Intervista al Prof. Giorgio M. Balestra del DAFNE, Università della Tuscia.
Dai gusci e dagli scarti di potatura del nocciolo sono state ricavate sostanze naturali ad azione protettiva ed antimicrobica, efficaci contro il batterio Xanthomonas arboricola pv. corylina, agente della necrosi batterica del nocciolo, una grave malattia diffusa in tutti gli areali di coltivazione del nocciolo in Italia e non solo.
Si apre così una nuova frontiera nella difesa fitosanitaria delle coltivazioni grazie all’impiego delle nanotecnologie che consentono di difendere la coltura del nocciolo in maniera sostenibile.
I principi attivi oggetto della ricerca sono la cellulosa e la lignina, sostanze presenti in estrema abbondanza in natura in tutti i vegetali, privi di effetti negativi per le piante, le loro produzioni, l’ambiente, gli operatori ed i consumatori.
Queste componenti, essendo ricavate da materiali di scarto della filiera del nocciolo, consentono il riutilizzo degli stessi, secondo un modello virtuoso di economia circolare; in altre parole, i rifiuti del ciclo produttivo vengono trasformati da costo in risorsa.
I risultati già conseguiti “in vivo”, su piante di nocciolo, dimostrano che questi principi attivi possono validamente sostituire, per esempio il rame, nella lotta contro la necrosi batterica col grosso vantaggio di non avere gli effetti collaterali negativi di questo metallo pesante, soggetto sempre più a forti limitazioni d’impiego a livello europeo nella protezione delle piante in Italia come in tutta Europa.
La prospettiva nel prossimo futuro è quella di avere sul mercato nuovi agrofarmaci registrati, in modo di poterli utilizzare ordinariamente nella difesa del nocciolo, come di molte altre colture.
L’importante scoperta è opera del gruppo di ricerca di Patologia vegetale del Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (DAFNE), coordinato dal prof. Balestra dell’Università della Tuscia di Viterbo, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche (DSF) dell’Università di Perugia, ed i risultati sono già stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale, Applied Sciences (https://doi.org/10.3390/app12052604). Per meglio comprenderne il significato e le possibili future implicazioni, abbiamo intervistato il prof. Balestra, che ha coordinato la ricerca.
Prof. Balestra in cosa è consistito il vostro lavoro e quali sono i risultati che avete conseguito in termini di efficacia contro la batteriosi e nei confronti della coltura?
Da diversi anni siamo concentrati nello studiare gli scarti di differenti filiere agroalimentari (come nocciolo, pomodoro, frumento, vite, girasole, actinidia, frumento, olivo, ecc.) dal campo al post-raccolta, per estrarre, caratterizzare ed applicare molecole di origine naturale, attive nei confronti di differenti agenti di malattia (per ora batteri e funghi). Si sente sempre più parlare di economia circolare e, per la protezione delle piante questo approccio sembra essere del tutto sostenibile, calzante e rispondente alla necessità per sviluppare agrofarmaci green, dei quali la filiera del nocciolo è particolarmente carente. Nei corileti, se pensiamo agli scarti prodotti, ad oggi i gusci vengono riutilizzati in minima parte solo per riscaldamento, e le enormi quantità di rami tagliati (per potature, vento, gelate) ogni anno, sono un problema sia in termini di smaltimento (costo della mano d’opera, bruciatura, ecc.), sia perché se, contaminati dai vari parassiti (batteri, funghi, insetti) e lasciati in campo per settimane (se non per mesi) prima del loro smaltimento, possono rappresentare dei focolai in grado di poter favorire nuove reinfezioni dei vari parassiti. Nel caso della necrosi batterica del nocciolo, dopo una serie di studi in laboratorio ed in ambiente controllato, abbiamo applicato su piante di nocciolo in pieno campo, delle soluzioni acquose contenente cellulosa, o lignina, ottenuti dai gusci delle nocciole e dai rami di potatura, sintetizzati su scala nanometrica (nanocristalli di cellulosa e nanoparticelle di lignina). I risultati sono stati molto significativi; a confronto di piante di nocciolo trattate con sali di rame, la riduzione dei sintomi causati da questo temibile batterio, è stata identica se non migliore, e senza alcun effetto negativo sulle piante.
