Il settore agricolo campano
Negli ultimi decenni, l’agricoltura ha affrontato infestazioni parassitarie mediante l’ampio impiego di pesticidi sintetici, quali erbicidi, insetticidi, nematocidi, rodenticidi, alghicidi, fungicidi e battericidi. Quando si fa riferimento alle possibili minacce per il settore agricolo ed in particolar modo per le produzioni, i parassiti sono una delle principali cause di riduzione della produzione fino al 50%. Questi composti hanno innalzato le rese agricole, ma il ricorso eccessivo ad essi ha generato gravi problemi ambientali, inquinando suolo e acqua. Questo eccesso di pesticidi costituisce una fonte significativa di inquinamento, comportando rischi per la salute umana e animale. La necessità di aumentare la resa delle colture ha spinto l’uomo ad un uso indiscriminato di tali composti, evidenziando l’urgenza di sviluppare pratiche agricole sostenibili e alternative più sicure. L’eccessivo utilizzo di pesticidi sintetici ha contribuito significativamente alla comparsa di fenomeni come l’eutrofizzazione, il bioaccumulo e la biomagnificazione, generando gravi impatti ambientali. Gli scarichi eccessivi di pesticidi, soprattutto nelle acque superficiali come fiumi e laghi, possono causare l’eutrofizzazione. Questo fenomeno si manifesta quando nutrienti in eccesso, come azoto e fosforo dai pesticidi, accelerano la crescita delle alghe. La decomposizione delle alghe riduce l’ossigeno nell’acqua, creando zone morte dove la vita acquatica diventa difficile o impossibile.
I pesticidi, inoltre, una volta introdotti nell’ambiente, possono essere assorbiti dalle piante coltivate. Gli organismi che si nutrono di queste piante accumulano gradualmente i pesticidi nei loro tessuti attraverso il processo di bioaccumulo. Questo può portare a livelli pericolosamente alti di pesticidi in organismi che si trovano più in alto nella catena alimentare. La biomagnificazione si verifica invece quando i pesticidi si accumulano in organismi a livelli troppo elevati rispetto al loro ambiente circostante. Quando un organismo consuma un altro organismo che contiene pesticidi accumulati, il livello di pesticidi nel predatore può aumentare in modo significativo. Questo processo può portare a concentrazioni estremamente elevate di pesticidi nelle specie più alte della catena alimentare, incluso l’uomo, con conseguenze dannose per la salute. Per affrontare questi problemi, è necessario promuovere pratiche agricole sostenibili, come l’agricoltura biologica, che limitano l’uso di pesticidi sintetici e favoriscono metodi più equilibrati per la gestione delle infestazioni parassitarie.
OE: un’opportunità per un’agricoltura più sostenibile
Gli oli essenziali (OE), per la loro natura come metaboliti secondari vegetali, rappresentano una valida e sicura alternativa green in molte applicazioni, come la conservazione degli alimenti, la biomedicina, i cosmetici o l’agricoltura. Dal punto di vista chimico, gli OE sono una miscela complessa e unica di composti (alcaloidi, flavonoidi, isoflavoni, monoterpeni, acidi fenolici, carotenoidi e aldeidi); tutti composti fortemente lipofili, volatili e quasi insolubile in acqua. Essi rappresentano una valida alternativa per l’applicazione in agricoltura biologica: il loro impiego può ridurre l’uso dei pesticidi chimici, bypassando inoltre il problema dei parassiti resistenti ai pesticidi. La loro volatilità rende gli OE non persistenti dal punto di vista ambientale, eliminando così molti degli effetti collaterali dei pesticidi sintetici. Il crescente interesse per l’applicazione delle formulazioni OE come pesticidi può essere osservato valutando il numero di articoli scientifici pubblicati su questo argomento nel corso degli anni, in riviste indicizzate Web of Science. Sono stati pubblicati infatti circa 6.000 articoli dove vengono studiate e confermate le caratteristiche uniche di queste sostanze e le loro proprietà erbicide, acaricide, nematocide ed insetticide. L’intervento previsto si colloca nella focus area 3a. Attraverso questo approccio innovativo, è possibile potenziare le pratiche di difesa biologica ed integrata, offrendo un notevole miglioramento alla competitività dei produttori primari. Questa strategia permette di integrare in modo più efficace gli agricoltori nella filiera biologica e nei rigidi regimi di qualità, creando un valore aggiunto non solo per i prodotti agricoli stessi, ma anche per la promozione ottimale di tali prodotti nei mercati locali. Questa sinergia tra difesa biologica, pratiche sostenibili e qualità elevata non solo rafforza la resilienza delle colture, ma contribuisce anche a consolidare la posizione dei produttori primari nel panorama agricolo, favorendo una maggiore sostenibilità ambientale e un allineamento con le esigenze dei consumatori attenti alla qualità.
