2018. BIOL. INV. 20:1073–1092

Estrazionedi DNA totale

1175 pb totali da 236esemplari raccolti inItalia, Romania e Grecia

Confronto con 1035esemplari da Asia,Nord America, Europae individui intercettatiin Nuova Zelanda


EFFETTI COLLATERALI della cimice Asiatica sul COMMERCIO INTERNAZIONALE

Da metà gennaio 2018 sia NZ che AU hanno deciso di imporretrattamenti obbligatori sulle merci provenienti da tutti i paesi

europei in cui è presente la cimice asiatica

In Nuova Zelanda e Australia le intercettazioni di H. halys nelle merci dall'Europa (soprattutto Italia) sono aumentate notevolmente

Nel 2017, 2018, 2019 delegazioni di autorità governative "Biosecurity" di NZ & AU visitano i paesi EU per controllare porti e magazzini di stoccaggio merci


CONSEGUENZE per gli ESPORTATORI EUROPEI

Incremento dei costi per effettuare i trattamenti obbligatori (calore, fumigazioni)

Rifiuto di attracco e scarico merci per cargo, turn-arounds

Ritardi nella consegna delle merci

Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione

TIPO DI DANNO

RANGE PIANTE OSPITI

COMPORTAMENTO

BIOLOGIA - ECOLOGIA

GESTIONE


Foto S. Bortolini

Foto R. Guidetti

Foto G.Vaccari

Foto S. Caruso

Adulti

Halyomorpha halys Rostro

II stadio

MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMOREFoto R. Guidetti

Tipologie di danno

Danno precoce: deformazioni, decolorazioni, suberificazioni

Danno tardivo (post-raccolta)

deiezioni


H. HALYS – fitofago chiave del noccioloNel 2016 in Georgia ha causato danni per 60 mln USD

Nel 2017 in Piemonte fino al 90% del raccolto è andato perduto (8-20% nel 2016)


H. halys – piante spontanee come aree rifugio

Photo F. Luthi-Barbieri

Photo F. Luthi-Barbieri

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso

Photo S. Caruso


H. halys – Range piante ospiti

> 300 specie tra cui piante coltivate,

ornamentali, spontanee


H. halys – Mobilità di adulti e stadi giovanili

Adulti: volano a t ≥ 15°c

volano in media 2 km/giorno, max distanza 116km/giorno,

fino a 26 m altezza

Bull. Entomol. Res. 2015. 105: 566-573

Stadi giovanili: camminano 20 m/giorno


J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244

H. halys nel 2014 specie più abbondante tra gli eterotteri (38%)

Prevale nelle siepi e a bordo frutteto, quasi assente in aree erbose

Nel 2015 danni >50% in metà delleaziende, fino al 96% in alcuni casi

A pochi anni dalla sua scoperta, H. halys è già fitofago chiave lungo tutto il ciclo colturale per i frutteti, causando gravi danni soprattutto nelle bordure

2014-16 Monitoraggio in E-R


= GESTIONE DIFFICILE

Soprattutto su frutti e semi

Elevati danni al raccolto = PRODOTTI NON COMMERCIABILI

Danni post-raccolta, effetti su qualità prodotti trasformati?

TIPO DI DANNO

RANGE PIANTE OSPITI

COMPORTAMENTO

Assai ampio: > 300 specie tra cui: piantecoltivate, spontanee, ornamentali

Elevata mobilità di adulti e giovani

Preferenza per parti alte della chioma

"Effetto bordura"



E. Costi, E. Di Bella, T. Haye, L. Maistrello

Photos S. Bortolini, E. Costi, G. Vaccari

Biologia di H. halys

FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV

DUE GENERAZIONI SOVRAPPOSTE/ANNO

Ad. I gen

uova II gen

Ad. II gen

uova I gen

uscita svernamento

uscita svernamento

uova I gen

Ad. I gen

uova II gen

Ad. II gen

2015

2016

2017

2018

COPYRIGHT LARA MAISTRELLO

UNIMORE

uscita svernamento

uova I gen

Ad. I gen

uova II gen

Ad. II gen.

