Biologia, diffusione e comportamento della cimice Asiatica Halyomorpha halys Lara Maistrello - Confagricoltura Mantova
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Biologia, diffusione e comportamento della cimice Asiatica Halyomorpha halys Lara Maistrello Dipartimento di Scienze della Vita Centro BIOGEST-SITEIA
Halyomorpha halys (Heteroptera, Pentatomidae) Brown Marmorated Stink Bug (BMSB) Maschio Femmina LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE Foto S. Bortolini
Foto S. Bortolini H. halys - stadi giovanili Foto S. Bortolini 2° stadio Ovatura e 1 stadio Forma del capo, 4° stadio spine ai lati di capo e pronoto Foto G.Vaccari Foto S. Bortolini LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys – Accoppiamento & stadi di sviluppo Elevata promiscuità Elevato n° accoppiamenti Adulto N5 Foto S. Bortolini N4 N3 Ovatura N2 N1 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys Raphigaster nebulosa Antenne ASIATICA INDIGENA Rettangolare 2 bande 3 bande Triangolare chiare chiare “Calli” con macchie Forma dell’apice avorio del capo distinte Marmorizzazione su pronoto e Marmor. scutello uniforme Parte membranosa delle emielitre Venature marcate Piccole di scuro chiazze scure Foto M. Bisanti Foto M. Po LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Spina dall’addome, rivolta verso il rostro R. nebulosa INDIGENA Zampe non striate di scuro Spina assente H. halys ASIATICA Zampe striate di scuro Foto: L. Mola LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Halyomorpha halys …o no??? Raphigaster Nezara Dolycoris nebulosa viridula baccharum Foto P.G. Grassi Foto L. Ansaloni Arma Foto G.P. Perrella custos Nezara Nezara viridula viridula Foto M. Gardinali Foto R. Castaldi Foto L.Camanzi LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Da NON CONFONDERE!!! H. halys Arma custos Chiavi riconoscimento H. halys ASIATICA INDIGENA nel mondo Margini appuntiti ai lati del pronoto Supplementary material 2: H. halys identification keys – Tables Supplementary material 3: H. Dimensioni halys identification keys – Figures più ridotte Foto: Franco Z. - Naturamediterraneo PREDATORE di uova e stadi giovanili di diversi insetti, inclusi diversi fitofagi: un potenziale antagonista naturale LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Halyomorpha o Brown Marmorated Stink Bug Scopus, 27/03/2019 N° Tot citazioni= 4079 N° Tot articoli= 288 Un insetto "TRENDY" LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
2010: “Annus horribilis” per la frutticoltura negli stati del Mid-Atlantic U.S.A. Da allora, in diversi stati U.S.A. H. halys è il FITOFAGO CHIAVE dei frutteti
U.S.A. PENNSYLVANIA - MELO TRATTAMENTI INSETTICIDI DURANTE LA STAGIONE Mating disruption against codling moth and Oriental fruit moth Im. As. Del. Alt. 2009 4 insecticide appl. Before BMSB 4 active ing. PC PC/RAA LR/CM Conseguenze dei trattamentiCM/LR intensivi contro H. halys: La lotta integrata non esiste più! As. As. Im. As. Ln. Ln. Ac. Ln. Bl. Ac. W. Bl. Br. Sc. Sc. Gravi conseguenze sugli ecosistemi: Del. Del. Ln. Del. Ln. Alt. Alt. 2013 Falcidia di antagonisti naturali che mantenevano basse le popolazioni di altri infestanti (afidi e cocciniglie), col risultato with BMSB PC PC BMSB LR/CM /BMSB che questi BMSB ultimi stanno CM/ BMSB tornando BMSB ad essere dannosi Aprile Mag Pesanti Giu conseguenze Lug sugliAgo impollinatoriSet Insecticides: = BMSB - N1 Im. – phosmet; As. – acetamiprid; In. – methoxyfenozide; 13 insecticide appl. Complete spray Ln. – methomyl; Del – spinetoram; Alt. – rynaxypyr; 8 active ing. Sc. – dinotefuran; Bl. – clothianidin; Dn.- fenpropathrin; Ac.- thiametoxam; W. – lambda cyhalothrin; Br - bifenthrin Courtesy of Greg Krawczyk Penn State Fruit, Research & Extension
H. halys nel mondo Leskey & Nielsen., Annu. Rev. Entomol. 2018. 63:599–618 CHILE Santiago 2016 AREE in cui è INTRODOTTA AREE in cui è NATIVA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
