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DITTERI

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controllo ditteri

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controllo chironomidi

controllo mosche

larvicidi

adulticidi

tratto da

Vittorio Boesso DITTERI (ZANZARE, SIMULIDI, CHIRONOMIDI, MOSCHE)
GUIDA PRATICA PER LA BIOLOGIA, CLASSIFICAZIONE, CONTROLLO CHIMICO E BIOLOGICO DEI DITTERI

PROFILO DEI LARVICIDI

DIFLUBENZURON: insetticida anriormone giovanile, sintetico.

BACILLUS THURINGIENSIS VAR. ISTRAELENSIS-H14

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PROPRIETA' FISICO-CHIMICHE DEL DIFLUBENZURON

Principio

Nome comune: diflubenzuron
Nome chimico: 1-(4-chlorophenyl) 3-(2,6 diflurobenzoyl) urea
Formula bruta: C14H9CLF2O2
 

Peso molecolare: 310,7

Stato fisico: solido cristallino
Colore: bianco
Volatilità: il diflubenzuron è virtualmente non volatile
Punto di ebollizione: del prodotto tecnico: 210-230° C ; del prodotto puro: 230-232° C
 
Solubilità:
in acqua 0,2 mg/lt
in acetone 6,5 g/lt
in metanolo 1,0 mg/lt
in diclorometano 0,6 g/lt
in dioxano24,0 g/lt
 
Decomposizione: decomposizione di 0,1 mg/lt soluzione acquosa dopo conservazione a 20° C per tre settimane
PH 5: 4%
PH 7: 8%
PH 9: 26%

Fotodecomposizione: decomposizione in acqua a pH 5,6 dopo esposizione a luce artificiale per 162 ore: 46%

Termostabilità: dopo conservazione per una settimana a 50° C la decomposizione risulta meno dello 0,5%

Tossicità:
acuta orale topo DL 50) 4640 mg/kg
acuta orale ratto DL 50) 4640 mg/kg
intraperitoneale topo DL 50) 2150 mg/kg
percutanea coniglio DL 50) 2000 mg/kg

Teratogenicità: esperienze condotte su topi, conigli e ratti hanno escluso effetti mutagenici o teratologici del p.a.

MECCANISMO DI AZIONE

Il Diflubenzuron è un anti-ormone giovanile sintetico, inibitore di crescita di molti insetti, soprattutto dell'ordine dei Ditteri.

Analoghi al DIflubenzuron sono il Penfluron e il Trifluron, nelle cui molecole variano gli atomi di fluoro e di cloro.

Lo sviluppo degli insetti olometaboli è molto complesso e articolato, passa attraverso profonde modificazioni anatomo - strutturali ed è regolato da una serie di ormoni che ne cadenzano le tappe.

Negli insetti si è trovato un'ormone cerebrale, attivante in senso lato, un ormone della muta e della metamorfosi (Ecdisone) a struttura fenantrenica, un ormone giovanile (Neotenina), secreto dai corpi alati, che inibisce o ritarda la differenziazione della larva in adult, ed interferisce nella produzione della membrana peritrofica, bloccando la produzione degli ecdisteroidi cuticulari.

Gli ormoni della muta e della crescita sono interdipendenti e sembrano possedere un'attività di feed-back, reciprocamente condizionate. La produzione e l'attività della Neotenina (ormone giovanile) è diretta sull'Ecdisone, che sviluppa i tessuti della larva: la larva muta quando viene a mancare l'apporto della Neotenina. Fornendo ormoni giovanili naturali o sintetici (competizione positiva) l'insetto resta larva e non diventa mai adulto. Il Diflubenzuron, ormone giovanile sintetico, inibisce l'enzima chitina-sintetasi, impedendo la deposizione della chitina durante la muta: la larva si ingrossa, ma non metamorfosa.

Non è chiaro, ancora, se si tratta di una azione attivante sulla Neotenina o inibente sull'Ecdisone.

Il Diflubenzuron è larvicida per ingestione ed ovicida per penetrazione attraverso il corion delle uova. In taluni casi forme adulte riescono a sfarfallare, nonostante l'attività del Diflubenzuron, ma si tratta di forme sterili, non in grado di fecondare nè di deporre le uova. Le larve colpite dal Diflubenzuron sono sprovviste di chitina, mostrando un tegumento anomalo e malformato, non riescono a cambiar stadio, il loro corpo si rigonfia di liquidi, si imbrunisce e va incontro alla morte. Tutti gli stadi larvali vengono colpiti, ma maggiore è l'efficacia del Diflubenzuron nei primi due stadi. In relazione al suo meccanismo d'azione, non tossicologico, ma enzimo-metabolico, l'effetto del Diflubenzuron non sarà mai immediato, ma comincerà a rendersi visibile dopo qualche giorno (vedi prove sperimentali eseguite sul litorale adriatico), anche se il larvicida è presente nell'emolinfa della larva dopo 15 minuti.

