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Apr
19
2015
1

Ancora sulla gestione sostenibile degli oliveti

Pubblico qui due brevi saggi appena scritti che spero possano servire in un periodo così difficile per l’olivicoltura meridionale.

 

Funghi

[In figura: funghi colturabili in un suolo di un oliveto gestito in modo sostenibile (sinistra) e in uno gestito secondo tecniche convenzionali (destra). Le piastre si riferiscono alla tessa diluizione di suolo (10-2). Si noti l’elevato numero di unità formanti colonie nella piastra di sinistra.]

 

 

Caratteristiche dei suoli dal punto di vista della sostanza organica e della fertilità microbiologica negli oliveti

 

Il principio chiave del concetto di sostenibilità è quello di soddisfare le esigenze del presente senza compromettere le necessità delle generazioni future. Se le risorse naturali, come suolo, acqua e sostanze nutritive vengono utilizzate a un ritmo più veloce di quello con cui sono reintegrati, il sistema di gestione dell’agroecosistema diventa quindi insostenibile. Un altro concetto alla base della sostenibilità è quello di mantenere un elevato livello di biodiversità anche attraverso l’adozione di tecniche di difesa fitosanitaria sostenibili (lotta integrata) per ridurre al minimo i rischi per la salute umana e per l’ambiente (direttiva UE 128/2009). Vigneti e frutteti sono alcune delle colture più importanti ed estese degli agro-ecosistemi mediterranei.

Le lavorazioni del suolo, in qualità di tecnica di aridocoltura, rappresentano la modalità di gestione del suolo più diffusa negli oliveti mediterranei. Gli svantaggi connessi alle lavorazioni continue del suolo, quali la degradazione e l’impoverimento dei suoli, sono ormai acclarate. Per queste ragioni, queste pratiche agronomiche tradizionali dovrebbero evolvere in una gestione nel suo complesso più sostenibile, volta ad incrementare il tenore di sostanza organica del suolo. In condizioni climatiche semi-aride, l’applicazione di fonti diversificate di sostanza organica può essere un fattore chiave per migliorare la qualità e la fertilità del suolo e per preservare le risorse naturali, principalmente suolo e acqua, evitando di conseguenza effetti negativi sull’ambiente. Inoltre, le pratiche agricole possono svolgere un ruolo importante nel sequestro del carbonio. Lo stock di carbonio può essere visto come misura del contributo relativo alla biomassa al ciclo del carbonio. La capacità di immagazzinare carbonio organico di un suolo (suolo visto come sink di carbonio e non come source che libera CO2 in atmosfera) dipende in larga misura dalle proprietà pedoclimatiche ma è bene ricordare che il sistema di coltivazione può svolgere un ruolo considerevole. Insieme con la gestione del suolo, un altro punto critico per una olivicoltura sostenibile riguarda la progettazione dell’impianto di irrigazione, che influenza una serie di parametri, quali l’efficienza dell’uso dell’acqua da parte delle piante, la qualità della produzione, e il contenimento dei patogeni. L’obiettivo finale delle sperimentazioni condotte negli ultimi anni (vedere bibliografia) è stato quindi quello di incoraggiare gli agricoltori ad adottare un sistema agricolo sostenibile nel suo complesso, allo scopo di promuovere la produzione di frutta di buona qualità senza determinare effetti negativi sull’ambiente.

L’olivo può essere considerato una specie paradigmatica per gli agro-ecosistemi mediterranei. Nei sistemi di allevamento tradizionali, adottati dalla maggioranza degli agricoltori del Sud Italia, la frequente lavorazione del terreno aumenta i fenomeni di erosione e di perdita di fertilità del suolo, e spesso riduce la diversità e la complessità microbica del suolo, che contribuiscono fortemente alla fertilità globale di un suolo. Le pratiche di gestione agronomica sostenibili, d’altro canto, stimolano e selezionano naturalmente i microrganismi del suolo che benefici per le piante, quali quelli coinvolti nei cicli dl carbonio e dell’azoto (che in linea di massima determinano la quantità e la disponibilità di macronutrienti disponibili per le piante) e quelli che promuovono la crescita delle piante e/o che fungono da deterrenti contro i microrganismi patogeni (per attacco diretto contro i patogeni, produzione di antibiotici naturali, effetti di stimolazione delle difese endogene e “sistema immunitario” delle piante).

Attualmente, nella comunità scientifica c’è un particolare interesse nella conservazione della biodiversità e nel suo ruolo nel mantenimento della funzionalità degli agro-ecosistemi. La comunità microbica del suolo, che comprende batteri, funghi, protozoi e alghe unicellulari, è coinvolta in vari processi fondamentali, quali la decomposizione e il ciclo della sostanza organica, la regolazione della disponibilità dei nutrienti, la formazione delle micorrize, la produzione di sostanze biologicamente attive e la promozione della qualità chimico-fisica del suolo. I microrganismi sono quindi in grado di influenzare la qualità del suolo e la crescita delle piante regolando la disponibilità e il riciclo degli elementi nutritivi. Per questo motivo, la complessità microbica di un suolo costituisce un indice di fertilità attendibile. I batteri sono gli organismi più numerosi del suolo. Infatti, un grammo di suolo può contenere anche miliardi di batteri. D’altra parte, i funghi che vivono nel suolo sono spesso i microrganismi dominanti in termini di biomassa (fino al 70-80% ella biomassa del terreno). La diversità microbica del suolo è alla base del ruolo fondamentale svolto dai microrganismi per il funzionamento degli ecosistemi terrestri. Infatti, maggiore è il grado di biodiversità intra o interspecifica e funzionale di un agro-ecosistema, maggiore sarà la tolleranza di quest’ultimo alle perturbazioni e la sua resilienza (intesa come capacità di ripresa in seguito ad un disturbo) a fattori ambientali sfavorevoli. Ciò si riflette anche in un aumento della tolleranza delle piante a vari stress ambientali (carenza di acqua e di nutrienti, condizioni climatiche sfavorevoli, comparsa di malattie, ecc.). Gli strati di suolo più superficiali rivestono in questo un’importanza fondamentale, considerando che la biodiversità microbica e il numero di microrganismi sono elevati soprattutto nei primi 20-30 cm di suolo, cioè in quel sottile strato sul Pianeta che ci permette di vivere.

La composizione, la complessità, la diversità genetica e l’utilizzazione dei nutrienti delle comunità microbiche del suolo sono fortemente influenzate da un sistema di gestione sostenibile. Nel caso degli oliveti, dopo diversi anni di gestione sostenibile (che ha previsto irrigazione a goccia, copertura del suolo con colture erbacee spontanee, fertilizzazione guidata e riciclo in campo del materiale di potatura), i risultati ottenuti mediante tecniche microbiologiche tradizionali e molecolari hanno mostrato differenze significative rispetto al sistema di gestione convenzionale, evidenziando una mFunghi colturabili in un suolo di un oliveto gestito in modo sostenibile (sinistra) e in uno gestito secondo tecniche convenzionali (destra). Le piastre si riferiscono alla tessa diluizione di suolo (10-2). Si noti l’elevato numero di unità formanti colonie nella piastra di sinistra. ntraaggiore diversità (genetica, funzionale e metabolica) e una maggiore quantità di specie microbiche, effetti dovuti soprattutto all’applicazione periodica di sostanza organica prodotta in situ. Le analisi microbiologiche hanno permesso di rilevare cambiamenti significativi, di tipo qualitativo e quantitativo, delle comunità microbiche del suolo in risposta alle pratiche colturali sostenibili adottate. I risultati degli studi condotti nell’ultimo decennio hanno evidenziato che:

  • la modalità di gestione del terreno ha un effetto significativo sulla numerosità e la biodiversità delle popolazioni fungine e batterica del suolo;
  • la popolazione fungina è più sensibile ai cambiamenti di gestione del suolo degli oliveti rispetto a quella batterica;
  • in mancanza di frequenti perturbazioni dovute all’azione antropica si crea un ambiente più favorevole allo sviluppo delle popolazioni microbiche;
  • la diversificazione delle comunità microbiche è sicuramente esaltata dalla pratica di apportare al terreno materiale organico di diversa qualità, dalle colture spontanee dell’inerbimento ai residui di potatura.

Questi risultati confermano la necessità di incoraggiare gli agricoltori a praticare la gestione del suolo sulla base di input di materia organica associati a lavorazioni minime del terreno (minimum tillage) al fine di migliorare la fertilità microbiologica del suolo. Le pratiche di gestione sostenibili sono quindi una misura efficace per gestire il suolo degli oliveti. Le informazioni ottenute da recenti studi (vedere bibliografia) potrebbero così essere di riferimento per gli olivicoltori che intendano scegliere tecniche e strategie di gestione del suolo più idonee alla gestione degli oliveti e alla conservazione delle risorse naturali.

