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Molti organismi nazionali e intergovernativi hanno deciso fermamente che il paradigma ufficialmente approvato per la protezione delle colture è la «gestione integrata dei parassiti» (IPM). Ad esempio, una direttiva dell'Unione europea (UE) [Parlamento europeo e Consiglio d'Europa 2009] ha obbligato tutti i coltivatori di piante professionali all'interno dell'Unione ad applicare i principi generali dell'IPM dal 2014. IPM è una strategia basata sull'ecosistema che si concentra sulla prevenzione a lungo termine dei parassiti o dei loro danni attraverso una combinazione di tecniche come il controllo biologico, la manipolazione degli habitat, la modifica delle pratiche culturali e l'uso di varietà resistenti (Tang et al. 2005). Sebbene l'acquaponica sia intesa come più resiliente contro gli agenti patogeni rispetto alla produzione idroponica convenzionale (Ghiaia et al. 2015), è tuttavia impossibile evitare parassiti e malattie. Le colture sane sono innanzitutto la conseguenza di buone condizioni di crescita e la scelta di una varietà vegetale adeguata, che consenta alle piante di raggiungere il loro alto potenziale produttivo, e non il risultato di una protezione chimica e biologica delle piante. Una maggiore diversità microbica migliora la resistenza delle piante nella rizosfera contro le malattie delle radici e un maggiore assorbimento dei nutrienti da parte della coltura. Pertanto, una nutrizione vegetale ottimale, condizioni ambientali adeguate nel sistema di coltivazione e tecniche di coltivazione intelligenti sono essenziali. La gestione di parassiti e agenti patogeni dovrebbe ridurre al minimo l'applicazione di prodotti biologici e chimici.

Secondo l'Organizzazione per l'Alimentazione e l'Agricoltura (FAO), la Gestione Integrata dei Pest (IPM) è definita come «* Un sistema di disinfestazione che, nel contesto dell'ambiente associato e della dinamica demografica della specie parassita, utilizza tutte le tecniche e i metodi appropriati nel modo più compatibile possibile e mantiene le popolazioni di organismi nocivi a livelli inferiori a quelli che causano pregiudizio economico*» (FAO 2018). La protezione integrata delle colture e la gestione dei parassiti (IPM) comprende misure preventive, l'uso di approcci basati su barriere (ad esempio agrotessili), metodi basati sulla biotecnologia (ad esempio l'allevamento delle piante), il controllo biologico dei parassiti utilizzando nemici naturali e l'applicazione controllata di prodotti chimici consentiti nel settore biologico agricoltura. L'IPM è quindi un modo efficace in termini di costi, ecocompatibile e socialmente accettabile per gestire parassiti e malattie.

Sia nell'idroponica convenzionale che nell'acquaponica, i responsabili della coltivazione devono affrontare diversi tipi di minacce biologiche. I parassiti degli insetti non sono solo problematici a causa del danno diretto che causano alla pianta, ma anche perché spesso agiscono come portatori (vettori) per malattie batteriche o virali. Sia gli insetti che le malattie beneficiano di condizioni climatiche controllate nelle serre: sono al riparo da pioggia, vento e forti fluttuazioni di temperatura. Tuttavia, queste condizioni ambientali consentono anche un uso efficace di organismi benefici contro gli insetti. Diverse strategie di gestione dovrebbero contribuire a ridurre al minimo l'uso di pesticidi e a migliorare la salute delle piante. Mentre il controllo biologico dei parassiti fa parte della gestione integrata dei parassiti (IPM), vi sono alcune differenze tra il concetto generale di IPM e il controllo biologico dei parassiti (BPC) (Tabella 1).

Tabella 1: Gestione integrata dei parassiti (IPM) rispetto all'agricoltura biologica

Gestione integrata dei parassiti (IPM) Linee guida sull'agricoltura Metodi preventivi igiene delle colture (rimozione delle erbacce, disinfezione della stanza, ecc.) barriere fisiche contro gli organismi nocivi (reti, ecc.) uso di piantine forti e resistenti misure igieniche all'ingresso limitazione del numero di visitatori Uso di insetti benefici contro i parassiti (controllo biologico dei parassiti (BPC)) Larva di coccinella contro gli afidi Volare parassitoide (Encarsia formosa) contro mosca bianca Moscerini della Gallo (Aphidoletes aphidimyza) contro gli afidi Nematodi entomopatogenici Batteri e funghi entomopatogeni Controllo chimico L' uso di pesticidi sintetici non tossici per i pesci* potrebbe essere utilizzato in condizioni controllate ma solo come ultima risorsa, come Pymetrozine contro afidi, mosca bianca Clofentezina contro gli acari Fosetil-alluminio contro la peronospora È possibile anche l'uso di pesticidi naturali elencati in BPC. * TER (Toxicity Exposure Ratio) = LC50 acuta (mg agente/litro) /PEC (Predicted Environmental Concentration) > 100 per i pesci e > 10 per gli invertebrati acquatici. Uso di pesticidi naturali, come Oli* (olio di finocchio contro l'oidio) Bicarbonato di potassio* contro l'oidio (Oidium, Leveillula, Sphaerotheca) Zolfo* contro l'oidio (Oidium, Leveillula, Sphaerotheca) Lecitina* contro l'oidio (erisifo)

Fonte: FiBL — Betriebsmittelliste 2019 für den biologischen Landbau in der Schweiz

Controllare la sicurezza dei pesci prima di utilizzare qualsiasi tipo di fitofarmaci, agenti biologici di controllo o insetticidi e fungicidi a base vegetale

Contrariamente all'idroponica convenzionale, i sistemi aquaponici sono ecosistemi indipendenti con zone (o compartimenti) diverse. Oltre alle colture bersaglio (pesci e piante), il sistema ospita anche una vasta gamma di comunità di microrganismi distinte (Schmautz et al. 2017 e piccoli insetti e ragni con un effetto benefico, neutro o dannoso sulla coltura. I sistemi Aquaponic di solito presentano anche un'alta densità di pesci e piante in un unico luogo, il che facilita la rapida diffusione di malattie o parassiti in tutto il sistema. Contrariamente ai sistemi di coltivazione convenzionali, in cui l'uso di pesticidi chimici fa parte della routine quotidiana, tali metodi non sono adatti per l'acquaponica (Bittsánszky et al. 2015). Le conseguenze di una grave infezione da malattie o di infestazione da parassiti sono aggravate, in quanto le perdite o la rimozione di piante o pesci alterano l'equilibrio tra pesci, piante e sostanze chimiche dell'acqua. L'uso di prodotti chimici dovrebbe essere considerato con molta attenzione. L'apporto di sostanze chimiche organiche o inorganiche potrebbe essere fatale per gli animali acquatici e per l'equilibrio microbiologico nel sistema. Pertanto è meglio astenersi dai prodotti chimici piuttosto che rischiare conseguenze fatali per l'intero sistema dell'acquacoltura.

La risposta IPM alle malattie e/o agli organismi nocivi nell'acquaponica è pertanto vincolata da: i) la combinazione di pesci, piante e batteri, poiché i pesci possono essere sensibili ai trattamenti vegetali e viceversa, e i batteri possono essere sensibili sia ai trattamenti dei pesci che alle piante; e ii) alla volontà di mantenere privi di sostanze chimiche o stato organico.

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Figura 1: Il programma IPM in cinque fasi in acquaponica

*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l'istruzione superiore (2017-2020) guidato dall'Università di Greenwich, in collaborazione con l'Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l'Università Tecnica di Madrid (Spagna), l'Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *

Consultare il sommario per ulteriori argomenti.


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