Guida introduttiva ai biopesticidi microbici: tipologie e modalità d'uso

Panoramica

• Che cosa sono i biopesticidi microbici?
• Come funzionano: modalità di azione
  • Meccanismo diretto
  • Meccanismo indiretto
• Vantaggi e impatto sull'agricoltura sostenibile
• Tipi di biopesticidi microbici
  • Biopesticidi batterici
  • Biopesticidi fungini
  • Biopesticidi virali
• Come vengono applicati?
• Colmare il divario: biopesticidi microbici e agricoltura sostenibile
  • Collegare la chimica verde allo sviluppo sostenibile
  • Biopesticidi nella gestione integrata dei parassiti (IPM)
• Sfide e prospettive future dei biopesticidi

Che cosa sono i biopesticidi microbici?

I biopesticidi microbici, o microbici, sono controllo biologico prodotti che contengono organismi viventi microscopici (o i loro derivati) come principio attivo principale.

L'applicazione dei biopesticidi microbici è simile a quella di altri prodotti fitosanitari, ad esempio tramite nebulizzazione, applicazione nel terreno o sulle foglie. Sono particolarmente efficaci nel controllo dei parassiti, con effetti collaterali minimi rispetto ai pesticidi sintetici.

Alcuni esempi di pesticidi microbici sono:

• BETK-03®
• Serenade® (BR)
• BioCeres EC®
• Attracap®
• Capex®
• Nexy®
• V10®

I biopesticidi microbici sono solo un tipo di agente di biocontrollo. Ce ne sono altri, come ad esempio:

• macrobi
• prodotti semiochimici
• sostanze naturali

I biopesticidi microbici sono in genere basati su virus, batteri o funghi, ma possono contenere anche oomiceti o alghe.

Possiamo suddividere i microrganismi in due gruppi in base alla loro funzionalità:

• antagonista microbici – microrganismi che controllano gli agenti patogeni, compresi i nematodi parassiti

• microrganismi entomopatogeni – microrganismi che controllano gli insetti nocivi  

Come funzionano: modalità di azione

I biopesticidi microbici sono specifici nei loro meccanismi d'azione e solitamente prendono di mira uno o un piccolo gruppo di parassiti e agenti patogeni. Gli effetti e i meccanismi d'azione di un biopesticida microbico dipendono dal parassita o dall'agente patogeno bersaglio e dal microrganismo contenuto nel prodotto. Esistono inoltre meccanismi, sia diretti che indiretti, attraverso i quali questi biopesticidi possono sopprimere parassiti e agenti patogeni.

Meccanismo diretto

Alcuni biopesticidi microbici uccidono o inibiscono direttamente il parassita o l'agente patogeno, ad esempio:  

• I microbi entomopatogeni possono agire contro insetti e acari nocivi. In genere, l'insetto ospite viene infettato mangiando (ingerendo) i microbi o penetrando attraverso la sua pelle (cuticola). L'insetto può morire per entrambi i motivi. infezione diretta o da tossine rilasciato.
• Anche gli antagonisti microbici che controllano i patogeni delle piante, sia sopra che sotto terra, hanno meccanismi d'azione diretti: 
  • Parassitismo: L'antagonista "mangia" l'agente patogeno. Ad esempio, alcuni funghi possono ricavare nutrienti da altri funghi e in tal modo limitare la crescita della malattia.  
  • Antibiosi (O l' produzione di prodotti inibitori): i composti inibitori prodotti dall'antagonista limitano o riducono l'attività e la crescita del patogeno.

Meccanismo indiretto

Ciò si riferisce a modalità d'azione attraverso le quali il biopesticida non uccide o inibisce direttamente il parassita o l'agente patogeno, ma crea piuttosto le condizioni che riducono la capacità del parassita o dell'agente patogeno di prosperare.

Gli antagonisti microbici possono controllare indirettamente i patogeni attraverso due principali modalità d'azione:

• Concorrenza (o esclusione competitiva): l'antagonista può competere con la malattia della pianta per il cibo o lo spazio, finendo per soppiantarla. Questo funziona bene contro i patogeni fungini che colonizzano le radici delle piante.
• Induzione della resistenza delle pianteL'antagonista può migliorare la capacità della pianta di combattere le malattie. L'applicazione deve precedere l'individuazione della malattia. Ad esempio, utilizzando prodotti per il trattamento delle sementi.

Vantaggi e impatto sull'agricoltura sostenibile

I biopesticidi microbici offrono numerosi vantaggi, oltre al controllo efficace di parassiti e malattie.

 Questi includono:

• Non lasciano praticamente alcun residuo tossico
• Si decompongono rapidamente
• Molti hanno intervalli di rientro (REI) e di pre-raccolta (PHI) pari a zero o bassi.
• Hanno meccanismi d'azione complessi che rendono difficile lo sviluppo di resistenza da parte di parassiti e agenti patogeni.
• Sono specifici nella loro attività e prendono di mira uno o una piccola gamma di parassiti
• Sono compatibili con la maggior parte dei prodotti biologici e dei pesticidi sintetici e possono quindi essere incorporati all'interno Gestione integrata dei parassiti programmi (IPM).  