 

 

La fillosfera e sua importanza per le difese naturali delle piante di olivo

 

L’interfaccia tra la parte aerea delle piante e l’atmosfera (fillosfera per le foglie e carposfera per i frutti) costituisce un habitat molto specifico per i microrganismi epifiti ed è normalmente colonizzata da una varietà di batteri, lieviti e funghi. Sia nella fillosfera che nella carposfera, i batteri sono di gran lunga gli organismi più numerosi, essendo spesso riscontrati a livelli di 106-107 cellule/cm2. I microrganismi che vivono in questo particolare micro-ambiente rispondono positivamente, sia in termini di abbondanza che di diversità microbica, alle differenti pratiche di gestione (lavorazione del suolo, irrigazione, concimazione, potatura) degli agro-ecosistemi. Partendo da questa base, recentemente sono state caratterizzare le comunità batteriche della fillosfera e della carposfera in piante di olivo mature sottoposte a due diversi sistemi di gestione (sostenibile e convenzionale) per diversi anni. La gestione sostenibile ha previsto la non lavorazione del suolo e apporti di sostanza organica provenienti da diverse fonti (irrigazione a goccia con acque reflue, inerbimento e residui di potatura).

Dalle indagini molecolari effettuate, è emerso che una gestione sostenibile del suolo ha modificato significativamente la composizione della comunità batteriche della fillosfera e della carposfera, aumentandone la biodiversità. Questo risultato è in linea con precedenti studi sulle comunità microbiche del suolo effettuate nello stesso agro-ecosistema. Oltre ai batteri epifiti, è stato riscontrato che i batteri endofiti presenti nei frutti (mesocarpo) del trattamento sostenibile sono stati in grado di sintetizzare alcuni fitormoni che agiscono come fattori di crescita per le piante (es. auxine e citochinine) e di produrre enzimi specifici coinvolti nella resistenza delle piante di olivo verso i principali agenti patogeni fungini di questa coltura. I microrganismi che vivono all’interno o sulla parte aerea delle piante, molti dei quali ancora poco studiati e/o sconosciuti, potrebbero quindi avere un ruolo analogo a quelli dei microrganismi che vivono nel nostro intestino (da 1,0 a 1,5 kg in una persona di corporatura media), i quali hanno un ruolo chiave nella stimolazione del sistema immunitario umano e contribuiscono alla protezione dell’organismo contro virus e batteri patogeni. Una gestione sostenibile dell’oliveto ha quindi un ruolo fondamentale per il benessere delle piante anche da questo punto di vista.

 

 

Grazie a loro, ho scritto:

 

Casacchia T, Briccoli Bati C, Sofo A, Dichio B, Motta F, Xiloyannis C (2010) Long-term consequences of tillage, organic amendments, residue management and localized irrigation on selected soil micro-flora groups in a Mediterranean apricot orchard. Acta Horticulturae 862: 447-452. ISBN: 978-90-6605-356-4

Pascazio S, Crecchio C, Ricciuti P, Palese AM, Xioyannis C, Sofo A. Changes in phyllosphere and carposphere bacterial communities in olive plants managed with different cultivation practices. In stampa.

Sofo A, Celano G, Ricciuti P, Curci M, Dichio B, Xiloyannis C, Crecchio C (2010) Changes in composition and activity of soil microbial communities in peach and kiwifruit Mediterranean orchards under an innovative management system. Soil Research 48 (3): 266-273.

Sofo A, Ciarfaglia A, Scopa A, Camele I, Curci M, Crecchio C, Xiloyannis C, Palese AM (2014) Soil microbial diversity and activity in a Mediterranean olive orchard managed by a set of sustainable agricultural practices. Soil, Use and Management 30 (1): 160-167.

Sofo A, Palese AM, Casacchia T, Celano G, Ricciuti P, Curci M, Crecchio C, Xiloyannis C (2010) Genetic, functional, and metabolic responses of soil microbiota in a sustainable olive orchard. Soil Science 175 (2): 81-88.

Sofo A, Palese AM, Casacchia T, Dichio B, Xiloyannis C (2012) Sustainable fruit production in Mediterranean orchards subjected to drought stress. In: Ahmad P, Prasad MNV, “Abiotic Stress Responses in Plants. Metabolism, Productivity and Sustainability”. Springer, New York, USA. Pp. 105-129. ISBN 978-1-4614-0633-4.

Sofo A, Palese AM, Casacchia T, Xiloyannis C (2014) Sustainable soil management in olive orchards: effects on telluric microorganisms. In: Parvaiz A, Rasool S, “Emerging Technologies and Management of Crop Stress Tolerance: Volume 2 – A Sustainable Approach”. ISBN: 978-0-12-800875-1. Academic Press, USA. Pp. 471-484.

 

Written by Horty in: Senza categoria |
Nov
29
2020
0

Un fico proveniente da lontano

 

L’aumento della popolazione umana e del commercio internazionale stanno alterando le risorse naturali da cui dipende la nostra società. Molti di questi cambiamenti sono utili e vantaggiosi, ma alcuni possono avere impatti negativi, anche involontari, sull’ambiente. L’introduzione di piante da altri paesi o continenti negli ultimi quattro secoli ha indubbiamente fornito beni e servizi preziosi alla nostra società ma, al contempo, ha permesso alle specie vegetali invasive e generaliste di minacciare o addirittura soppiantare, le specie vegetali endemiche. È quindi importante comprendere il compromesso tra alterazione ambientale e processi ecologici naturali, per gestire le nuove risorse in modo sostenibile (Mooney et al., 2005). In molti paesi, le piante aliene pongono seri problemi per l’agricoltura, la gestione dell’acqua, la biodiversità e i servizi ecosistemici. In agricoltura, per esempio, le piante aliene, spesso non appetibili agli erbivori, possono causare una diminuzione di produttività dei pascoli, un aumento dei costi per la lavorazione del suolo e il controllo delle infestanti, alla diminuzione della fertilità del suolo dovuta all’assorbimento di nutrienti e/o al rilascio di tossine e, nel lungo periodo, alla riduzione del valore della terra. I servizi ecosistemici minacciati dalle piante aliene includono un aumento del rischio di inondazioni, smottamenti, incendi e erosione del suolo, alla perdita di risorse idriche a causa di una maggiore traspirazione, all’abbassamento della falda freatica, ad una ridotta densità di piante autoctone, e a cambiamenti dell’habitat che influiscono negativamente sulla nidificazione, alimentazione e dispersione degli animali nativi. Le piante aliene possono inoltre danneggiare la ricreazione e l’ecoturismo, soprattutto quando specie spinose o spinose creano barriere impenetrabili per persone o animali.

Tra queste piante, anche se molti non lo direbbero, rientra il fico d’India (Opuntia ficus-indica (L.) Mill., 1768), una pianta originaria del Centro America. Ha un habitus a cespuglio spinoso che può raggiungere i 2 metri di altezza e cresce soprattutto in terreni aridi, rocciosi e in pendenza, sulle sponde di torrenti e fumi, ma anche in ambienti urbani. Le sue pale, comunemente considerate foglie (ma che in realtà sono fusti modificati chiamati cladodi) possono facilmente fungere da propaguli che originano per via asessuata un nuovo organismo, identico a quello da cui derivano. Le vere foglie, modificate, sono invece le famigerate, numerose e persistenti spine. Siamo abituati a considerare il fico d’India come una specie che ha da sempre contraddistinto il nostro panorama mediterraneo ma in realtà si tratta di una pianta aliena neofita (introdotta dopo il 1500) che ha attecchito molto bene, fino al punto da integrarsi nel nostro paesaggio e nella nostra cultura (DAISIE, 2008). È stato introdotto molte volte in diversi paesi del mondo come un’importante pianta domestica coltivata in ambienti aridi e semiaridi (Griffith, 2004). Ciò ha portato a grandi miglioramenti dei mezzi di sussistenza di popolazioni rurali (i frutti sono commestibili e la pianta richiede praticamente pochissime cure), ma ha anche provocato problemi ambientali quando la pianta è diventata invasiva. Il fico d’India è oggi considerato infatti un trasformatore del paesaggio (land transformer), poiché sostituisce le specie autoctone e animali da esse dipendenti, e la sua espansione può coprire in un breve lasso di tempo ampie porzioni di prezioso terreno coltivabile. Considerando che è un cactus adattato a climi aridi, i modelli climatici prevedono l’aumento della produzione di biomassa di questa specie con il riscaldamento climatico e l’aumento della CO2 atmosferica (Schröter et al., 2005).

Nei campi agricoli e nei pascoli abbandonati del Mediterraneo è in atto una crescente invasione da parte del fico d’India. Tuttavia, l’invasione della regione mediterranea dell’Europa meridionale da parte del fico d’India è decisamente meno grave rispetto, ad esempio, alla enorme diffusione di questa specie nelle regioni a clima mediterraneo di Australia e Sudafrica (Essl & Kobler, 2009; Stace & Crawley, 2015). In Australia, è stato considerato la peggiore specie invasiva, prima di essere efficacemente contrastato con interventi di contenimento, eradicazione e ripristino di terreni. In Sudafrica, dove il problema è più grave, si sta invece cercando di controllarlo con mezzi biologici utilizzando la falena del cactus (Cactoblastis cactorum) e la cocciniglia Dactylopius opuntiae. Data anche la sua importanza economica, c’è quindi la necessità di indagare sui fattori biologici che possono influenzare la diffusione del fico d’India, per aiutare a gestire in modo sostenibile la crescita di questa pianta benefica ma altamente invasiva. Oggi più che mai, è necessario alimentare direttamente le politiche di protezione e gestione degli ecosistemi, in particolare nell’area del Mediterraneo, in relazione al conflitto tra interessi economici ed ecologici. Anche una più profonda comprensione dell’impatto che la composizione microbica del suolo ha sulla diffusione di questa specie è una necessità per la sua conservazione e per prendere decisioni agronomiche e paesaggistiche. Un ulteriore obiettivo è quello di rilevare potenziali relazioni tra diversità genetica intraspecifica, origine geografica, profilo del microbioma del suolo e composizione fitochimica di fico d’India. Infatti, il profilo fitochimico di questa specie è estremamente diversificato, comprendendo betalaine, zuccheri, acidi organici, flavonoidi e altri polifenoli biosintetizzati e selettivamente accumulati in diversi organi e tessuti (Yahia et al, 2011).

