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00:00:11Salve a tutti, benvenuti. Io sono il professor Yuri P, docente di chimica agraria della Libera
00:00:17Università di Bolzano e oggi siamo qui per affrontare una lezione dal titolo Agrofarmaci
00:00:24e qualità del suolo per una viticoltura sostenibile nel medio e nel lungo periodo.
00:00:30Come ben sappiamo il vino è un elemento fondamentale dell'Italia. Il vino è cultura quando viene prodotto
00:00:38ma è soprattutto cultura quando viene consumato perché sappiamo benissimo che un particolare vino
00:00:43non viene scelto per le qualità o non viene solo scelto in base a criteri pratici e nutrizionali
00:00:48ma viene scelto anche in base a una serie di usi, costumi e simboli che riconducono ad una particolare
00:00:56tipologia di vino alla sua provenienza. L'importanza del vino per l'Italia è sostanzialmente anche
00:01:06dimostrato da questi dati riportati in grafico nei quali si dimostra che praticamente tutte le regioni
00:01:14d'Italia anche se in misura diversa sono delle produttrici di vino con il Veneto e la Puglia
00:01:21che rappresentano i maggiori produttori a livello italiano. È importante altresì far notare che
00:01:29l'importanza del settore vitivinicolo per l'Italia si afferma anche a livello internazionale
00:01:34in quanto l'Italia a livello globale possiamo dire risulta uno dei paesi con la più alta produzione di vino
00:01:43in termini di ettolitri per anno. Ed è importante altresì puntualizzare appunto che circa la metà di questa
00:01:55produzione in ambito enologico è dedicata all'export e quindi al mercato internazionale. Di conseguenza
00:02:05risulta chiaro che anche in termini di economici il settore vitivinicolo rappresenta un'importante
00:02:12risorsa per l'Italia. Sia il settore vitivinicolo come l'agricoltura in generale ha una caratteristica
00:02:22per essere redditiva è necessario condurre degli approcci di coltivazione intensiva e questi approcci
00:02:35di coltivazione intensiva sostanzialmente arrivano a un costo in termini di esaurimento delle risorse
00:02:43naturali. La viticoltura così come il settore agricolo in generale rientra pienamente in questo
00:02:49paradigma. Infatti noi abbiamo in viticoltura un intenso uso di macchinari agricoli ad esempio per la
00:02:55lavorazione dei suoli, un intenso utilizzo di fertilizzanti ma un ancor più intenso utilizzo di
00:03:03sostanze dedicate di agrofarmaci che sono sostanzialmente sostanze dedicate alla protezione
00:03:11dei prodotti, alla difesa fitosanitaria. Come menzionavo prima questo intenso uso di approcci e
00:03:21strategie per ottenere una produzione in quantità e di qualità arrivano a discapito delle risorse
00:03:29naturali. In particolar modo una delle risorse che viene particolarmente impattata da queste pratiche
00:03:36è il suolo. Quali sono gli effetti negativi sul suolo dovuti ad una agricoltura o viticoltura in
00:03:46particolare intensiva? Sicuramente abbiamo una perdita di struttura del suolo. I suoli a seguito di
00:03:53queste pratiche subiscono un fenomeno che è chiamato di compattazione il quale poi porta alla
00:03:59progressiva erosione del suolo stesso quindi progressivamente perderemo suolo su cui stiamo
00:04:05attualmente coltivando le nostre le nostre colture perderemo stiamo perdendo la fertilitÃ
00:04:15chimica del suolo quindi i suoli sono sempre più poveri sono sempre meno atti a sostenere la
00:04:21produzione agricola e in particolar modo perderemo anche un altro parametro molto importante che è la
00:04:29biodiversità . Noi dobbiamo tenere presente che all'interno del suolo abbiamo una varietà di
00:04:36organismi di microorganismi come ad esempio batteri funghi ma anche di organismi più grandi come ad
00:04:43esempio nematodi che vanno sotto il nome di mesofauna in generale che a seguito della pratica
00:04:48intensiva spariscono. Perdiamo quindi una biodiversità che è funzionale alla cosiddetta fertilitÃ
00:04:57biologica del suolo. Tornando al concetto di utilizzo di strategie per mantenere una redditivitÃ
00:05:07in ambito agricolo in particolar modo nel settore vitivinicolo uno degli aspetti più importanti nella
00:05:15cultura della vite è la protezione da possibili organismi patogeni e competitori. In questo caso
00:05:25appunto possiamo identificare i fattori da cui dobbiamo proteggere la nostra vita ben o male in tre
00:05:36grandi categorie che sono i patogeni generalmente batteri, funghi, virus, parassiti generalmente
00:05:48identificati con gli insetti e le malerbe. Ovviamente patogeni e parassiti è abbastanza chiaro
00:05:55qual è il loro sostanzialmente il loro effetto negativo sulla vite perché è intuibile che questi
00:06:04rovinino raccolti da un punto di vista sia qualitativo che quantitativo. Mentre per quanto
00:06:09riguarda le malerbe, le malerbe sostanzialmente competono con la vite per l'acquisizione di risorse
00:06:17essenziali come ad esempio i nutrienti e l'acqua dal suolo ma inoltre forniscono anche riparo a
00:06:24patogeni e parassiti che potrebbero in un secondo momento infettare e avere degli effetti negativi
00:06:31sulla vite. Per tutti questi motivi è necessario controllare quindi tenere sotto controllo questi
00:06:40competitori della vite e questa strategia di controllo o chiamata anche difesa fitosanitaria
00:06:48viene effettuata mediante una classe di molecole che prendono il nome di agrofarmaci o pesticidi.
