Associazione Regionale Pugliese dei Tecnici e dei Ricercatori in Agricoltura Evoluzione storica degli erbicidi. Molecole erbicide delle colture ortive: caratteristiche chimico fisiche e meccanismi d’azione Bari, 25 ottobre 2012 Alessandro Capella Direzione Ricerca e Sviluppo, Sipcam
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Associazione Regionale Pugliese dei Tecnici e dei Ricercatori in Agricoltura Evoluzione storica degli erbicidi Evoluzione storica degli erbicidi. Molecole.
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Associazione Regionale Pugliese dei Tecnici e dei Ricercatori in Agricoltura
Evoluzione storica degli erbicidi.Molecole erbicide delle colture ortive: caratteristiche chimico fisiche e meccanismi d’azione
Bari, 25 ottobre 2012
Alessandro CapellaDirezione Ricerca e Sviluppo, Sipcam
Gli erbicidi
1. Storia della lotta alle malerbe2. Evoluzione degli erbicidi - famiglie chimiche –
MoA3. Modalità di azione degli erbicidi4. Parametri chimico-fisici caratterizzanti gli erbicidi5. Il diserbo delle colture orticole
• Principali molecole autorizzate• Loro caratteristiche e parametri di valutazione
ambientale6. Misure di mitigazione da deriva, ruscellamento,
lisciviazione7. Spettro d’azione8. Problematica delle resistenze9. Problematica della flora di sostituzione10.Strategia ideale nella gestione e controllo
integrato della flora infestante
Storia della lotta alle malerbe• L’uomo diventa agricoltore
• I riti propiziatori• L’impiego del sale da
cucina• Il novecento
• L’agronomia• Gli studi floristici• La malerbologia• L’inizio dell’era chimica (erbicidi inorganici: NaCl,
solfato di rame, solfato di ferro, acido solforico, arsenito di sodio, sali di metalli pesanti)
Storia della lotta alle malerbe
I primi composti organici• DNOC (dinitrortocresolo)
• Impiegato anche come insetticida e fungicida, introdotto in Italia nel 1936, unico erbicida organico in Italia fino a fine anni ‘40
• 2,4 D (acido 2,4-diclorofenossiacetico)• Pokorny 1940, derivato dal fitoregolatore naturale acido
In Italia, fino agli inizi degli anni ’60, la superficie diserbata delle colture erbacee non
superava il 10%
La lotta alle malerbe nel periodo compreso tra il Neolitico e le soglie del XX secolo è stata realizzata, di fatto, manualmente.Zinmdahl (1999) cita: “Questo periodo di storia dell’uomo può essere definito come l’era (dell’agricoltura) del sangue, del sudore e delle lacrime”
Evoluzione degli erbicidi organici (*)
(*) principali famiglie
MONDO(anni)
Molecola capostipite
Famiglia chimica
MoA(HRAC group)
Dose(g ha-1)
Anni ’30 DNOC Nitrofenoli M 3000
Anni ‘40-’50 2,4-D Acidi fenossiderivati
O 500
Propham Carbammati K2 1700
TCA-sodio Acidi alcanoici N 20000
Anni ‘50-’70 Simazina Triazine C1 2000
Cicluron Derivati ureici C2 600
Paraquat Dipiridilici D 700
Anni ‘60-’90 Cloridazon Diazine C1 2000
Dichlobenil Benzonitrili L 5000
Difenamide Ammidi K3 4000
Evoluzione degli erbicidi organici (*)
(*) principali famiglie
MONDO(anni)
Molecola capostipite
Famiglia chimica
MoA(HRAC group)
Dose(g ha-1)
Anni ’70-’80 Glifosate Organofosforici G 720÷2500
Anni ’70 Diclofop-metile Arilossifenossi-propionati
A 800
Anni ’80-’90 Setossidim Clicloesenoni A 900
Clorsulfuron Sulfoniluree B 15
Imazametabenx-metile
Imidazolinoni B 500
Oxadiazon Ossadiazolinoni E 500
Oxyfluorfen Difeniletere E 700
Glufosinate ammonio
Organofosforici H 600
Anni ’90 Metosulam Solfonil-anilidi B 20
Evoluzione degli erbicidi organici (*)
(*) principali famiglie
MONDO(anni)
Molecola capostipite
Famiglia chimica
MoA(HRAC group)
Dose(g ha-1)
Anni ’90-2000 Sulcotrione Trichetoni F2 300
Anni ’90 Isossaflutolo Isossazoli F2 80
Clomazone Isossazolidoni F3 120
Anni 2000 Penoxulam Triazolo pirimidine
B 40
Pinoxaden Fenilpirazoline A 45
Modalità di azioneGli erbicidi per poter svolgere la loro azione devono essere assorbiti dagli organi vegetali. Due sono le vie principali:• assorbimento fogliare• assorbimento radicale
Assorbimento fogliare• ad esclusivo assorbimento fogliare -> vanno applicati
su infestanti già emerse
Assorbimento radicale (residuali)• antigerminello• ad assorbimento radicale
Modalità di traslocazione
La traslocazione si esplica attraverso due modalità:
• erbicidi di contatto accumulo nel sito di ingresso(caratterizzati da rapida attività erbicida es. glufosinate ammonio, paraquat, bromoxinil, pyraflufen-etile)