Le antiche barriere biogeografiche che permettevano l’evoluzione di una ricca diversità biologica sono state abbattute dal commercio internazionale, e questo ha portato a uno scambio biologico di specie in competizione per le nuove risorse su scala globale. Alcuni esperti prevedono un futuro in cui poche specie generaliste infestanti conquisteranno ampie porzioni del globo, spingendo fuori le specie specializzate che si sono evolute isolatamente. Scienziati e responsabili politici devono concordare metodi oggettivi per valutare i vari effetti delle specie aliene: ecologici, genetici ambientali, economici e sociologici. È probabile che tutto ciò richieda una stima dell’estensione geografica dell’impatto delle specie aliene, dell’abbondanza di queste all’interno del raggio di distribuzione e dell’impatto per pianta aliena (o per unità di biomassa). Con risorse sufficienti, è relativamente semplice misurare l’attuale estensione geografica dell’impatto, ma è più complicato, ovviamente, prevedere la sua portata futura. Si sa come eseguire campionamenti randomizzati per misurare l’abbondanza di piante aliene, utilizzando biomassa (opzione costosa) o percentuale di copertura (opzione economica). Tuttavia, siamo ancora molto lontani dal concordare i modi migliori per misurare l’impatto delle specie aliene ed è probabile, ad esempio, che il modo migliore per misurare l’impatto ecologico sia diverso dal quello applicato per misurare l’impatto economico. Abbiamo bisogno di questi dati perché ci consentirebbero quindi di stimare i costi diretti (ad es., perdite di entrate derivanti dalla resa dei raccolti, resa idrica o reddito del turismo) e costi indiretti (ad es., perdita di servizi ecosistemici e biodiversità). Se avessimo queste informazioni quantitative, sarebbe relativamente semplice prevedere la fattibilità degli interventi e i costi di mitigazione.

Dovremmo anche sapere se l’effetto dell’aggiunta di più specie aliene a un ecosistema è funzione del numero di specie aliene già presenti. Dovemmo esse meno preoccupati per le prime introduzioni che per quelle che si verificano dopo che il pool di piante esotiche è già grande? Molto resta ancora da fare, perché la maggior parte delle attuali valutazioni dell’impatto sono irrimediabilmente qualitative e aneddotiche. Alcune delle valutazioni non costituiscono nient’altro che la prova di ripetute affermazioni: “Le cose vanno male perché tutti dicono che le cose vanno male”. Habitat diversi supportano un numero diverso di specie di piante aliene e queste specie sono presenti a diversi livelli di abbondanza: alcune devastanti ma la maggior parte irrilevanti. Molte ricerche si concentrano sull’abbondanza delle specie aliene, ma cosa dire sulle conseguenze della loro continua presenza? Cosa sono e come dovremmo quantificarle? Tra molte altre pressanti preoccupazioni, dobbiamo capire come le piante aliene influenzano gli ecosistemi e come migliorare il peggiore dei loro impatti negativi. Ci sono molte domande altrettanto difficili da considerare. Quanto durano gli effetti delle invasioni? Una generazione di piante aliene sarà sostituita da un’altra generazione della stessa specie o la successione porterà alla sua sostituzione? La sostituzione sarà nativa o aliena? E così via.

Nel caso del fico d’India, perché questa specie è devastante e abbondante in alcuni ambienti ed è invece innocua e più limitata da noi. Potrebbe dipendere dai suoli diversi, dalle condizioni climatiche, dalla competizione con le specie native e dall’attacco degli erbivori e dei patogeni locali, o da altro che ci sfugge? Perché una pianta aliena dovrebbe essere una competitrice migliore rispetto ad una specie nativa? Dopo tutto, quella nativa si è evoluta là, quindi dovrebbe essere meglio adattata alle condizioni locali. La spiegazione più semplice è che la storia evolutiva differente della pianta aliena l’abbia pre-adattata al punto di essere superiore a quella nativa. Nel suo ambiente di origine, ha dovuto “sforzarsi di più” di dove si trova ora, così arriva nel nuovo ambiente e cresce usando meno risorse rispetto alla specie nativa. I principali beneficiari di queste ricerche possono essere gli istituti di ricerca che studiano l’impatto delle specie aliene, e gli agricoltori che coltivano il fico d’India. Un obiettivo chiave è quello di affinare le metodologie agronomiche per gestire meglio gli organismi potenzialmente deleteri. Sarà necessario migliorare la gestione delle pratiche di controllo di questa specie ogniqualvolta vi sia un conflitto tra fattori economici e ambientali.

 

Grazie a loro, ho scritto:

DAISIE. (2008). DAISIE, 2008. European Database of Alien Species. Retrieved from http://www.europe-aliens.org/pdf/Opuntia_ficus-indica.pdf

Essl, F., & Kobler, J. (2009). Spiny invaders – Patterns and determinants of cacti invasion in Europe. Flora – Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 204(7), 485–494. doi:10.1016/j.flora.2008.06.002

Griffith, M. P. (2004). The Origins of an Important Cactus Crop, Opuntia ficus-indica (Cactaceae): New Molecular Evidence”. American Journal of Botany, 91(11), 1915–1921.

Mooney, H. A., Mack, R. N., McNeely, J. A., Neville, L. E., Schei, P. J., & Waage, J. K. (2005). Invasive Alien Species: A New Synthesis: Harold Mooney, Richard Mack, Jeffrey McNeely, Laurie Neville, Peter Schei, Jeffrey Waage: Island Press (p. 368). Washington D.C.: Island Press. Retrieved from http://islandpress.org/bookstore/details3ada.html?prod_id=436

Schröter, D., Cramer, W., Leemans, R., Prentice, I. C., Araújo, M. B., Arnell, N. W., … Zierl, B. (2005). Ecosystem service supply and vulnerability to global change in Europe. Science (New York, N.Y.), 310(5752), 1333–7. doi:10.1126/science.1115233

Stace. C. A., Crawley, M. (2015) Alien Plants. HarperCollins Publisher.

Thompson, J.D. (2005) Plant Evolution in the Mediterranean. Oxford University Press.

Yahia, Elhadi M., and Candelario Mondragon-Jacobo. “Nutritional components and anti-oxidant capacity of ten cultivars and lines of cactus pear fruit (Opuntia spp.).” Food Research International 44.7 (2011): 2311-2318.

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Ott
29
2020
0

Inchiesta sul glifosate

 

Questo mese pubblico un articolo sul glifosate, l’erbicida più famoso e utilizzato al mondo. Di questo prodotto sono note le caratteristiche chimiche ma ancora poco si conosce dei suoi aspetti tossicologici sugli animali e sull’uomo, soprattutto di quelli a lungo termine. Di glifosate si è scritto (ed esagerato) abbondantemente, anche perché rimane un prodotto molto usato in agricoltura. Perché allora scrivere ancora di glifosate?

L’aspetto speciale è che l’articolo, di taglio giornalistico, è stato scritto dalla dott. ssa Serena Di Gaetano, una restauratrice che ammette di non avere competenze specifiche né in campo giuridico né in quello strettamente agronomico. All’Istituto Centrale per il Restauro, dove lavora, però, le viene spesso chiesto di dare delle risposte sull’utilizzo di alcuni prodotti di ambito prettamente agronomico ma che vengono usati anche nel suo settore. La conservazione dei beni culturali, infatti, si intreccia con molte discipline, le più disparate possibili; il che ribadisce ancora una volta l’importanza della “cross-fertilization” tra ambiti diversi. L’occasione per scrivere l’articolo e inquadrare il problema in una dimensione più ampia è nata da un ciclo di seminari nell’ambito del dottorato di ricerca, ma anche dalle richieste provenienti dagli uffici periferici (soprintendenze, siti e parchi archeologici) che le sono state fatte. Ribadisco ancora che si tratta di un articolo di una non specialista – anche se molto ben scritto e documentato – la quale, come leggerete, si imbatte negli erbicidi durante nel suo lavoro. Riporto quindi l’articolo della dott. ssa Di Gaetano qui in basso, dopo aver avuto il suo assenso per la pubblicazione. Buona lettura.

 

Inchiesta sul glifosate: fra cambiamenti climatici e normativa, quale futuro per il trattamento delle infestanti?

 

È ormai un dato acquisito a livello internazionale che il progressivo aumento delle emissioni di gas serra siano i principali responsabili del surriscaldamento del pianeta. L’intensità di alcune attività antropiche e, in particolare, di quelle legate all’uso del suolo, ai processi energetici, e alle sue variazioni, continuano ad avere un’interferenza sul ciclo naturale dei gas responsabili dell’effetto serra. Il riscaldamento globale è causato da un insieme di gas quali il metano (CH4), l’ossido di diazoto (N2O), l’ozono (O3) e l’anidride carbonica (CO2) che concorrono insieme a dar vita al cosiddetto “effetto serra”. A questi vanno aggiunti anche gas di derivazione chimica come i CFC, ossia i clorofluorocarburi, che però sono stati regolati dal Protocollo di Montréal del 1987 poiché responsabili dell’assottigliamento dello strato di ozono.