A differenza dei pesticidi chimici di sintesi, i biopesticidi microbici presentano un rischio minimo per l'ambiente e svolgono un ruolo chiave nell'agricoltura sostenibile. Possono proteggere la biodiversità, la salute del suolo e la qualità dell'acqua, controllando efficacemente i parassiti. Se integrati nei programmi di gestione integrata dei parassiti (IPM), questi biopesticidi riducono la necessità di prodotti chimici e aumentano la resa delle colture. I biopesticidi microbici possono quindi favorire un ecosistema resiliente e sano, promuovendo in definitiva un'agricoltura sostenibile. 

Tipi di biopesticidi microbici

Biopesticidi batterici

I biopesticidi batterici sono la forma più comune e utilizzata di controllo biologico microbico. La maggior parte di questi prodotti sono insetticidi, ovvero combattono insetti nocivi come falene, bruchi, coleotteri e mosche.

batteri entomopatogeni

I biopesticidi batterici vengono spesso applicati direttamente alle colture. Una volta ingeriti da un insetto dannoso, infestano l'ospite. I batteri rilasciano tossine all'interno dell'insetto che attaccano le cellule intestinali, perforandone l'intestino. L'insetto muore nel giro di un paio di giorni.

I biopesticidi entomopatogeni comuni contengono i batteri del genere Bacillo.

• Per esempio, BETK-03® è una polvere bagnabile che contiene batteri provenienti da Bacillus thuringiensis (var. Kurstaki) specie. La polvere viene miscelata con acqua e spruzzata sul fogliame attaccato dal parassita. Questo prodotto è mirato ai bruchi di farfalle e falene (Lepidotteri), tra cui il minatore fogliare del pomodoro (Tuta assoluta), la tignola orientale del frutto (Cydia molesta)e la carpocapsa(Cidia pomonella). Quando i bruchi ingeriscono il prodotto, i batteri agiscono sul loro intestino, provocandone la paralisi. I bruchi non riescono più a nutrirsi e alla fine muoiono.

batteri antagonisti

Bacillo I batteri sono comuni anche nei prodotti che agiscono contro i patogeni del suolo e delle foglie delle piante (trasmessi per via fogliare). Tra questi rientrano anche i nematodi parassiti. Essi possono prevenire e controllare le malattie attraverso diversi meccanismi, come la competizione e l'antibiosi.

• Ad esempio, al cotone biologico viene applicata l'etichetta Serenade® (BR) Il biopesticida contiene le specie batteriche Bacillus subtilisLimita la crescita di numerosi agenti patogeni trasmessi per via fogliare, come quelli che causano oidio, peronospora, botrite e altri. Agisce tramite antibiosi, ovvero i batteri producono composti inibitori che limitano la crescita dell'agente patogeno.

Biopesticidi fungini

Funghi entomopatogeni

Gli insetticidi fungini penetrano nel corpo degli insetti nocivi non appena entrano in contatto con essi. Il fungo si moltiplica all'interno dell'insetto e lo paralizza tramite le tossine fungine prodotte, finendo per ucciderlo. Tra i funghi entomopatogeni sono comuni quattro generi: Beauveria, Isaria, Metarhizium and Pecilomice.

• BioCeres EC® è un biopesticida che contiene spore di Beauveria Bassiana È un fungo. Agisce contro parassiti come mosche bianche, tripidi e afidi. Una volta spruzzato sugli insetti, li infetta e, dopo alcuni giorni, ne provoca la morte.

Funghi antagonisti

Molti prodotti fungini mirati alle malattie contengono funghi provenienti da genere Trichoderma spp.. Agiscono contro i patogeni delle radici come Fusarium marciume radicale e oidio.

Alcuni prodotti come Nexy® contengono lieviti che competono con i patogeni delle piante per i nutrienti. È attivo contro la muffa grigia (Botrytis spp.) o qualche patogeno Penicillium specie.

Afla-Guard GR® (USA) è un'altra Biopesticida fungino che compete e controlla un fungo patogeno che cresce nel mais..

Biopesticidi virali 

virus entomopatogeni 

Gli insetti devono ingerire il virus affinché questo possa avere effetto. Gli insetti ingeriscono il virus nutrendosi della pianta su cui è stato applicato il prodotto. Il virus infetta quindi l'intestino dell'insetto e si diffonde al suo interno, causandone la morte nel giro di un paio di giorni. Una volta morto, il corpo dell'insetto si rompe rilasciando il virus nell'ambiente, che può infettare nuovi ospiti.

I biopesticidi virali contengono tipicamente baculovirus. I virus della nucleopoliedrosi (NPV) e i granulovirus (GV) sono i generi di baculovirus più frequentemente utilizzati.

Ad esempio, Capex® è un prodotto basato su un granulovirus che agisce contro la tortrice estiva della frutta (Adoxophyes orana), un parassita che si nutre di diverse colture frutticole.

