Diapositiva 1 - Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Pianta infestante: una specie che, non rivestendo alcuna funzione utile per
l'uomo, va a danneggiare le produzioni agricole entrando in competizione o
parassitizzando queste ultime.
In senso più ampio il concetto può essere esteso, oltre che alle piante
infestanti i campi coltivati, anche alle piante che, crescendo in città in maniera
incontrollata, accentuano il problema delle allergie o fanno percepire come
"sporco" o degradato il luogo ove crescono.
Non esiste un vero e proprio elenco di piante infestante: alcune piante utili o
coltivate possono divenire infestanti nel momento in cui cessa la loro
funzione di utilità per l'uomo.
Le infestanti possono essere:
piante perenni, che si riproducono in modo vegetativo, oppure che permangono
nel terreno per diversi anni: gramigna, vilucchio, cardo;
piante annuali, più spesso, che si riproducono da seme, spesso con un forte
potenziale riproduttivo: amaranto, papavero, avena selvatica, veronica ,
stellaria, ecc..
Le infestanti sono caratterizzata da:
una grande longevità, dipendente da una forte resistenza al disseccamento e
all’assenza di ossigeno anche in caso di interramento profondo, grazie
all'impermeabilità all'acqua e all'aria del loro tegumento;
la presenza nel suolo in grandi quantità, da 20 a 400 milioni di semi per ettaro a
una profondità tra 10 e 15 cm.: la flora di superficie sarebbe costituita dal 5 al
10% di questo stock.
E’ indispensabile conoscere il ciclo biologico della pianta in modo da scegliere la
strategia di controllo più efficace ed economica, ed il momento ottimale di
attuazione.
In un'area di produzione determinata, il numero delle principali specie di
infestanti da conoscere si aggira attorno alla trentina.
Alcune specie sono spesso associate a determinate colture: chenopodio e
amaranto alle barbabietole, veronica ai cereali, ecc.
Il riconoscimento è ancor più importante nel caso che il controllo sia effettuato
evitando l'utilizzo di mezzi chimici, ad esempio in agricoltura biologica.
Erbicidi
Totali: distruggono tutte le specie;
Selettivi: distruggono le piante dannose per diversi meccanismi di assorbimento,
traslocazione e attivazione della molecola erbicida;
Fogliari: assorbiti da foglie e parti verdi della pianta;
Residuali: assorbiti attraverso radici, ipocotile;
Fogliali e residuali:
La nocività delle infestanti:
concorrenza per la radiazione solare, l'acqua e i nutrienti: le infestanti si
alimentano a danno delle colture. Il peso di questa concorrenza è in funzione
della natura delle infestanti, della loro densità, dell'influenza della concimazione e
delle condizioni climatiche favorevoli al loro sviluppo.
deprezzamento della raccolta, in presenza di frammenti di infestanti che
diminuiscono la qualità della produzione, o di chicchi di infestanti, come la
morella o la carie, che possono alterarne il sapore o indurre effetti tossici. La
presenza di ranuncoli, di equiseto, di felci, di colchico nelle specie erbacee
stoccate o raccolte a secco e non sono consumate fresche dagli animali, può
provocare incidenti.
Il chenopodio può creare intasamenti nelle macchine al momento della raccolta
delle barbabietole
Lo sviluppo di parassiti e di malattie può essere favorito dal microclima creato da
infestanti invasive, o dal fatto che esse costituiscono un serbatoio o un rifugio per
virus, batteri, funghi, acari o insetti.
L'uso sconsiderato di erbicidi per controllare lo sviluppo delle infestanti ha
portato a casi di inquinamento delle acque di superficie e di quelle sotterranee
da parte delle sostanze chimiche in essi contenute, in particolare quelle
appartenenti alla famiglia delle triazine (per questa ragione, gli erbicidi
appartenenti a questo gruppo sono vietati, in Francia).