Possiamo spiegare ai nostri lettori cosa sono le nanotecnologie che avete utilizzato?
Le nanotecnologie indicano le scienze che studiano la materia nel senso più ampio, qualsiasi tipo di materiale e, su scala particolarmente ridotta, parliamo di 1 miliardesimo di metro; per dare un riferimento pratico, gli attuali agrofarmaci sono sviluppati su scala micrometrica (µm); mediante l’applicazione delle nanotecnologie i principi attivi si possono ridurre su scala nanometrica (nm), cioè di dimensioni 1000 volte inferiori a quelli attualmente in commercio. Questo permetterà notevoli progressi e benefici (ambiente, coltivatori, consumatori) in quanto per gli agrofarmaci (ma anche per altre categorie di formulazioni impiegate in agricoltura, come fertilizzanti, biostimolanti, insetticidi) abbiamo la concreta possibilità di ottimizzare le loro distribuzioni, ridurre i loro quantitativi ed inoltre, non solo di essere protettivi, ma, considerate queste loro ridotte dimensioni, di poter essere assorbiti dalle piante e quindi la sfida è di poter svolgere, oltre ad un’attività preventiva, anche un’azione curativa; se poi questo approccio lo applichiamo alla valorizzazione dei differenti scarti di filiera per ottenere principi attivi con attività antiparassitaria, il tutto assume particolare interesse e rilevanza.
La vostra scoperta è fortemente innovativa. Possiamo parlare di una nuova generazione di prodotti per la difesa delle colture definibili nanoagrofarmaci?
L’UE ha già definito per tutti gli Stati Membri la riduzione degli scarti pro capite del 50% e, sempre del 50%, la riduzione dell’uso degli agrofarmaci di sintesi entro il 2030 per tutti gli Stati EU; in aggiunta, come se non bastasse, solo per l’Italia, per gli agrofarmaci di sintesi la riduzione decisa è del 62% sempre entro il 2030; praticamente domani. Direi quindi che a fronte di queste Direttive Comunitarie, l’approccio è decisamente innovativo dal punto di vista dello sviluppo applicativo ed allo stesso tempo sostenibile, proponendo lo sviluppo di una nuova generazione di (nano)agrofarmaci green.
Il nocciolo è coltura che soffre da sempre di scarsità di principi attivi per la difesa e col passare del tempo la situazione è ulteriormente peggiorata. I tempi saranno sicuramente lunghi, ma sarà possibile prima o poi disporre di prodotti fitosanitari registrati a base di questi prodotti?
Dal punto di vista fitopatologico, il nocciolo, come molte altre colture e relative produzioni di cui l’Italia risulta eccellenza nel mondo, risente di importanti criticità quali, la necessità di implementare in questo senso la vigilanza sul materiale vegetale importato (ed esportato) per limitare al massimo l’introduzione (o la diffusione in areali esenti) di microrganismi e organismi (batteri, funghi, virus, insetti) cosiddetti, specie invasive aliene (cioè non originarie del territorio dove vengono introdotte/rinvenute); l’innegabile influenza negativa di sempre più frequenti situazioni climatiche estreme avverse (siccità prolungate, mancanza di ore di freddo, temperature eccessive, violenti temporali e grandinate, ritorni di freddo) che oltre a causare danni ingenti, determinano importanti stress alle piante di nocciolo e favoriscono l’attacco dei parassiti (batteri, funghi, insetti). Inoltre, e non meno importante, la ridotta disponibilità di agrofarmaci che permettano di contrastare i differenti parassiti anche mediante molecole attive di origine naturale meno impattanti di quelle di sintesi (fitotossicità sulle piante, contaminazione dei suoli e delle falde acquifere, resistenza da parte dei parassiti, incolumità per gli operatori, impatto dei residui nelle produzioni finali a discapito di noi consumatori). I tempi sono maturi e lo sviluppo applicativo di queste nuova generazione di formulazioni sono nelle mani dell’industria agrofarmaceutica. Le potenzialità sono enormi, l’UE questo ci chiede, la ricerca sta facendo la sua parte; ora si tratta di definire in dettaglio il tutto e passare ad ampliare le sperimentazioni con il coinvolgimento dei produttori. Per far che ci sia un’accelerazione in termini di sviluppo su scala industriale c’è bisogno di una decisa e coesa attività da parte della filiera in grado, insieme alla ricerca, di creare le condizioni tali da permettere gli sviluppi auspicati da parte dei produttori.
