Wheat is the world’s most important food crop, covering 219 million hectares and producing 760 million tons annually, which accounts for 28% of global cereal production. However, wheat cultivation faces challenges related to food security, such as fungal diseases (Fusarium head blight and Septoria tritici blotch) and mycotoxin contamination. Fungicides are widely used to control these diseases, but the European Commission aims to reduce pesticide use by 50% by 2030, promoting sustainable alternatives, including biofungicides. This thesis evaluated the effectiveness of several biofungicides (pure chitosan, crustacean chitosan, fungal chitosan, basalt powder, and lactobacilli) compared to the fungicide prothioconazole, in an experiment conducted in 2023 and 2024 in Carmagnola and Villafranca Piemonte. Seven treatments were applied at wheat flowering, measuring the incidence and severity of Fusarium head blight and Septoria tritici blotch, grain yield, hectoliter weight, thousand kernel weight, and mycotoxin concentrations (DON, TeA, and TEN). The results showed that biofungicides reduced the incidence of Fusarium head blight by -10% (crustacean chitosan), -11% (fungal chitosan), and -12% (basalt powder) compared to untreated controls. The severity of Fusarium head blight decreased by -28% with crustacean chitosan, -36% with fungal chitosan, and -29% with basalt powder. However, prothioconazole reduced Fusarium head blight severity by -78% and Septoria tritici blotch by -51%. Additionally, prothioconazole resulted in a 16% increase in grain yield and a 1.9 kg/hL increase in hectoliter weight. The biofungicides did not show significant differences in agronomic conditions but increased protein content by 3% compared to synthetic fungicides. Regarding mycotoxins, the synthetic fungicide reduced DON (-61%), TeA (-62%), and TEN (-66%) levels compared to untreated samples, while biofungicides did not significantly reduce any of the mycotoxins tested. In conclusion, biofungicide-based strategies showed limited effectiveness in controlling the diseases studied and had no significant impact on reducing mycotoxin accumulation, compared to synthetic fungicides, which remain essential for ensuring grain productivity and quality. Further research is needed to develop effective alternatives that can meet the production, quality, and safety goals.
Il frumento è la coltura alimentare mondiale più importante, con 219 milioni di ettari e una produzione annuale di 760 milioni di tonnellate, pari al 28% della produzione globale di cereali. Tuttavia, la coltivazione affronta sfide legate alla sicurezza alimentare, come le malattie fungine (fusariosi della spiga e complesso della septoriosi) e la contaminazione da micotossine. Attualmente sono ampiamente utilizzati i fungicidi sintetici, per contrastare gli effetti di queste malattie, ma la Commissione Europea mira a ridurre del 50% l'uso di pesticidi entro il 2030, favorendo alternative sostenibili, tra cui i biofungicidi. Questa tesi ha valutato l’efficacia di alcuni biofungicidi (chitosano puro, chitosano da crostacei, chitosano fungino, farina di basalto e lactobacilli) rispetto al fungicida sintetico protioconazolo, in un esperimento condotto nel 2023 e 2024 nelle località di Carmagnola e Villafranca Piemonte. Sono stati applicati 7 trattamenti alla fioritura del frumento, misurando l'incidenza e la severità della fusariosi della spiga e del complesso della septoriosi, la produzione di granella, il peso ettolitrico e dei mille semi, oltre alla concentrazione di micotossine (DON, TeA, TEN). I risultati mostrano che i biofungicidi hanno ridotto l’incidenza della fusariosi della spiga rispettivamente del -10% (chitosano da crostacei), -11% (chitosano fungino) e -12% (farina di basalto) rispetto ai campioni non trattati. La severità della fusariosi della spiga è diminuita del -28% con il chitosano da crostacei, -36% con il chitosano fungino e -29% con la farina di basalto. Tuttavia, il protioconazolo ha ridotto maggiormente la severità della fusariosi della spiga del -78% e del complesso della septoriosi del -51%. Il protioconazolo inoltre ha garantito l’aumento della produzione di granella del 16% e del peso ettolitrico di 1,9 kg/hL. I biofungicidi non hanno mostrato differenze significative nelle condizioni agronomiche, ma hanno aumentato del 3% il contenuto proteico rispetto ai fungicidi sintetici. Per quanto riguarda le micotossine, il fungicida di sintesi ha ridotto il contenuto di DON (-61%), TeA (-62%) e TEN (-66%) rispetto ai campioni non trattati, mentre i biofungicidi non hanno ridotto significativamente il valore di alcuna micotossina esaminata. In conclusione, le strategie basate sull’impiego di biofungicidi hanno mostrato un'efficacia limitata nel controllo delle malattie esaminate e non hanno avuto alcun impatto nella riduzione dell'accumulo di micotossine, rispetto ai fungicidi sintetici, che rimangono necessari per garantire produttività e qualità sanitaria della granella. Saranno necessari ulteriori studi per sviluppare alternative efficaci in grado di soddisfare gli obiettivi produttivi, qualitativi e sanitari.