PERSISTENZA E ACCUMULO

Il Diflubenzuron viene degradato - metabolizzato abbastanza rapidamente, avendo un tempo di dimezzamento di 2-3 giorni al suolo, e di 6-7 giorni in acqua. La mancanza di residui al suolo e in acqua, dopo alcune settimane, fa ritenere una sua completa degradazione e, quindi, una notevolissima compatibilità ecologica. La persistenza del prodotto granulare è stata, invece, saggiata su granagli immagazzinate, per un periodo di 23 mesi dall'applicazione: il residuo ottenuto per eluizione dei cereali, tastato su larve di Culex Quinquefasciatus, ha dato valori dell'ordine del 40-50% rispetto alla quantità somministrata: ciò a significare la persistenza e l'azione residuale del Diflubenzuron di fronte agli agenti atmosferici. La rapida degradazione al suolo e in acqua è un processo di ordine chimico e biologico.

DOSAGGIO E MODALITA' D'IMPIEGO

1) Polvere bagnabile al 3% di prodootto attivo (p.a.)

- acque a forte contenuto di sostanze organiche: 2-3 Kg di formulato per ettaro (pari a 60-90 g di p.a. e a 12-18 mg per mc, in acquer aventi 50 cm di profondità);
- acque chiare: 1-2 Kg di formulato per ettaro (pari a 30-60 g di p.a.).

2) Granulare 0,5 (5 g/Kg di p.a.) - 25% (250 g/kg di p.a.)

- acque stagnanti, ferme, con profondità fino a 40 cm:
usare 10 Kg di formulato allo 0,5% per ettaro (5 g di principio attivo per 1000 mq);
usare 200 g di formulato al 25% (5 g di p.a. per 1000 mq);
 
- acque stagnanti oltre 40 cm:
usare 15 Kg di formulato allo 0,5% per ettaro (7,5 g di p. a. per 1000 mq);
usare 300 g di formulato al 25% per ettaro (7,5 g di p. a. per 1000 mq);

Si consiglia di ripetere i trattamenti ogni 3 settimane.

Alcuni autori consigliano concentrazioni leggermente inferiori.

TOSSICOLOGIA ED EFFETTI COLLATERALI

Il Diflubenzuron, dato il suo particolare meccanismo di azione (inibizione di una chitinateasi presente solo negli insetti) è un larvicida praticamente atossico nei riguardi dei mammiferi, anfibi, molluschi, vermi e fauna plactonica. Uccelli, alimentati con larve trattate non hanno mostrato particolari segni di intossicazione. Trattamenti (non acquatici) sulla Processionaria del pino non hanno provocato nessun effetto sulla vita e l'attività delle api. I pesci non hanno dimostrato alcun danno per applicazioni del Diflubenzuron fino a 75 mg per litro (1000 volte la dose normalmente impiegata).

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BACILLUS THURINGIENSIS VAR. ISRAELENSIS SIEROTIPO H-14

Il Bacillus Thuringiensis (B.T.) comprende diversi stipiti bacillari, Gram+, sporigeni, aerobi facoltativi. La sua importanza, l'uso come antilarvale, è in relazione con la produzione, al momento della sporulazione, di un corpo parasporale cristallino, di natura proteica, che viene identificato con una delta-endotossina, particolarmente attiva sulle larve dei Lepidotteri o/e Ditteri.

SCOPERTA

Il B.T. fu isolato, per la prima volta, da un ricercatore giapponese, Ishiwata 1901-1905, da bachi da seta infettati e denominato "Sotto bacillus"; è ricomparso, ancora con questa denominazione, nel 1915-1916 per infezioni sul baco da seta nelle ricerche condotte da Aoki e Kigasaki.

Nello stesso periodo ricercatori tedeschi, rimasti anonimi, riscoprono in Turingia, nella Germania Centrale presso Berlino, un bacillo sporificante con la presenza di un cristallino parasporale, letale per molte larve di insetti: per ovvie ragioni geografiche, il bacillo venne chiamato Bacillus Thuringiensis Berliner.

