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Tirello, Paola (2011) Effetti dei prodotti fitosanitari sulle comunitĂ  di acari della vite
Effects of pesticides on mite communities of grapes.
[Ph.D. thesis]

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Abstract (english)

The present study deals with the effect of pesticides on grape mites, with particular emphasis on predatory mites belonging to the family Phytoseiidae. This study comprises experiments carried out in laboratory and in open field. The main results are summarized below.

Resistance to acaricides in Tetranychus urticae populations from Italy
The two-spotted spider mite Tetranychus urticae was selected as study model. We conducted toxicological tests to assess the acute toxicity of several insecticides and acaricides on different spider mite populations. During these tests, resistance to acaricides in T. urticae was confirmed. This resistance can involve newly introduced formulations. The availability of susceptible and resistant populations of T. urticae allowed us to perform preliminary biochemical assays to assess the activity of detoxifying enzymes related to pesticide resistance.

Effects of some fungicides on predatory mites in North-Italian vineyards
We evaluated the effects of some fungicides (propineb, metiram, mancozeb, folpet and copper hydroxide) on the predatory mite Kampimodromus aberrans in a vineyard. The predatory mite was known to be poorly susceptible to ethylene-bis-dithiocarbamate (EBDCs) fungicides. In early season it was released in an experimental vineyard inhabited by another predatory mite, i.e. Amblyseius andersoni. Fungicides were applied following a randomized design. Fungicides proved to be not selective towards A. andersoni but this effect was influenced by the incidence of grape downy mildew Plasmopara viticola. In fact, this pathogenic fungus represents an alternative food for A. andersoni. K. aberrans was not influenced by the presence of P. viticola. EBDC fungicides caused significant effects on K. aberrans populations and induced spider mite increases.

Effects of a number of pesticides on the predatory mite Kampimodromus aberrans in the laboratory
To assess the effect of selected insecticides, we collected and reared some strains of K. aberrans native to different vineyards and apple orchards. We evaluated lethal and sub-lethal effects on predatory mite females. Spinosad and etofenprox were associated with significant effects on mite survival and fecundity. Thiamethoxam caused a significant reduction in fecundity.

Resistance to chlorpyriphos in the predatory mite Kampimodromus aberrans
Field investigations carried out in the Veneto region showed a potential resistance to chlorpyriphos in K. aberrans populations. Following these observations, we estimated acute toxicity (LC50 and LC90) on K. aberrans populations collected from vineyards (Monteforte d’Alpone and S. Polo di Piave), apple orchards (S. Michele all’Adige) or untreated hackberry trees (Legnaro). The latter exhibited a high susceptibility to chlorpyriphos. On the contrary, LC50 and LC90 in the three populations collected on grapes and apples were relatively high. Resistance factors (RR) were calculated by dividing LD50 of resistant strains by the LD50 of the susceptible strain. RR exceeded 100,000 for all strains being higher for Monteforte strain. These data demonstrated the resistance to organophosphates in K. aberrans. These results have significant implications because lethal concentrations were highest than recommended field doses.

Toxicity of thiamethoxam to Tetranychus urticae and Phytoseiulus persimilis (Acari Tetranychidae, Phytoseiidae) through different routes of exposure
The spider mite Tetranychus urticae and the predatory mite Phytoseiulus persimilis were exposed to topical (microimmersion bioassay), residual (treating leaves) or ingestion pesticide exposures. In the latter, the predators were fed with contaminated prey confined on treated leaves. We studied the effect of all possible exposure combinations on mites. Topical applications did not affect survival in T. urticae and P. persimilis, but showed significant effects on their fecundity.

Toxicity of thiamethoxam to Tetranychus urticae and Kampimodromus aberrans (Acari Tetranychidae, Phytoseiidae) through different routes of exposure
Similar experiments were conducted on T. urticae and the predatory mite Kampimodromus aberrans. Thiamethoxam did not affect K. aberrans survival. Regarding fecundity, feeding on contaminated prey was associated to more severe effects than residual and topical exposure.

Interactions between K. aberrans – pollen – insecticides: laboratory experiments
Field experiments suggested that the effects of pesticides on predatory mites were less pronounced where grass management induced a high pollen flow. We evaluated the influence of pollen availability on survival and fecundity of predatory mites exposed to some insecticides (chlorpyriphos, etofenprox, indoxacarb and spinosad). Survival on chlorpyriphos, etofenprox and spinosad was lower than that observed in the control and indoxacarb. The escape rate was higher on spinosad. Insecticides (exception made for indoxacarb) caused significant effects on the fecundity of K. aberrans. Etofenprox and spinosad showed the lowest levels of fecundity. The amount and the frequency of pollen application improved predatory mite fecundity. We found a significant interaction between insecticides and pollen frequency application. The availability of fresh pollen mitigated the effects of chlorpyriphos on predatory mite fecundity. In conclusion, the availability of alternative foods can mitigate the effects of insecticide application with implications for Integrated Pest Management.