La conoscenza del meccanismo di azione è fondamentale per ipotizzare l’impiego di questi prodotti contro altre malattie batteriche e fungine anche su altre colture oltre che per conoscere il rischio di selezionare ceppi resistenti. A che punto sono le ricerche a questo proposito?
Siamo impegnati in ricerche ed applicazioni su differenti coltivazioni di rilievo sempre più soggette ad attacchi da parte di differenti e pericolosi agenti di malattia. L’attività diretta (azione antimicrobica sui processi vitali di batteri e funghi) ed azione meccanica con lo sviluppo di una sottile pellicola totalmente biodegradabile (impedisce l’inizio dei processi infettivi da parte dei microorganismi dannosi, ma sarebbe interessante valutarli anche rispetto ad insetti, es.: cimice), ed indiretta (stimola le difese endogene delle piante), sta evidenziando come queste nanoformulazioni possano essere applicate su nocciolo come in numerose altre filiere di rilievo per la Provincia di Viterbo, la Regione Lazio, come per molti altri areali nazionali e fuori confine. Inoltre, gli studi e le applicazioni di queste molecole evidenziano l’assenza del rischio di resistenza da parte degli agenti di malattia oggetto delle nostre ricerche, al contrario di quanto è sempre più frequente impiegando agrofarmaci chimici.
Dopo questi incoraggianti risultati, quali sono gli argomenti su cui intendete sviluppare la vostra ricerca futura?
Siamo particolarmente impegnati ad applicare e validare lo stesso approccio (studio e valorizzazione degli scarti di filiera, estrazione e caratterizzazione di principi attivi, applicazione delle nanotecnologie, sviluppo di prodotti fitosanitari green di nuova generazione) dove si registrano emergenze fitosanitarie, dal settore sementiero, vivaistico, al pieno campo fino al post raccolta. Frumento, olivo, vite, nocciolo, pomodoro, actinidia, sono solo alcune delle principali filiere su cui stiamo lavorando e dove batteri e funghi (come numerosi insetti) determinano gravi danni e perdite. Ora siamo nella fase in cui, dagli stessi scarti, stiamo estraendo e valutando anche altre molecole attive con proprietà antimicrobiche in essi presenti e, associandoli opportunamente ai nanocristali di cellulosa ed a nanoparticelle di lignina, li stiamo valutando per implementare l’attività antiparassitaria e per poterli valutare nei confronti di numerosi e differenti agenti di malattia. Con questo approccio, è inoltre possibile intervenire per ridurre vari stress delle piante legati a situazioni climatiche avverse (riduzione della perdita di acqua, protezione da ritorni di freddo, ecc.) e pertanto, l’obiettivo è anche quello di supportare le piante a superare determinate situazioni avverse, non legate a specifici parassiti che invece, solitamente, sono quelle a loro preferite per iniziare il processo infettivo. Anche in questi casi, le sperimentazioni stanno fornendo risultati incoraggianti.
Per essere pragmatici, queste innovazioni nel medio periodo, potrebbero fornire un notevole supporto ai produttori ma, perché questi risultati siano definiti e tangibili, è necessario che tutti gli attori (produttori, associazioni, politica, ricerca, industria) lavorino di concerto affinché, in questo momento storico per l’Italia come per l’intera UE, si possa (e si debba) sostenere il motore della nostra economia, il comparto agroalimentare, a cominciare dalla filiera del nocciolo.
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Pubblicato 14-11-2023