Cryptex® è un altro prodotto virale che controlla la falsa carpocapsa (Thaumatotibia leucotreta) negli agrumi.

virus antagonisti

Alcuni virus possono contrastare le malattie delle piante migliorando la capacità della pianta di combattere gli agenti patogeni, compresi altri virus.

È questo il caso del biopesticida V10®, un biopesticida virale che controlla il virus del mosaico del pepino (PepMV) nei pomodori. Questo prodotto agisce come un vaccino per la pianta. Il virus contenuto nel prodotto è lo stesso virus che attacca le piante, ma in una variante meno virulenta. È possibile utilizzare questo prodotto in via preventiva per aiutare la pianta a "prepararsi" a un eventuale attacco da parte di una variante virale dannosa.

Come si possono applicare i biopesticidi microbici?

Esistono molti modi per applicare i biopesticidi microbici ai parassiti bersaglio. Il metodo di applicazione dipende dal principio attivo (batteri, funghi, virus, ecc.), dal parassita o dalla malattia bersaglio e dalla formulazione del prodotto.

I biopesticidi microbici sono disponibili in diverse formulazioni, tra cui polveri bagnabili (WP), granuli disperdibili in acqua (WDG) e concentrati in sospensione (SC). Le formulazioni liquide vengono generalmente spruzzate o incorporate nel sistema di irrigazione, ad esempio. I microrganismi possono essere somministrati ai semi, al terreno, alle talee, alle piantine o alle piante in fase di maturazione/adulte.

Alcuni metodi di applicazione includono:

• Trattamento con semiIl biopesticida microbico viene applicato ai semi prima della semina. Previene la colonizzazione delle radici da parte di agenti patogeni e protegge la coltura nelle sue fasi iniziali. È possibile immergere i semi nel prodotto microbico o spruzzarli.
• Immergere le piantine: È possibile immergere le piantine o le radici delle piantine in una miscela contenente il prodotto microbico.
• Applicazione al terreno: Il biopesticida microbico può essere applicato direttamente nel terreno per controllare le malattie trasmesse dal suolo e i parassiti delle radici. È possibile incorporare il prodotto nel terreno tal quale (ad esempio, in granuli) oppure diluirlo prima con acqua.
• Applicazione spray fogliareIl prodotto viene spruzzato direttamente sulle foglie della pianta, agendo su malattie fogliari e parassiti che si nutrono della parte aerea della pianta. Con questo metodo, è necessario prestare attenzione alle condizioni ambientali, come pioggia, raggi UV e temperatura, che possono influenzare significativamente l'efficacia del prodotto.

Colmare il divario: biopesticidi microbici e agricoltura sostenibile

Collegare la chimica verde allo sviluppo sostenibile

I biopesticidi microbici sono prodotti a partire da microrganismi presenti in natura. La loro azione mirata li rende più sicuri per gli organismi utili e la biodiversità, mentre la loro rapida degradazione nell'ambiente previene la contaminazione a lungo termine del suolo e dell'acqua. Migliorando la salute del suolo e preservando la biodiversità, i biopesticidi microbici contribuiscono a pratiche agricole più sostenibili. L'integrazione di questi biopesticidi microbici nei sistemi agricoli supporta una produzione alimentare sostenibile e garantisce un ecosistema più sano.

Biopesticidi nella gestione integrata dei parassiti (IPM)

Il basso rischio e l'efficacia dei biopesticidi microbici li rendono un elemento prezioso da integrare nei programmi di gestione integrata dei parassiti (IPM). Sono compatibili con molti altri prodotti biologici, inclusi i macrobi come i predatori, e risultano ancora più efficaci se combinati con metodi di monitoraggio e ricognizione. L'utilizzo di prodotti microbici nell'IPM può contribuire a ridurre la dipendenza dai pesticidi chimici e, in tal modo, consentire agli agricoltori di creare sistemi agricoli più produttivi e sostenibili dal punto di vista ambientale, garantendo la sicurezza alimentare e la salute dell'ecosistema.

Sfide e prospettive future dei biopesticidi

L'adozione dei biopesticidi si scontra con sfide quali la durata di conservazione limitata o l'efficacia variabile a causa delle condizioni ambientali. Inoltre, la scarsa consapevolezza tra gli agricoltori può ostacolarne la diffusione. Tuttavia, la ricerca in corso è costantemente impegnata a migliorare la stabilità e l'efficacia dei biopesticidi. Si prevede che i progressi tecnologici in questo campo consentiranno di superare le limitazioni attuali.

Una maggiore accessibilità alle informazioni e una maggiore conoscenza dei biopesticidi possono ulteriormente incrementare l'adozione, rendendo i prodotti biologici per la protezione delle piante una componente fondamentale dell'agricoltura sostenibile. Strumenti come il Portale di bioprotezione CABI  Sensibilizzare e facilitare l'uso di prodotti per il controllo biologico e i biopesticidi, fornendo accesso gratuito alle informazioni sui prodotti registrati e offrendo contenuti educativi agli agricoltori sulle pratiche di lotta antiparassitaria sostenibili.

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