00:06:55Il pesticida in generale è definito come una sostanza che previene, distrugge o controlla un
00:07:01organismo dannoso, parassita o una malattia che protegge e protegge le piante e i prodotti vegetali
00:07:09durante la produzione, lo stoccaggio e il trasporto. In generale possiamo suddividere gli agrofarmaci
00:07:17in due grandi classi, sostanze di origine naturale e sostanze xenobiotiche. Ad oggi la maggior parte
00:07:27degli agrofarmaci che noi troviamo sul mercato sono sostanze xenobiotiche ovvero sostanze chimiche
00:07:33di sintesi che non appartengono al mondo naturale. Da un punto di vista storico l'utilizzo degli
00:07:40agrofarmaci o dei pesticidi è iniziato molto presto nella storia, infatti ci sono evidenze che già al
00:07:47tempo dei romani si usasse lo zolfo come fumigante per la protezione della vite appunto da patogeni
00:07:55fungini. Successivamente altre evidenze ci dimostrano come nel 900 d.C. le civiltà cinesi
00:08:05usassero l'arsenico per proteggere i loro giardini anche in questo caso da infezioni. Tuttavia possiamo
00:08:12dire che l'era moderna degli agrofarmaci e dei pesticidi inizia negli anni 40, nel 1940 più o meno,
00:08:20in cui si ha la sintesi del primo insetticida, organo clorurato e la sua emissione nel mercato nel
00:08:281944, stiamo parlando sostanzialmente del DDT. La storia moderna invece degli agrofarmaci si
00:08:38contestualizza alla rivoluzione verde. È ormai di dominio abbastanza pubblico cosa sia la rivoluzione
00:08:46verde ovvero l'incremento, il massivo incremento della produzione agricola che si è avuta a metÃ
00:08:52del XX secolo e questo massivo incremento nella produzione è sostanzialmente dovuto a un incremento
00:09:00dell'utilizzo di fertilizzanti a base fosfato e lo sfruttamento di colture ad elevata resa. Questo
00:09:08ha consentito nell'arco di pochi anni di raddoppiare la produzione cerealicola per unitÃ
00:09:16di superficie, questo chiaramente era necessario, era necessariamente dovuto al forte incremento
00:09:22demografico che si stava osservando in quegli anni. Tuttavia questo grande incremento della
00:09:28produzione agricola non poteva essere ottenuto solo ed esclusivamente utilizzando una maggiore
00:09:35quantità di fertilizzanti, ma si è potuto ottenere anche grazie all'impiego di agrofarmaci,
00:09:44di pesticidi che proteggessero, che hanno protetto le colture durante la produzione e diciamo da quel
00:09:54momento i pesticidi sono entrati a pieno titolo come una strategia per la produzione agricola,
00:10:03tant'è che siamo passati da una produzione di 0,2 milioni di tonnellate negli anni 50 a una
00:10:10produzione di circa 5 milioni di tonnellate di agrofarmaci negli anni 2000. Volendo parlare un
00:10:21minimo di classificazione per fare un po' di ordine, i pesticidi possono essere classificati
00:10:26secondo diversi criteri, lo scopo specifico d'uso, la modalità d'azione, la struttura chimica e il
00:10:33meccanismo biochimico di questi agrofarmaci. Oggi sostanzialmente il tipo di classificazione
00:10:43maggiormente utilizzato è quello basato sullo scopo specifico, quindi è basato sul tipo di azione
00:10:50che l'agrofarmaco conduce, ovvero possiamo suddividerli in tre grandi classi a questo punto
00:10:56come erbicidi, quindi principi attivi contro le malerbe, insetticidi, principi attivi contro gli
00:11:05insetti e fungicidi contro i funghi. In viticoltura l'erbicida più usato è il glifosate, mentre per quanto
00:11:16riguarda gli insetticidi sono gli organofosfati che la fanno da padrone. Gli organofosfati sono
00:11:22degli insetticidi neurotossici che inibiscono la trasmissione dell'impulso nervoso a livello
00:11:28del cervello, mentre per quanto riguarda i fungicidi abbiamo un massiccio utilizzo di fungicidi a base
00:11:35di composti a base di rame. È interessante notare questo dato che riporto sulla base della
00:11:43diapositiva, in cui sostanzialmente si dice che il 68% dei fungicidi che sono venduti a livello
00:11:52mondiale sono impiegati per la protezione della vite, fermo restando che la viticoltura rappresenta
00:11:59solo il 3,3% della coltivazione agricola mondiale, quindi da questo dato è molto evidente qual è
00:12:07l'importanza di questi agrofarmaci in viticoltura. Per la lezione di oggi ho deciso di focalizzarmi
00:12:17su due casi studio, in particolare il primo riguardante il glifosate e l'altro ovviamente
00:12:24riguardante i fungicidi a base rame. Quindi il glifosate abbiamo detto è un erbicida che viene
00:12:35utilizzato in viticoltura o in agricoltura in generale per combattere le malerbe e in particolare
00:12:42come si vede nella foto che riporto qua di fianco, il suo utilizzo è prevalentemente direzionato al
00:12:52diserbo nel sottofila, quindi al diserbo delle malerbe in prossimità del piede della pianta di vite.