APPROCCI TECNICO-SCIENTIFICI
Aeroponica per la coltura di piante officinali
L’aeroponica è una tecnica colturale che non necessita di terreno, né di substrati. Le sostanze nutritive vengono nebulizzate e somministrate direttamente all’apparato radicale delle piante. Le officinali così coltivate saranno sottoposte ad estrazione con fluidi supercritici per l’ottenimento di fitocomplessi con un potenziale effetto fitosanitario, oltre che diversamente costituiti in termini di composizione chimica.
Estrazioni di oli essenziali con CO2 supercritica e nano formulazioni
L’estrazione a fluidi supercritici (SFE) è una tecnica estrattiva efficace e rapida, richiede temperature moderate, elimina le fasi di pulizia ed evita l’uso di solventi organici dannosi per le specie di interesse e per l’ambiente. La CO2 è inoltre un solvente ideale per estrarre e isolare gli oli essenziali dalle piante, in quanto non esplosivo, non tossico, prontamente disponibile e facilmente eliminabile dai prodotti estratti. Gli estratti verranno esaustivamente caratterizzati e opportunamente nano formulati con il fine di ottenere prototipi di fitofarmaci naturali con azione specifica, che saranno testati sia su colture orticole che floricole. Le proprietà lipolitiche dei fitoestratti, unite all’attività antibatterica e antivirale, enfatizzate dai metodi di coltivazione ed estrazione innovativi, consentiranno di ottenere prototipi di fitofarmaci naturali, in grado di avere attività insetticida, battericida e fungicida, prevenendo le colture dalle infezioni.
OBIETTIVI
L’obiettivo finale del progetto BOTANICALS è basato sull’estrazione di OE da colture officinali ottenute in aeroponica mediante l’utilizzo di CO2 supercritica per sviluppare nano formulazioni da utilizzare su colture orticole e floricole. L’intento è provvedere a promuovere una valida e “più green” alternativa all’utilizzo dei pesticidi e fertilizzanti derivanti da sintesi chimica, dannosi e impattanti per l’ambiente. Le proprietà lipolitiche dei fitoestratti, unite all’attività antibatterica e antivirale, enfatizzate dai metodi di coltivazione ed estrazione innovativi, consentiranno di ottenere prototipi di fitofarmaci naturali, in grado di avere attività insetticida, battericida e fungicida, prevenendo le colture dalle infezioni.
In quest’ottica, gli obiettivi principali della proposta progettuale:
BENEFICIARI DEGLI OUTPUT DI PROGETTO
Per combattere le infestazioni di insetti e parassiti a carico delle piante, negli ultimi anni sono stati impiegati molti pesticidi chimico-sintetici, come erbicidi e insetticidi. Nonostante abbiano garantito un aumento significativo della produzione agricola, ne sono stati usati troppi. Questo ha causato inquinamento del suolo e dell’acqua e ha reso questi prodotti pericolosi per gli esseri umani, animali e ambiente. Gli OE rappresentano una valida alternativa soprattutto per l’applicazione in agricoltura biologica, dove, la loro applicazione può risolvere il problema dei parassiti resistenti ai pesticidi, oltre ad evitare i problemi di salute legati all’accumulo di pesticidi sintetici. La loro volatilità rende gli OE non persistenti dal punto di vista ambientale, eliminando così molti degli effetti collaterali dei pesticidi sintetici.
L’impatto derivato dalle attività progettuali e rapportato alla tecnica di estrazione con CO2 consentirà a molti di beneficiare di una simile innovazione.
I comuni della provincia di Napoli, che hanno manifestato la necessità di soluzioni innovative in campo fitosanitario, sono caratterizzati dalla presenza di imprese agricole individuali prevalentemente a conduzione familiare. Le colture presenti nella zona si dividono prevalentemente in colture arboree, come nocciolo, olivo, noce, albicocco, vite ed agrumi e colture erbacee come ad esempio fagiolo, pisello, fave ed ortaggi in generale. Abbondante è anche la presenza di vivai ed aziende floricole in coltura protetta.
In sintesi, comparti interessati dalle innovazioni di processo e di prodotto del progetto BOTANICALS sono i comparti orticolo e florovivaistico. Il comparto orticolo della zona di Roccamonfina è caratterizzato da un’ampia varietà di situazioni e da differenti realtà imprenditoriali. Tra un’area e l’altra della stessa zona si evidenziano scenari molto diversi tra loro, ma con una prevalenza di aziende tradizionali ad orticoltura intensiva sia nelle aree pianeggianti che collinari.
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