Biology and integrated control of Philaenus spumarius (Hemiptera: Aphrophoridae)

Philaenus spumarius (Hemiptera: Aphrophoridae), also known as “spittlebug”, is one of the most harmful xylem-feeding insects among the Aphrophoridae. The specific name "spumarius" is derived from the foam produced by the juvenile stages, with which they make a protective nest on the vegetation of host plants, shielding themselves from environmental factors and predators. In recent years, P. spumarius has gained significant notoriety as it has been identified as the main vector of Xylella fastidiosa, the bacterium responsible for Olive Quick Decline Syndrome (OQDS), which has killed over 21 million olive trees in the Apulia region alone within a few years. Since the agronomic practices and synthetic insecticides currently used are insufficient to control the spread of the insect effectively, eco-friendly strategies are needed to reduce the excessive use of chemical products. In this regard, the present study aimed to integrate the use of soft soap (approved for biological agriculture) as a bioinsecticide for the juvenile stages with linalool (a secondary metabolite of many plants) used as an attractant to reduce the population of P. spumarius adults numerically. The main objectives of the study were: a) to verify the main biological parameters of P. spumarius in the province of Pisa; b) to assess the contact toxicity of soft soap on the juvenile stages of P. spumarius protected in their foam nests; c) to evaluate the behaviour ofP. spumarius adults in the presence of linalool. The observations conducted in the province of Pisa provided information on the spittlebug’s life cycle, confirming that it is a monovoltine species with overwintering eggs that hatch in March, the development of the juvenile forms during spring (through five developmental stages), and the presence of adults from late April/early May to November. The toxicity tests revealed that soft soap was highly effective against the nymphs and juveniles ofP. spumarius. Under semi-field conditions, application at the labelled dose caused rapid drying of the protective foam, with 82.2 ± 10,4% mortality within 24 hours. Further experiments with solutions of salts such as NaHCO₃ and KHCO₃, which were ineffective against the spittlebug, indicated that the biocidal action of soft soap seems to be linked to the molecular structure of long-chain carboxylate salts rather than to modifications of the pH or the surface tension of the foam. Linalool proved to be highly attractive to adults P. spumarius at concentrations between 0,01 and 0,12 μL/L of air. Integrating this substance into strategies that use semiochemicals to influence the pest's behaviour could produce promising results. Based on the species' life cycle in the province of Pisa, integrating the two experimental methodologies would enable, if necessary, the application of soft soap from early April to mid-May to control the juvenile stages, along with the use of linalool-activated attractive traps from late April on for mass trapping of adults. This strategy, pending further full-field experimental verification, could effectively fit into a broader, sustainable, and environmentally friendly management system.

Philaenus spumarius (Hemiptera: Aphrophoridae), volgarmente noto come “sputacchina”, è uno degli insetti xilemomizi più dannosi tra gli Aphrophoridae. Il nome specifico “spumarius” deriva dalla schiuma prodotta dagli stadi giovanili, con la quale formano un nido protettivo sulla vegetazione delle piante ospiti, all’interno del quale si riparano dagli agenti atmosferici e dai predatori. Negli ultimi anni, P. spumarius ha acquisito grande notorietà poiché è stato identificato come il principale vettore di Xylella fastidiosa, batterio responsabile del Complesso del Disseccamento Rapido dell'Olivo (CoDiRO), che in pochi anni ha causato la morte di oltre 21 milioni di ulivi nella sola regione Puglia. Poiché le pratiche agronomiche e gli insetticidi di sintesi correntemente utilizzati non sono sufficienti a contrastare efficacemente la diffusione dell’insetto, si rendono necessarie strategie ecocompatibili per ridurre l'uso massiccio di prodotti chimici. A tal proposito, il presente studio si è proposto di integrare l’uso del sapone molle (ammesso in agricoltura biologica) come bioinsetticida sugli stadi giovanili con il linalolo (metabolita secondario di molte piante) usato come attrattivo per ridurre numericamente la popolazione di adulti di P. spumarius. Gli obbiettivi principali del lavoro sono stati: a) verificare i principali parametri biologici di P. spumarius in provincia di Pisa; b) valutare la tossicità per contatto del sapone molle sugli stadi giovanili di P. spumarius protetti nei nidi di schiuma; c) valutare l’etologia degli adulti di P. spumarius in presenza di linalolo. Le osservazioni condotte in provincia di Pisa hanno fornito informazioni sul ciclo biologico della sputacchina, confermando che si tratta di una specie monovoltina con uova svernanti che si schiudono in marzo, sviluppo delle forme giovanili durante la primavera (attraverso cinque stadi di sviluppo) e presenza di adulti da fine aprile/inizio maggio a novembre. Il sapone molle ha manifestato un’efficacia significativa contro le neanidi e le ninfe di P. spumarius. In condizioni di semi-campo, l’applicazione alla dose di etichetta ha causato un’essiccazione rapida della schiuma protettiva, causando la morte dell'82,2 ± 10,4% degli individui entro 24 ore. Attraverso ulteriori esperimenti con soluzioni di sali come NaHCO₃ e KHCO₃, risultati inefficaci contro la sputacchina, è stato possibile verificare che l'azione biocida del sapone molle sembra legata alla struttura molecolare dei sali di acidi carbossilici a catena lunga piuttosto che a modifiche del pH o della tensione superficiale della schiuma. Il linalolo è risultato altamente attrattivo per gli adulti di P. spumarius a concentrazioni tra 0,01 e 0,12 μL/L di aria. L’integrazione di tale sostanza nelle strategie basate sull’uso dei semiochimici, così da manipolare il comportamento del parassita, potrebbe quindi fornire risultati apprezzabili. Sulla base del ciclo biologico della specie nella provincia di Pisa, l’integrazione delle due metodologie sperimentali consentirebbe, in caso di necessità, l’applicazione nel sapone molle da inizio aprile/metà maggio per il controllo degli stadi giovanili insieme all’utilizzo di trappole attrattive attivate con linalolo dalla fine di aprile in poi per la cattura massale degli adulti. Tale strategia, previe le dovute verifiche sperimentali di pieno campo, potrebbe quindi inserirsi efficacemente in un sistema di gestione più ampio, sostenibile e a basso impatto ambientale.