Modelli idoneità climatica (CLIMEX) MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
Modelli idoneità climatica (CLIMEX) MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
Modelli idoneità climatica (CLIMEX) Maistrello - BMSB biology, monitoring, biocontrol, innovative management
HALYOMORPHA HALYS IN EUROPA nel 2013 FRANCIA SVIZZERA Strasburgo Haye et al, 2015 Callot & Brua, 2013 primi dati Zurigo primi dati 2012 2004 Foto P. Dioli ITALIA Maistrello et al. 2016 H. halys in EUROPA primo dato ufficiale: Magreta (MO) Febbraio 2019 400 km 13-IX-2012 DATA SOURCE: - Claerebout et al. 2019. Bull. Royal Belgian Inst. Nat. Sci. in press - Maistrello et al. 2018. Bioscience. 68: In Aprile 2013 H. halys 979–989. - BUGMAP APP (FEM) Feb 2018 era inserita nella - Roca-Cusachs et al. 2018. Bull. Inst. Cat. EPPO-ALERT LIST Hist. Nat. 68 (12): 979–989. - De Michele & Grozea. 2018. Res. J. of Agric. Sci. 50: 11-115 - Vetek et al. 2018. Entomol. Generalis. 38:3-14 - Çerçi & Koçak 2017. Acta Biol. Tur. 30:121-127 - Sapina & Jelaska 2018. Bulletin OEPP/EPPO Bull. 48:138-143 - Musolin et al. 2018. Arthropod-Plant Interactions. 12:517–529 GRECIA Milonas & Partsinevelos, 2014 Atene primi dati 2011 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
In natura gli adulti svernano in aree Svernamento in STRUTTURE COSTRUITE DALL'UOMO: asciutte e protette, rifugiandosi in Case, magazzini, capannoni, containers, veicoli, microhabitat nascosti (fessure, interstizi) in packaging, valige, vestiti... cima ad alberi eretti con corteccia spessa, in particolare Quercus spp e Robinia spp LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
CONSEGUENZE dello svernamento in massa in strutture 2) ...un'opportunità unica costruite dall'uomo: per seguirne la diffusione 1) UN FASTIDIO URBANO... in tempo reale 3)...L'AUTOSTOPPISTA PERFETTO La tendenza a nascondersi in microhabitat facilita la diffusione tramite l’uomo, le merci, i bagagli LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE http://appmeteo.fmach.it/bugMap/#/dashboard/overview
H. HALYS in ITALIA: 2012-2013 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. HALYS indagine 2012-2016 BIOSCIENCE (2018), 68:979-989 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Modelli spazio-temporali dell'invasione di H. halys • Il transetto è stato discretizzato in cellule regolari (unità spaziali) di 2 x 2 km • É stato utilizzato un modello di occupazione delle celle per descrivere le dinamiche di diffusione (all'interno di ciascun anno e tra anni) • É emersa una dispersione stratificata: continua (breve distanza) e mediata dall'uomo (grandi distanze) • La modalità di crescita è ESPONENZIALE • Stima probabile anno di inizio dell'invasione: 2009 • Aumento della diffusione in autunno • L'analisi dei dati sull'abbondanza indica che le popolazioni di H. halys possono raggiungere livelli potenzialmente dannosi per le colture in un tempo molto breve BIOSCIENCE (2018), 68:979-989 Esemplare rinvenuto a Genova nel 2007 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Analisi genetiche e Cesari et al., 2018. BIOL. INV. 20:1073–1092 rotte di invasione • In Italia (13 aplotipi) vi è la Estrazione maggiore biodiversità al di di DNA totale fuori dell’areale d’origine • Invasioni multiple ancora in 1175 pb totali da 236 corso, principalmente dall’Asia esemplari raccolti in (>> Cina, Korea, Giappone), e Italia, Romania e Grecia dalla diffusione da altre nazioni europee (Svizzera ̶ Francia) Confronto con 1035 • Popolazioni differenti con esemplari da Asia, caratteristiche biologiche Nord America, Europa diverse (es. riproduzione, e individui intercettati risposta agli insetticidi, risposta in Nuova Zelanda a semiochimici) • Creazione di nuove combinazioni genetiche LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