Gli esperti esprimono forti preoccupazioni sui potenziali impatti di tali cambiamenti sulla salute umana, sulle risorse idriche, sulla biodiversità animale e vegetale, sull’agricoltura e in genere sugli ecosistemi vegetali (Shabani 2020). Uno degli impatti del surriscaldamento è l’aumento della produttività degli ecosistemi vegetali come risposta all’aumento della concentrazione dell’anidride carbonica (‘fertilizzazione carbonica’) e della temperatura. Questo fenomeno è stato osservato su diverse specie, incluse quelle infestanti (Viadotti et al., 2013). Una delle specie maggiormente studiate in questo senso è Ambrosia artemisiifolia, infestante delle colture agrarie responsabile della produzione di polline allergenico. E’ previsto che l’aumento delle temperature e delle emissioni di CO2 previste per la fine del XXI secolo, causerà una quantità di infestanti e di polline superiori a quella prodotta nelle attuali condizioni di concentrazione di CO2, con un rischio di acutizzazione dei sintomi per le persone sensibili e di sensibilizzazione nella popolazione oggi non soggetta. Il fenomeno sarebbe inoltre molto più acuto nelle aree urbane, dove la maggiore concentrazione di CO2, associata all’effetto di “isola di calore” tipico dei centri urbani, potrebbe aggravare ulteriormente il problema, considerando anche la densità di popolazione.

Il riscaldamento globale ha ripercussioni su molteplici aspetti, fra i quali l’areale di distribuzione delle singole specie, la lunghezza complessiva del ciclo vitale, la durata relativa delle fasi vegetativa e riproduttiva, i rapporti con gli insetti coinvolti nei fenomeni riproduttivi e, non da ultimo, l’efficacia delle tecniche di gestione. La gestione delle infestanti nel mondo e in Italia, avviene principalmente per mezzi chimici, utilizzando prodotti fitosanitari noti come erbicidi o diserbanti. I fattori ambientali, quali temperatura, precipitazioni, vento, umidità atmosferica e del terreno, infatti, possono influenzare l’applicazione e l’efficacia degli erbicidi (Pannacci et al., 2010), oltretutto considerando la frequenza e l’intensità di eventi meteorologici estremi (vedete qui). Se da una parte una maggior frequenza di periodi siccitosi in primavera-estate, associata alla riduzione della risorsa idrica dei terreni, rende i trattamenti di pre- emergenza meno efficaci per le colture primaverili-estive, con aumento della persistenza degli erbicidi e di rischi per le colture in successione, dall’altra, l’aumento della frequenza di eventi piovosi violenti potrebbe comportare maggiori fenomeni di ruscellamento e lisciviazione, con conseguente aumento dei rischi di inquinamento ambientale da parte degli erbicidi in genere e di quelli residuali in particolare, con un maggior rischio di fitotossicità per le colture (Jursìk et al., 2013). Inoltre. la tendenza ad una minor efficacia dei trattamenti di pre-emergenza (cioè quando l’infestante è allo stadio di plantula), potrebbe comportare la necessità di dover intervenire con ulteriori trattamenti in post-emergenza (quando l’infestante è già sviluppata), comportando un maggiore residuo nel suolo di erbicidi.

Tra tutti i prodotti fitosanitari, gli erbicidi diffusamente utilizzati per il diserbo delle colture agricole, ma anche per il diserbo di strade, ferrovie, parchi e aree archeologiche, sono infatti quelli che tendono a residuare nell’ambiente più di qualunque categoria di pesticidi. Fra questi, l’erbicida glifosate è quello più usato e diffuso in tutto il mondo. La Relazione annuale del PNI 2016 (piano nazionale integrato 2014; vedete qui) e dell’ISPRA nel 2016 (vedete qui) confermano queste osservazioni. Nel 2014, nelle acque superficiali, sono stati trovati pesticidi in 820 punti di monitoraggio (63,9% del totale) e in 3.226 campioni (34% del totale). Nelle acque sotterranee invece sono risultati contaminati 780 punti di monitoraggio (31,7% del totale) e 1.334 campioni (25,5% del totale). Gli erbicidi e alcuni loro metaboliti sono ancora la tipologia di sostanze più riscontrate, in particolar modo nelle acque superficiali, dove costituiscono il 55,7% delle misure positive (Fig. 1).

 

Figura 1 – Sostanze più rilevate in termini di frequenza (% trovato/cercato), per il 2014. Per ogni sostanza sono riportati fra parentesi il numero dei ritrovamenti e quello totale dei campioni (fonte relazione annuale del PNI 2016).

 

Nelle acque superficiali, il glifosate e il suo principale metabolita AMPA, il composto più rinvenuto, sono stati cercati solo in Lombardia e Toscana, dove sono risultati presenti con frequenze rispettivamente del 19,1% e del 41.0%; gli erbicidi terbutilazinadesetil, terbutilazina e metolaclor, con frequenze da circa il 12.0% al 15,1% dei campioni; l’insetticida imidacloprid, il cui rilevamento è in crescita rispetto agli anni passati, è stato ritrovato con una frequenza del 30,7%. La forte presenza di erbicidi è legata sia alle quantità utilizzate, sia soprattutto alle modalità di utilizzo diretto sul suolo, spesso concomitante con le precipitazioni meteoriche più intense di inizio primavera, che ne determinano un trasporto più rapido nei corpi idrici superficiali e sotterranei. Le concentrazioni dei residui di pesticidi nelle acque sono state confrontate con i limiti ambientali stabiliti a livello europeo e nazionale: gli Standard di Qualità Ambientale (SQA) per le acque superficiali, istituiti dalla Direttiva 2008/105/CE e le norme di qualità ambientale per la protezione delle acque sotterranee, Direttiva 2006/118/CE. A livello nazionale, nel 2014 su 1.284 punti di monitoraggio delle acque superficiali, 274 (21,3%) hanno livelli di concentrazione superiore agli SQA. La Lombardia, con il 55,4% dei punti che superano gli SQA, ha il livello più elevato di non conformità. Va detto che le sostanze che determinano il maggior numero di casi di superamento dei limiti sono glifosate e il metabolita AMPA, che sono cercati esclusivamente nella Regione e, solo dal 2014, nella Toscana; […]. La percentuale dei punti con livelli di contaminazione superiori ai limiti è elevata in Lazio (40,0% dei casi, sebbene ci riferiamo ad un numero di siti monitorati esiguo), Sicilia (25,6% dei casi), Veneto (21,3% dei casi) (Fig. 2).

 

Figura 2 – Livelli di contaminazione, anno 2014.

 

Nel 2016 l’erbicida glifosate è stato presente nel 47,4% dei 458 punti di campionamento delle acque superficiali (39% del 2014), con un superamento degli SQA nel 24,5% dei casi. Il metabolita AMPA è presente nel 68,6% dei punti monitorati nelle acque superficiali (385), si registra un superamento degli SQA nel 47,8% dei siti. Il glifosate e l’AMPA, fino al 2013 cercati solo in Lombardia, ora sono cercati in altre cinque regioni. La sostanza è presente soprattutto nelle acque superficiali, ma è significativo l’aumento della frequenza nelle acque sotterranee. L’ambito territoriale finora limitato, non consente di evidenziare tendenze a livello nazionale. Il rischio maggiore di contaminazione dell’acqua deriva dalle aree urbane con maggiori superfici pavimentate, dove la pioggia dilava tale sostanza nei canali riceventi. Il glifosate disperso nei campi, nelle foreste e in altri tipi di terreno per nebulizzazione, invece, ha una bassa penetrazione in quanto rimane adorbito negli strati superiori del terreno, dove viene degradato dai batteri presenti, senza raggiungere le falde acquifere. Le ragioni dell’ampio utilizzo del glifosate risiedono nella sua grande efficacia e nel suo basso costo. Creato nel 1974 dall’azienda americana Monsanto (di recente acquisita dalla multinazionale farmaceutica Bayer), è stato usato in maniera massiccia in tutto il mondo. Libero dal brevetto dal 2001 e commercializzato con il nome Roundup, oggi è prodotto anche da altre aziende chimiche con nomi quali Accord e Rodeo. Si tratta di un diserbante fogliare, sistemico, non selettivo. Fogliare, perché viene assorbito dalle parti verdi della pianta; sistemico, poiché una volta penetrato, il principio attivo si muove verso i punti di attiva crescita (meristemi), causando una lenta morte della pianta, a partire dalle sue radici più profonde, per mancanza di amminoacidi essenziali; non selettivo, poiché esso distrugge ogni organismo vegetale che non abbia geni di resistenza. Il prodotto a base di glifosate, costato alla società tracolli in borsa, è stato ed è ancora al centro di complesse vicende giudiziarie e di numerose ricerche scientifiche.