Gli studi continuarono con Mattes (1927) e tra il 1928-1931 venne, addirittura, realizzato un programma di ricerche, debitamente sponsorizzato. Il periodo bellico interruppe gli studi, che ricominciarono dopo il 1951 con Tomanoff e Vago e nel 1960-1961 con Heimpel e Angus, dai cui lavori si potè definitivamente accertare che:

1) il "Bacillus Sotto" giapponese e il B.T. Berliner sono la stessa cosa.
2) il B.T. non è una variante del Bacillus Cereus, sprovvisto di corpo cristallino parasporale, ma una vera specie;
3) l'attività del B.T. è riposta innanzitutto sulla delta-endotossina contenuta nella cristallo-proteina parasporale.

Dal 1960 i moltissimi autori, che si sono occupati dell'argomento, anno studiato e classificato i vari sierotipi del B.T. , fino ad arrivare al 1977, quando Goldberg e Margarlit hanno isolato il B.T. var Israelensis sierotipo H-14 (l'aggettivo finale risente chiaramente dell'origine dei due scopritori). Tale varietà si è dimostrata molto attiva, anzi specifica, contro le larve acquatiche di alcuni ditteri (Culicidi, Simulidi e Chironomidi). La coltivazione e la produzione dei B.T.i. è cominciata nel 1978 da parte di de-Barjac, presso i laboratori Pasteur di Parigi.

TOSSINE PRODOTTE DAL B.T.

L'attività insetticida antilarvale del B.T. su Ditteri e Lepidotteri è dovuta a:

- una alfa-endotossina o fosfolipasi C, ad attività levtinastica, che permette un'azione necrotizzante su fosfolipi delle membrane: si tratta di una tossina termolabile, ma stabile a valori di pH compresi tra 3-9;
- una beta-esotossina, solubile in acqua, dializzabile, con banda di assorbimento a 260 µ .m., avente una struttura nucleotidica e la capacità di bloccare lo sviluppo della larva, che non riesce a trasformarsi in pupa;
- una gamma-esotossina ad attività di tipo enzimatico, ma che ha trovato scarse conferme il letteratura;
- una delta-endotossina: è questa la tossina più importante, prodotta dal B.T., di natura proteica, termolabile, che si forma nel 3° stadio della sporulazione. La tossina-proteina è un corpo cristallino parasporale con dimensioni di circa 85 A° e un PM compreso tra 150-230.000, ha forma elissoidale, ben visibile all'interno dello sporangio. Il cristallo-tossina deve essere considerato un complesso proteico, che varia da specie a specie e che risulta formato da più sottounità: infatti frammenti, con PM superiore a 40.000 conservano il potere antigenico, mentre frammenti con PM inferiore a 15.000, perdono il potere antigenico, ma non quello tossico.

Le proprietà insetticide del cristallino sono gene-dipendenti e taluni autori ne hanno messa in relazione la presenza con dei plasmidi extracromosomiali, anche se al momento attuale il rapporto plasmidio / corposporale / effetto tossico non è identico in tutti i sierotipi ed andrà, perciò, ulteriormente approfondito.

La tossina-corposporale è piuttosto labile, sensibile alla temperatura, alla luce a all'aria. Per quanto riguarda la temperatura può resistere per 8-10 giorni a 40° C, ma non più di 10-15 minuti a 60° C.

CLASSIFICAZIONE

Fino al 1957 si riteneva che il B.T. fosse una varietà del BacillusCereus, ma l'osservazione che questo non produceva il corpo cristallino-parasporale (presenza della delta-endotossina), ha permesso di fare del B.T. una specie a sè stante, divisa in 16 sierotipi in relazione alle proprietà antigeniche delle proteine flagellari (H antigeni).

Ogni sierotipo ha una propria e diversa capacità di produrre tossine, secondo l'allegato sistema.