2016 – PROGETTO CONGIUNTO USA-EU SU EFFICACIA TRAPPOLE: RISULTATI • Catture qualitativamente simili tra i MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it siti UE e USA • Per gli adulti si riscontra l’effetto sinergico del mix Murgantiol + MDT • Elevata biodiversità in UE rispetto USA • L’attrazione per le esche feromonali è indipendente dall’aplotipo LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
EFFETTI COLLATERALI della cimice Asiatica sul COMMERCIO INTERNAZIONALE In Nuova Zelanda e Australia le intercettazioni di H. halys nelle merci dall'Europa (soprattutto Italia) sono aumentate notevolmente Nel 2017, 2018, 2019 delegazioni di autorità governative "Biosecurity" di NZ & AU visitano i paesi EU per controllare porti e magazzini di stoccaggio merci Da metà gennaio 2018 sia NZ che AU hanno deciso di imporre trattamenti obbligatori sulle merci provenienti da tutti i paesi europei in cui è presente la cimice asiatica CONSEGUENZE per gli ESPORTATORI EUROPEI Incremento dei costi per effettuare i trattamenti obbligatori (calore, fumigazioni) Rifiuto di attracco e scarico merci per cargo, turn- arounds Ritardi nella consegna delle merci LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
2018: rinvenimenti di cimice Asiatica in AU e NZ MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
UNIMORE & C. – Una task force per la gestione sostenibile di H. halys • Seguire la diffusione • Studiare la genetica L’Informatore Agrario. 2017. 42: 34-42 • Elaborare modelli su modalità di diffusione spazio-temporale • Monitoraggio in campo • Indagini sul ciclo biologico • Verificare le potenzialità degli antagonisti autoctoni • Individuare stimoli attrattivi/repellenti Attività per la gestione integrata • Individuare metodi di monitoraggio affidabili • Sviluppo di innovativi sistemi di cattura • Testare in campo metodologie a basso impatto ambientale: - reti multifunzionali / gestione del perimetro - strategie basate sull’ecologia e il comportamento • Sviluppo di modelli previsionali LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione TIPO DI DANNO RANGE PIANTE OSPITI COMPORTAMENTO BIOLOGIA - ECOLOGIA LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
II stadio Halyomorpha halys Rostro Adulti Foto G.Vaccari Foto S. Caruso Foto R. Guidetti Foto S. Bortolini Foto R. Guidetti LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
danni da H. halys deiezioni danni su pero danni da punture precoci danni da punture tardive (post-raccolta) Photos G. Vaccari, R. Nannini, S. Caruso, G Aldrovandi LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys danni su pesche/nettarine Photo G. Vaccari, E. Costi, L. Maistrello LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys danni su kiwi, mele, olive LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys - danni su MAIS LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys – danni su solanacee Peperone Pomodoro Photos T. Kuhar LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys - Danni su soia LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. HALYS – fitofago chiave del nocciolo Nel 2016 in Georgia ha causato danni per 60 mln USD Nel 2017 in Piemonte fino al 90% del raccolto è andato perduto (8-20% nel 2016) LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. HALYS – VITE & VINO 2017. 68 (1): 120-125 Presenze su vite ed effetti su produzione: poco rilevanti rispetto ad altre colture Su vino: negli USA introduzione di 3 cimici vive/grappolo provoca effetti negativi su Pinot noir, non su vini bianchi Prove su Lambrusco in Emilia: introduzione 3 cimici morte/grappolo non particolarmente negativo LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