Abstract (italian)

L’attività scientifica ha riguardato lo studio degli effetti dei prodotti fitosanitari sulle comunità di acari della vite, con particolare riferimento agli acari appartenenti alla famiglia dei Phytoseiidae. Lo studio si è articolato in una serie di esperimenti effettuati sia in laboratorio sia in pieno campo, di cui vengono di seguito esposti i principali risultati.

Resistenza in Tetranychus urticae in Italia
L’acaro fitofago T. urticae è stato scelto come primo modello di studio. Su diverse popolazioni dell’acaro tetranichide sono stati svolti dei test per valutare la tossicità acuta di alcuni acaricidi. I test hanno dimostrato che la resistenza agli acaricidi è diffusa e può manifestarsi anche nei confronti di formulati di recente introduzione. E’ stato possibile individuare popolazioni resistenti e sensibili dell’acaro su cui effettuare una serie di saggi biochimici atti a valutare l’attività di diversi enzimi detossificanti potenzialmente correlati con la resistenza ai prodotti fitosanitari.

Effetti di prodotti fungicidi sulle comunitĂ  di acari in pieno campo
In questa seconda ricerca si sono valutati gli effetti di alcuni fungicidi (propineb, metiram, mancozeb, folpet e idrossido di rame) su una popolazione dell’acaro predatore Kampimodromus aberrans introdotta ex-novo in un vigneto in cui era già presente una popolazione autoctona di Amblyseius andersoni. L’acaro è stato inoculato nel vigneto sperimentale all’inizio della stagione vegetativa tramite l’apporto di femminelle prelevate da un vigneto “donatore”. I fungicidi testati non sono apparsi selettivi nei confronti del predatore Amblyseius andersoni, probabilmente a causa dell’alta incidenza della peronospora nel testimone. La peronospora infatti rappresenta un alimento alternativo per tale predatore che ha dimostrato maggiori possibilità di sviluppo su piante non trattate. A differenza di A. andersoni, K. aberrans non è risultato influenzato dalla presenza della peronospora. Alcuni fungicidi (mancozeb e propineb) hanno esercitato effetti negativi significativi sulle popolazioni di K. aberrans a differenza di quanto verificato durante precedenti indagini su popolazioni stabili della stessa specie.

Effetto di insetticidi su Kampimodromus aberrans
Utilizzando materiale proveniente da diversi vigneti, sono stati allestiti allevamenti di K. aberrans in laboratorio. Su questi ceppi si è valutato l’effetto di alcuni insetticidi scelti sulla base del loro diverso modo di azione. In particolare si sono testati: esteri fosforici (chlorpyriphos), carbammati (indoxacarb), neonicotinoidi (thiamethoxam), chitino-inibitori (flufenoxuron), MAC (methoxyfenozide), fenossiderivati (etofenprox), spinosine (spinosad). Le femmine dell’acaro predatore sono state sottoposte ad applicazioni di insetticidi alla dose di campo per valutare gli effetti su mortalità e fecondità delle femmine e schiusura delle uova deposte. L’impiego di etofenprox e spinosad è stato associato a effetti significativi sulla sopravvivenza e sulla fecondità di K. aberrans. Thiamethoxam ha causato una riduzione significativa della fecondità.

Resistenza di Kampimodromus aberrans a chlorpyriphos
Osservazioni condotte a Monteforte d’Alpone, S. Polo di Piave e S. Michele all’Adige hanno consentito di appurare un’elevata sopravvivenza nei confronti di chlorpyriphos da parte di K. aberrans. In seguito a tali osservazioni sono stati calcolati i parametri di tossicità acuta in queste popolazioni a confronto con altre non esposte a trattamenti insetticidi. Il calcolo dei parametri di tossicità acuta (DL50, DL90) è stato eseguito su due popolazioni raccolte su vite (Monteforte d’Alpone e S. Polo di Piave), su una popolazione raccolta su melo (S. Michele all’Adige) e su una popolazione prelevata su piante di bagolaro mai trattate con insetticidi. Quest’ultima ha esibito un’elevata sensibilità nei confronti di chlorpyriphos. Al contrario, i valori dei parametri di tossicità acuta nelle tre popolazioni raccolte su vite e melo sono risultati piuttosto elevati. I fattori di resistenza (RR), ottenuti dividendo la DL50 delle popolazioni resistenti per la DL50 della popolazione sensibile sono superiori a 100.000. E’ possibile ipotizzare che i parametri della tossicità acuta si abbassino aumentando l’esposizione a chlorpyriphos (per via topica oltre che per via residuale) ma, in ogni caso, viene dimostrata per la prima volta la resistenza agli esteri fosforici in K. aberrans. I risultati ottenuti sono particolarmente significativi se si considerano le possibili implicazioni pratiche, in quanto le dosi letali superano ampiamente le dosi di pieno campo.