• erbicidi sistemici traslocati al sito di azione(attraverso un trasporto xilematico e/o floematico, caratterizzati da una minore rapidità d’azione es. glifosate, arilossifenossi-propionati, cicloesenoni)
Caratteristiche fisico-chimiche
Le caratteristiche chimiche del principio attivo (struttura molecolare) sono alla base di tutte le sue proprietà fisiche e biologiche
Tra le caratteristiche fisiche rivestono una certa importanza:• Volatilità (tensione di vapore)• Solubilità in acqua ed in solventi organici• Coefficiente di ripartizione C organico / acqua (KOC)
• (DT50)
Le principali molecole delle colture orticoleCaratteristiche fisiche correlate alla sostenibilità ambientale (fonte PPDB)Molecole Press. vapore
(mPa, 25°C)Solubilità acqua(mg l-1, 20°C)
KOC DT50(campo, gg)
Pendimetalin 1.94 0.33 17581 90
Linuron 5.1 63.8 739 48
Metribuzin 1.21 X 10-01 1165 n.d. 19
Clomazone 19.2 1102 300 42.5
Imazamox 1.33 X 10-02 626000 n.d. 17
Bentazone 1.7 X 10-01 570 55.3 14
Metazaclor 9.3 X 10-02 450 54 6.8
Propizamide 2.67 X 10-02 9 840 56
Benfluralin 1.73 0.065 10700 53
Chloridazon 1.0 X 10-06 422 120 34.7
Metamitron 7.44 X 10-04 1770 77.7 11.1
Oxifluorfen 2.6 X 10-02 0.116 n.d. 73 LEGENDA NON VOLATILE NON SOLUBILE MOBILE NON PERSISTENTE
MODERATAM. VOL. MODERATAM. SOL. LEGGERM. MOBILE MODERATAM. PERS.
VOLATILE SOLUBILE IMMOBILE PERSISTENTE
Misure di mitigazioneContenimento rischio ambientale (corpi idrici / altre colture)
Dovuto a: Misure di mitigazioneDERIVA • Ugelli antideriva
• Aree di rispetto (buffer zone)• Barriere vegetali• Formulazione• Agenti antideriva • Taratura macchine• Basse pressioni di esercizio
RUSCELLAMENTO • Aree di rispetto (buffer zone)• Fasce tampone• Sistemazioni idraulico-agrarie (es. solchi trasversali al flusso)• Interramento prodotto con erpicatura• Localizzazione del trattamento• Colture di copertura
LISCIVIAZIONE PERCOLAZIONE
• Formulazione (es. microincapsulazione)• Riduzione dosi• Lavorazioni del terreno
Spettro d’azione
Capacità della molecola erbicida, impiegata alle dosi prescritte, selettive, di contenere adeguatamente un certo
numero di specie infestanti
S > 95%: Efficacia ottimale
MS da 70 a 95%: Efficacia ancora di alto livello
MR da 50 a 70%: Efficacia parziale, consigliabile un partner
R < 50%: Efficacia insufficiente
SENSIBILITA’ DELLE INFESTANTI AGLI ERBICIDI DI PRE-EMERGENZA (alle dosi “piene”)
Rapparini et al. da convegno “Colture orticole da industria” – Lanciano (CH), 7 novembre 2008
“Le strategie di lotta chimica devono essere scelte allo scopo di limitare la selezione di flora infestante di sostituzione e ridurre il rischio di diffusione di ecotipi resistenti”
L’alternanza dell’applicazione degli erbicidi con differenti meccanismi d’azione, o meglio miscele degli stessi a dosi ridotte, permette di assicurare il miglior grado di efficacia nel rispetto della selettività colturale e di ridurre il rischio di fitotossicità per le colture poste in successione
Persistenza agronomica vs persistenza ambientale
Strategie di diserbodelle
colture orticole
IL DISERBO DELLE COLTURE ORTICOLE: INTRODUZIONE
Lo scenario della disponibilità di molecole erbicide a seguito della Dir 91/414 CE e del nuovo Reg. 1107/2009 CE La scomparsa o limitazione di numerose molecole comporta continui
adattamenti nella strategia di difesa Limitato numero di meccanismi d’azione (MoA) fa riflettere sulle strategie
antiresistenza e di controllo della flora di sostituzione probabili nuove esclusioni delle colture «minori» dalle etichette a seguito della
valutazione degli Allegati III corretta gestione della flora infestante
Recupero della gestione agronomica pianificazione di strategie erbicide che prevedano una integrazione di molecole
a diverso meccanismo e modalità d’azione utilizzate in pre e/o post emergenza o trapianto delle colture
Il diserbo della carota
CAROTADISERBO DI PRE EMERGENZA
MISCELE DI ERBICIDI PRE EMERGENZA INFESTANTI PREVALENTI
+ AFALON DS (0,7-1 l/ha)Linuron 450 g/L SC
+ CHALLENGE (1 l/ha)Aclonifen 600 g/L SC
+ Fallopia c., Amaranto, Crucifere e Composite
+ Amaranto e Crucifere
Graminacee annuali, Chenopodio, Solanum n., Mercurialis a., Portulaca o., Datura s., Poligonacee, Abutilon, Galium a., Stellaria, Senecio, Xanthium, Cuscuta