00:13:01Una volta applicato ci si aspetta che il glifosate porti a completo dissecamento le piante
00:13:09infestanti nell'arco di 5-15 giorni in funzione delle condizioni climatiche e un aspetto molto
00:13:17importante è che questo erbicida può essere impiegato senza arrecare danno apparente, aggiungerei,
00:13:27alla vite quando i fusti sono ben lignificati, in quanto è un agrofarmaco che è attivo sui tessuti
00:13:36verdi delle piante. Come si può vedere dai dati riportati in questa slide, l'utilizzo del glifosate
00:13:45ha sostanzialmente ricoperto un'importante fetta degli agrofarmaci utilizzati in agricoltura negli
00:13:56ultimi 40 anni e nella stessa direzione vanno le proiezioni di vendita per questo agrofarmaco
00:14:05nel corso dei prossimi 10 anni. In generale possiamo dire che se valutiamo a livello globale
00:14:14la percentuale di utilizzo del glifosate siamo in circa attorno al 40% del rispetto agli agrofarmaci
00:14:28utilizzati generalmente in agricoltura e non solo in viticoltura, quindi è un agrofarmaco che in questo
00:14:35momento ricopre una notevole importanza da un punto di vista della pratica culturale. Veniamo un attimo
00:14:44però un po' più nello specifico. Cos'è e cosa fa il glifosate? Il glifosate è una molecola che è
00:14:51in grado
00:14:52di interferire con la biosintese degli amminoacidi aromatici nella pianta e in particolare inibisce
00:15:00questa via biosintetica che è chiamata via dello scichimato. Nella via dello scichimato a questo livello
00:15:07noi abbiamo una reazione che prevede la condensazione dell'acido scichimico con il fosfenolpiruvato. Il
00:15:16glifosate è un analogo strutturale del fosfenolpiruvato, di conseguenza in presenza di glifosate noi abbiamo
00:15:24una inibizione della reazione fra lo scichimato e il fosfenolpiruvato e di conseguenza questa via
00:15:31biosintetica viene bloccata. A seguito del blocco di questa via biosintetica abbiamo ovviamente una
00:15:38deplezione di triptofano, fenilalanina e tirosina che sono appunto gli amminoacidi aromatici e questo
00:15:47chiaramente implica una difficoltà da parte della pianta nella biosintesi delle proteine ma anche
00:15:55sotto altri aspetti. Questa mancata sintesi delle diciamo degli amminoacidi aromatici porta alla fine
00:16:05al completo dissecamento della pianta e alla morte. Quando applichiamo il glifosate però dobbiamo
00:16:15anche tener presente che probabilmente e possibilmente ci sono degli impatti a livello ambientale. L'impatto
00:16:25a livello ambientale del glifosate è sostanzialmente dovuto al fatto che quando noi applichiamo il glifosate
00:16:32mediante uno spray fogliare quindi quando noi spruzziamo il glifosate sulla pianta target noi avremo
00:16:41che la maggior parte dell'agrofarmaco sarà assorbito dalla pianta e esplicherà all'interno della pianta
00:16:48la sua funzione però avremo inevitabilmente una parte di agrofarmaco che andrà alla deriva
00:16:55nell'ambiente ovvero non entrerà in contatto con la pianta target ma raggiungerà direttamente il
00:17:01suolo. Il glifosate che è stato assorbito dalla pianta come ho già detto entrerà all'interno della
00:17:10pianta essendo un agrofarmaco sistemico questo sarà trasportato sarà distribuito all'interno di tutto
00:17:18l'organismo vegetale quindi sarà distribuito verso la parte aerea quindi verso la parte superiore ma
00:17:24sarà distribuito anche all'apparato radicale raggiungendo quindi il il suolo profondo. Una
00:17:32volta che il glifosato ha raggiunto l'apparato radicale è possibile che le radici della pianta che
00:17:40è stata trattata lo rilascino al livello del suolo quindi noi avremo una quota di glifosate che
00:17:48raggiungerà il suolo direttamente per effetto deriva una quota di glifosate che raggiungerÃ
00:17:53il suolo perché sarà rilasciato all'interno dello stesso dalle radici. Una volta che il glifosate ha
00:18:01raggiunto il suolo potrà andare incontro a diversi destini un primo destino potrà essere la sua
00:18:09degradazione quindi la molecola di glifosate sarà trasformata in un suo metabolita che prende il
00:18:17nome di di AMPA ovvero acido ammino propionico ok che rimarrà invece a livello del suolo. L'altro
00:18:31possibile destino di del glifosate è quello di legarsi a ioni positivi presenti nel suolo. Il suolo
00:18:39è ricco di ioni positivi, ioni calcio, ioni manganese, ferro, rame. Il glifosate ha la possibilitÃ
00:18:50essendo carico negativamente di legarsi a questi ioni carichi positivamente. Questo legame fa sì che la
00:18:57molecola del glifosate venga stabilizzata nel suolo e li rimanga anche per un certo periodo di tempo. Studi
00:19:07iniziali dimostravano o affermavano che la persistenza del glifosate nel suolo fosse di circa
00:19:16sette giorni due settimane. Studi più moderni con condotti con tecniche analitiche più sensibili
00:19:25hanno dimostrato che la permanenza del glifosate nel suolo può arrivare fino a un anno quindi abbiamo
00:19:31una importante possibilità di accumulare questo agrofarmaco nel suolo. Altro destino che è anche
00:19:44anch'esso molto importante è il fatto che una volta che il glifosate viene rilasciato o si trova nel
00:19:51suolo può avvenire, può venire in contatto con i cosiddetti organismi non target. Quindi per esempio
00:19:59come nel caso rappresentato in figura noi abbiamo la nostra cultura, la nostra pianta non target e la
00:20:05nostra pianta target che trattiamo con il glifosate però è possibile che una quota di glifosate
00:20:11attraverso il suolo arrivi in contatto con la nostra pianta non target e quindi anche in questo caso la
00:20:17pianta non target possa subire le conseguenze negative dalla presenza del glifosate così come i
00:20:24microrganismi, batteri, funghi così come la mesofauna che anche questi come vedremo dopo
00:20:31sono importanti per i parametri di fertilità del suolo. Ultimo e non meno importante destino del
00:20:40glifosate potrebbe essere quello di in particolari condizioni pedoclimatiche non rimanere immobilizzato
00:20:48vicino al sito di applicazione o di rilascio da parte della pianta ma di avere una certa mobilitÃ
00:20:55all'interno del sistema suolo dell'ecosistema raggiungendo quindi i bacini idrici dove può venire
00:21:04in contatto con la fauna dei bacini idrici da esso da essa essere accumulato e possibilmente entrare
00:21:12nella catena alimentare fino ad arrivare possibilmente al consumatore umano quindi questo è un fattore di
00:21:23rischio. Tornando all'effetto del glifosate nel suolo su piante non target, le prime evidenze che il
00:21:36glifosate potesse avere un effetto negativo sulle piante non target si è avuto da queste
00:21:43osservazioni in cui si studiava sostanzialmente il comportamento di piante di soia cresciute in
00:21:51appezzamenti di suolo non diserbati e in appezzamenti di suolo precedentemente diserbati con il
00:21:57glifosate. La differenza che si osservava in questo caso era la colorazione sostanzialmente
00:22:05dell'apparato fogliare. In generale sappiamo che quando le foglie di una pianta ingialliscono
00:22:13ci stanno manifestando un problema e in questo caso il problema era dovuto a uno scarsa, una
00:22:22scarsa apporto di microelementi essenziali, in particolar modo queste piante manifestavano
00:22:29una carenza del microelemento manganese. Quindi la prima osservazione fu ok la somministrazione
00:22:39del glifosate può indurre una carenza di micronutrienti nella pianta. Come possiamo fare?
