| Il crescente interesse per nuove strategie a basso impatto ambientale nella difesa delle colture agrarie apre nuove e promettenti prospettive alle molecole di origine vegetale. Si tratta di principi attivi che vengono estratti in particolare da piante officinali e aromatiche per poi essere successivamente formulati in prodotti commerciali. In Italia sono già registrati alcuni di questi prodotti quali le piretrine estratte dal piretro, Tanacetum cinerariifolium, l’azadiractina dal Neem (Azadirachta indica) e l’olio essenziale ottenuto dalle bucce di arancia (Citrus sinensis), utilizzabili come insetticidi in agricoltura biologica e non solo. Tra gli ingredienti attivi maggiormente riportati nella letteratura scientifica negli ultimi anni, gli oli essenziali stanno suscitando un crescente interesse (Isman 2020). Essi sono delle complesse miscele di sostanze liquide, volatili e idrofobiche contenute in molte piante officinali e aromatiche e costituiti da molecole in prevalenza di natura terpenica e fenilpropanica. L’industria agrochimica sta quindi guardando con crescente interesse a queste sostanze visto il loro potenziale quali ingredienti di formulati da utilizzare in programmi integrati di gestione di parassiti e fitofagi di importanza agraria (Pavela and Benelli 2016). D’altra parte, l’uso di pesticidi di origine sintetica sta sollevando un acceso dibattito nell’opinione pubblica causa il loro non trascurabile impatto sull’ambiente e sulla salute umana, nonché l’emergenza di forme resistenti in specie bersaglio (Pavela and Benelli 2016). In particolare, l’impatto ambientale causato dai pesticidi convenzionali ha portato l'Unione Europea a introdurre diverse restrizioni per quanto riguarda l'introduzione e l'uso di queste sostanze, che si sono tradotte nell'ordinanza REACH (1907/2006/UE), con lo scopo di favorire lo sviluppo di nuovi prodotti mediante approcci alternativi, sostenibili e complementari a base di prodotti naturali. Le piante officinali sono quindi molto ricche di metaboliti secondari ad azione repellente e insetticida che potrebbero essere ampiamente sfruttati in campo agricolo. La sperimentazione in tale ambito è tuttavia ancora scarsa, specialmente in Italia, e promettenti risultati potrebbero ancora essere raggiunti. Una delle colture con un interessante potenziale di utilizzo in questo settore è la canapa industriale (o da fibra), le cui infiorescenze sono state recentemente incluse dal MIPAAF, con decreto del 23 luglio 2020, nell’elenco delle piante officinali. Secondo la Legge 242 del 2016, recante disposizioni per la promozione della coltivazione e della filiera agroindustriale della canapa, per ‘canapa industriale’ si intendono le piante appartenenti alla specie Cannabis sativa L. contenenti livelli del principio psicotropo δ-9-tetraidrocannabinolo (THC) inferiori allo 0.2%, e che pertanto non rientrano nella normativa degli stupefacenti (DPR 309/1990). La canapa è una coltura che vanta una tradizione secolare nel nostro Paese, il quale fino alla metà del Novecento era il maggior produttore comunitario ed il secondo a livello mondiale di canapa. La canapa oggi è utilizzata in tutto il mondo sia come fonte di medicamenti che di materiale utilizzabile in vari settori merceologici quali tessile, cartario, zootecnico, chimico, alimentare, cosmetico, bioedilizia, biocarburanti e bioplastiche. La canapa è considerata una coltura eco-friendly, grazie alla sua capacità di sequestrare CO2 dall’atmosfera, quattro volte superiore rispetto agli alberi, e metalli pesanti dal terreno, di arricchire il suolo in carbonio organico (> 10 t/ha), e può essere impiegata anche per la fitodepurazione essendo in grado di assorbire pesticidi dal terreno. Inoltre, essa richiede un ridotto utilizzo di fertilizzanti e antiparassitari che la rendono molto adatta per l’agricoltura