BACILLUS THURINGEIENSIS: VARIETA' E PRESENZA DI TOSSINE

Sierotipo

Biotipo

Varietà

Presenza di tossine

Ha

a
b
c
d

1

I

Thuringiensis

+

+

+

2

II

Finitinus

+

-

+

3a 3b

III-1

Alesti

+

-

+

3d 4b

III-2

Kurstaki

+

-

+

4a 4b

IV-1

Sotto

+

-

+

4a 4b

IV-1

Dendrolimus

+

-

+

4a 4b

IV-2

Kenyae

+

-

+

5a 5b

VI

Galleriae

-

+

+

5a 5c

V2

Canadensis

-

+

+

6

VI

Subtoxicus

-

-

+

+

6

VI

Entomocidus

-

-

+

+

7

VII

Aizawai

+

+

+

8a 8b

VIII-1

Morrisoni

-

+

+

8a 8c

VIII

Ostriniae

+

-

+

9

IX

Tolworthi

+

+

+

10

X

Darmastadiensis

-

+

+

11a 11b

XI

Toumanoffi

+

+

+

11a 11c

XI-2

Kyushuensis

+

-

+

12

XII

Thompsoni

+

-

+

13

XIII

Pakistani

+

-

+

14

XIV

Israelensis

+

-

+

15

XV

Dakota

+

+

16

XVI

Indiana

+

+

LEGENDA
a: classificazione desunta da Dr. H. de Barjac, Istituto Pasteur Parigi, Francia.
+=positivo
-=negativo

MECCANISMO DI AZIONE

L'effetto letale sulle larve è dato essenzialmente dalla presenza dell'endotossina delta: non è decisiva la quantità delle spore presenti, quanto la presenza e la qualità del cristallino proteico all'interno della spora. Le altre tossine, eventualmente presenti, sono di tipo enzimatico - lecitinasico, possono facilitare l'assorbimento della delta-endotossina, ne sinergizzano e ne aumentano gli effetti.

La Beta-esotossina ha un effetto autonomo, bloccante la crescita delle larve: agisce sull'ATP, sul RNA-polimerasi e sulla sintesi proteica.

L'azione della delta-endotossina può, invece, essere così sintetizzata:

Tempo (min.)

Effetti biochimici

Effetti istologici

0-1

degradazione della delta-endotossina; accumulo di glucosio; aumento del consumo di ossigeno

---------

1-5

massima ricaptazione di glucosio; massimo consumo di ossigeno; dissociazione delle fosforilazione ossidativa; arresto della produzione di ATP;

---------

5-10

termine della richiesta di glucosio; arresto degli scambi ionici nel tessuto intestinale;

comparsa delle prime modificazioni a livello dei villi intestiinali

10-20

squilibrio generale negli scambi ionici; incremento del potassio e di altri ioni nell'emolinfa; modificazione del pH del sangue;

gravi danni alle cellule dell'apparato intestinale a livello del reticolo e dei mitocondri

dopo 20

paralisi dell'apparato intestinale

distruzione delle cellule epiteliali, presenza di cellule nel lume intestinale

Gli effetti tossici più evidenti della delta-endotossina sono:

- la digestione delle cellule dell'epitelio intestinale;
- un innalzamento del pH dell'emolinfa da 6,8 a 10,5;
- uno squilibrio elettrolitico-ionico;
- uno squilibrio energetico.

Da un punto di vista biochimico si assiste ad un rapido consumo dell'energia presente, al blocco della fosforilazione ossidativa, ad un esaurimento dell'ATP e allo squilibrio della pompa del potassio.

Quando le modificazioni biochimiche diventano istologiche, compare l'effetto letale. La morte della larva avviene per tossiemia emolinfatica e per paralisi dell'apparato intestinale.

In relazione al meccanismo d'azione è evidente che la titolazione del B.T. sarà biologica; che l'effetto sulle larve non sarà mai immediato (alcune ore in laboratorio, 24 ore all'aperto); che il B.T. non dà un'infezione, ma solo una tossiemia.

DETERMINAZIONE DELL'ATTIVITA' INSETTICIDA

La determinazione, non ponderale ma biologica, va fatta sulla capacità del cristallino parasporale di uccidere le larve. L'OMS ha stabilito che l'attività del B.T.i. H-14 venga valutata su larve di Aedes Aegypti (in caso di necessità anche su larve di Culex Quinquiefasciatus o di Culex Pipiens) rispetto ad uno standard di riferimento, prodotto dall'istituto Pasteur di Parigi (IPS-1982) con potenza di 15.000 U.I./mg.

SPETTRO D'AZIONE

Il B.T.i. è attivo contro tutte le forme larvali dei Ditteri ad habitat acquatico:

Culicidi dei generi Aedes, Anopheles, Culex, Culiseta, Uranotenia (più incerta l'attività sul genere Psorophora);
Simulidi, con ottime risposte dalle specie trattate (Simulium Vittatum e Dannosum);
Chironomidi, con promettenti risultati su alcune specie (Chironomus Tepperi), ma attività da verificare su alcune Chironominae (Ch. Plumosus) e sulla intera sottofamiglia delle Tanypodinae).