00:22:47Possiamo risolvere il problema, scusate, possiamo risolvere il problema utilizzando dei
00:22:54fertilizzanti fogliari per supplire a questa mancanza. Conducendo studi più approfonditi
00:23:02in condizioni controllate in cui sono state poste delle piante, ad esempio in questo caso
00:23:08di soia insieme a delle piante di girasole, le piante di soia in questo caso sono state trattate
00:23:16con il glifosate. E cosa succedeva alle piante di girasole? Le piante di girasole mostravano
00:23:24un ingiallimento delle foglie giovani, tipico di una sintomatologia da carenza, anche in questo
00:23:30caso di un altro microelemento essenziale che è il ferro. Quindi la conclusione di questi
00:23:35ricercatori da questi studi fu che il glifosate rilasciato dalla pianta target trattata veniva
00:23:46in contatto con le radici delle piante non target perché in un sistema complesso sostanzialmente
00:23:52abbiamo l'intreccio delle radici delle due piante e questo poteva portare a questo squilibrio
00:23:58nutrizionale. Però il motivo di questo squilibrio nutrizionale può essere dovuto a vari motivi
00:24:05e queste sono le ipotesi che attualmente sono in discussione. La prima ipotesi è quello che
00:24:13diciamo si basa sulla caratteristica che descrivevamo prima del glifosate. Il glifosate è una molecola
00:24:20con dei gruppi carichi negativamente, un gruppo carbossile e un gruppo fosfato,
00:24:28i quali possono chelare i metalli bivalenti, quindi ad esempio calcio, manganese, magnesio,
00:24:36ferro e una volta che questi elementi sono chelati non sono più disponibili per la pianta,
00:24:42la pianta non può più assorbirli. Da qua potrebbero derivare le sintomatologie di carenze
00:24:51nutrizionali osservate sia in campo che in condizioni controllate. L'applicazione del glifosate,
00:24:59il rilascio del glifosate a livello dell'apparato radicale potrebbe altresì avere effetti tossici
00:25:04sui microrganismi associati con la radice. I microrganismi associati alla radice hanno un ruolo
00:25:11fondamentale nel promuovere l'assorbimento dei nutrienti da parte della pianta e nel rendere
00:25:17questi nutrienti disponibili per la pianta. Se noi danneggiamo il microbioma mediante la
00:25:23somministrazione del glifosate probabilmente possiamo avere un impedimento nell'assorbimento
00:25:32dei nutrienti. Un'altra ipotesi è che il glifosate possa esso stesso avere un effetto diretto
00:25:38sui meccanismi biochimici di acquisizione dei nutrienti nella pianta, quindi andare ad agire
00:25:45direttamente sulla pianta non target impedendogli di esprimere quei tratti che la rendono abile
00:25:52nell'assorbimento dei nutrienti dal suolo. In questo esperimento sempre condotto su piante
00:25:58di girasole è stato visto che come queste piante di girasole venivano trattate con il glifosate
00:26:04anche a concentrazione molto bassa, mostravano una riduzione nell'assorbimento di micronutrienti,
00:26:13ferro in particolare manganese a livello radicale e una mancata traslocazione di questi nutrienti
00:26:19dall'apparato radicale verso la parte aerea. Queste sono sostanzialmente delle conseguenze
00:26:26a livello nutrizionale della pianta che come dicevamo in precedenza possono essere corrette
00:26:33da strategie di fertilizzazione mirata. Quello che invece è un po' più complicato è rappresentato
00:26:43dal fatto che il glifosate, il trattamento con il glifosate possa andare a modificare la qualitÃ
00:26:50del prodotto in piante non target e questo è il caso tipico della vita che è un particolare
00:26:55che è il nostro appunto caso studio di oggi. In questo esperimento che abbiamo appunto condotto
00:27:02all'Università di Bolzano, come vi dicevo prima, abbiamo utilizzato glifosate per il diserbo
00:27:08del sottofila del vigneto, mentre le nostre piante di controllo sono state mantenute non diserbate
00:27:15e alla raccolta, in questo caso si trattava di una cultivar di Gewurztraminer, alla raccolta
00:27:24siamo andati a valutare il contenuto di amminoacidi della bacca di vite. Come si può vedere
00:27:31dei dati riportati in tabella, in generale rispetto al controllo fertilizzato con urea, quindi
00:27:37un controllo normalmente gestito non diserbato, si ha una diciamo sensibile riduzione della concentrazione
00:27:47della quantità di amminoacidi a livello della bacca. In modo interessante, quando noi abbiamo
00:27:56il trattamento combinato urea e glifosate, questa riduzione viene in qualche modo impedita, dimostrando
00:28:05appunto che anche in questo caso una strategia di fertilizzazione potrebbe essere utile a
00:28:11mantenere la funzionalità della via dell'assorbimento della produzione degli amminoacidi a livello
00:28:24della bacca. Quello che però è molto importante notare nel caso delle piante trattate con il
00:28:31glifosate è che noi abbiamo una sensibile riduzione nella concentrazione di amminoacidi
00:28:38aromatici e questo è un aspetto molto importante perché gli amminoacidi aromatici rappresentano
00:28:47il precursore di diverse vie di biosintesi a livello del mondo vegetale per la produzione di questi
00:28:55composti che vengono chiamate aldeidi che rappresentano sostanzialmente gli odori e gli
00:29:02aromi del mondo del mondo vegetale. È chiaro quindi che se noi conduciamo una strategia di diserbo
00:29:13mediata da glifosate e il glifosate va a ridurre la quantità di amminoacidi aromatici all'interno
00:29:21della bacca e questa riduzione mi porta a una compromissione del profilo aromatico della bacca
00:29:28a questo punto io non starò più producendo un prodotto vino di qualità o che risponda alle
00:29:35caratteristiche organolettiche che noi ci aspettiamo. In modo similare dei colleghi dell'Università di
00:29:43Bologna hanno studiato come un diserbo operato con glifosate possa avere effetto in cultiva
00:29:51della bacca rossa come ad esempio l'ancellotta sull'accumulo di antocianine. Le antocianine sono
00:29:57delle sostanze appunto colorate che conferiscono il tipico colore rosso alla bacca della vite ed è
00:30:08stato visto sostanzialmente che a seguito di un trattamento con glifosate anche in questo caso
00:30:13si aveva una sensibile riduzione della produzione di questi composti. Anche questi composti sono
00:30:20importanti perché anche il colore rappresenta un parametro qualitativo per il vino che noi
00:30:27produciamo e sostanzialmente perché abbiamo una riduzione delle antocianine a seguito del
00:30:34trattamento col glifosate semplicemente perché le antocianine che vedete qua rappresentate in queste
00:30:42con queste molecole colorate arrivano da una complessa via di biosintesi che parte dall'amminoacido
00:30:52fenilalanina uno degli amminoacidi aromatici che la cui produzione è inibita dal glifosate.