H. halys – piante spontanee come aree rifugio Photo F. Luthi-Barbieri Photo S. Caruso Photo S. Caruso Photo S. Caruso Photo F. Luthi-Barbieri Photo S. Caruso LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys – Range piante ospiti > 300 specie tra cui piante coltivate, ornamentali, spontanee LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys – Mobilità di adulti e stadi giovanili Bull. Entomol. Res. 2015. 105: 566-573 Adulti: volano 2 km/giorno, max distanza 116km/giorno, fino a 26 m altezza Stadi giovanili: camminano 20 m/giorno LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys, frutteti e vigneti in Emilia Romagna TOT= 113400 ha 25% produzione italiana di frutta frutta esportata per 446 milioni € LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
2014-16 Monitoraggio in campo in E-R Scopo: verificare abbondanza, stagionalità e impatto di H.halys ed altri Eterotteri • Periodo aprile-inizio ottobre •14-18 aziende, monitoraggi settimanali • Pereti e altre realtà agricole Centro frutteto Bordo frutteto Siepe Aree erbose LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
2014-16 Monitoraggio in E-R H. halys nel 2014 specie più abbondante tra gli eterotteri (38%) Prevale nelle siepi e a bordo frutteto, quasi assente in aree erbose Nel 2015 danni >50% in metà delle aziende, fino al 96% in alcuni casi A pochi anni dalla sua scoperta, H. halys è già fitofago chiave lungo tutto il ciclo colturale per i frutteti, causando gravi danni soprattutto nelle bordure J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys – Comportamento in campo Maggiore prevalenza e danni ai bordi dei campi coltivati (effetto bordo) J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244 Applicazione in campo "IPM-CPR" per campi coltivati > 3 ha Caruso S., Vaccari G., Zanetti G., Maistrello L. LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione Soprattutto su frutti e semi TIPO DI DANNO Elevati danni al raccolto = PRODOTTI NON COMMERCIABILI Danni post-raccolta, effetti su qualità prodotti trasformati? RANGE PIANTE OSPITI Assai ampio: > 300 specie tra cui: piante coltivate, spontanee, ornamentali = GESTIONE COMPORTAMENTO Elevata mobilità di adulti e giovani DIFFICILE Preferenza per parti alte della chioma "Effetto bordura" LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
DISCIPLINARI PRODUZIONE INTEGRATA in EMILIA ROMAGNA - PERO GRUPPO CHIMICO SOSTANZE ATTIVE MAX N°Trattamenti autorizzati Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 1) Clorpirifos (max 1) 4 PRIMA di 2014 Fosmet (max 2) Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1 H. halys TOTALE 5 Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 2) Clorpirifos (max 1) Fosmet ( max 2) 4 DOPO 2018 Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1 H. halys Piretroidi Tau-fluvalinate Deltametrina Etophenprox TOTALE 9 UNIMORE & CONSORZIO FITOSANITARIO DI MODENA
Biologia di H. halys in Svizzera ed Emilia Romagna Photos S. Bortolini, E. Costi, G. Vaccari E. Costi, E. Di Bella, T. Haye, L. Maistrello
Halyomorpha halys Confronti parametri biologici H. halys Halyomorpha halys parametri biologici SVIZZERA ITALIA parametri biologici in Svizzera dati 2015 in Italia N. generazioni 1 -2 (2017-18) 2 Mortalità - 72.39 svernamento (%) Cimici riproduttive Tempo di sviluppo - 14.26 (%) In campo: Svernate: 285 uovo-adulto 60-131 gg N° uova/femmina 79.18 I generazione: In condizioni controllate: 214.69 15°C - nessuno sviluppo 20°C - 75,8 gg Svernate: 56.46 25°C - 42,3 gg Mortalità totale (%) 86.7 I generazione: 97.47 30°C - 33,2 gg > 35°C- nessuno sviluppo Svernate: 24.04 R0 5.69 I gener: 5.44 LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