La maggior attività si manifesta nelle larve dei primi stadi tre stadi, forse perchè le larve di quarto stadio rallentano l'assorbimento del cibo, impegnate più nella metamorfosi che nell'aumento corporeo. Il B.T.i. è attivo su tutti i tipi di acqua: correnti, paludose, stagnanti, aperte a grande ricambio, dolci e salate: può essere, quindi, utilmente adoperato in ogni situazione, compresi i fiumi e le lagune. Maggiore è la sua attività in acque chiare, aperte, con scarso residuo organico.

PERSISTENZA ED ATTIVITA' RESIDUALE

Il B.T.i. non ha grande attività residuale. In condizioni normali la sua attività si estende per 2-3 giorni dopo l'applicazione. In acque poco inquinate ad elevate concentrazioni ne aumentano la persistenza e la residualità. Fanno eccezione le compresse a lento rilascio, che possono consentire una residualità per 20-30 giorni, ma a concentrazioni sporali molto basse.

DOSAGGIO E FORMULAZIONI

Il B.T.i. è disponibile in diverse formulazioni:

- polvere bagnabile,
- sospensione liquida,
- granule,
- compresse.

Le prime due formulazioni, a più alto titolo, vengono impiegate con successo contro le larve di terza e quarta generazione in acque mosse, anche inquinate, ad alta densità larvale ed ogni qualvolta si voglia ottenere un effetto rapido; le formulazioni in granuli (anche in polvere) sono particolarmente indicate in acque ferme, stagnanti, ricche in vegetazione, in pozzanghere, in contenitori occasionali e in tutti quei casi in cui si desidera un controllo più lungo, con attività residuale. Le compresse, ottime per la loro azione prolungata e per la facilità di distribuzione, presentano l'inconveniente di fornire un basso dosaggio relativo e talvolta di non digregarsi facilmente. Per quanto riguarda i dosaggi ottimali (minimi sufficienti), anche alla luce delle sperimentazioni in natura e dei tests di laboratorio, se ne consiglia un impiego secondo il seguente schema:

AMBIENTE DOSI E CONCENTRAZIONI B.T.i. (H-14)

Polvere

3000 U.I./mg.

Liquido conc.

1500 U.I./mg.

Granulare

300 U.I./mg.

ACQUE CHIARE E STAGNANTI

0,25 Kg/ha
0,3 Kg/ha
5 Kg/ha

ACQUE A MODERATO CONTENUTO ORGANICO

0,50 Kg/ha
0,60 Kg/ha
10 Kg/ha

LARVE DI I° E II° STADIO

0,25 Kg/ha
0,3 Kg/ha
5 Kg/ha

LARVE DI III° E IV ° STADIO

0,50 Kg/ha
0,60 Kg/ha
10 Kg/ha
Le compresse vanno impiegate in numero di 2-3 per 50 litri di acqua.

Nelle attuali formulazioni il rapporto fra spore presenti è generalmente di 1000 spore per 1 U.I.

Ora, ritenendo che le acque interessate abbiano una profondità media di 50 cm circa, la concentrazione minima indispensabile di unità di B.T.i. per litro è compresa tra 300 e 600.

Le concentrazioni d'uso, come indicato, trovano conferma sperimentale in diversi autori, che concordamente indicano il valore di 300 unità per litro come limite minimo per un controllo sulle larve, entro 24-48 ore. Le prove eseguite sui Simulidi e Chironomidi hanno richiesto concentrazioni sporali/per litro superiori, rispetto alle concentrazioni proposte, ma si deve tenere presente che si trattava di famiglie di Ditteri diverse, rispetto ai Culicidi, e si operava su tests di laboratorio in cui si ricercava una DL 90 o una DL 95 nel tempo più breve.

TOSSICITA' ED EFFETTI SU ANIMALI NON INTERESSATI

Il B.T.i. non è assolutamente in grado di propagare alcuna infezione sugli animali, nè di dare tossicità sugli animali non interessati. Non provoca alcun effetto tossico sul sistema nervoso centrale o periferico, quando è somministrato per via orale. Insorgono fenomeni collaterali, anche di una certa entità, se viene direttamente iniettato negli emisferi cerebrali. L'introduzione, anche casuale, per via oculare può dare fenomeni irritativi. A differenza degli antilarvali di prima e seconda generazione, non ha alcun effetto tossico o riduttivo sulla presenza dei Collemboli nel terreno.