00:31:01quindi chiaramente se la problematica è produrre un prodotto di qualità come può essere la
00:31:10produzione del vino l'utilizzo di glifosate come strategia di diserbo potrebbe rappresentare un
00:31:17problema. Ad oggi cosa possiamo fare per evitare o comunque per gestire gli accumuli di glifosate
00:31:26nel suolo. Sicuramente quello che possiamo fare è evitare che ci siano degli effetti deriva durante
00:31:37l'applicazione del glifosate che quindi l'agrofarmaco finisca in modo non controllato su piante che non
00:31:45sono target. Le altre azioni che possiamo intraprendere in questo momento sono quelle di monitorare la
00:31:53concentrazione di glifosate nei suoli per capire in quali suoli rischiamo di superare il valore soglia
00:32:02che possa avere un effetto negativo sulle colture e chiaramente stiamo ancora cercando di capire in quanto
00:32:11il glifosate è una molecola relativamente giovane stiamo ancora cercando di capire quali sono i rischi
00:32:18associati a un'esposizione non controllata delle colture a questo agrofarmaco.
00:32:28Passando invece al secondo caso studio, quello dei fungicidi a base di rame, i fungicidi a base di rame
00:32:34vengono particolarmente utilizzati in viticoltura per la protezione della pianta e le coltivazioni
00:32:42da infezioni fungine. Un esempio molto importante e molto particolare di questa necessità è il fatto
00:32:50che le piante di vite vengono annualmente e continuamente infettate da questo fungo, la plasmoparaviticola
00:32:57che è l'agente ziologico della peronospora. L'infezione inizia con la formazione di queste aree
00:33:05che vengono chiamate macchie d'olio. All'interno di queste aree con la progressione dell'infezione si creano
00:33:11delle lesioni necrotiche, quindi si ha proprio una necrosi del tessuto, fino ad avere delle lesioni
00:33:18necrotiche molto estese con la sporulazione del patogeno. L'infezione non avviene solo a livello
00:33:24della foglia, ma può avvenire anche a livello del fiore, quindi durante la fase di fioritura e di
00:33:29allegagione della bacca, ma si può osservare anche in grappoli completamente maturi. Chiaramente questo
00:33:36tipo di infezione porta a una perdita di prodotto e una perdita di produzione in ambito vitivinicolo.
00:33:46Ad oggi le strategie per la protezione dalla plasmopara si basano in una viticoltura di tipo convenzionale,
00:33:55in almeno tre interventi, due dei quali in primavera e in stagione autunnale sono a base di fungicidi a base
00:34:04rame.
00:34:05Mentre nel caso di una coltivazione biologica ci sono vari accorgimenti che si possono utilizzare,
00:34:11come ad esempio tecniche culturali di potatura, scelta di determinate tipi di varietà rispetto
00:34:17ad altre. Comunque anche nel biologico è consentito l'utilizzo di rame. La differenza tra convenzionale
00:34:24e biologico, come vedete riportato qua, è la quantità . In convenzionale si possono applicare fino a 10
00:34:31chilogrammi di rame per ettaro all'anno, mentre nel biologico 6 chilogrammi di rame per ettaro all'anno.
00:34:39Questo chiaramente rende subito evidente il fatto che se noi andiamo ad applicare questa quantità di rame
00:34:48alla nostra cultura, inevitabilmente una quantità piuttosto consistente di rame finirà all'interno dei nostri suoli.
00:34:55In generale possiamo dire che il rame è già presente nel suolo. In media nella crosta terrestre abbiamo
00:35:03un 60 milligrammi di rame per chilo di suolo, mentre nei suoli agrari la quantità di rame oscilla fra i
00:35:122
00:35:12e i 50 milligrammi chilo. Quando parliamo invece di suoli contaminati avremo concentrazioni che arrivano
00:35:20fino e vanno fino oltre i 1000 milligrammi chilo, quindi un grammo chilo di rame.
00:35:29In generale possiamo dire che quando abbiamo un'elevata concentrazione di rame nel suolo
00:35:34questo può avere un effetto negativo sulle colture, fermo restando che la quantità che genera degli effetti
00:35:43sia positivi che negativi sulle colture dipende dalla frazione biodisponibile di rame che noi abbiamo nel suolo.