Effetti di diverse vie di esposizione a thiamethoxam in T. urticae e P. persimilis
Sono stati condotti esperimenti atti a valutare quale possa essere l'effetto degli insetticidi sugli acari in funzione di differenti modalità di esposizione. A tale scopo femmine del fitofago T. urticae e del predatore P. persimilis sono state esposte all’insetticida thiamethoxam per via topica (microimmersione), per via residuale (trattando solo il substrato fogliare) o per ingestione. In quest’ultima modalità, i predatori sono stati alimentati con prede (T. urticae) confinate su foglie di vite contaminate con thiamethoxam tramite applicazione al terreno. Infine, sono stati studiati gli effetti sugli acari delle possibili combinazioni tra i diversi modi di esposizione (topica + ingestione, topica + residuale, ingestione + residuale, topica + ingestione + residuale). La risposta delle diverse specie di acaro è stata valutata calcolando il tasso di sopravvivenza e il tasso di fecondità. In T. urticae e P. persimilis i trattamenti topici non hanno manifestato effetti letali, ma hanno ridotto in modo significativo la fecondità. La combinazione di trattamenti fogliari e radicali ha avuto effetti negativi sia sulla mortalità sia sulla fecondità delle due specie.

Effetti di diverse vie di esposizione a thiamethoxam in Tetranychus urticae e Kampimodromus aberrans
Nel caso di K. aberrans, thiamethoxam non ha causato effetti negativi significativi a livello di sopravvivenza. Per quanto riguarda la fecondità, l’ingestione di prede contaminate è stata associata a effetti negativi più severi rispetto alle modalità di esposizione residuale e topica.

Interazioni tra K. aberrans – polline – insetticidi: prove di laboratorio
E’ stata valutata l’influenza dell’apporto pollinico sulla sopravvivenza e sulla fecondità di acari predatori esposti o meno all’effetto di alcuni insetticidi impiegati in viticoltura e in frutticoltura (chlorpyriphos, etofenprox, indoxacarb e spinosad). Nel caso di chlorpyriphos, etofenprox e spinosad la sopravvivenza è stata inferiore rispetto a quella osservata nelle tesi testimone e indoxacarb. Il tasso di fuga è risultato più elevato su spinosad. Gli insetticidi hanno causato una riduzione significativa della fecondità di K. aberrans rispetto al testimone e a indoxacarb. I livelli più bassi di fecondità sono stati osservati nelle tesi etofenprox e spinosad, ma anche chlorpyriphos ha causato riduzioni significative della fecondità. La quantità e la frequenza delle applicazioni polliniche non sono state associate ad effetti significativi sulla sopravvivenza e sul tasso di fuga del predatore. Al contrario, la fecondità è aumentata sia con la dose sia con la frequenza di somministrazione di polline. Infine, è stata riscontrata un’interazione significativa insetticidi*frequenza di applicazione pollinica. A basse frequenze di somministrazione pollinica la fecondità è stata più elevata nel testimone che su chlorpyriphos, mentre a elevate frequenze l’insetticida non ha causato effetti sulla fecondità. Una tendenza simile a questa è stata riscontrata per indoxacarb. In conclusione, la disponibilità di alimenti alternativi può mitigare gli effetti deleteri degli insetticidi con importanti implicazioni di carattere applicativo.

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EPrint type:Ph.D. thesis
Tutor:Duso, Carlo
Ph.D. course:Ciclo 22 > Corsi per il 22simo ciclo > VITICOLTURA, ENOLOGIA E MARKETING DELLE IMPRESE VITIVINICOLE
Data di deposito della tesi:UNSPECIFIED
Anno di Pubblicazione:31 January 2011
Key Words:acari, fitofarmaci, resistenza, vie di esposizione, kampimodromus aberrans, Tetranychus urticae/ mites, pesticides, resistance, routes of exposure, Kampimodromus aberrans, Tetranychus urticae
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/11 Entomologia generale e applicata
Struttura di riferimento:Dipartimenti > pre 2012 - Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali
Codice ID:4013
Depositato il:21 Jul 2011 12:11
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