Fusariosi della spiga, l'impiego di Trichoderma gamsii T6085

Alessandro Bigi è il vincitore dell'AgroInnovation Award 2019 nella categoria "Difese delle colture"

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AgroInnovation Award è il premio di laurea al fine di promuovere la diffusione di approcci innovativi, strumenti digitali e l'utilizzo di internet in agricoltura

La fusariosi della spiga (Fusarium Head Blight) (fig. 1) è una grave malattia che colpisce il frumento e altri cereali in tutto il loro areale di coltivazione. Essa è causata da un gruppo di patogeni fungini, la maggior parte dei quali appartiene al genere Fusarium.
La dannosità della fusariosi della spiga non è legata solo alla riduzione della produzione di granella, ma principalmente alla contaminazione della produzione dalle micotossine prodotte da questi funghi. I residui colturali della coltura precedente e le spighe in antesi rappresentano i punti critici del ciclo di questa malattia. I residui colturali vengono utilizzati dal patogeno per svernare nell’intervallo di tempo tra due cicli colturali consecutivi, mentre la fioritura è lo stadio fenologico in cui il grano è più suscettibile all’infezione.

Vengono utilizzate diverse strategie per ridurre l’impatto della fusariosi, come la concia del seme, la rotazione delle colture, le pratiche agronomiche, l’applicazione di fungicidi e l’utilizzo di cultivar resistenti, ma nessuna di queste riesce completamente ad impedire l’insorgenza della malattia. In questo scenario, la difesa biologica della coltura mediante l’impiego di organismi benefici, come alcuni microfunghi, offre una valida alternativa sostenibile che può essere utilizzata in lotta integrata.
 
fusariosa della spiga
Fig. 1 - Sintomi della fusariosi sulla spiga (sinistra) e sporulazione di Fusarium sp. sulle spighette (destra)

Diversi isolati appartenenti al genere Trichoderma sono in grado di ridurre la crescita e/o la dannosità di patogeni utilizzando differenti meccanismi d’azione come la competizione per lo spazio e per i nutrienti. Trichoderma gamsiiT6085, proveniente da un terreno incolto in Ucraina, è oggetto di studio da diversi anni presso il laboratorio di Patologia vegetale e micologia del Dipartimento di Scienze agrarie, alimentari e agroambientali dell’Università di Pisa, dove è stato sviluppato il presente lavoro.
Questo isolato è in grado di ridurre la crescita di Fusarium graminearum e F. culmorum (due dei maggiori responsabili della fusariosi della spiga) contro i quali ha mostrato un’attività micoparassitaria e, più importante, ne ha ridotto la capacità di produrre micotossine.
Lo scopo del lavoro è stato di saggiare l’abilità di T. gamsii T6085 ad agire come agente di biocontrollo contro la fusariosi della spiga di grano in campo.
Allo scopo, è stata messa in atto una prova di campo presso il Centro di ricerche agroambientali “Enrico Avanzi” (Università di Pisa) su frumento duro, cultivar Tirex, coltivato in condizioni di semina su sodo, in un terreno con una precedente storia di fusariosi.

La prova è stata condotto su blocchi randomizzati, ciascuno dei quali includeva le seguenti quattro tesi:
  • controllo;
  • trattamento con T 6085 alla spiga;
  • trattamento con T 6085 al terreno;
  • entrambi i trattamenti.

Prima di applicare l’antagonista in campo, sono state ricercate le condizioni di fermentazione migliori per ottenere sufficiente quantità di biomassa fungina da applicare sulle spighe. A tal fine abbiamo valutato diversi substrati agarizzati, variando la fonte di proteine e di carboidrati, e cambiando le condizioni di temperatura e luce all’interno dell’incubatore. 

Abbiamo poi valutato, sempre in vitro, due composti antimicrobici, sodio propionato (un additivo alimentare) e acido gallico, per verificare se il loro impiego poteva offrire un vantaggio all’antagonista verso gli agenti della fusariosi o altri microrganismi naturalmente presenti nell’ambiente. Abbiamo, inoltre, testato la tossicità dei due erbicidi utilizzati nel campo della prova sperimentale contro T. gamsii.

Infine, dopo aver conciato i semi di grano duro con spore di T. gamsii, ne abbiamo valutato la capacità germinativa e, successivamente, il peso secco, il peso fresco e la lunghezza radicale delle plantule da essi originatesi, dimostrando che il trattamento di concia non causava alcuna riduzione dei parametri valutati.

Per l’applicazione al suolo, abbiamo fatto colonizzare granella di miglio da T6085, che, dopo essiccatura, abbiamo distribuito in campo durante la fase di levata, mentre per il trattamento alla spiga abbiamo utilizzato una sospensione di spore in acqua, distribuendola con una pompa a spalla durante la fase di antesi.

Dopo che il T6085 è stato applicato al terreno, abbiamo campionato, prima e dopo l’applicazione, i residui colturali e li abbiamo macinati per estrarre il Dna e quantificare la presenza di T. gamsii mediante Real Time Pcr usando primer specie-specifici. Dopo analisi statistica dei dati è risultata esserci una significativa differenza a favore della tesi trattata verso quella non trattata. 
 

Fig. 2 – Trattamento al terreno: nei cerchi rossi sono mostrati semi di miglio trattati

Il trattamento alla spiga è stato valutato andando a campionare le spighe a intervalli regolari di tempo e valutando la gravità della fusariosi in termini di incidenza e di intensità (o gravità media), che, quattro settimane dopo il trattamento, sono risultate essere inferiore in maniera significativa nelle parcelle trattate.

Questa è stata la prima prova in campo per T. gamsii T6085 su frumento seminato su sodo. Alcuni risultati riportati confermano la possibilità di passare alla fase successiva di sviluppo di un nuovo prodotto per la protezione delle piante a base biologica. A tal fine, saranno necessarie ulteriori indagini sia per migliorare (qualitativamente e quantitativamente) la produzione di biomassa che per mettere a punto formulazioni adatte ai tipi di applicazione previste, sia, infine, per definire, in particolare per l’applicazione al terreno, il momento migliore per la distribuzione dell’inoculo di T. gamsii T6085 in campo.
 
Alessandro Bigi
Alessandro Bigi, categoria "Difese delle colture"
(Fonte foto: © Alessandro Bigi)
 
Per eventuali contatti: alessandro.bigi93@gmail.com

AgroInnovation Award è il premio di laurea istituito da Image Line in collaborazione con l'Accademia dei Georgofili al fine di promuovere la diffusione di approcci innovativi, strumenti digitali e l'utilizzo di internet in agricoltura.

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Leggi le tesi vincitrici della terza edizione.

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