biologia, diffusione e comportamento della cimice asiatica ... · effetti collaterali della cimice...
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Lara Maistrello
Biologia, diffusione e comportamento della cimice Asiatica Halyomorpha halys
Dipartimento di Scienze della Vita
Centro BIOGEST-SITEIA
Maschio FemminaFoto S. Bortolini
Halyomorpha halys (Heteroptera, Pentatomidae)Brown Marmorated Stink Bug (BMSB)
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Foto S. Bortolini
Foto G.Vaccari
Foto S. Bortolini
Foto S. Bortolini
Ovatura e 1 stadio
2° stadio
4° stadio
H. halys - stadi giovanili
Forma del capo, spine ai lati di capo e
pronoto
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Foto S. Bortolini
Elevata promiscuità Elevato n° accoppiamenti
H. halys – Accoppiamento & stadi di sviluppo
N1N2
N3N4
N5Adulto
Ovatura
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Foto M. Bisanti
Forma dell’apice del capo
Marmorizzazionesu pronoto e
scutello
Parte membranosa delle emielitre
Venaturemarcate di scuro
“Calli” con macchie avorio
distinte
Piccole chiazze scure
Marmor. uniforme
Rettangolare Triangolare
Foto M. Po
Antenne
2 bande chiare
3 bande chiare
H. halys ASIATICA
Raphigaster nebulosaINDIGENA
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Foto: L. Mola
Spina dall’addome, rivolta verso il
rostro
Zampe non striate di scuro
Spina assente
Zampe striate di scuro
R. nebulosaINDIGENA
H. halys ASIATICA
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Foto G.P. PerrellaFoto L. Ansaloni
Foto L.Camanzi
Foto P.G. Grassi
Foto M. GardinaliFoto R. Castaldi
Raphigasternebulosa
Nezaraviridula
Nezara viridula
Nezara viridula
Arma custos
Dolycorisbaccharum
Halyomorpha halys …o no???
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Foto: Franco Z. -Naturamediterraneo
PREDATORE di uova e stadi giovanili di diversi insetti, inclusi
diversi fitofagi: un potenziale antagonista naturale
Dimensioni più ridotte
Margini appuntiti ai lati del pronoto
Da NON CONFONDERE!!!
H. halys ASIATICA
Arma custosINDIGENA
Chiavi riconoscimento H. halys nel mondo
Supplementary material 2: H. halys identification keys – Tables
Supplementary material 3: H. halys identification keys – Figures
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Scopus, 27/03/2019
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]
N° Tot articoli= 288
N° Tot citazioni= 4079
Un insetto"TRENDY"
Halyomorpha o Brown Marmorated Stink Bug
Da allora, in diversi stati U.S.A. H. halys è il FITOFAGO CHIAVE
dei frutteti
2010: “Annus horribilis” per la frutticoltura negli stati del Mid-Atlantic U.S.A.
As. As. Im. As. Ln. Ln. Ac. Ln. Bl. Ac. W. Bl. Br. Sc. Sc.
= BMSB -Complete spray
Insecticides:Im. – phosmet; As. – acetamiprid; In. – methoxyfenozide; Ln. – methomyl; Del – spinetoram; Alt. – rynaxypyr; Sc. – dinotefuran; Bl. – clothianidin; Dn.- fenpropathrin; Ac.- thiametoxam; W. – lambda cyhalothrin; Br - bifenthrin
PC PC BMSB LR/CM /BMSB BMSB CM/ BMSB BMSB
Del. Del. Ln. Del. Ln. Alt. Alt.
20094 insecticide appl.4 active ing.
13 insecticide appl.8 active ing.
Mating disruption against codling moth and Oriental fruit moth
Before BMSB
Im. As. Del. Alt.
PC PC/RAA LR/CM CM/LR
U.S.A. PENNSYLVANIA - MELOTRATTAMENTI INSETTICIDI DURANTE LA STAGIONE
Aprile Mag Giu Lug Ago Set
Courtesy of Greg Krawczyk
Penn State Fruit, Research & Extension
Conseguenze dei trattamenti intensivi contro H. halys:
La lotta integrata non esiste più!