Alla fine del 2017 è stato riautorizzato dall’Unione Europea per altri 5 anni, nonostante il voto contrario dell’Italia e di altre 8 nazioni per via della sospetta cancerogenicità sull’uomo rivelata da uno studio IARC (International Agency for Research on Cancer Volume 112: Some organophosphate insecticides and herbicides: tetrachlorvinphos, parathion, malathion, diazinon and glyphosate. IARC Working Group. Lyon; 3–10 March 2015. IARC Monogr Eval Carcinog Risk Chem Hum). Lo IARC ha inserito il glifosate nella categoria 2A “probabili cancerogeni per l’uomo”, che raggruppa sostanze con limitata evidenza di cancerogenicità per l’uomo e sufficiente evidenza per gli animali. Nell’attesa di ulteriori studi scientifici, l’erbicida è in uso in Europa fino a dicembre 2022. Il dossier preliminare che dovrà comprovare la presunta pericolosità del glifosate sarà per la prima volta valutato anziché da un solo stato membro, da quattro stati (Francia, Ungheria, Olanda e Svezia) per condividerne le responsabilità. Il “Glyphosate Renewal Group”, consorzio attualmente formato da otto aziende (Albaugh Europe SARL, Barclay Chemicals Manufacturing Ltd., Bayer Agriculture bvba, Ciech Sarzyna S.A., Industrias Afrasa S.A., Nufarm GMBH & Co.KG, Sinon Corporation, e Syngenta Crop Protection AG) che ha presentato domanda di rinnovo a dicembre 2019 (tre anni prima della scadenza), dovrà presentare il relativo dossier contenente tutti gli studi volti a dimostrare i rischi della sostanza attiva. Intanto la Francia, che inizialmente aveva manifestato la volontà di voler abbandonare il glifosate a prescindere dalla decisione europea, salvo poi cambiare idea, ha commissionato alla IARC, tramite l’agenzia francese per la salute e la sicurezza alimentare (ANSES), ulteriori studi sul potenziale cancerogeno del glifosate. Lo studio avrà l’obiettivo di esplorare i possibili effetti genotossici del glifosate in seguito all’esposizione a lungo termine delle colture cellulari.

Il regolamento dell’Unione europea numero 1107 del 2009, che riguarda l’immissione di prodotti fitosanitari sul mercato, prevede che una sostanza possa essere autorizzata solo se non è stata classificata come sicuramente o probabilmente cancerogena. Come prova sono sufficienti, dice il regolamento numero 1272 del 2008, due esperimenti sugli animali, indipendenti l’uno dall’altro, che stabiliscano un nesso causale tra un determinato agente e un’incidenza elevata di tumori. Il glifosate è sotto accusa per via del presunto nesso con l’insorgenza di alcune forme tumorali che sono già costate alla Bayern un esborso di 289 milioni di dollari (cifra poi ridotta a 78 milioni di dollari dal giudice di appello) per indennizzare un ex custode scolastico regolare utilizzatore di Round-up (nome del glifosate commercializzato). Una recente ricerca evidenzia che le persone con elevate esposizioni al glifosate hanno un rischio del 41% maggiore di sviluppare il tumore chiamato Linfoma non Hodgkin “Per contestualizzare le nostre scoperte di un aumento del rischio di NHL in soggetti con elevata esposizione a GBH, abbiamo esaminato studi animali e meccanici disponibili, che hanno fornito prove a supporto del potenziale cancerogeno di GBH. Abbiamo documentato l’ulteriore supporto di studi sull’incidenza del linfoma maligno in topi trattati con glifosate puro, nonché potenziali legami tra esposizione a GBH e immunosoppressione, alterazioni endocrine e alterazioni genetiche che sono comunemente associate con l’NHL. Complessivamente, in accordo con le evidenze che vengono dagli studi sperimentali sugli animali e da quelli meccanicistici, la nostra attuale meta-analisi degli studi epidemiologici umani suggerisce un legame convincente tra esposizioni al GBH e aumento del rischio di NHL” (Zhang et al., 2019).

Non si può quindi semplicemente abbassare il valore lei limiti massimi residui (LMR) perché i criteri per definire questi limiti non tengono conto di alcune variabili. Gli abitanti di Monte Maíz, la piccola città dell’Argentina, in cui ogni anno le piantagioni di soia OGM vengono irrorati con 600 mila litri di glifosate, per esempio, non assimilano il diserbante solo attraverso gli alimenti. Le piantagioni di soia sono irrorate di continuo con gli aerei e il vento trasporta le nuvole tossiche nei centri abitati, dove le persone respirano il pesticida contenuto nell’aria. Allo stesso modo gli allevamenti in cui il bestiame è nutrito con coltivazioni OGM, contengono residui di glifosate utilizzato per la crescita della coltura agraria. Il livello di rischio dipende in particolare dall’intensità e dal periodo di esposizione di un certo soggetto alla sostanza in questione, dalla quantità assorbita dal suo organismo. Inoltre, al di là del rispetto dei LMR previsti, la pericolosità risiede anche nel meccanismo di accumulo e di sinergia con altre molecole. Il rapporto nazionale ISPRA pesticidi nelle acque del 2018 riporta i dati analizzati nel biennio 2015-2016. Su 35.353 campioni e 1.966.912 analisi, il monitoraggio evidenzia una presenza diffusa di pesticidi nelle acque, con un aumento delle sostanze trovate e delle aree interessate. Nel 2016, in particolare, ci sono pesticidi nel 67,0% dei punti delle acque superficiali e nel 33,5% di quelle sotterranee. Sempre più evidente è la presenza di miscele di pesticidi, con un numero medio di circa 5 sostanze e un massimo di 55 sostanze in un singolo campione.

Negli studi condotti dal Ministero della Salute e dell’ISPRA, emerge che la tossicità di una miscela di pesticidi è sempre più alta di quella del componente più tossico considerato da solo. La valutazione del rischio deve, pertanto, tenere conto che l’uomo e gli altri organismi sono spesso soggetti all’esposizione simultanea a diverse sostanze chimiche, e che lo schema di valutazione usato nell’autorizzazione dei pesticidi non è sufficientemente cautelativo riguardo ai rischi della poli-esposizione. L’importanza di considerare i possibili effetti cumulativi delle miscele è stata ribadita sia nei consessi scientifici sia in quelli regolatori. Mancano, infatti, dati sperimentali sugli effetti combinati di diverse sostanze, che non consentono una corretta valutazione tossicologica e impongono una particolare cautela anche verso i livelli di contaminazione più bassi. L’Italia, Il più prudente fra i paesi membri, nel 2016 ha varato il decreto attuativo del regolamento di esecuzione (2016/1313) relativo alla revoca dell’autorizzazione per l’immissione in commercio ed impiego dei prodotti fitosanitari contenenti la sostanza attiva glifosate ed il coformulante ammina di sego polietossilata e ha introdotto ulteriori restrizioni:

  • revoca dell’impiego nelle aree frequentate dalla popolazione o dai gruppi vulnerabili di cui all’articolo 15, comma 2, lettera a) decreto legislativo n. 150/2012 quali: parchi, giardini, campi sportivi e aree ricreative, cortili e aree verdi all’interno di plessi scolastici, aree gioco per bambini e aree adiacenti alle strutture sanitarie;
  • revoca dell’impiego in pre-raccolta al solo scopo di ottimizzare il raccolto o la trebbiatura;
  • inserimento nella sezione delle prescrizioni supplementari dell’etichetta in caso di impieghi non agricoli, della seguente frase: “divieto, ai fini della protezione delle acque sotterranee, dell’uso non agricolo su: suoli contenenti una percentuale di sabbia superiore all’80%; aree vulnerabili e zone di rispetto, di cui all’art.93, comma 1 e all’art.94, comma 4, del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152.

 

Nel frattempo, alcune regioni italiane hanno deciso di voler limitare in generale l’uso del glifosate. Così la Toscana vieta l’uso dell’erbicida nelle aree di salvaguardia dei punti di captazione delle acque sotterranee con utilizzo idropotabile (in precedenza il divieto riguardava solo le acque idropotabili superficiali). Al tempo stesso procede con la revisione annuale delle sostanze ammesse dal PUFF (Piano di utilizzazione per l’impiego sostenibile dei prodotti fitosanitari e dei fertilizzanti). L’elenco regionale, in linea con l’elenco ministeriale, eliminerà le sostanze attive vietate all’interno delle aree di salvaguardia di captazioni da acque superficiali e l’utilizzo del glifosate in ambito extra-agricolo eliminando il rilascio di nulla osta per motivi eccezionali (ad esempio lungo i binari delle ferrovie). L’obiettivo è di eliminare definitivamente l’erbicida entro il 2021. In aree agricole d’eccellenza, come quella del Consorzio di tutela del Prosecco di Conegliano Valdobbiadene, e in territori a vocazione pastorale come il Trentino Alto Adige, amministratori e produttori decidono di tutelare il territorio eliminando il glifosate.

