Epidemiology and control strategies applied to ash dieback and chestnut ink disease

Lo scopo principale della gestione delle malattie forestali è la riduzione dei danni economici, biologici ed estetici e delle perdite di biodiversità dovute alle malattie delle piante. Le molteplici strategie usate nella gestione delle malattie possono essere raggruppate in due azioni principali, la prevenzione (anche detta profilassi) e la terapia (trattamento o cura). La prevenzione è principalmente limitata dalla mancanza di conoscenza in merito all'organismo in oggetto e i suoi ospiti. I modelli matematici sono stati utilizzati per approfondire la conoscenza delle malattie delle piante con vari obiettivi. Essi offrono l'opportunità di affrontare un uso razionale delle risorse riguardo ai costosi monitoraggi e rappresentano un passo fondamentale verso misure di controllo più sostenibili. Da un punto di vista curativo, oggigiorno gli sforzi sono focalizzati allo sviluppo di concetti di gestione delle malattie che bilancino i benefici dei pesticidi con le preoccupazioni in merito ai residui che possono contaminare l'ambiente. In questa tesi, i due principi della gestione della malattia sono stati affrontati con due casi studio: il dissecamento del frassino, causata da Hymenoscyphus fraxineus, che può essere considerata la più grave malattia del genere Fraxinus in Europa, e il mal dell'inchiostro del castagno, causata da Phytophthora cambivora (Petri) Buism. and P. cinnamomi Rands. Nella prima parte della tesi sono state introdotte le due malattie, in modo da poterne appurare somiglianze e differenze (Capitolo I). Successivamente, dal capitolo II al capitolo V sono descritte le prove sperimentali effettuate. In particolare, nel capitolo II è stato approntato uno studio della nicchia ecologica di H. fraxineus, con la caratterizzazione di variabili ecologiche e ambientali associate a zone naturalmente infette. Tale procedura è stata effettuata tramite Species Distribution Models (SDM), ampiamente utilizzati in ambito ecologico e da poco tempo anche nell'ambito della patologia vegetale. La presenza del patogeno è risultata fortemente correlata a tre variabili ambientali estive, in particolare abbondanti precipitazioni, alta umidità del suolo e basse temperature, in comparazione con la media dell'area di studio. Successivamente la tecnica dell'ensemble forecasting è stata applicata per ottenere una predizione della distribuzione potenziale del patogeno a scala europea, considerando la distribuzione di F. excelsior e F. angustifolia, ospiti della malattia. Infine, un innovativo metodo di network analysis ha permesso di individuare le aree ecologicamente adatte al patogeno ma non raggiungibili con una diffusione naturale. Nel capitolo III viene descritto uno studio condotto per valutare sei diversi fungicidi contro H. fraxineus. Inizialmente è stata effettuata una prova in vitro dei prodotti commerciali contro cinque ceppi del patogeno. Tiabendazolo, propiconazolo e allicina sono risultati i fungicidi più efficaci, con dose letale mediana più bassa, rispetto, per esempio, al principio attivo procloraz. Al contrario, il solfato di rame e i fosfiti di potassio si sono rilevati completamente inefficaci. Successivamente, i tre migliori fungicidi sono stati applicati in planta tramite trattamenti endoterapici su frassini maggiori inoculati al tronco con un ceppo autoctono. Tale test è stato anticipato da prove preliminari per massimizzare l'efficienza delle iniezioni; nelle condizioni stazionali e climatiche delle prove, maggiori velocità sono state raggiunte con soluzione acquosa addizionata con 1.2 % di acido acetico, effettuando i trattamenti la mattina presto o nel pomeriggio tardo. Considerando i risultati della prova in planta, tiabendazolo e allicina hanno rallentato in maniera significativa la crescita delle necrosi, al contrario non si è riusciti a iniettare la soluzione a base di propiconazolo. I capitoli IV e V riprendono le metodologie applicate contro la patologia del dissecamento del frassino, applicandole al mal dell'inchiostro del castagno. In particolare nel capitolo IV, la teoria fuzzy è stata adottata nello studio del complesso del mal dell'inchiostro, includendo nella costruzione del modello variabili ambientali quali temperatura minima invernale, siccità estiva, esposizione, distanza da corsi d'acqua e permeabilità del suolo, che più possono influire sullo sviluppo della malattia. Il modello è stato validato con un'ampia ricerca sul campo condotta nei castagneti nell'area di Treviso. Inoltre, sono state prodotte delle mappe dell'incertezza (inerenti a struttura, input e parametri del modello) per la corretta interpretazione della previsione. Buona parte dell'area a castagneto nella zona di studio si è rivelata adatta allo sviluppo del mal dell'inchiostro, mentre solo il 18.8 %, corrispondente alle aree più elevate, presentava rischi inferiori. Un secondo studio (capitolo V) ha riguardato una prova comparativa di efficacia di quattro formulazioni di fosfiti di potassio tramite endoterapia. P. cinnamomi è stata isolata con la tecnica del baiting in un castagneto affetto da mal dell'inchiostro ed è stata inoculata su 50 castagni asintomatici. In seguito ai trattamenti endoterapici, l'unica soluzione che ha significativamente rallentato la crescita delle necrosi è stata quella a base di fosfiti di potassio (35 %) addizionata con 0.1 % di soluzione di micronutrienti. Un'ulteriore prova di endoterapia è stata condotta in via preliminare nel castagneto abbandonato in cui era stata isolata P. cinnamomi, al fine di valutare la stimolazione alla crescita del callo cicatriziale da parte della soluzione iniettata fosfiti di potassio 70 %. I risultati ottenuti in questo caso non hanno evidenziato una differenza significativa rispetto ai controlli trattati con acqua, probabilmente per una necessità di tempi più lunghi considerando piante di età maggiore. In base ai risultati raggiunti, la modellistica epidemiologica e i trattamenti endoterapici sperimentati in merito alle patologie del dissecamento del frassino e al mal dell'inchiostro del castagno possono rappresentare degli strumenti fondamentali nella gestione integrata delle malattie considerate, da applicare insieme ad appropriate tecniche colturali per massimizzarne i benefici.