Gravi conseguenze sugli ecosistemi: Falcidia di antagonisti naturali che mantenevano basse le
popolazioni di altri infestanti (afidi e cocciniglie), col risultatoche questi ultimi stanno tornando ad essere dannosi
Pesanti conseguenze sugli impollinatori
2013
with BMSB
N1
H. halys nel mondo
CHILESantiago
2016
AREE in cui è INTRODOTTA AREE in cui è NATIVA
Leskey & Nielsen., Annu. Rev. Entomol. 2018. 63:599–618
MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]
MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]
Modelli idoneità climatica (CLIMEX)
MAISTRELLO et al. - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]
Modelli idoneità climatica (CLIMEX)
Maistrello - BMSB biology, monitoring, biocontrol, innovative management
Modelli idoneità climatica (CLIMEX)
400 km
GRECIAAtene
Milonas & Partsinevelos, 2014primi dati 2011
Callot & Brua, 2013primi dati 2012
FRANCIAStrasburgo
SVIZZERAHaye et al, 2015primi dati Zurigo
2004
HALYOMORPHA HALYS IN EUROPA nel 2013
ITALIA
Maistrello et al. 2016primo dato ufficiale:
Magreta (MO) 13-IX-2012
Foto P. Dioli
In Aprile 2013 H. halys era inserita nella EPPO-ALERT LIST
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H. halys in EUROPAFebbraio 2019
DATA SOURCE: - Claerebout et al. 2019. Bull. RoyalBelgian Inst. Nat. Sci. in press- Maistrello et al. 2018. Bioscience. 68: 979–989.- BUGMAP APP (FEM) Feb 2018- Roca-Cusachs et al. 2018. Bull. Inst. Cat. 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
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Svernamento in STRUTTURE COSTRUITE DALL'UOMO: Case, magazzini, capannoni, containers, veicoli,
packaging, valige, vestiti...
In natura gli adulti svernano in aree asciutte e protette, rifugiandosi in
microhabitat nascosti (fessure, interstizi) in cima ad alberi eretti con corteccia spessa, in particolare Quercus spp e Robinia spp
CONSEGUENZE dello svernamento in massa in strutture costruite dall'uomo:
1) UN FASTIDIO URBANO...
3)...L'AUTOSTOPPISTA PERFETTO
La tendenza a nascondersi in microhabitat facilita la diffusione tramite l’uomo, le merci, i bagagli
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2) ...un'opportunità unica per seguirne la diffusione
in tempo reale
http://appmeteo.fmach.it/bugMap/#/dashboard/overview
H. HALYS in ITALIA: 2012-2013
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H. HALYS indagine 2012-2016 BIOSCIENCE (2018), 68:979-989
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• 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
Modelli spazio-temporali dell'invasione di H. halys
Esemplare rinvenuto a Genova nel 2007
BIOSCIENCE (2018), 68:979-989
• 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
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Analisi genetiche e rotte di invasione
• In Italia (13 aplotipi) vi è la maggiore biodiversità al di fuori dell’areale d’origine
• Invasioni multiple ancora in corso, principalmente dall’Asia (>> Cina, Korea, Giappone), e dalla diffusione da altre nazioni europee (Svizzera ̶ Francia)
• Popolazioni differenti con caratteristiche biologiche diverse (es. riproduzione, risposta agli insetticidi, risposta a semiochimici)
• Creazione di nuove combinazioni genetiche
Cesari et al., 2018. BIOL. INV. 20:1073–1092
Estrazionedi DNA totale
1175 pb totali da 236esemplari raccolti inItalia, Romania e Grecia
Confronto con 1035esemplari da Asia,Nord America, Europae individui intercettatiin Nuova Zelanda
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2016 – PROGETTO CONGIUNTO USA-EU SU EFFICACIA TRAPPOLE: RISULTATI
MA
ISTR
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et
al. -
Dip
. Sci
en
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ita
-U
NIM
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aist
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@u
nim
ore
.it•Catture qualitativamente simili tra i
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
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EFFETTI COLLATERALI della cimice Asiatica sul COMMERCIO INTERNAZIONALE
