Le norme sempre più stringenti sull’uso dei prodotti fitosanitari, la progressiva revoca di principi attivi che fino a pochi anni fa erano alla base dei programmi di difesa e la crescente insorgenza di fenomeni di resistenza sono questioni che sollevano diverse preoccupazioni nel comparto agricolo e che stimolano la ricerca a trovare nuove soluzioni specifiche. Anche se i prodotti chimici di sintesi sono ancora i mezzi più efficaci per il controllo delle malattie, vari studi sull’impiego di strategie di controllo biologico hanno mostrato risultati promettenti nell’ottica di integrare vari approcci nella protezione delle colture.
Con questa finalità viene testata l’efficacia di diversi ceppi batterici e di prodotti naturali di varia origine (oli essenziali, estratti vegetali), al fine di identificarne il potenziale inibitorio nei confronti di diversi ceppi fungini patogeni.
L’approccio sempre più comune nell’implementazione di queste tecniche di difesa innovative è quello di partire da prove di laboratorio per svolgere una prima analisi preliminare e di identificazione degli organismi e degli estratti con maggiori potenzialità per poi passare a sperimentazioni in serra e in pieno campo per validare l’efficacia degli stessi anche su sistemi biologici più complessi e realistici.
Tra i vari filoni di ricerca inerenti all’utilizzo di questi sistemi, è interessante quello relativo alla difesa del frumento duro dalla fusariosi della spiga condotto presso il dipartimento di Scienze e Tecnologie agro-alimentari dell’Università di Bologna. Le malattie fungine causate da Fusarium spp. rappresentano una delle principali criticità per la coltivazione del frumento duro, compromettendo la quantità e la qualità merceologica della produzione di granella e provocando contaminazioni da micotossine con rilevanti implicazioni per la sicurezza alimentare umana e zootecnica. Essendo una delle colture più importanti a livello globale ed europeo ed essendo sempre più soggetto a epidemie di fusariosi che intaccano drasticamente la redditività della coltura, il frumento è oggi al centro di numerosi progetti di ricerca volti a individuare soluzioni alternative da integrare nei piani di difesa.
Nelle prove svolte sia in serra che in pieno campo, sono stati testati diversi microorganismi già noti (appartenenti ai generi Bacillus, Lactobacillus, Apilactobacillus e Pseudomonas) e vari prodotti di origine naturale (Olio essenziale di chiodi di garofano, olio essenziale di arancio dolce, eugenolo geraniolo e timolo, perossido di idrogeno, acido acetico e olio di lino).
L’obiettivo della sperimentazione è quello di valutare l’efficacia di diverse applicazioni batteriche e di prodotti naturali a livello di spiga nel ridurre sia l’incidenza che la severità della malattia, considerando anche la loro capacità di mitigare la contaminazione da tricoteceni, in particolare desossinivalenolo (DON). In serra i trattamenti sono replicati più volte e applicati su gruppi di piante isolati in singoli vasi. Una settimana prima dell’inizio della fioritura le piante vengono irrorate con le soluzioni e sospensioni previste per ciascuna tesi sperimentale (microrganismi o estratti vegetali) e poi, circa a metà fioritura, su ogni spiga viene inoculato il fungo patogeno. Lo scopo è quello di favorire inizialmente lo sviluppo dei batteri, per stimolare la colonizzazione della pianta prima dell’arrivo della malattia, e poi inoculare il patogeno e fornirgli le condizioni ottimali di crescita per verificare l’effettiva azione inibitoria dei trattamenti testati. In pieno campo si divide l’appezzamento in varie parcelle di dimensioni ridotte (2mx2,5m) che vengono gestite coi vari trattamenti replicati e, in fioritura, si procede con l’inoculo del fungo per stimolare lo sviluppo della malattia. Un problema rilevante in campo si ha quando l’antesi non coincide con giornate calde e piovose, il fungo non riesce a instaurare la malattia e quindi non si riescono a notare differenze tra i vari trattamenti e il controllo.
I rilievi sono svolti a campionamento e si concentrano sull’incidenza (% spighe su quelle valutate), sulla severità della malattia (% spighette colpite sul totale della spiga) e sulla concentrazione di micotossine (DON) sulle cariossidi raccolte. Tutti i rilievi sono poi confrontati con il controllo non trattato e con il controllo trattato con un prodotto chimico per avere un’indicazione dell’attività inibitoria in relazione all’effettiva presenza o assenza della malattia in campo.