00:35:50In generale noi possiamo dire che il rame nel suolo esiste in tre forme. Esiste in una forma
00:35:57diciamo minerale, quindi all'interno di minerali primari o secondari, in una forma adsorbita sulla
00:36:05sostanza organica, quindi il rame sia monovalente che bivalente è diciamo legato mediante interazioni
00:36:13tipo elettrostatico con residui carichi negativamente presente sulla sostanza organica, oppure può essere
00:36:22presente nella soluzione del suolo, quindi nella frazione liquida, nell'acqua che noi troviamo nel
00:36:27suolo e può essere presente sia in forma libera, quindi come ione in diverse forme, che in forma
00:36:35complessata con molecole organiche, ad esempio composti fenolici e acidi organici. Solo la frazione
00:36:46che abbiamo presente all'interno della soluzione del suolo è quella effettivamente biodisponibile
00:36:53per la pianta, è quella che la pianta potrà assorbire. Questa transizione fra una forma e
00:37:03l'altra nel suolo è governata da un equilibrio chimico e questi equilibri chimici sono sostanzialmente
00:37:10influenzati da diversi fattori. Uno di questi è il pH. Il pH del suolo dipende ovviamente
00:37:16dalle caratteristiche chimico-fisiche del suolo e in funzione del pH che noi abbiamo sul suolo
00:37:23l'elemento rame, così come altri elementi, può essere più o meno solubile. È importante però notare
00:37:31che il pH del suolo può essere influenzato anche da altri fattori. Uno di questi è l'attività biologica
00:37:39della radice. La radice infatti nel nostro immaginario immagino che sia pensata come l'organo
00:37:46della pianta che serve per assumere l'acqua e i nutrienti dal suolo. In realtà la pianta
00:37:52attraverso la radice è in grado anche di rilasciare dei composti nel suolo, i cosiddetti
00:37:58sudati radicali, i quali possono essere anche, possono essere composti di varia natura così
00:38:04come anche acidi organici e questi acidi organici sostanzialmente vanno a cambiare il valore
00:38:12del pH del suolo nella zona immediatamente aderente alla radice. Un esempio di questo
00:38:21è rappresentato sostanzialmente da questo esperimento. In questo caso è stato utilizzato
00:38:27un indicatore di pH dove una colorazione più tendente al giallo indica un pH acido mentre
00:38:33una colorazione più tendente al porpora indica un pH alcalino e questo è il risultato di
00:38:41una fertilizzazione di piante di orzo in un caso con sali di ammonio, in un caso con sali
00:38:48di nitrato. Quindi chiaramente in questo caso è possibile vedere che a seconda della pratica
00:38:53culturale noi abbiamo un diverso comportamento della pianta e un diverso impatto sul pH del
00:39:00suolo. Chiaramente questo diverso impatto sul pH del suolo va a modulare la biodisponibilitÃ
00:39:07degli elementi fra cui il rame che risultano quindi disponibili all'assorbimento da parte
00:39:13della pianta. Il rame come altri cationi bivalenti, ferro manganese, molibdeno, è un elemento essenziale
00:39:25per la pianta. La sua concentrazione nei tessuti vegetali è abbastanza bassa perché parliamo di
00:39:31circa mediamente 10 microgrammi per grammo di sostanza secca e il suo assorbimento e trasporto
00:39:39è finemente regolato da una serie di entità molecolari, trasportatori che vengono espressi
00:39:45sulla superficie della radice della pianta. All'interno della pianta appunto essendo un
00:39:52micronutriente essenziale, esso ha vari ruoli, ha un ruolo nella catena di trasporto degli elettroni
00:39:57a livello dei mitocondri, è coinvolto nella fotosintesi, può partecipare, partecipa come
00:40:04cofattore alla risposta agli stress ossidativi in pianta, inoltre partecipa al metabolismo della
00:40:13parete cellulare e alla risposta agli stress biotici in quanto è coinvolto nel primo caso
00:40:18nella sintesi della lignina, quindi la parte, quelle molecole che conferiscono la resistenza
00:40:24alle pareti cellulari, mentre nel secondo caso è coinvolto il rame nella sintesi delle melanine
00:40:32che hanno un'attività fungicida e nella sintesi delle fitoallessine che sono delle molecole che
00:40:39diciamo le piante generalmente sintetizzano per rispondere ad uno stress da patogeni.
00:40:48chiaramente l'utilizzo massivo del rame come fungicida in viticoltura, che è una pratica comune
00:40:56fin dal XIX secolo, ha fatto sì che noi progressivamente accumulassimo rame nei suoli e come vi dicevo
00:41:07prima in alcune condizioni in cui abbiamo una contaminazione particolarmente importante dal rame
00:41:17arriviamo a concentrazioni anche superiori al grammo per chilo di suolo. In questo modo diciamo
00:41:27sostanzialmente l'apporto progressivo di rame che noi facciamo mediante la pratica agronomica va ad
00:41:35alterare gli equilibri chimici che vi ho mostrato in una delle slide precedenti, andando ad incrementare
00:41:42la concentrazione di rame che noi troviamo nella fase liquida, quindi nella frazione biodisponibile
00:41:49per la pianta. In questo modo aumentando questa concentrazione nella frazione biodisponibile andiamo
00:41:57a superare quello che è il limite di tollerabilità di questo elemento per la pianta nel substrato di
00:42:04crescita, innescando tutta una serie di fenomeni che rientrano sotto il nome di tossicità , di
00:42:10fenomeni legati alla tossicità dal rame. Come si manifesta una tossicità dal rame in piante di vite?
00:42:18Scusate, è interessante notare che in Europa il 15 per cento dei suoli dedicati alla viticoltura hanno
00:42:28una concentrazione di rame che eccede i cento milligrammi chilo e il rame si va ad accumulare
00:42:36prevalentemente nello strato superiore del suolo, quindi questo rappresenterà un problema nel caso
00:42:42in cui noi volessimo andare a reimpiantare un nuovo vigneto o magari un suolo che precedentemente
00:42:51era avvocato la viticoltura, convertirlo alla coltivazione di un'altra qualche cultura. In vite,
00:42:59come si manifesta la tossicità dal rame? Allora, una tossicità dal rame si manifesta in primo luogo con
00:43:10una riduzione della crescita vegetativa sia della parte epigea della pianta, quindi dell'apparato
00:43:17fogliare, ma anche della parte ipogea. Come potete vedere qua l'apparato radicale rispetto alle piante
00:43:23di controllo risulta essere molto meno sviluppato e molto meno ramificato. Nella parte aerea abbiamo
00:43:29un numero molto minore di piante, un minore sviluppo in altezza del germoglio. A livello fogliare
00:43:36osserviamo uno sbiadimento della foglia, questo fenomeno è chiamato clorosi, quindi noi abbiamo
00:43:50una progressiva perdita del verde dovuta alla clorofilla perché in presenza di una tossicitÃ
00:43:55dal rame abbiamo una riduzione nella biosintesi di clorofilla e inoltre abbiamo anche la comparsa
00:44:01in alcuni casi di macchie necrotiche, quindi abbiamo necrosi localizzata del tessuto perché
00:44:09un eccesso di rame può portare alla produzione di specie reattive dell'ossigeno inizia innescando
00:44:16uno stress ossidativo. Uno stress ossidativo che può arrivare fino a diciamo una sintomatologia
00:44:23abbastanza estrema con il praticamente il dissecamento di quasi tutta la foglia, mentre a livello radicale
00:44:31osserviamo un ispessimento degli apici radicali con perdita della funzionalità dell'assorbimento
00:44:37dei nutrienti. Nel corso degli anni abbiamo condotto vari esperimenti con il nostro gruppo
00:44:45di ricerca e varie esperienze e quello che possiamo adesso dire è che il rame oltre al diciamo
00:44:54i fenomeni di tossicità che vi ho menzionato prima, quindi uno stress ossidativo, riduzione
00:45:00della crescita, è anche in grado di competere e di impedire l'assorbimento di altri nutrienti
00:45:06essenziali. Abbiamo visto sostanzialmente che un eccesso di rame nel substrato di crescita può
00:45:12creare una carenza di azoto impedendo alle piante di assorbire nitrato dal suolo o dal substrato. Il rame
00:45:21può antagonizzare l'assorbimento di fosforo bloccando la funzionalità dei trasportatori a livello
00:45:27della radice ed è stato altresì dimostrato anche che il rame può competere sia con il ferro che con
00:45:35il manganese per l'assorbimento. Di fatto ferro, rame, manganese hanno dei meccanismi di trasporto
00:45:43dedicato ma in non certa parte utilizzano anche gli stessi trasportatori. Di conseguenza se noi abbiamo
00:45:49un'elevata concentrazione di rame nel suolo l'ingresso del rame sarà prioritario rispetto
00:45:55l'ingresso nella radice sarà prioritario rispetto a quello di ferro e di manganese generando poi
00:46:00una sintomatologia da carenza di rame, di ferro o di manganese. Quindi il risultato da un punto di
00:46:11vista fenotipico dell'apparenza della pianta che noi vediamo in piante che soffrono da una tossicitÃ
00:46:17dal rame in realtà è una sintomatologia complessa causata da più fattori allo stesso tempo.