Alternativa possibile all’uso di erbicidi è la pratica della gestione integrata (Integrated Weed Management System: IWMS). L’IWMS si basa sulla conoscenza delle infestanti e della loro risposta alle tecniche colturali, delle relazioni competitive tra infestanti e coltura e dei mezzi di controllo. Comprende misure agronomiche, colturali, biologiche e chimiche per gestire le infestanti nella maniera più economica, più favorevole all’ambiente e socialmente accettabile, ottenendo produzioni sempre elevate. Il sistema si basa su misure proattive e su misure reattive. Le prime creano le condizioni perché il sistema colturale risulti sfavorevole all’insediamento, alla crescita ed alla competizione delle infestanti; le seconde sono gli interventi di controllo che vengono messi in atto dopo che i problemi sono sorti. Nella fattispecie, le misure proattive riguardano gli interventi diretti e indiretti sulla coltura (disposizione piante, concimazione, irrigazione, pulizia seme, rotazione delle colture, cover cropping, ecc.), quelle reattive riguardano metodi di controllo diretto delle infestanti (erbicidi, e interventi meccanici, fisici e/o manuali). In post-emergenza è possibile poi applicare trattamenti termici, tra i quali il pirodiserbo è il più comune. Generalmente si tratta di apparecchiature a fiamma diretta o a calore indotto che scaldano i tessuti delle infestanti inducendo uno shock termico che causa la rottura delle membrane citoplasmatiche e la precipitazione dei componenti proteici. A questa si affiancano tutte quelle tecniche che prevedono la rimozione fisica delle infestanti con macchinari specifici (erpice strigliatore, la spazzolatrice, l’estirpatore ecc.). Queste pratiche, utili in contesti colturali, non possono essere utilizzate per la gestione delle infestanti in altri contesti quali le aree archeologiche. Qui infatti l’unico trattamento possibile è quello chimico per irrorazione, perché un trattamento meccanico per estirpazione o pirodiserbo potrebbe comportare danni alle strutture emerse e non. Se la presenza delle infestanti in aree archeologiche può probabilmente evocare l’armonia fra rudere e natura, per gli addetti ai lavori costituisce un importante problema conservativo. La loro azione deteriogena si esplica con meccanismi di tipo fisico, quali le pressioni meccaniche dovute agli apparati radicali in espansione, e con alterazioni chimiche dovute prevalentemente ad una generale acidificazione del substrato.

La pericolosità della flora vascolare biodeteriogena nei confronti dei manufatti è indicata dall’Indice di Pericolosità (Signorini 1996; Signorini 1995), che tiene conto della alla forma biologica, del tipo di apparato radicale, dell’invasività e del vigore della pianta. Studi condotti nelle aree archeologiche romane mettono in evidenza una maggior ricchezza delle comunità che afferiscono alle classi Stellarietea, Artemisietea e Polygono-Poetea (Ceschin et al., 2006; Ceschin et al., 2003), e della specie invasiva a rapida diffusione dell’Ailanthus altissima (Celesti- Grapow 2009). A causa della scarsa accessibilità alle superfici e al potenziale danno derivante da un diserbo manuale e meccanico, si preferisce il diserbo chimico, di norma effettuato con glifosate per irrorazione (nota di chiarimento del Ministero della Salute n.14132 del 07/04/2017; vedete qui). Gli interventi di diserbo in siti e aree archeologiche urbani e suburbani sono frequenti perché fanno parte dell’ordinaria attività di manutenzione e gestione del decoro pubblico, ma non esiste alcun protocollo che ne disciplini la frequenza e le modalità. Ma quali sarebbero le alternative disponibili, considerando che i tempi della ricerca per la produzione di un erbicida efficace e competitivo sono lunghi?

Uno degli obiettivi della gestione integrata delle infestanti è anche l’uso di dosi minori di erbicidi e l’utilizzo di nuovi più ecologicamente sostenibili. Si tratta di formulazioni a base di sostanze non di sintesi in grado di agire per contatto in post-emergenza. Fra i principi attivi prevalenti di questi preparati troviamo l’acido pelargonico e l’acido acetico. L’acido pelargonico è un diserbante di contatto, attivo nei confronti di un ampio spettro di infestanti annuali e poliennali, mono e dicotiledoni, alghe e muschi e non esplica nessuna azione residuale. L’acido pelargonico esiste in natura in un tipo di geranio, il pelargonio appunto. E’ conosciuto anche come acido nonanoico e registrato come erbicida presso il ministero della Salute e commercializzato col nome di Finalsan (W. Neudorff Gmbh KG). Il principio attivo utilizzato per il trattamento delle infestanti però è un prodotto di sintesi ottenuto tramite processi industriali che “tagliano e cuciono” acidi grassi a catena più lunga per ottenere quella a nove atomi di carbonio del pelargonico. Vengono cioè presi acidi grassi di colture oleaginose e modificati industrialmente. Ciò fa sì che l’acido pelargonico così ottenuto sia identico a quello del pelargonio, ma non di estrazione naturale diretta, in quanto derivante da processi industriali complessi che partono da molecole diverse e ne producono una sola, ben particolare. Non a caso, al momento non figura nella lista dei prodotti utilizzabili da chi segua disciplinari di agricoltura biologica. Inoltre, non ha dei prezzi molto competitivi.

Per l’acido acetico le cose sono diverse. È un prodotto autorizzato in agricoltura biologica ma non esiste alcuna autorizzazione ministeriale italiana che ne renda legali la commercializzazione e gli usi come erbicida. Che l’acido acetico non possa essere considerato un “diserbante biologico” lo si evince anche dagli Standard di produzione biologica redatti da CSPB, acronimo di Comitato degli standard di produzione biologica, ed. n° 2 del luglio 2014, revisione 3 del 2018-02-19. Nell’elenco delle sostanze utilizzabili sono ammesse genericamente le cosiddette “sostanze di base”, ai sensi dell’articolo 23, paragrafo 1, del regolamento CE n. 1107/2009, ovvero quelle sostanze di origine vegetale o animale che rientrino nella definizione di “prodotto alimentare o derrata alimentare” (Art. 2 del Reg. CE n. 178/2002). E in effetti si usa tranquillamente l’aceto, contenente acido acetico, per condire le insalate. Infatti anche per il CSPB può essere utilizzato aceto tal quale, di vino o di frutta, ma solo come coadiuvante e correttore del pH, quindi l’uso come erbicida non è contemplato. Gli usi dell’acido acetico sono contemplati invece per quanto riguarda l’apicoltura, seppur con una debita puntualizzazione. Al capitolo 5.8.6.3 del documento CSPB si evince infatti come “L’uso di medicinali veterinari nell’apicoltura che risponde ai requisiti di cui al presente Standard deve essere conforme ai seguenti principi: a) essi possono essere utilizzati se la loro corrispondente utilizzazione è autorizzata nello Stato membro interessato secondo la pertinente normativa comunitaria o secondo la normativa nazionale in conformità del diritto comunitario – proseguendo poi al punto – i) fatto salvo il principio di cui alla lettera a) nei casi di infestazione da Varroa jacobsoni possono essere usati l’acido formico, l’acido lattico, l’acido acetico e l’acido ossalico nonché le seguenti sostanze: mentolo, timolo, eucaliptolo o canfora”. È cioè necessaria una specifica autorizzazione nazionale per un altrettanto specifico uso. Ed è proprio contro questo banale concetto che si scontrano gli utilizzatori di acido acetico come diserbante, ovvero le debite autorizzazioni dei prodotti. Autorizzazioni al momento assenti; tanto è vero che tali prodotti sono descritti genericamente come “corroboranti” e non come erbicidi. Nonostante ciò, a base di acido acetico si trovano in commercio altri formulati i quali, pur specificando in etichetta “il prodotto non è un fertilizzante” e “il prodotto non è un fitosanitario”, vengono comunque consigliati come erbicidi per il diserbo urbano e ferroviario. Nelle schede di sicurezza, inoltre, si trova la spunta su “usi professionali”, cioè quelli che più d’ogni altro dovrebbero implicare il rispetto per le norme di legge. Se un prodotto non è registrato come fitosanitario presso il ministero della Salute – e l’acido acetico non lo è, per lo meno in Italia – quel prodotto non può essere consigliato apertamente verso usi come erbicida.

Ma un trattamento efficace e realmente ecocompatibile dovrebbe mirare non solo a ridurre l’impatto sugli ecosistemi in termini di salute e sicurezza alimentare, ma anche ridurre l’impatto in termini di ciclo di produzione e di vita e quindi di produzione di gas serra. Mirare quindi ad un’economia circolare, in cui tutto si reinventa e ricicla e lo scarto diventa risorsa. Tale esigenza di eco- compatibilità ambientale risulta di ancor maggiore importanza negli ecosistemi urbani, dal momento che tale ambiente ospita l’uomo, e quindi la sua contaminazione potrebbe comportare rischi maggiori per la sua salute. Uno studio italiano mette in luce alcune possibilità offerte da oli essenziali estratti dalle stesse infestanti. Alcuni di essi mostrano accanto ad una spiccata attività fitocida nell’ostacolare la germinazione e la crescita di molte infestanti, un’azione di difesa delle colture per la loro attività antifungina che insetticida. A basse concentrazioni, sembrano sicuri per la salute e compatibili per l’ecosistema, in quanto completamente biodegradabili. È stata studiata la famiglia delle Asteraceae in quanto questa famiglia botanica è dotata di particolare rusticità; tali specie risultano essere tipicamente “colonizzatrici” ed “invasive”, aspetto che può essere fatto risalire alla biosintesi di composti allelopatici. Le piante utilizzate sono state prelevate sia da ecosistemi naturali che da agrosistemi, essiccate e poi trasferite in laboratorio per l’estrazione degli oli essenziali. Gli oli sono stati testati su una specie dicotiledone (Portulaca oleracea) ed una monocotiledone (Digitaria sanguinalis), in virtù della loro ampia diffusione nell’ecosistema urbano. Alcune specie sono risultate molto promettenti (in particolare Artemisia annua) sia in termini di potenziale resa in oli essenziali che in termini di attività erbicida. L’applicazione in post-emergenza è risultata la strada più percorribile sia per la sua spiccata efficacia che per l’estrema volatilità di queste sostanze, la quale rende poco proponibile un loro impiego in pre-emergenza. Inoltre, le rese maggiori di oli essenziali sono coincise con una elevata produzione di biomassa per unità di superficie, evidenziando conseguentemente una loro attitudine ad essere utilizzate come fonte di bio-erbicidi in una futura filiera produttiva.