Da metà gennaio 2018 sia NZ che AU hanno deciso di imporretrattamenti obbligatori sulle merci provenienti da tutti i paesi
europei in cui è presente la cimice asiatica
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
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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
2018: rinvenimenti di cimice Asiatica in AU e NZ
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• Seguire la diffusione
• Studiare la genetica
• 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
• 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
Attività per la gestione integrata
L’Informatore Agrario. 2017. 42: 34-42
UNIMORE & C. – Una task force per la gestione sostenibile di H. halys
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Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione
TIPO DI DANNO
RANGE PIANTE OSPITI
COMPORTAMENTO
BIOLOGIA - ECOLOGIA
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Foto S. Bortolini
Foto R. Guidetti
Foto G.Vaccari
Foto S. Caruso
Adulti
Halyomorpha halys Rostro
II stadio
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMOREFoto R. Guidetti
Photos G. Vaccari, R. Nannini, S. Caruso, G Aldrovandi
H. halysdanni su pero
danni da punture precoci
danni da punture tardive(post-raccolta)
danni da deiezioni
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Photo G. Vaccari, E. Costi, L. Maistrello
H. halys danni su
pesche/nettarine
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H. halys danni su kiwi,
mele, olive
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H. halys - danni su MAIS
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PomodoroPeperone
H. halys – danni su solanacee
Photos T. Kuhar
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H. halys - Danni su soia
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H. HALYS – fitofago chiave del noccioloNel 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)
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H. HALYS – VITE & VINO
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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
2017. 68 (1): 120-125
H. halys – piante spontanee come aree rifugio
Photo F. Luthi-Barbieri
Photo F. Luthi-Barbieri
Photo S. Caruso
Photo S. Caruso
Photo S. Caruso
Photo S. Caruso
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H. halys – Range piante ospiti
> 300 specie tra cui piante coltivate,
ornamentali, spontanee
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H. halys – Mobilità di adulti e stadi giovanili
Adulti: volano 2 km/giorno,
max distanza 116km/giorno, fino a 26 m altezza
Stadi giovanili: camminano 20 m/giorno
Bull. Entomol. Res. 2015. 105: 566-573
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TOT= 113400 ha
25% produzione italiana di frutta frutta esportata per 446 milioni €
H. halys, frutteti e vigneti in Emilia Romagna
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• Periodo aprile-inizio ottobre•14-18 aziende, monitoraggi settimanali• Pereti e altre realtà agricole
Centro frutteto
Aree erbose
Bordo frutteto
Siepe
2014-16 Monitoraggio in campo in E-R Scopo: verificare abbondanza, stagionalità e impatto di H.halys ed altri Eterotteri
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J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244
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 delleaziende, 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
2014-16 Monitoraggio in E-R
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H. halys – Comportamento in campoMaggiore prevalenza e danni ai bordi dei
campi coltivati (effetto bordo)
J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1231-1244
Caruso S., Vaccari G., Zanetti G., Maistrello L.
Applicazione in campo "IPM-CPR" per campi coltivati > 3 ha
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= GESTIONE DIFFICILE
Soprattutto su frutti e semi
Elevati danni al raccolto = PRODOTTI NON COMMERCIABILI
Danni post-raccolta, effetti su qualità prodotti trasformati?