H. halys CICLO in Emilia Romagna DUE GENERAZIONI SOVRAPPOSTE/ANNO Tempi di sviluppo, fertilità e mortalità sono strettamente associati alle condizioni climatiche INIZIO ovideposizioni temperatura > 21°C Massimo picco di uscita da svernamento temperatura > 13°C LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Integrazione life-table/monitoraggio in campo • La possibilità di integrare dati dai due approcci ("Life table" e trappole in campo) ha consentito di evidenziare alcuni aspetti sulla biologia di H. halys: 2 generazioni complete, sovrapposte, con compresenza dei diversi stadi di sviluppo importanza delle condizioni climatiche sulle tempistiche di ovideposizione e sviluppo il picco delle uscite dallo svernamento è tra aprile e metà maggio inizio ovideposizioni verso metà maggio; progressivo calo a partire da fine agosto generazione svernante: mortalità tra uscita svernamento e inizio riproduzione e progressivamente fino a inizio agosto durata massima di vita: circa un anno per la generazione svernante, 70-80 gg per quella estiva individui svernanti: soprattutto adulti della II generazione, possibilità che vi siano anche adulti della I generazione
Indagini sulla biologia - Utilità e scopo IMMEDIATA UTILITÀ PRATICA PER I TECNICI IN CAMPO Ogni anno dal 2015, le date e i numeri delle cimici che fuoriescono dallo svernamento, quelle di inizio deposizione per entrambe le generazioni, tempi di sviluppo e mortalità venogono comunicate settimanalmente al SERVIZIO FITOSANITARIO EMILIA ROMAGNA e diffuse ai tecnici e agricoltori USO della serie storica di dati biologici per L’ELABORAZIONE DI MODELLI PREVISIONALI (fenologici e di dinamica di popolazioni) Alcuni modelli sono stati sviluppati ma non sono previsionali e quindi di scarsa utilità pratica in campo LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
H. halys: Identificazione dei segnali vibrazionali usati durante il corteggiamento Physiol. Entomol. 2016. 41, 249–259 FS-2 signal LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
…ed efficacia del segnale femminile in playback in diversi contesti J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1219-1229 LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
Utilizzo di stimoli diversi per lo sviluppo di innovativi sistemi di cattura Laser vibrometer Mini- Shaker ♀ Attractive female signal LUCI VIBRAZIONI ♂ TRAPPOLA SEMIOCHIMICI MULTI-MODALE LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
H. halys - Prototipo di trappola vibrazionale Catture/Trappola al giorno 9 8 2 trappole 7 Ciascuna 3 giorni: 6 5 10-12 Agosto 2017 4 1-3 Settembre 2017 3 2 1 0 males females nymphs Vibrotrap AgBio Pyramid Sticky traps (Trecè) Bassa efficacia verso femmine e ninfe ma: 1) La vibrazione è un segnale sessuale attrattivo nei confronti dei Grande efficacia nella cattura dei maschi maschi 2) Non è noto l’effetto di un segnale femminile su altre femmine 3) La trappola uccide con shock elettrico (1 scossa /min) LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione Elevato potenziale riproduttivo in condizioni climatiche favorevoli, 2 generazioni sovrapposte al Sud Europa BIOLOGIA Cambiamento climatico: 2 generazioni anche in Centro Europa Tendenza a divenire rapidamente la specie predominante negli & ECOLOGIA ecosistemi di arrivo Elevata promiscuità Corteggiamento con vibrazioni del substrato Prospettive applicative ANTAGONISTI NATURALI? LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
La rivincita delle piante su H. halys Dipartimento di Scienze della Vita Centro BIOGEST-SITEIA GRAZIE PER lara.maistrello@unimore.it L’ATTENZIONE! Parte delle ricerche rientra nel progetto 2013.065 Strumenti e protocolli innovativi per il monitoraggio ed il controllo sostenibile della cimice aliena Halyomorpha halys, nuova minaccia Parte delle ricerche è stata finanziata dalla Regione Emilia Romagna fitosanitaria, e di altri eterotteri dannosi alle nell’ambito del PSR 2014-2020 Op. 16.1.01 - GO PEI-Agri - FA 4B, Pr. colture frutticole del territorio modenese HALYS, con il coordinamento del CRPV
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