Il limite attuale dell’utilizzo degli oli essenziali deriva degli elevati costi di produzione e dalla difficoltà di ricavarne grandi quantità. Si auspisca che studi e ricerche future in campo agronomico possano riuscire a superare questi limiti e a produrre erbicidi a basso impatto ambientale e sicuri per la salute umana. i benefici derivanti da un sistema più ecocompatibile di gestione delle infestanti, avrebbe ricadute importanti non solo sulla filiera colturale produttiva, ma anche sulla gestione delle infestanti in contesti urbani e culturali in cui la presenza umana è costante. L’utilizzo del glifosate e, più in generale, dei pesticidi, è incompatibile con un futuro basato sulla salubrità dell’ambiente, sulla tutela della salute umana e sulla difesa della biodiversità; le modificazioni climatiche potranno solo aggravare la situazione. Il percorso verso un’agricoltura “a misura d’uomo” è la chiave necessaria per affacciarsi su un futuro nel quale la tutela di ambiente e salute e il rispetto dei diritti primari delle Comunità devono tornare ad avere la priorità che gli spetta nella nostra scala di valori. Da quanto detto, è ormai inderogabile la scelta di soluzioni sostenibili che riportino al primo posto i reali bisogni delle comunità e la tutela dell’ambiente, scalzando gli interessi di forme imprenditoriali sempre più aggressive. È dunque urgente tornare a pratiche agricole che non debbano essere sostenute dall’uso di pesticidi, privilegiando colture a destinazione alimentare, produzioni commisurate a reali fabbisogni delle comunità, fertilizzanti organici derivati da compostaggio aerobico, tecniche agronomiche che incrementino la fertilità dei suoli, incentivino la biodiversità e preservino la qualità delle acque e degli alimenti. In tal senso, sarebbe utile un piano nazionale per la prevenzione e l’individuazione tempestiva delle infestanti in ambito urbano, archeologico e agricolo, unito ad un quadro politico coerente, ad un piano monitoraggio, ad un fondo per la ricerca strategica e ad un programma di formazione e azione.

 

 

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Mar
30
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Pandemie vegetali (prima parte)

 

In un convegno a Dublino di qualche anno fa, ricordo che una ricercatrice esperta di endofiti (microorganismi che vivono all’interno delle piante) si stupiva del fatto che fino a 25 anni prima, l’esistenza di endofiti era considerata fantascienza. Un po’ come il personaggio Pat ne il “Sussurro del Mondo” di Richard Power, i suoi studi erano così pionieristici da trovare difficoltà a far comprendere alla comunità scientifica che, come gli uomini ospitano batteri intestinali, anche le piante lo fanno. Il tempo le ha comunque dato ragione, perché la sua intuizione era giusta.

In biologia, l’oggetto di ricerca è stato molto spesso l’esemplare isolato, magari in un’ottica ecologica in cui interagiva con altri organismi, ma pur sempre nel suo isolamento. Eppure oggi, grazie a tecniche molecolari molto più sofisticate di quelle del passato, sappiamo che non esistono esemplari isolati, e a volte neppure specie separate, come pensava Limneo. Tutto è più sfumato e complesso di quanto avessimo pensato. I nativi americani erano arrivati empiricamente alla verità, cioè che tutti gli organismi viventi sono tra loro intercorrelati da flussi di materia e di energia e che ci fosse un superorganismo (la Madre Terra) che li comprendeva tutti. Anche secondo gli antichi Greci, Gaia era la suprema madre e la fonte di tutta la fecondità della natura. Pertanto non era solo l’incarnazione fisica della terra, ma la sua vera essenza, pervasiva e onnipresente.

 

Grazie alle conoscenze scientifiche attuali, spesso oggi ci si riferisce non tanto a singoli organismi, ma a olobionti, cioè ad organismi che ospitano al loro interno altri organismi, come nel caso degli endofiti per le piate o dei nostri batteri intestinali. Eppure, la scienza occidentale è stata per secoli riluttante a comprendere appieno la portata di questa visione della biologia. Se l’uomo si considera come dominatore del creato e non ha un senso di rispetto e ammirazione (sia essa religioso o laico) nei confronti della natura, i guai sono pressoché assicurati. E questo non perché la hybris umana debba essere in qualche modo punita dagli dei; non per un castigo, ma perché semplicemente l’uomo non può vivere senza il contributo di milioni di specie che abitano la Terra, in particolare le piante. Rescindere nettamente questi legami e credersi indipendenti provoca quindi problemi più o meno gravi. È solo questione di tempo.

 

È pur vero che queste connessioni tra organismi viventi possono essere anche forieri di effetti negativi, come nel caso dei virus, che sono appunto parassiti per necessità. Da settimane si parla molto di pandemie e dei modi per contrastarle o perlomeno mitigarle, ma quello che personalmente più mi stupisce è come un po’ tutte le nazioni non siano state pronte ad affrontare questo tipo di rischio. Affaccendate in guerre militari ed economiche, non hanno considerato non dico l’avvento di una pandemia (tuttavia prevedibile) ma perlomeno un’ipotetica guerra batteriologica. Abbiamo considerato le pandemie come dei fenomeni che avvenivano in popolazioni povere e con sistemi sanitari non efficienti, che ci non avrebbero mai toccato; eppure così non è stato. Nonostante il salto da un pipistrello all’uomo (spillover), le migliaia di morti in Cina e i primi casi in Italia, pochi avevano considerato il SARS-CoV-2, responsabile del Covid-19, una vera minaccia. Questa sottovalutazione del rischio, a mio parere, è stata dovuta anche a un certo senso di superiorità che non ci ha permesso di essere preparati. Se avessimo pensato a tutte le malattie portate dagli animali (zoonosi) già a partire dall’inizio dell’agricoltura, ai milioni di morti dovuti alla peste bubbonica e, più recentemente, alla influenza spagnola, alla frequenza degli spostamenti aerei, alle continue minacce ad habitat di animali selvatici, all’aumento demografico globale e alla sovrappopolazione nelle città, ci rendiamo conto – ahimè a posteriori – che la miccia era pronta, anzi già accesa.

 

Il nostro genoma conserva ancora tracce di DNA virale, di infezioni avvenute anche decine di migliaia di anni fa, e noi stessi siamo colpiti da malattie virali, soprattutto durante l’infanzia o periodicamente, come nel caso dell’influenza. In quel caso però ci sono i vaccini o una certa immunità dovuta all’incontro frequente e periodico con il virus. Nel caso del SARS-CoV-2, il salto di specie e la novità della malattia per l’organismo umano, il cui sistema immunitario per questo motivo era meno pronto a difendersi, ha causato il disastro. E tutto sommato ci è andata anche bene, perché ci sono virus molto più mortali del SARS-CoV-2. I problemi sono stati accentuati perché hanno colpito una società già piena di problemi a causa di mancanza di risorse naturali, minacciate da un cambiamento climatico globale e fondamentalmente capitalistica e tecnologica. Per tutti e tre questi motivi, molto vulnerabile anche a minimi spostamenti dalla norma. A frittata fatta, l’atteggiamenti di molti dei miei colleghi sono stati molteplici: a grandi linee, c’è chi ha sottovalutato la minaccia fino alla fine, per poi ricredersi; c’è chi ha subodorato subito il pericolo; c’è, infine, chi ha considerato il Covid-19 come l’ultimo avvertimento che ci dà il tempo di riconsiderare il nostro comportamento e quindi di cambiare rotta. In realtà, credo che questa pausa possa aiutarci a deliberare come tutto ciò può essere trasformato in un sistema sostenibile; forse è una grande possibilità. D’altro canto, il virus sta facendo tantissime vittime e provocherà parecchi problemi economici che perdureranno anche dopo la fine dell’emergenza.

 

Da biologo, non posso cedere a un approccio teleonomico o divino. Se proprio dovessi scegliere, preferirei la peste causata da cause naturali di Lucrezio che quella da castigo divino di Tucidide. Non siamo di certo stati puniti, ma di sicuro abbiamo una grossa responsabilità. Siamo oramai come un’immensa monocultura di umani (7 miliardi e più), pochissimo dissimili geneticamente (tranne che per i razzisti), in lotta più o meno aperta tra di noi, ammassati (più del 50%) in città abnormi e tentacolari, mobili e incontrollabili come l’acqua. Siamo quindi un obiettivo perfetto per un virus. Le pandemie sono sempre avvenute nella storia umana dall’inizio dell’agricoltura e della stanzialità, e lo saranno ancora di più in futuro. In fin dei conti, un virus che si deve replicare per continuare a sopravvivere – un compito che sta svolgendo molto bene – e vede in noi degli ospiti fantastici. Jered Diamond, nel suo saggio “Armi, acciaio e malattie” aveva già descritto tutte le malattie che avevano plasmato la struttura delle comunità umane, dando loro svantaggi o vantaggi rispetto ad altre. Lo stesso ha fatto William Ruddiman nel suo “L’aratro, la peste, il petrolio”, in cui entrano in gioco anche i cambiamenti climatici. I biologi vegetali, e in particolare i fitopatologi e gli ecologi vegetali, sanno bene che ci sono state pandemie che hanno decimato intere specie su tutta la Terra. Specie che dominavano quasi tutti continenti e che sono state infine ridotte al lumicino.