I risultati ottenuti confermano il potenziale di alcune specie batteriche e di oli essenziali selezionati come efficaci agenti di biocontrollo contro diverse specie di Fusarium soprattutto nelle prime fasi di sviluppo delle colture. Si è tuttavia evidenziata un’elevata variabilità nelle risposte tra prove in laboratorio, in serra e in campo indicando la necessità di studi specifici per ottimizzare formulazioni e protocolli per applicazioni efficaci. Il successo di tali strategie sostenibili dipenderà prevalentemente dalla comprensione approfondita delle interazioni tra agenti di biocontrollo, patogeni e ambiente colturale.
La gestione delle malattie delle colture richiede sempre più l’adozione di approcci integrati e sistemici, capaci di considerare l’intero agroecosistema e non soltanto l’intervento chimico come unica soluzione. In questo contesto emerge la necessità di riportare al centro l’agronomia, valorizzando pratiche fondamentali come le rotazioni colturali, la corretta gestione della densità di semina, il controllo delle infestanti e, soprattutto, una conoscenza approfondita dei cicli biologici delle colture e dei patogeni. Un approccio basato sulla prevenzione e sulla gestione agronomica del sistema produttivo consente infatti di ridurre l’insorgenza e la diffusione delle malattie prima ancora di ricorrere a trattamenti curativi. Parallelamente, l’impiego di agenti naturali, come microrganismi antagonisti o composti di origine naturale, rappresenta una promettente opportunità per ridurre la dipendenza dai fungicidi di sintesi.
Tuttavia, tali strategie non devono essere interpretate come una semplice sostituzione dei prodotti chimici, ma piuttosto come strumenti complementari da integrare in programmi di difesa più ampi e sostenibili. Sebbene gli agenti di biocontrollo mostrino infatti risultati promettenti, la loro efficacia non è ancora paragonabile a quella dei prodotti chimici tradizionali, anche a causa delle difficoltà legate alla loro stabilità e alla necessità di condizioni ambientali favorevoli per il loro sviluppo. Per questo motivo, la difesa delle colture deve essere interpretata secondo una prospettiva olistica, che integri conoscenze agronomiche, innovazione biologica e pratiche di gestione sostenibile. In tale quadro, la ricerca si orienta sempre più verso soluzioni a basso impatto ambientale e con minori residui, in linea con i principi della sostenibilità ambientale, ma anche economica e sociale, pur riconoscendo che molte di queste strategie sono ancora in fase di sviluppo e richiedono ulteriori studi per una piena applicazione su larga scala.
*Oli essenziali
Gli oli essenziali sono miscele di composti aromatici volatili estratti, meccanicamente o tramite distillazione in correnti di vapore, da vari tessuti di origine vegetale (foglie, bucce, cortecce, fiori, gemme o semi). Essi esplicano un’azione antibatterica, antivirale e antifungina nei confronti di diversi patogeni vegetali grazie alla presenza di sostanze terpeniche e terpenoidi che alterano il metabolismo cellulare inibendo la crescita del fungo. Tra gli oli essenziali di interesse in agricoltura troviamo quelli estratti da piante di timo, menta, origano ed eucalipto e da altri composti vegetali come gli oli essenziali di arancio dolce e di chiodi di garofano.
*Agenti di biocontrollo
Per agenti di biocontrollo si intendono tutti gli organismi viventi o le sostanze di origine naturale utilizzate in agricoltura per contrastare l’azione o la diffusione di patogeni e parassiti che attaccano le colture. Nella patologia vegetale vari microrganismi (funghi, batteri e virus) possono svolgere questa attività sfruttando meccanismi di antibiosi, ovvero la capacità di produrre metaboliti secondari in grado di inibire la crescita e la proliferazione di microrganismi patogeni, l’induzione di meccanismi di resistenza nella pianta e la competizione, ovvero l’antagonismo tra due organismi per assumere il controllo della nicchia trofica.
*Tricoteceni e desossinivalenolo (DON)
I tricoteceni sono un gruppo di oltre 200 micotossine (tossine prodotti da funghi), principalmente prodotte da funghi del genere Fusarium, caratterizzate da una potente capacità di inibire la sintesi proteica e da effetti immunosoppressivi. Tra i tricoteceni, il desossinivalenolo (DON) è la micotossina più frequentemente riscontrata nei cereali (frumento, orzo e mais). Conosciuta anche come vomitotossina, il desossinivalenolo provoca gravi effetti tossici sia alla salute umana che a quella animale e, per questo, l’Unione Europea ha introdotto limiti massimi di concentrazione per la commercializzazione di chicchi di frumento e mais (1,5 µg/ kg). La dose tollerabile giornaliera per l’uomo (TDI) è stata fissata a 1 µg/kg.