TIPO DI DANNO
RANGE PIANTE OSPITI
COMPORTAMENTO
Assai ampio: > 300 specie tra cui: piantecoltivate, spontanee, ornamentali
Elevata mobilità di adulti e giovani
Preferenza per parti alte della chioma
"Effetto bordura"
Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
GRUPPO CHIMICO SOSTANZE ATTIVE MAX N°Trattamentiautorizzati
Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 1) Clorpirifos (max 1)Fosmet (max 2) 4
Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1
TOTALE 5
DISCIPLINARI PRODUZIONE INTEGRATA in EMILIA ROMAGNA - PERO
2014
Fosfo-organici Clorpirifos methyl (max 2) Clorpirifos (max 1)Fosmet ( max 2) 4
Neonicotinoidi Acetamiprid (max 2) 1Piretroidi Tau-fluvalinate
DeltametrinaEtophenprox
TOTALE 9
2018
PRIMA di H. halys
UNIMORE & CONSORZIO FITOSANITARIO DI MODENA
DOPO H. halys
E. Costi, E. Di Bella, T. Haye, L. Maistrello
Photos S. Bortolini, E. Costi, G. Vaccari
Biologia di H. halys in Svizzera ed Emilia Romagna
Tempo di sviluppo
In campo:
uovo-adulto 60-131 gg
In condizioni controllate:
15°C - nessuno sviluppo
20°C - 75,8 gg
25°C - 42,3 gg
30°C - 33,2 gg
> 35°C- nessuno sviluppo
Halyomorpha halys parametri biologici
in Svizzera
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Confronti parametri biologici H. halys
SVIZZERA ITALIA dati 2015
N. generazioni 1 2
Mortalità svernamento (%)
- 72.39
Cimici riproduttive (%)
- 14.26
N° uova/femmina 79.18Svernate: 285I generazione: 214.69
Mortalità totale (%) 86.7Svernate: 56.46I generazione: 97.47
R0 5.69Svernate: 24.04I gener: 5.44
-2 (2017-18)
Halyomorpha halys parametri biologici
in Italia
DUE GENERAZIONI SOVRAPPOSTE/ANNO H. halys CICLO in Emilia Romagna
Massimo picco di uscitada svernamento
temperatura > 13°C
INIZIO ovideposizionitemperatura > 21°C
Tempi di sviluppo, fertilità e mortalità sono strettamente
associati alle condizioni climatiche
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• 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
Integrazione life-table/monitoraggio in campo
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- [email protected]
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 chefuoriescono dallo svernamento, quelle di inizio deposizione per entrambe le generazioni, tempi di sviluppo e mortalitàvenogono 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
H. halys: Identificazione dei segnali vibrazionali usati durante il corteggiamento
FS-2 signal
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Physiol. Entomol. 2016. 41, 249–259
…ed efficacia del segnale femminile in playback in diversi contesti
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J. Pest Sci. 2017. 90(4): 1219-1229
♂
♀
Attractive female signal
Laser vibrometer
Mini-Shaker
TRAPPOLA MULTI-MODALESEMIOCHIMICI
LUCI
VIBRAZIONI
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Utilizzo di stimoli diversi per lo sviluppo di innovativi sistemi di cattura
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
males females nymphs
Vibrotrap
Sticky traps (Trecè)
AgBio Pyramid
Catture/Trappola al giorno
2 trappole Ciascuna 3 giorni:10-12 Agosto 20171-3 Settembre 2017
Grande efficacia nella cattura dei maschi
Bassa efficacia verso femmine e ninfe ma:
1) La vibrazione è un segnale sessuale attrattivo nei confronti dei maschi
2) Non è noto l’effetto di un segnale femminile su altre femmine3) La trappola uccide con shock elettrico (1 scossa /min)
H. halys - Prototipo di trappola vibrazionale
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Elevato potenziale riproduttivo in condizioni climatichefavorevoli, 2 generazioni sovrapposte al Sud Europa
Cambiamento climatico: 2 generazioni anche in Centro Europa
Tendenza a divenire rapidamente la specie predominante negliecosistemi di arrivo
Elevata promiscuità
Corteggiamento con vibrazioni del substrato
ANTAGONISTI NATURALI?
BIOLOGIA
& ECOLOGIA
Halyomorpha halys: una specie invasiva di grande successo e difficile gestione
LARA MAISTRELLO - DSV / BIOGEST-SITEIA - UNIMORE
Prospettiveapplicative
GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
La rivincita delle piante su
H. halys
Dipartimento di Scienze della Vita
Centro BIOGEST-SITEIA
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
fitosanitaria, e di altri eterotteri dannosi alle colture frutticole del territorio modenese
Parte delle ricerche è stata finanziata dalla Regione Emilia Romagna nell’ambito del PSR 2014-2020 Op. 16.1.01 - GO PEI-Agri - FA 4B, Pr.
HALYS, con il coordinamento del CRPV