 

Dal momento che in questo si parla di piante, qui e nel prossimo post, descriverò due di queste pandemie: il cancro corticale del castagno e la grafiosi dell’olmo.

 

Ci sono molte cause di declino delle piante e in particolare delle foreste: pioggia acida, ruggine, cancro, carie del legno, siccità, specie invasive, pratiche agricole non adeguate, parassiti del legno, funghi nocivi, desertificazione, ecc. La causa del cancro corticale del castagno è un fungo (Cryphonectria parasitica) originario dell’Asia Orientale, dove le specie endemiche di castagno (Castanea crenata in Giappone e Castanea mollissima in Cina) erano resistenti al fungo, e quindi non ne subivano le conseguenze. Importato negli Stati Uniti da piante di castagno orientale, il fungo fu causa di una devastante malattia identificata per la prima volta nel 1904 come Endothia parasitica da Hermann Merkel, capo forestale del New York Zoological Park.

 

Un castagno americano in Connecticut colpito da cancro corticale. Fonte: the image collection of American Environmental Photographs, 1891-1936, University of Chicago Library Special Collections.

 

Subito dopo che Merkel pubblicò i risultati della sua coperta, lasciò la città per sfuggire al caldo estivo; al suo ritorno, qualche settimana dopo, non c’era più nemmeno un castagno in città che valesse la pena salvare. Nel 1908, William Murrill, micologo al The New York Botanical Garden si accorse che sia i castagni giapponesi che quelli cinesi mostravano i sintomi della malattia e che anche un’altra specie di castagno (Castanea pumila) era stata attaccata. All’inizio i patologi pensarono che si trattasse di un fungo residente che era mutato e diventato letale. Quando Frank N. Meyer, un esploratore del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti, rinvenne C. parasitica in alberi cinesi e giapponesi, comprese che l’origine del patogeno era però alloctona: erano stati gli alberi giapponesi importati e piantati in USA fin dal 1876 a portare il fungo.

 

Pianta di castagno cinese colpita dal fungo. Fonte: Anagnostakis and Hillman. Evolution of the chestnut tree and its blight.

 

Il castagno americano (Castanea dentata) è un albero imponente e a rapida crescita ma, nel giro di un anno macchie cremisi-arancioni screziarono i castagni in tutto il Bronx. Queste macchie erano dovute ai carpofori del fungo, che in realtà avevano già ucciso il suo ospite. Ogni infezione rilasciava un’orda di spore nella pioggia e nel vento. I giardinieri della città mobilitarono un contrattacco, potarono i rami infetti e li bruciarono, spruzzarono sugli alberi solfato di calcio e di rame da carri trainati da cavalli, ma l’effetto fu solo quello di spargere le spore presenti sulle asce che usavano per abbattere gli alberi.

 

Le macchie color cremisi-arancione tipiche del cancro corticale del castagno. Fonte: Ringling et al. (2016) WSL – Notizie per la pratica, 54.

 

Il fungo, riclassificato nel 1978 come Cryphonectria parasitica, spazzò via rapidamente il castagno americano. Era inizialmente una specie arborea dominante nelle zone orientali degli USA ma, a metà del XX secolo, la devastazione era arrivata in Alabama, Mississippi e Georgia del Nord. La pandemia appariva come una lunga ellisse che si estendeva per quasi tutta la lunghezza della Costa atlantica, all’interno della quale dal 50 al 99% dei castagni era morto, circa tre-quattro miliardi di alberi, 18 volte l’area del parco nazionale di Yellowstone. La gente era ammutolita per l’incredulità e osservava impotente i preziosissimi castagni morire. L’albero dell’industria della conciatura, delle traversine della ferrovia, dei vagoni, dei pali del telegrafo, del combustibile, dei recinti, delle case, dei fienili, delle scrivanie pregiate, dei tavoli, dei pianoforti, delle cassette, della polpa di cellulosa e di un’infinità di ombra e cibo gratuiti – l’albero del paese di cui si raccoglie la maggior quantità di frutti – stava scomparendo velocemente. Si cercò di ritagliare aree cuscinetto per salvare delle popolazioni di castagno, si invocò una rinascita religiosa per liberarsi del peccato responsabile della piaga, ma tutto era perduto: l’albero simbolo degli USA orientali, spina dorsale di intere economie rurali, la pianta duttile e resistente con almeno tre dozzine di utilizzi industriali, che costituiva il 25% degli alberi di una foresta continua che si estendeva dal Maine agli Stati del Golfo, era ormai spacciato.

 

L’areale naturale del Castagno americano. Fonte: Atlas of United States Trees. Vol. 4: Minor Eastern Hardwoods (1977) (Ed.) E. L. Little, Jr. USDA Forest Service Misc. Publ. 1342

 

Nel 1938, il fungo fu trovato a Genova, poi, nel 1948, in Svizzera, in cui una quarantina di focolai contribuirono a portarlo in tutta Europa. L’ultimo paese ad essere colpito è stato l’Inghilterra, nel 2011. Oggi, tutti i castagneti europei (Castanea sativa) sono colpiti dalla malattia.

Presenza del cancro corticale del castagno in Europa. Fonte: Ringling et al. (2016) WSL – Notizie per la pratica, 54.

 

A differenza degli Stati Uniti, in Europa la malattia ha avuto un decorso meno drammatico. E qui le note positive. I virus sono microorganismi piccolissimi (di solito tra 0,02 e 0,30 micrometri, cioè milionesimi di metro), al confine tra l’organico e l’inorganico, senza alcuna identità definita se non quella che passa per una funzione tanto semplice quanto potente: sfruttare il metabolismo dell’organismo che li ospita per riprodursi illimitatamente. Nel caso del castagno, il virus è stato provvidenziale perché colpisce proprio il fungo patogeno (C. parasitica), per cui ha permesso la comparsa di ceppi fungini a virulenza attenuata (ipovirulenza). Questi si sono diffusi spontaneamente nel Sud dell’Europa, scongiurando così la distruzione totale dei castagneti. Il virus, Cryphonectria hypovirus 1 (CHV-1), probabilmente introdotto in Europa insieme al fungo, rallenta la crescita del fungo, riducendone la produzione di spore asessuali e impedendone la riproduzione sessuale. Il fungo rimane così solo negli strati esterni della corteccia, e l’albero è così in grado di reagire isolando i tessuti infetti attraverso la loro cicatrizzazione. Come nel caso del SARS-CoV-2 per noi, si tratta di una corsa contro il tempo in cui la pianta, per salvarsi, deve produrre cicatrici più velocemente di quanto il fungo penetri nella corteccia.

 

Cosa fare per salvare i castagni? Paradossalmente, la legna morta degli alberi infetti può essere al medesimo tempo una fonte di virus attraverso le spore infette ma anche una fonte di cancro se diffonde spore esenti dal virus. Essa deve quindi essere eliminata dai castagneti dove l’ipovirulenza non è presente, mentre può avere una funzione curativa in aree dove l’ipovirulenza è già diffusa. Inoltre, piantine e marze di castagno dovrebbero essere acquistate solo da vivai controllati e muniti di certificato fitosanitario. Il legno di castagno può essere importato solo senza corteccia e non può essere depositato nelle vicinanze di castagneti. Inoltre, l’importazione di partite di corteccia di castagno è assolutamente proibita. Sono importanti le operazioni di potatura, per eliminare i rami della pianta che per primi manifestano i sintomi. Dopo interventi su alberi infetti, potature di rimonda, nonché operazioni di innesto, è consigliabile una regolare disinfezione degli attrezzi utilizzati. Poi, il cancro si può controllare attraverso una lotta biologica attiva, trattando i cancri in modo mirato con ceppi ipovirulenti di C. parasitica. Infine, sul mercato sono disponibili castagni ibridi con una certa resistenza al cancro corticale, generati attraverso incroci tra il castagno europeo suscettibile e quello giapponese resistente. Questo in Europa.

 

Una foresta di castagno americano in Tennessee. Fonte: the image collection American Environmental Photographs, 1891-1936, University of Chicago Library Special Collections.

 

E in America? I castagni, dopo più di cento anni dalla scoperta del fungo patogeno, non sono scomparsi e stanno ancora sopravvivendo grazie all’arrivo del virus dell’ipovirulenza e agli esperimenti di incrocio di castagni americani con castagni orientali. Fra pochi anni dovremmo quindi avere a disposizione ibridi resistenti da piantare nelle foreste statunitensi. La presenza del virus dell’ipovirulenza dovrebbe anche facilitare gli alberi resistenti a evolversi nella foresta. Infine, l’introduzione volontaria del virus dell’ipovirulenza renderà le piante colpite meno vulnerabili.

 

Cosa abbiamo da imparare da questa storia? Prima di tutto che un virus con cui una specie non è mai venuta mai in contatto precedentemente provoca danni ingenti; che i virus viaggiano con noi e che, una volta diffusi, sono di difficile controllo e pochi errori possono rendere vani gli sforzi per contenerli; che i virus possono essere, dal nostro punto di vista, cattivi o buoni; che le interazioni tra organismi viventi nei sistemi biologici possono essere estremamente complesse; e infine, che l’unica arma vincente per risolvere i problemi causati dai virus è la ricerca scientifica.

 

Leggendo questo articolo, chi di voi si è identificato con un albero di castagno?

 

Written by Horty in: Senza categoria |
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