Modelli di rilascio e dispersione di feromoni per la lotta agli insetti nocivi nei vigneti e nei frutteti

La confusione sessuale è un metodo di lotta a carattere preventivo che attraverso l’immissione nell’ambiente, tramite appositi diffusori, del feromone sessuale prodotto dalle femmine di una specie, mira ad impedire ai maschi della stessa specie di rintracciare il partner e portare a termine l’accoppiamento. Questo metodo di lotta trova applicazione nella difesa dei vigneti e dei frutteti da insetti nocivi quali la tignoletta della vite Lobesia botrana e la tignola della vite Eupoecilia ambiguella, la tignola orientale del pesco Cydia molesta e la carpocapsa del melo Cydia pomonella. Conoscere i fattori ambientali che influenzano il rilascio dei diffusori è utile per una corretta disposizione degli stessi all’interno dell’area da proteggere ma soprattutto per prevedere, in un qualunque momento della stagione, l’entità del rilascio nei giorni successivi e stimare la quantità di feromone già erogato, da cui ricavare per differenza quello ancora disponibile all’interno dei diffusori, senza la necessità di dover procedere a pesate gravimetriche degli erogatori. In questo lavoro di tesi vengono presentati i risultati di una sperimentazione condotta con l’obiettivo di individuare i fattori, meteorologici e non, che influenzano il rilascio delle molecole di feromone dalle principali tipologie di diffusori prodotti dalla società giapponese Shin-Etsu. Nello specifico lo studio si è concentrato sui modelli Isonet L e Isonet L plus utilizzati nella lotta alle tignole della vite Lobesia botrana e Eupoecilia ambiguella, sui modelli Isomate C plus e Isomate C TT utilizzati nella lotta alla carpocapsa del melo Cydia pomonella e sui modelli Isomate OFM rosso e Isomate OFM rosso flex utilizzati nella lotta alla tignola orientale del pesco Cydia pomonella. Dall’analisi delle correlazioni fra i valori del rilascio e quelli delle variabili meteorologiche monitorate durante le sperimentazioni è stato possibile individuare nella temperatura dell’aria il principale fattore meteorologico che influenza il rilascio di feromone dai diffusori Shin-Etsu. Gli altri parametri meteorologici monitorati, quali intensità del vento, intensità della radiazione solare, umidità dell’aria, pressione atmosferica e intensità di precipitazione non hanno mostrato alcuna correlazione significativa fra i valori assunti dalle variabili e il rilascio di feromone. Le misure condotte in condizioni di ventilazione forzata hanno invece dimostrato come non vi siano differenze statisticamente significative nell’entità del rilascio per venti di intensità compresa fra i 2 e i 4 m/s. Non si può però escludere che al di sotto dei 2 m/s possa verificarsi una differenza nel rilascio per differenti intensità del vento. Le analisi condotte in microscopia ottica e in microscopia elettronica a scansione di diffusori “vergini” ancora carichi e di quelli utilizzati nelle sperimentazioni di campo hanno permesso di osservare una lieve alterazione della parete esterna dei diffusori, dovuta principalmente all’azione della radiazione solare e degli agenti meteorici, ma probabilmente non in grado di influire sul rilascio di feromone. Le analisi hanno inoltre messo in evidenza come i pori dei diffusori scarichi presentino una lunghezza mediamente maggiore di quella dei pori dei diffusori carichi. Interessanti risultati sono stati ottenuti con le osservazioni dei diffusori dopo un periodo di riscaldamento degli stessi in cella climatica alla temperatura di 60°C. Le analisi, condotte principalmente con l’obiettivo di studiare l’effetto delle variazioni di temperatura sulle dimensioni dei pori, hanno messo in evidenza come nelle osservazioni condotte a temperatura ambiente e in quelle effettuate dopo aver scaldato i diffusori in camera climatica per circa un’ora si osservi una crescita della lunghezza media dei pori nelle osservazioni a 60°C sia per i diffusori carichi sia per quelli scarichi. Inoltre, l’incremento ottenuto per i diffusori carichi è di molto inferiore rispetto alla differenza tra la lunghezza media dei pori dei diffusori carichi e di quelli scarichi. Sulla base dei risultati delle sperimentazioni sono stati creati differenti modelli di rilascio per le principali tipologie di diffusori Shin-Etsu attualmente in commercio, modelli in grado di prevedere l’erogazione del feromone e fornire la quantità di feromone ancora contenuta all’interno dei diffusori necessitando come unico dato di input la temperatura dell’aria. Dopo essere stati messi a punto, i modelli sono stati validati mediante confronto con dati reali raccolti in campo negli anni precedenti in differenti località. I valori di rilascio forniti dai modelli sono stati confrontati con quelli misurati in campo, ottenendo uno scarto medio tra valori misurati e valori previsti dal modello molto basso. I modelli validati sono stati impiegati per prevedere il rilascio e il contenuto di feromone rimanente per alcune località situate nelle aree collinari di Langhe e Monferrato, utilizzando dati di temperatura registrati negli anni passati da centraline meteorologiche presenti sul territorio, al fine di mostrarne l’utilizzo e le potenzialità per previsioni di campo. Tutti i modelli di rilascio sviluppati sono stati successivamente ingegnerizzati come algoritmi di calcolo all’interno di un prototipo di datalogger da campo, appositamente creato per soddisfare le specifiche esigenze di affidabilità e autonomia nelle condizioni di lavoro in campo aperto. Il prototipo di datalogger è stato testato in campo in tre differenti località durante la stagione di lotta dell’anno 2015, ottenendo ottimi risultati sia in termini di affidabilità che di capacità di prevedere correttamente l’entità del rilascio e il contenuto di feromone rimanente. Nell’ultima parte del lavoro di tesi gli output del modello di rilascio sono stati utilizzati come input di un modello matematico di dispersione sviluppato e validato per simulare la dispersione in atmosfera degli inquinanti. I valori di concentrazione di feromone in aria ottenuti con le simulazioni effettuate sono paragonabili a quelli misurabili in campo e pubblicati in letteratura. Si può pertanto ritenere che il modello sia in grado di simulare con un alto livello di dettaglio la dispersione dei feromoni all’interno dell’area di interesse, fornendo valori di concentrazione paragonabili a quelli misurabili in campo e pubblicati in letteratura. E’ quindi possibile utilizzare tale modello, inizialmente sviluppato ed utilizzato per simulare la dispersione degli inquinanti atmosferici, anche per la dispersione in campo delle molecole di feromone. Affiancando i modelli di rilascio e dispersione di feromoni, sviluppati e descritti in questo lavoro di tesi, ai diversi modelli di sviluppo fenologico già messi a punto per la maggior parte degli insetti bersaglio, sarà possibile fornire ai produttori e ai tecnici agricoli uno strumento di supporto decisionale indispensabile per un monitoraggio integrato delle loro colture.