00:46:29A livello del suolo, come anticipavo precedentemente, un'elevata concentrazione di rame può impattare la
00:46:37funzionalità e la sopravvivenza della comunità microbica. La comunità microbica, abbiamo giÃ
00:46:43anticipato nelle slide precedenti, ha un ruolo fondamentale nel gestire i cicli biogeochimici
00:46:52degli elementi a livello del suolo ma anche quello di facilitare l'assorbimento di questi nutrienti da
00:46:58parte della pianta. Se noi tramite una tossicità dal rame andiamo a compromettere la funzionalità del
00:47:06microbioma nel suolo, avremo sostanzialmente una compromissione anche della capacità della pianta
00:47:13di assorbire questi nutrienti. La compromissione della comunità microbica come avviene? Semplicemente
00:47:20la comunità microbica esposta a un fattore selettivo, ovvero la tossicità del rame, sarà forzata ad evolvere
00:47:28ed evolverà andando verso la selezione di quelle specie che sono più tolleranti a questa a questa
00:47:35tossicità , a questa estrema disponibilità di rame. Ed è stato dimostrato che in molti casi i tratti di
00:47:44resistenza alla tossicità dal rame nei batteri e nei funghi sono associati anche a tratti di resistenza
00:47:49agli antibiotici. Quindi questi batteri che noi selezioniamo con una tossicità dal rame saranno
00:47:55poi resistenti anche ad antibiotici e di conseguenza questo potrebbe porre il rischio di selezionare dei
00:48:02nuovi patogeni per le piante in ambito agrario. Quindi data questo quadro abbastanza preoccupante
00:48:14risulta chiaro che dobbiamo intraprendere delle strade che ci portino a mitigare il problema della
00:48:27tossicità dal rame nei suoli e questo deve essere fatto anche abbastanza urgentemente. In generale
00:48:34possiamo dire che possiamo sostanzialmente lavorare su due livelli. Un livello che dovrebbe essere messo
00:48:44in atto già da subito ovvero quello di elaborare e mettere a punto delle strategie agronomiche
00:48:52che ci consentano di convivere con questa tossicità dal rame nei suoli limitando negli effetti negativi
00:48:58sulle colture e in questo caso possiamo appunto menzionare la gestione della nutrizione azotata, della
00:49:04nutrizione ferrica, l'intercropping o consociazione e l'utilizzo di consorsi batterici benefici. Invece nel
00:49:13lavoro in prospettiva ovviamente l'idea dovrebbe essere quella di lavorare per ridurre l'emissione di
00:49:20rame nel sistema agricolo e un'opzione è quella di utilizzare degli approcci di agricoltura di
00:49:28precisione ad esempio mediante sensori che ci consentano di applicare, di andare ad applicare
00:49:37in modo chirurgico se possiamo dire il rame solo sulle piante che ne hanno bisogno oppure utilizzare
00:49:44materiale genetico resistente alle infezioni da funghi. Per quanto riguarda le pratiche agronomiche
00:49:52nel caso della gestione della nutrizione azotata vi riporto l'esempio che vi ho già riportato in
00:49:57precedenza. A seconda del tipo di fertilizzante azotato che noi utilizziamo abbiamo una diversa
00:50:04risposta della radice quindi se la nostra idea è quella di immobilizzare rame o di renderlo meno
00:50:10disponibile per la pianta l'idea dovrebbe essere quella di utilizzare un fertilizzante a base nitrica
00:50:17a base di sali di nitrato che porta un'alcalinizzazione del suolo circostante la radice e
00:50:25chiaramente un'alcalinizzazione riduce la biodisponibilità del rame nei confronti della
00:50:31pianta. In modo completamente analogo possiamo gestire la nutrizione ferrica anche il ferro per
00:50:37essere assorbito diciamo nel meccanismo di assorbimento del ferro noi abbiamo una fase in
00:50:44cui la pianta deve acidificare il suolo qua rappresentato da questa colorazione giallina
00:50:51intorno alle radici. Chiaramente questa acidificazione del suolo porta come abbiamo
00:50:59discusso prima ad una maggiore disponibilità del rame tant'è che se noi analizziamo la quantità di
00:51:05rame in piante cresciute in carenza di ferro vedete che il rame questa è un'analisi di microfluorescenza
00:51:13e raggi x e questa parte chiara indica la concentrazione di rame e come potete vedere in queste piante
00:51:23cresciute in carenza di ferro noi abbiamo un sensibile accumulo di rame ad esempio a livello
00:51:29delle venature della foglia cosa che noi invece non osserviamo nelle piante cresciute in presenza
00:51:37di ferro quindi con una corretta nutrizione ferrica. Il messaggio di questa pratica è se noi manteniamo
00:51:43le nostre piante di vite o agrarie in generale correttamente nutrite con il ferro mediante ad
00:51:52esempio applicazioni fogliari di ferro scongiureremo il problema di un eccessivo accumulo di rame dovuto
00:52:01a un'acidificazione del suolo per l'acquisizione del ferro dal dal substrato. L'altra possibilità che
00:52:11rappresenta un passo avanti è rappresentata dall'intercropping o consociazione. Dei colleghi
00:52:22brasiliani hanno osservato appunto che coltivando piante di vite in presenza di piante di altro genere
00:52:32in questo caso erano piante di avena su suoli contaminati dal rame le viti mostravano una minore
00:52:41sintomatologia da tossicità dal rame fino ad avere una crescita abbastanza importante rispetto
00:52:47alle piante che invece crescono in un suolo contaminato dal rame. L'ipotesi in questo caso è
00:52:54che la pianta consociata in questo caso l'avena sia più efficiente della pianta di vite nell'interagire con
00:53:03il rame presente nel suolo mediante vari tipi di strategie e possa tramite queste strategie o
