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Le Nanotecnologie per la protezione delle piante

Numerosi studi ed innovazioni tecnologiche ed industriali, stanno sempre più dimostrando come, mediante approcci nanotecnologici, sia possibile intervenire positivamente nei settori applicativi più differenti (costruzioni, trasporti, elettronica, aerospazio, comunicazioni, medicina, ecc.), riducendo i costi, gli scarti, ottimizzando i processi, migliorando gli impatti, la qualità dei 'prodottì finali, preservando l'ambiente e tutelando i fruitori finali.

In agricoltura, nel concreto, la ricerca sta iniziando ad ottenere ed a trasferire risultati di approcci 'nano' che, nel futuro prossimo, avranno differenti ricadute positive. Nello specifico, rispetto alla difesa fitosanitaria delle coltivazioni agrarie, come delle loro produzioni finali da differenti patogeni/parassiti, siamo all'inizio ma, differenti risultati iniziano ad emergere.

Il gruppo di Patologia vegetale del DAFNE, Università della Tuscia, da alcuni anni ha avviato differenti collaborazioni in questo senso. Per esempio, con il Gruppo di Ricerca di Ingegneri dei Materiali del DICA, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, Università di Perugia (sede di Terni), ha avviato differenti studi nel settore del packaging attivo (cfr. FreshPlaza del 09/05/2016), per lo sviluppo di film biodegradabili e sostenibili anche con proprietà biocida, ottimizzando il confezionamento e la commercializzazione dei prodotti di IV gamma limitando l'impiego delle plastiche tradizionali di origine petrolchimica.

Ora, i due gruppi di ricerca stanno valutando quali siano i nanovettori ecosostenibili in grado di ridurre al minimo gli imput chimici nell'ambito della difesa fitosanitaria. Recentemente, nanoformulazioni biopolimeriche a base di nanocristalli di cellulosa (CNC) sono state impiegate come nanovettori al fine di sviluppare sistemi e strategie fitosanitari innovativi.

Una volta sintetizzate, queste formulazioni sono state applicate direttamente su piante agrarie (in questo caso, di pomodoro), come trattamento protettivo/preventivo. L'effetto dei nanovettori di origine organica è stato studiato valutando la loro influenza sulla sopravvivenza epifitica e sulla moltiplicazione dell'agente causale della picchiettatura batterica del pomodoro (Pseudomonas syringae pv. tomato, Pst), sullo sviluppo vegetale delle piante e, verificando eventuali effetti fitotossici sulle piante di pomodoro.

I nanovettori sviluppati sono risultati in grado di distribuirsi uniformemente sulle superfici vegetali delle piante di pomodoro senza determinare alcuna influenza sul normale sviluppo delle piante, o danni ai tessuti vegetali, e i risultati di questo studio sono stati recentemente pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Journal of Plant Disease and Protection (Autori: Fortunati E., Rescignano N., Botticella E., La Fiandra D., Renzi M., Mazzaglia A., Torre L., Kenny J.M., Balestra G.M. (2016) Effect of poly(dl-lactide-co-glycolide) nanoparticles or cellulose nanocrystals based formulations on Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) and tomato plant development. Journal of Plant Disease and Protection, 123:301–310).


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Approcci micro e nano tecnologici per la difesa fitosanitaria
Parallelamente, mediante una collaborazione tra i ricercatori dell'Ateneo della Tuscia ed il Dip. di Scienze della Vita e Tecnologie, dell'Università di Ferrara, ci si è concentrati su micro-formulazioni fitosanitarie. In particolare, sono state sviluppate delle microparticelle di cellulosa contenenti un principio attivo di origine naturale (acido gallico), sempre per il controllo in pieno campo dell'agente della picchiettatura batterica del pomodoro (Pst).

Le microparticelle hanno permesso di trasportare e rilasciare efficacemente nel tempo il principio attivo di origine vegetale. Queste micro-formulazioni sono risultate in grado di ridurre significativamente la popolazione epifitica di Pst con un'attività paragonabile a quella solitamente ottenuta impiegando i sali di rame.

Anche in questo caso la distribuzione è risultata ottimale, con assenza di eventuali alterazioni del tessuto vegetale e nessuna interferenza sullo sviluppo complessivo delle piante di pomodoro, ed i risultati sono anch'essi oggetto di pubblicazione (Autori: Cortesi R. Quattrucci A., Esposito E. Mazzaglia A., Balestra G.M. (2016). Natural antimicrobials in spray-dried microparticles based on cellulose derivatives as potential ecocompatible agrochemicals, Journal of Plant Disease and Protection, DOI 10.1007/s41348-016-0055-7).

Utilizzare sostanze organiche di origine naturale, biodegradabili, e sostenibili, per ridurre l'impatto della chimica a difesa delle coltivazioni e delle Ns. produzioni agroalimentari è imprescindibile. Impiegare nano- e micro-sistemi polimerici di origine naturale come carriers e/o per veicolare principi attivi organici, offre possibilità innovative per ridurre la presenza dei residui chimici nell'ambiente, i costi, i rischi d'insorgenza di resistenze, di fitotossicità, i rischi per gli operatori ed i consumatori, nonché d'implementare l'efficacia dei trattamenti fitosanitari con un rilascio controllato nel tempo di molecole di origine naturale, permettendo così lo sviluppo di formulazioni e quindi di strategie di protezione delle coltivazioni particolarmente ecosostenibili.

Per maggiori informazioni:
Prof. Giorgio M. Balestra
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (DAFNE)
Università degli Studi della Tuscia
Via S. Camillo de Lellis
01100 Viterbo
Email: balestra@unitus.it

Data di pubblicazione:



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