Soprannominato lo "scarabeo da miliardi di dollari" per i suoi enormi costi economici per i coltivatori negli Stati Uniti ogni anno, la diabrotica del mais occidentale è uno dei parassiti più devastanti che gli agricoltori devono affrontare.

"Sono piuttosto insidiosi. Sono nel terreno rosicchiando le radici e tagliando le estremità terminali delle radici:la linfa vitale del mais, " ha detto Bruce Tabashnik, Regents Professor e capo del Dipartimento di Entomologia dell'Università dell'Arizona. "E se sono abbastanza dannosi, le piante di mais cadono davvero."

Le colture geneticamente modificate sono state uno strumento importante nella battaglia contro parassiti come questi, aumentare i raccolti riducendo la dipendenza degli agricoltori da insetticidi ad ampio spettro che possono essere dannosi per le persone e l'ambiente.

Il mais è stato geneticamente modificato per produrre proteine ​​dal batterio Bacillus thuringiensis, o Bt, che uccidono le larve di diabrotica ma non sono tossici per l'uomo o la fauna selvatica. La tecnologia è stata introdotta nel 2003 e ha aiutato a tenere a bada la diabrotica del mais, ma il parassita ha iniziato a sviluppare resistenza.

"Così, ora l'efficacia di questa tecnologia è minacciata e se gli agricoltori dovessero perdere mais Bt, la diabrotica del mais occidentale diventerebbe di nuovo un parassita da un miliardo di dollari, " ha detto Yves Carrière, un professore di entomologia nel College of Agriculture and Life Sciences.

Rotazione delle colture per mitigare la resistenza ai parassiti

Carrière è l'autore principale di uno studio che sarà pubblicato in PNAS che ha valutato l'efficacia della rotazione delle colture nel mitigare i danni causati dalla diabrotica del mais resistente. Tabashnik e colleghi della North Carolina State University, l'Università della California-Davis, La McGill University e l'Università di Stoccolma sono coautrici dello studio.

Rotazione delle colture, la pratica di coltivare colture diverse nello stesso campo attraverso le stagioni, è stato a lungo utilizzato per il controllo dei parassiti. Nel 2016, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti ha imposto la rotazione delle colture come mezzo principale per ridurre i danni ai campi di mais Bt causati dalla diabrotica del mais resistente, ma ci sono stati studi scientifici limitati per sostenere l'efficacia di questa tattica.

Carrière e il suo team hanno testato rigorosamente questo approccio analizzando sei anni di dati sul campo provenienti da 25 distretti di segnalazione delle colture nell'Illinois, Iowa e Minnesota, tre stati che stanno affrontando alcuni dei più gravi danni da diabrotica ai campi di mais Bt.

I risultati mostrano che la rotazione funziona. Ciclando diversi tipi di mais Bt e ruotando il mais con altre colture, gli agricoltori hanno notevolmente ridotto i danni della diabrotica.

Soprattutto, la rotazione delle colture era efficace anche nelle aree dell'Illinois e dell'Iowa dove in precedenza era stata segnalata la resistenza della diabrotica alla rotazione del mais e della soia.

Secondo lo studio, la rotazione delle colture offre anche molti altri vantaggi, compreso un aumento della resa, riduzione dell'uso di fertilizzanti e migliore controllo dei parassiti su tutta la linea.

"Gli agricoltori devono diversificare le loro colture Bt e ruotare, "Carrière ha detto. "Diversificare il paesaggio e l'uso di metodi di controllo dei parassiti. Nessuna tecnologia è il proiettile d'argento".

Un approccio su più fronti

Tabashnik collega la ricerca al lavoro di UArizona con il verme rosa, in cui i ricercatori hanno guidato un programma di gestione per sopprimere la resistenza del bollworm rosa al cotone Bt.

"La chiave per sradicare il verme rosa negli Stati Uniti è stata l'integrazione del cotone Bt con altre tattiche di controllo, " Tabashnik ha detto. "Ci siamo riusciti, considerando che questo vorace parassita invasivo ha sviluppato rapidamente una resistenza al cotone Bt in India, dove il raccolto geneticamente modificato è stato utilizzato da solo".

In collaborazione con i coltivatori di cotone, Gli scienziati dell'Arizona hanno sostenuto l'efficacia del cotone Bt contro i vermi rosa stabilendo la "strategia di rifugio, " in cui le colture non Bt vengono piantate vicino alle colture Bt per consentire la sopravvivenza degli insetti sensibili. La strategia è diventata l'approccio principale utilizzato in tutto il mondo per ritardare l'adattamento degli insetti nocivi alle colture geneticamente modificate.

Sebbene gli agricoltori abbiano utilizzato rifugi per contrastare la resistenza della diabrotica al mais Bt, questa strategia da sola si è rivelata insufficiente contro il parassita.

"Nell'ultimo decennio, abbiamo appreso che i rifugi spesso non sono sufficienti per ritardare la resistenza a parassiti come la diabrotica del mais, " Carrière ha detto. "Sarebbe saggio diversificare le tattiche di gestione prima che tali parassiti evolvano resistenza. Questo approccio, chiamata lotta integrata, è vitale per preservare i benefici della biotecnologia".

Ritorno alle radici agricole

In molti modi, lo studio riafferma le conoscenze agricole tradizionali.

"Le persone hanno alternato le colture sin dagli albori dell'agricoltura. La nuova tecnologia agricola che sviluppiamo può essere sostenuta solo se la mettiamo nel contesto di cose che conosciamo da migliaia di anni, " ha detto Tabashnik. "Se lo mettiamo là fuori e dimentichiamo ciò che abbiamo imparato in termini di colture rotanti, non durerà."

Gli autori sottolineano che l'aumento della rotazione delle colture è essenziale per sostenere i benefici economici e ambientali forniti dal mais Bt attivo contro i vermi. Durante i sei anni di studio, la percentuale media di mais ruotata ad altre colture per stato variava da circa il 55-75%.

"Questa è una delle applicazioni più importanti delle colture Bt negli Stati Uniti, " Ha detto Carrière. "Se perdiamo questa tecnologia e ricominciamo a usare insetticidi per il suolo, avrà un grande impatto ambientale negativo".