uscita svernamento

uova I gen

Ad. I gen

uova II gen

?Ad. II gen.

morte degli ultimi

individui svernanti

H. halys CICLO in Emilia Romagna

vivi alla prima ovideposizione: 14.26% (2015)40.57% (2016)

6.06% (2017)9.65% (2018)

Massimo picco di uscita da svernamento

temperatura > 13°C

INIZIO ovideposizionitemperatura > 21°C

Adulti che emergono

tardi possono entrare in

svernamento

Adulti che entrano in svernamento

Tempi di sviluppo, fertilità e mortalità sonostrettamente associati alle condizioni climatiche

J. Pest Sci, 2017. 90 (4): 1059-67

DURATA VITA GENERAZIONE ESTIVA: 70-75 ggDURATA VITA GENERAZIONE

SVERNANTE: 340-360 gg

MA

ISTR

ELLO

-D

SV B

IOG

EST-

SITE

IA U

NIM

OR

E

Tempo di sviluppo in campo:

uovo-adulto 60-131 gg

In condizioni controllate:

15°C - nessuno sviluppo

20°C - 75,8 gg

25°C - 42,3 gg

30°C - 33,2 gg

> 35°C- nessuno sviluppo

Halyomorpha halys parametri biologici

in Svizzera

Confronti parametri biologici H. halys

SVIZZERA ITALIA dati 2015

N. generazioni 1 2

Mortalità svernamento (%)

- 72.39

Cimici riproduttive (%)

- 14.26

N° uova/femmina 79.18Svernate: 285I generazione: 214.69

Mortalità totale (%) 86.7Svernate: 56.46I generazione: 97.47

R0 5.69Svernate: 24.04I gener: 5.44

-2 (2017-18)

Halyomorpha halys parametri biologici

in Italia

Tempo di sviluppo in campo:

uovo-adulto 35-50 gg


H. halys: Identificazione dei segnali vibrazionali usati durante il corteggiamento

FS-2 signal

Physiol. Entomol. 2016. 41, 249–259


…ed efficacia del segnale femminile in playback in diversi contesti

J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1219-1229


♂

♀

Attractive female signal

Laser vibrometer

Mini-Shaker

DISPOSITIVO MULTI-MODALESEMIOCHIMICI

LUCI

VIBRAZIONI

Utilizzo di stimoli diversi per lo sviluppo di innovativi sistemi di cattura


Elevato potenziale riproduttivo in condizioni climatichefavorevoli, 2 generazioni sovrapposte al Sud Europa

Cambiamento climatico: 2 generazioni anche in Centro Europa

Tendenza a divenire rapidamente la specie predominante negliecosistemi di arrivo

Elevata promiscuità

Corteggiamento con vibrazioni del substrato

ANTAGONISTI NATURALI AUTOCTONI?

BIOLOGIA

& ECOLOGIA


Prospettiveapplicative


Trissolcus halyomorphae = T. japonicus +++

Lee et al., 2013. Env. Entomol, 42(4):627-641 ANTAGONISTI NATURALI di H. halys nelle aree di origine

ANTAGONISTI NATURALI negli USA


Prove in laboratorio con FORMICHE Crematogaster scutellaris

Eggs

n 1

n

2

n 5

n 3

n 4

Su

rviv

al

rate

C. scutellaris non preda le uova, ma predaefficacemente tutti gli stadi giovanili

La predazione di C. scutellaris sulle neanidi avviene più rapidamente rispetto alle ninfe

Castracani et al. J. Pest Sci, 90(4): 1181-1190

Indagini su antagonisti naturali in ITALIA


• 1 pianta di fagiolo in una gabbia trasparente• Esposizione per 48 ore di un predatore (affamato da 24 ore) a:

a. 1 ovaturab. 1 gruppo di N1c. 5 neanidi N2

• Valutazione sopravvivenza in 8 repliche con il predatore e 8 repliche senza (controllo)

Prove in laboratorio con predatori autoctoni solitari

Prede

ovature

N1

N2

predatore preda

Indagini su antagonisti naturali in ITALIA


RISULTATI nel 2016 con specie allevate per lotta biologica: non positivi

Nel 2017-18, con alcune specie selvatiche raccolte in campo (un Tettigonide, alcuni Nabidi e Reduvidi): INTERESSANTI!

