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martedì 10 maggio 2022


Nanotecnologie, svolta green nella difesa fitosanitaria

Le nanotecnologie possono contribuire alla svolta green della difesa fitosanitaria. Gli studi in corso, condotti dal gruppo di Patologia vegetale del Dafne, il Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali dell’Università della Tuscia (Unitus), stanno dimostrando l’efficacia delle formulazioni biopolimeriche a base di nanocristalli di cellulosa e nanoparticelle di lignina, ottenute dalla sintesi degli scarti di differenti filiere agroalimentari (potatura, lavorazione e trasformazione della materia prima).

Una soluzione che si colloca quindi nel solco della sostenibilità e dell'economia circolare. "I risultati – conferma Giorgio Mariano Balestra, docente di Strategie di difesa ecosostenibile delle coltivazioni agrarie all'Università della Tuscia di Viterbo, che guida il team - hanno indicato come le biomasse, ottenute da scarti di differenti coltivazioni erbacee e arboree, risultino un promettente materiale di partenza per la sintesi di nanocarrier ligno-cellulosici, evidenziando allo stesso tempo il potenziale dei nanocristalli di cellulosa e delle nanoparticelle di lignina come strumenti innovativi green per controllare infezioni microbiche a danno delle coltivazioni, senza alcuna interferenza sul fisiologico sviluppo delle piante stesse, riducendo l'incidenza delle malattie in modo equivalente o migliore rispetto a quanto registrato impiegando i sali di rame".

Queste ricerche rappresentano un traguardo importantissimo nella lotta alla salvaguardia ambientale come nella tutela degli insetti impollinatori, che più di altri subiscono l’impatto negativo degli agenti chimici usati nella difesa fitosanitaria.

Agricoltura sempre più green e sostenibile

L’approccio nanotecnologico potrebbe rivelarsi uno strumento efficace non solo per l’ambiente, ma anche per migliorarne la resa produttiva riducendo i costi e le perdite – spesso ingenti – che derivano dagli attacchi degli agenti patogeni, oggi resi ancora più devastanti dal cambiamento climatico.

"E’ la prima volta - prosegue Balestra - che si valuta la possibilità di sfruttare gli scarti di filiere agricole come fonti innovative per ottenere dei biopolimeri da riutilizzare per sviluppare strategie di protezione delle piante. Le materie prime lignocellulosiche proposte e i protocolli di estrazione adottati si sono rivelati un punto di partenza molto promettente, a costi contenuti, per aumentare il valore delle differenti filiere in un contesto di economia circolare. Questi risultati, insieme alla confermata compatibilità fitobiologica, suggeriscono come l'impiego dei nanomateriali saggiati sia particolarmente performante nello sviluppo di nanoagrofarmaci green efficaci rispetto a numerosi patogeni che causano gravi danni e ingenti perdite a carico di differenti coltivazioni".

Il team del Dafne (Sara Francesconi, Daniele Schiavi, Linda Felici, Francesco Sestili) si sta focalizzando in particolare sugli scarti delle filiere di grano, pomodoro, vite, actinidia, nocciolo e olivo valutando l’efficacia contro i danni e le perdite causati da microrganismi (batteri e funghi) agenti di gravi malattie alle stesse coltivazioni da cui si recuperano gli scarti. L’obiettivo è quello di sviluppare strategie di protezione innovative ed ecosostenibili, su scala nanometrica.


L’azione dei nanocristalli e delle nano particelle

I differenti nanocristalli di cellulosa (NCC) e le nanoparticelle di lignina (NL) ottenuti, hanno mostrato un'azione antimicrobica e biostimolante specifica per ciascuna delle piante. In particolare, quelli ricavati da scarti di piante di pomodoro supportano il rilascio di chitosano, una sostanza di origine naturale che mostra efficacia nel contrastare l’agente della picchiettatura batterica del pomodoro e della fusariosi della spiga del grano. Analogamente i nanocristalli e le nanoparticelle ottenuti da scarti della coltivazione del nocciolo (potatura e gusci delle nocciole) sono in grado di contrastare l’agente della necrosi batterica.
Infine quelli provenienti dagli scarti di potatura dell’olivo, hanno mostrato la loro proprietà protettiva sulla superficie fogliare delle piante di olivo rispetto all’agente causale della rogna, con un’efficacia superiore rispetto a quella dei sali rame.

Dal laboratorio all’Industria

Tra le attività di ricerca, sono stati avviati differenti studi per comprendere al meglio i meccanismi biologici alla base delle attività di inibizione microbica dimostrate, offrendo così, ai differenti attori delle filiere produttive, le basi applicative per strategie ecosostenibili per la protezione delle coltivazioni agrarie, alternative ai prodotti chimici ad oggi impiegati. Ci sono pertanto le premesse per uno sviluppo industriale della metodologia.

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