sostenibile (Amaducci et al. 2008). Infine, la canapa potrebbe diventare una coltura da rinnovo importante, da inserire nelle rotazioni colturali. I principi attivi della canapa sono contenuti nei peli ghiandolari che accompagnano le foglie ed in maggior misura le infiorescenze. Tali strutture secernono una sorta di resina contenente, oltre ai cannabinoidi (tra cui il cannabidiolo è di solito il più abbondante), altri principi attivi quali i terpeni, presenti sotto forma di un olio essenziale. La resina forma una sorta di arma di difesa fungendo da barriera contro insetti e parassiti, protegge la pianta dai raggi UV e riduce le perdite di acqua. Ad oggi l’olio essenziale di canapa costituisce un prodotto di nicchia, con un discreto potenziale di utilizzo in svariati settori, tra cui quello dei biopesticidi è in effetti ancora da esplorare. L’olio essenziale di canapa è costituito da due frazioni principali: quella dei monoterpeni, contenente soprattutto mircene, α-pinene e terpinolene, e quella dei sesquiterpeni, rappresentata soprattutto da cariofillene e umulene; frequentemente si possono trovare anche cannabinoidi non psicotropi come il cannabidiolo (CBD). La composizione dell’olio essenziale, tuttavia, varia in base a diversi fattori come la varietà colturale, la parte utilizzata (es. foglie vs infiorescenze), il periodo della raccolta, lo stato del materiale processato (es. fresco vs essiccato) e la tecnica di estrazione. Recenti evidenze scientifiche, fornite tra l’altro anche dal nostro gruppo di ricerca, hanno dimostrato che l’olio essenziale di alcune varietà di canapa industriale è in grado di inibire lo sviluppo di alcuni fitofagi di importanza agraria come, ad esempio, Myzus persicae e Spodoptera littoralis, ed ha un effetto larvicida su importanti vettori di malattie quali Culex quinquefasciatus, Aedes albopictus, Anopheles stephensi e An. gambiae (Bedini et al. 2016; Benelli et al. 2018; Pavela et al. 2018; Benelli et al. Rossi et al. 2020). Varietà di canapa particolarmente ricche di CBD si sono dimostrate particolarmente resistenti alla sfinge del tabacco, Manduca sexta, evidenziando un effetto antifeedant (Park et al. 2019). Per quanto riguarda gli effetti su organismi non bersaglio, l’olio essenziale di canapa si è dimostrato innocuo sulla coccinella, Harmonya axyridis, il lombrico, Eisenia fetida, e l’efemerottero Cloeon dipterum, mentre, alle stesse dosi, prodotti commerciali contenenti cipermetrina danno una mortalità del 100% (Bedini et al. 2016; Benelli et al. 2018). In seguito a queste pubblicazioni l'olio essenziale di canapa, nella review del Prof. Isman dal titolo ‘Botanical Insecticides in the Twenty-First Century—Fulfilling Their Promise?’ pubblicata nella prestigiosa rivista Annual Review of Entomology, è stato definito un ingrediente ideale in futuri formulati insetticidi (Isman, 2020). Partendo da questa base il nostro progetto ha lo scopo di: i) studiare in maniera sistematica la composizione chimica di oli essenziali ottenuti da diverse varietà di canapa e ottenuti attraverso una tecnica estrattiva innovativa ‘solvent free’ mediante microonde; ii) valutare i loro effetti su importanti fitofagi chiave del sistema agrumeto così come su insetti non target; iii) formulare microemulsioni e nanoemulsioni efficaci, stabili ed eco-friendly che possano essere utilizzate da parte di aziende biologiche e non nella protezione degli agrumi. Nel contempo, iv) i sottoprodotti dell’estrazione a microonde, saranno valutati anche per il loro potenziale utilizzo nei settori cosmetico, farmaceutico e nutraceutico in quanto fonti di composti bioattivi quali polifenoli e cannabinoidi non psicotropi. |
Partner
Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria, Partner
Università di Pisa - Centro di Ricerche Agro-Ambientali "Enrico Avanzi" CiRAA, Partner