2014

2015-16

% predazione % parassitizzazione

Indagini su antagonisti naturali in ITALIAIndagine in campo di 3 anni in Emilia

Parassitizzazione da 1 unica specie: ANASTATUS BIFASCIATUS


Parassitizzazione

Anastatus bifasciatus (Eupelmidae)Generalista: 32 ospiti in 3 ordini,

soprattutto Heteroptera e Lepidoptera

"Host- feeding"

INDAGINE DELLE POPOLAZIONI DI NEMICI NATURALI di H. halys in EUROPA - PARASSITOIDI

Abrams et al. 2017 J. Pest Sci, 90(4): 1009-1020

Trissolcus cultratus(Scelionidae)

• Anastatus bifasciatus(Eupelmidae)

In Nord Italia (Piemonte, Lombardia):

• Indagine tramite raccolta di ovaturenaturalmente deposte

• A. bifasciatus è la specie piùrappresentata (97.5% in 2016, 99.4% in 2017, and 78.6% in 2018)

Trissolcus turesis (Scelionidae)

T. kozlovi (Scelionidae)

T. semistriatus (Scelionidae)

T. grandis (Scelionidae)

T. japonicus (Scelionidae)

T. mitsukurii (Scelionidae)

Acroclisoides solus (Pteromalidae)

In Svizzera:Indagine delle popolazioni

naturali di parassitoidi oofagitramite esposizione di ovature sentinella surgelate

% p

aras

itis

m

4.4

0.5

9.8

1.3

0

5

10

15

Delèmont SwissValais

Piedmont EmiliaRomagna

% parassitizzazione


Popolazioni avventizie di specie esotiche di Trissolcus in Svizzera e Italia


Trissolcus japonicus (Scelionidae) Trissolcus mitsukurii (Scelionidae)

AGRIONASTRACABI

Condifesa Lombardia N-ECons.Fito.Piacenza

CRPVERSA FVG

ERSAF LombaridaFEM/UniTN

Fondazione FojaniniLaimburg

SFR Emilia-RomagnaSFR LombardiaSFR PiemonteSFR ToscanaSFR Veneto

UniBZUniMORE

UniPDUniTOUniUD

TOTALE: oltre 4000 ovature di Pentatomidi e Coreidi

2019- Monitoraggio sul campo delle popolazioni di Trissolcus japonicus e Trissolcus mitsukurii nel nord Italia

Attività promossa e coordinata dal CREA con la partecipazione di diversi enti:

Risultati:Rinvenute ovature parassitizzate dai due alloctoni in quasi tutte le regioni del Nord Italia, con prevalenza di T. japonicus al Nord Ovest e T. mitsukuuri al Nord Est.

GRUPPO CHIMICO SOSTANZA ATTIVA MAX N° TRATTAMENTI CONSENTITI

Fosforganici Clorpirifos methyl (max 1) Clorpirifos (max 1)Fosmet (max 2) 4

Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1

TOTALE 5

Disciplinari produzione integrata in EMILIA ROMAGNA - PERO

2014

Fosforganici Clorpirifos methyl (max 2) Clorpirifos (max 1)Fosmet (max 2) 5

Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2)Thiacloprid (max 1)

3

Piretroidi DeltamethrinEtophenprox

2

TOTALE 10

2019

PRIMA di H. halys

DOPO H. halys

UNIMORE & CONSORZIO FITOSANITARIO DI MODENA

STRATEGIE INTEGRATE

TRATTAMENTI A FILE ALTERNE

TRATTAMENTI LUNGO IL PERIMETRO (IPM-CPR)