I diserbanti sono sostanze utilizzate per il controllo delle piante infestanti. Gli
erbicidi più comuni sono composti chimici di sintesi, spesso xenobiotici ossia
chimicamente estranei, disaffini, ai composti naturalmente presenti negli esseri
viventi. È in questi termini che si pone il problema dell'impatto ambientale
dell'utilizzo di erbicidi in agricoltura, ma non solo: erbicidi sono impiegati per uso
civile, e addirittura se ne può citare l'uso militare
La possibilità di sviluppo di colture di mais transgenico resistente ad alcuni
erbicidi suscita interrogativi. Impiegati nel rispetto delle buone pratiche agricole,
questi OGM possono ridurre l'impatto ambientale grazie all'utilizzo di erbicidi
molto meno tossici. Tuttavia un utilizzo non ragionato dei diserbanti può indurre
ulteriore inquinamento delle acque.
L'evoluzione degli erbicidi è partita da sostanze chimiche ad azione diserbante
grossolana (ad es. sali d'arsenico, acido perclorico, clorato di sodio e acido
solforico), il cui impiego non si è - fortunatamente - mai diffuso vista anche l'epoca
interessata (primo dopoguerra).
Negli anni si sono prodotte molecole sempre più selettive ed efficaci (i primi erbicidi
di sintesi nel 1941, nati in Inghilterra per uso bellico: 2,4-D l'acido-2,4,5triclorofenossiacetico, miscela conosciuta come agente arancio, ed MCPA), la cui
continua ricerca è stata ed è incrementata anche e soprattutto dall’insorgere di
fenomeni indesiderati di inquinamento e di selezione di una flora infestante
resistente.
Alcuni di questi composti hanno una struttura tale da poter essere degradati più o meno
velocemente: questo si spiega con la similarità di queste molecole con quelle di composti
naturali (che ne garantisce quindi una trasformazione metabolica principalmente da parte
di microrganismi) o con la loro instabilità chimica o fotochimica nell'ambiente. In relazione
alla loro recalcitranza alla degradazione e alla loro dinamica nell'ecosistema si può andare
incontro a fenomeni di accumulo negli esseri viventi, o a deriva ambientale per
volatilizzazione, dilavamento, percolamento.
Un caso esplicativo può essere quello dell’atrazina, principio attivo erbicida in uso dalla
seconda metà 50 ai 60 a supporto del vertiginoso aumento delle rese agricole conseguito
in quegli anni.
Le triazine sono composti eterociclici azotati, formati da un anello esa-atomico
con alternanza di atomi di carbonio e azoto con gruppi sostituenti in posizione 2
(un atomo di cloro, un gruppo S-CH3, OH oppure O-CH3) e in posizione 4 e 6 con
gruppi alchilici (etilammina, isopropilammina, terbutilammina).
Uno dei composti cloro-triazinici più pericolosi è l’Atrazina,
introdotta nel 1958 come erbicida per il controllo di
infestanti appartenenti al gruppo delle dicotiledoni e
utilizzata prevalentemente nelle coltivazioni di mais, sorgo e
canna da zucchero.
E' un erbicida ad adsorbimento radicale e, in misura minore,
fogliare. Viene trasportato per via xilematica e agisce a
livello del fotosistema II, inibendo il trasporto di elettroni.
Il suo impiego è stato vietato su tutto il territorio nazionale dal 1992 (con Decreto
del Ministero della Sanità del 18 marzo 1992, n.705/910) dopo diversi episodi di
contaminazione di falde idriche, ma viene ancora prodotta ed utilizzata in molti
paesi Europei e negli Stati Uniti (più di 38 milioni di Kg venduti ogni anno).
La fitotossicità può esplicarsi sull'organo a diretto contatto con l'erbicida o sui
diversi organi, grazie alla capacità che certi composti hanno di traslocarsi con il
flusso xilematico e/o floematico.
Altra classificazione divide gli erbicidi in composti antigerminello, che
impediscono la germinazione delle infestanti;
di pre-emergenza, che colpiscono l'infestante allo stadio di plantula
annullandone di fatto lo sviluppo prima che possa competere con la specie
coltivata;
di post-emergenza, che eliminano l'infestante già sviluppata.