Efficacia di bio-fungicidi per il controllo delle micotossine normate ed emergenti nelle filiere cerealicole.
VEZZA, MICHELE
2023/2024
Abstract
Il frumento è la coltura alimentare mondiale più importante, con 219 milioni di ettari e una produzione annuale di 760 milioni di tonnellate, pari al 28% della produzione globale di cereali. Tuttavia, la coltivazione affronta sfide legate alla sicurezza alimentare, come le malattie fungine (fusariosi della spiga e complesso della septoriosi) e la contaminazione da micotossine. Attualmente sono ampiamente utilizzati i fungicidi sintetici, per contrastare gli effetti di queste malattie, ma la Commissione Europea mira a ridurre del 50% l'uso di pesticidi entro il 2030, favorendo alternative sostenibili, tra cui i biofungicidi. Questa tesi ha valutato l’efficacia di alcuni biofungicidi (chitosano puro, chitosano da crostacei, chitosano fungino, farina di basalto e lactobacilli) rispetto al fungicida sintetico protioconazolo, in un esperimento condotto nel 2023 e 2024 nelle località di Carmagnola e Villafranca Piemonte. Sono stati applicati 7 trattamenti alla fioritura del frumento, misurando l'incidenza e la severità della fusariosi della spiga e del complesso della septoriosi, la produzione di granella, il peso ettolitrico e dei mille semi, oltre alla concentrazione di micotossine (DON, TeA, TEN). I risultati mostrano che i biofungicidi hanno ridotto l’incidenza della fusariosi della spiga rispettivamente del -10% (chitosano da crostacei), -11% (chitosano fungino) e -12% (farina di basalto) rispetto ai campioni non trattati. La severità della fusariosi della spiga è diminuita del -28% con il chitosano da crostacei, -36% con il chitosano fungino e -29% con la farina di basalto. Tuttavia, il protioconazolo ha ridotto maggiormente la severità della fusariosi della spiga del -78% e del complesso della septoriosi del -51%. Il protioconazolo inoltre ha garantito l’aumento della produzione di granella del 16% e del peso ettolitrico di 1,9 kg/hL. I biofungicidi non hanno mostrato differenze significative nelle condizioni agronomiche, ma hanno aumentato del 3% il contenuto proteico rispetto ai fungicidi sintetici. Per quanto riguarda le micotossine, il fungicida di sintesi ha ridotto il contenuto di DON (-61%), TeA (-62%) e TEN (-66%) rispetto ai campioni non trattati, mentre i biofungicidi non hanno ridotto significativamente il valore di alcuna micotossina esaminata. In conclusione, le strategie basate sull’impiego di biofungicidi hanno mostrato un'efficacia limitata nel controllo delle malattie esaminate e non hanno avuto alcun impatto nella riduzione dell'accumulo di micotossine, rispetto ai fungicidi sintetici, che rimangono necessari per garantire produttività e qualità sanitaria della granella. Saranno necessari ulteriori studi per sviluppare alternative efficaci in grado di soddisfare gli obiettivi produttivi, qualitativi e sanitari.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/8905