ATTRACT&KILL

TRAP CROP

BARRIERE FISICHE

RETE ANTIGRANDINE

RETE ANTIGRANDINE+ RETE ANTINSETTO AL PERIMETRO DEL FRUTTETO

RETI MONOFILA

RAZIONALIZZARE LA GESTIONE DELLA CIMICE ASIATICA VERSO UNA MAGGIORE SOSTENIBILITÀ


LOTTA BIOLOGICA

ANTAGONISTI AUTOCTONI

ANTAGONISTI ESOTICI

INTERO FRUTTETO (MONOBLOCCO):

esclusione non completa, ma la superficie

esposta ai danni è assai ridotta


USO DI RETI MULTIFUNZIONALI/DI ESCLUSIONE

MONOFILA SENZA ELASTICO

> abrasion sui frutti, possibili danni da grandine

MONOFILA: maggiore esclusione, tuttavia ogni fila è

potenzialmente soggetta da atacchi da H. halys

MONOFILA CON ARCHETTO

ELASTICO TRA FILE


USO DI RETI MULTIFUNZIONALI/DI ESCLUSIONE

Metodi alternativi per ridurre i trattamenti insetticidi: IPM-CPR

Caruso S., Vaccari G., Zanetti G., Maistrello L.

Integrated Pest Management – Crop Perimeter Restructuring: per frutteti di almeno 3 ha


LIMITI- Superfici > 3-4 ha- Fonti infestazione

circoscritte.RISULTATI- Danni simili alla strategia standard, ma riduzione trattamenti di quasi la metà

STRATEGIE INTEGRATE

TRATTAMENTI A FILE ALTERNE

TRATTAMENTI LUNGO IL PERIMETRO (IPM-CPR)

ATTRACT&KILL

TRAP CROP

BARRIERE FISICHE

RETE ANTIGRANDINE

RETE ANTIGRANDINE+ RETE ANTINSETTO AL PERIMETRO DEL FRUTTETO

RETI MONOFILA

RAZIONALIZZARE LA GESTIONE DELLA CIMICE ASIATICA VERSO UNA MAGGIORE SOSTENIBILITÀ


LOTTA BIOLOGICA

ANTAGONISTI AUTOCTONI

ANTAGONISTI ESOTICI

Tipologia di ovaturaN°ovature

esposteDiscovery efficency

Exploitation efficency

% parasitizzazione

Indagine delle pop natutrali Ovature surgelate H. halys 25 28 50.37 18.55

Rilascio Ovature surgelate H. halys 90 29.86 47.02 15.72

RilascioOvature naturalmente

deposte H. halys 8 57.14 60.76 48.5

Persistenza dopo il rilascio Ovature surgelate H. halys 55 16.36 41.07 7.2

Naturalmente deposte (solo in IT)

Surgelate (CH, IT)

In Italia, un singolo rilascio DENTRO AL PERETO a fine luglio:

600 femmine feconde di A. bifasciatus (12000/ha)

FruttetiMeleto IPM (CH)

Pereto biologico (IT)


2018-Rilascio inondativo di A. bifasciatus in Svizzera ed Emilia Esposizione di ovature sentinella

Results for frozen eggmasses

Punti di rilascio (N= 40)Manicotti (N= 21 in tutto)

Pere

to

2019: Rilascio inondativo in Emilia Romagna


Branche incluse in manicotti in rete:3FF + 2MM +cibo e acqua

Uova prodotte in laboratorioDeposte su foglie di cavolo:

a) Fresche (<24h)b) surgelate a -20°

Uova naturalmente deposte dentro i manicotti

IN TOTALE SONO STATE RILASCIATE 20.000 FEMMINE DI A. bifasciatus

(10.000/ha) tra 10/6 e 11/7

RISULTATI: 6,15% parassitizzazione

??? HOST FEEDING?