00:53:13stabilizzare il rame nel suolo quindi non renderlo più disponibile per la pianta oppure acquisirlo
00:53:19essa stessa in modo preferenziale avendo queste piante ad esempio monocotiledoni tipo l'avena
00:53:27l'orzo e similari una maggiore tolleranza e una maggiore resistenza alla concentrazione alla
00:53:33disponibilità di rame nei suoli quindi l'idea dove potrebbe essere in questo caso nel sottofila
00:53:40del nostro vigneto anziché diservare con glifosate anziché lasciare un erbe diciamo indigene e
00:53:49autoctone seminare delle colture di questo tipo che possono avere un effetto positivo sulla crescita
00:53:58della vite in campo. L'ultimo approccio potrebbe essere quello invece di utilizzare dei consorzi
00:54:06microbici. I microbi come abbiamo detto sono molto importanti per le funzionalità delle piante alcuni
00:54:12di questi hanno un ruolo molto importante o comunque determinante nel diciamo alleviare gli
00:54:21stress che la pianta può percepire in particolare quando abbiamo fatto un esperimento con un plan
00:54:28grow promoting rhizobacterium o lazio spirillum brasilense come si può vedere le piante trattate
00:54:34con il batterio anche se cresciute in una tossicità dal rame abbastanza forte mostravano comunque una
00:54:41crescita radicale significativamente superiore rispetto alle piante non trattate lasciando appunto
00:54:47intendere che in questo caso la pianta soffrisse meno dello stress da tossicità dal rame. L'approccio
00:54:58invece per quanto riguarda la prospettiva il lavoro in prospettiva è quello di utilizzare materiale
00:55:04genetico resistente. Materiale genetico resistente cosa vuol dire? Sostanzialmente vuol dire utilizzare
00:55:12delle varietà di vite in particolar modo appunto per la viticoltura che sono più recalcitranti
00:55:19all'infezione dai comuni patogeni. Questo sicuramente come è rappresentato dal disegno riportato sulla
00:55:30slide implica che in presenza di una varietà resistente il viticoltore dovrà apportare una
00:55:39minore quantità di rame purtroppo allo stato attuale non è possibile non trattare quindi la
00:55:45differenza è sulla quantità di rame trattata e chiaramente questa minore quantità di rame
00:55:53spruzzata sulle varietà resistenti avrà di conseguenza un minore impatto sul suolo. Ad oggi
00:56:02abbiamo due classi di, chiamiamole due classi di materiali resistenti in viticoltura, sono le viti
00:56:12ottenute mediante approccio di selezione genica, le cosiddette pivi, mentre l'altro gruppo è rappresentato
00:56:21dalle diciamo dalle piante resistenti ottenute per genome editing. La cosa importante che bisogna
00:56:30puntualizzare sia per le pivi che per le piante ottenute per genome editing è che anche se il
00:56:38cambiamento è minimale queste nuove piante sono delle piante che hanno un assetto genetico diverso
00:56:44dalle piante tradizionali. Avendo un assetto genetico diverso rispetto alle piante tradizionali è possibile
00:56:50che queste abbiano diciamo la possibilità di stabilire un diverso rapporto con il suolo e con il microbioma
00:57:01ad esse associato e che soprattutto richiedono delle strategie di fertilizzazione che sono diverse
00:57:11rispetto alle varietà tradizionali. Chiaramente questi due aspetti ovvero strategie specifiche di
00:57:21fertilizzazione così come un diverso rapporto con il microbioma del suolo potrebbe avere un impatto
00:57:32chiaramente sui cicli biogeochimici degli elementi governati dal microbioma ma anche sulla biodiversitÃ
00:57:40delle comunità associate a queste piante. Come dicevo prima il vantaggio delle varietà resistenti è
00:57:52quello che noi andiamo a ridurre il numero dei trattamenti perché queste sono resistenti al patogeno
00:58:01per eccellenza plasmopara. Bisogna però sempre tenere presente ad esempio specialmente nel caso
00:58:08delle varietà pivi che le infezioni secondarie possono sempre comunque colpire questi vigneti
00:58:15infatti è stato osservato che diverse varietà di pivi pur essendo resistenti alla plasmopara sono
00:58:23comunque sensibili alla botrite e inoltre anche da notare che molti dei trattamenti che sulle varietÃ
00:58:31tradizionali vengono fatte per la plasmopara sono efficaci poi effettivamente anche contro la botrite
00:58:41quindi riducendo il numero di trattamenti che noi facciamo perché non abbiamo più bisogno di controllare
00:58:48la plasmopara in modo così stringente in realtà potrebbero insorgere delle malattie che prima magari
00:58:57curavamo non sapendolo avendo come obiettivo principale quello di curare la plasmopara.
00:59:04Quindi probabilmente con queste varietà resistenti potremmo essere arrivati a un punto di svolta
00:59:10anche se questo è un articolo che è stato pubblicato qualche giorno fa in cui appunto nel sud della Francia
00:59:22alla fine estate si è avuta una massiccia infezione da plasmopara su tutti i vitigni resistenti presenti.
00:59:31Questo probabilmente per una particolare manifestazione di condizioni climatiche però diciamo in questo caso
00:59:42il timore dei ricercatori che stanno appunto lavorando in questi giorni è quello che avendo sviluppato
00:59:49una varietà resistente alla plasmopara in realtà che il patogeno non abbia mutato e quindi abbia in qualche
00:59:57modo trovato una via per aggirare il sistema di difesa inserito nella pianta.
01:00:04Quindi a valle di tutto questo tanto è stato sostanzialmente fatto per diciamo diminuire l'approccio
01:00:17e l'apporto di agrofarmaci nell'ambiente in particolar modo nel sistema vitivinicolo ma tanto c'è ancora da fare
01:00:26e detto questo io concludo e vi ringrazio per l'attenzione.