PARASSITOIDI in ASIA

Zhang et al., 2017. J. Pest Sci, 90(4): 1127-1141

T. japonicus è il più efficace parassitoide in CINA, ma NON E’ SPECIFICO per H. halys, parassitizzandoanche uova di altri Pentatomidi, inclusi i predatori (es. Podisus sp, Arma sp.)


T. mitsukuuri è il più efficace parassitoide in GIAPPONE, ma anch'esso NON E’ SPECIFICO per H. halys

Prove in laboratorio con T. japonicus usando ovature di Pentatomidi europei indicano che può parassitizzare uova di diverse specie fitofaghe ma anche del predatore Arma custos

Nessun antagonista naturale specifico per H. halys nelle areedi introduzione; inefficacia di rilasci inondativi con parassitoidi generalisti nativi

Trissolcus japonicus ("Vespa samurai") e T. mitsukuuri sonogli antagonisti naturali più efficaci in Asia; rinvenuti entrambiItalia con popolazioni avventizie in espansione

DIRETTIVA HABITAT vigente in Italia: divieto importazione e uso organismi alloctoni

BIOCONTROLLO con AGENTI ESOTICI

LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE

Da 5/7/2019 entrata in vigore del DPR 102 ha modificato art. 12, consentendo la potenziale immissione di organismi esotici per usarli nella lotta biologica contro specie di particolare interesse economico/sanitario/sociale, previo esito positivo di una specifica ANALISI di RISCHIO (PRA) sull'impatto potenziale della nuova specie sugli ecosistemi locali

Necessario un Decreto Ministeriale attuativo che indichi i principi generali su chi-come-dove-quando potrà effettuare l'allevamento massale dell'agente alloctono e su come effettuare i rilasci in campo: è in atto l'elaborazione da parte di Min. Ambiente con gli input di ISPRA e di un team di esperti; verrà consultato anche Min. Agricoltura

Istituito un "Tavolo tecnico" composto di funzionari dei servizi fitosanitari Regionali ed esperti della ricerca per dare indicazioni tecniche su come effettuare i prossimi passi

In EMILIA ROMAGNA SIAMO PRONTI!!!

Trissolcus japonicus su ovatura di H. halys

Foto Tim Haye

Università di Modena – Reggio Emilia:

Lara Maistrello, Roberto Guidetti, Elena Costi, Michele Cesari, Lucia Piemontese, Emanuele Di Bella, Giacomo Bulgarini, studenti e tirocinanti

Consorzio Fitosanitario Modena:

Giacomo Vaccari, Stefano Caruso, Roberta Nannini, Paolo Bortolotti, Luca Casoli

Servizio Fitosanitario Regionale:

Massimo Bariselli, Alda Butturini, Mauro Boselli

Astra Sviluppo Innovazione: Michele Preti

Orogel fresco: Stefano Vergnani

CRPV: Maria Grazia Tommasini

TASK FORCE CIMICE ASIATICA in Emilia-Romagna

GRAZIE PER L’ATTENZIONE!

La rivincita delle piante su

H. halys

[email protected]

Dipartimento di Scienze della Vita

Centro BIOGEST-SITEIA

Parte delle ricerche rientra nel progetto 2013.065 Strumenti e protocolli innovativi per il

monitoraggio ed il controllo sostenibile della cimice aliena Halyomorpha halys, nuova minaccia

fitosanitaria, e di altri eterotteri dannosi alle colture frutticole del territorio modenese

Parte delle ricerche è stata finanziata dalla Regione Emilia Romagna nell’ambito del PSR 2014-2020 Op. 16.1.01 - GO PEI-Agri - FA 4B, Pr.

HALYS, con il coordinamento del CRPV

Documents

di gestione del rischio e nuovi modelli di intervento …...europei in cui è presente la cimice asiatica In Nuova Zelanda e Australia le intercettazioni di H. halys nelle merci dall'Europa