Gli erbicidi di pre-emergenza, proprio in virtù del compito a loro richiesto,
tendono ad essere tutti composti residuali, caratteristica svantaggiosa per
l'ambiente.
I meccanismi di azione sono classificati in funzione dell'enzima o del
passaggio biochimico che viene alterato dall'erbicida:
- Inibitori dell' ACCasi, enzima attivo nella produzione dei lipidi di membrana,
agiscono sul sistema meristematico.
- Inibitori dell' enzima ALS, responsabile della produzione di aminoacidi quali
valina, leucina e isoleucina, agiscono sul sistema meristematico.
- Inibitori degli enzimi ESPs, attivi nella produzione degli aminoacidi triptofano,
fenilalanina, tirosina, agiscono sull'intera pianta.
- Inibitori del Fotosistema II, riducono il flusso di elettroni dall'acqua al NADPH
durante la fotosintesi legando il sito per la Qb sulla proteina D2, impedendone il
legame e favorendo l'accumulo di elettroni sulla clorofilla producendo reazioni di
ossidazione che danneggiano la pianta.
- Auxine sintetiche, interferiscono sui naturali regolatori della crescita della pianta.
L’atrazina viene prodotta industrialmente mediante reazioni successive del cloruro di
cianurile con isopropilammina e del composto intermedio con monoetilammina. Il
principio attivo è una polvere incolore poco solubile in acqua (28 mg/L a 20°C), viene
venduto in preparati commerciali contenenti il 50-80% del principio miscelato con
altre polveri inerti. Il prodotto commerciale viene impiegato come dispersione
acquosa e agisce come diserbante in pre- e post-emergenza.
Nonostante la sua solubilità non sia molto elevata, l'atrazina ha dimostrato avere una
elevata persistenza ambientale con conseguente inquinamento sia di acque
superficiali che di falda.
Questo è dovuto sia alle elevate dosi con cui viene impiegata (1,5-2 Kg per ettaro per
ogni applicazione) sia alla capacità di stabilire dei legami forti con i colloidi organici
presenti nella frazione argillosa del terreno. Ciò determina il lento e continuo rilascio
della sostanza e il suo rinvenimento nelle acque anche a distanza di anni dal suo
impiego.
Un altro motivo che contribuisce ad aumentare la persistenza ambientale sia
dell'atrazina, sia delle altre clorotriazine è dovuto alla difficoltà degli organismi
biodecompositori nel metabolizzare queste sostanze.
L'atrazina è una sostanza pericolosa per la salute umana. Attualmente non è ritenuta
essere una sostanza cancerogena, ma sono stati pubblicati alcuni studi che hanno
evidenziato l'insorgere di danni all'ovario di criceti, mentre altri studi sugli anfibi
hanno evidenziato come questa molecola produca interferenze sull'equilibrio degli
ormoni sessuali determinando un effetto femminilizzante.
Il controllo si può attuare con l'ausilio di pratiche agronomiche, lavorazioni
meccaniche, interventi con mezzi fisici, chimici, biologici o attraverso l'azione
combinata di quelli citati.
Esistono due metodi, per controllare le infestanti: quello diretto e quello indiretto.
Quello indiretto (preventivo), consiste nell'evitare che i semi delle infestanti possano
entrare nel campo coltivato, la disseminazione, quindi, si può evitare, mediante:
Il controllo degli incolti, ad esempio carraie o fossi.
Diminuire l'utilizzo dei letami
Curare la pulizia delle macchine.
Controllare sempre la purezza della semente, che non sia contaminata da semi o
frammenti di piante infestanti.
Tra gli erbicidi più utilizzati oggi nel mondo ci sono:
- Glifosati, non selettivi, utilizzati in colture resistenti modificate geneticamente
per resistere ai suoi effetti, sono inibitori degli ESPs;
2,4-D appartenente al gruppo dei fenossiacidi è attualmente il più usato nel
mondo. Impiegato nelle colture di cereali miscelato con altri erbicidi, non
selettivo, agisce come auxine sintetiche;
Imazapyr, non selettivo, usato per il controllo di una vasta gamma di infestanti
e Imazapic, selettivo, usato in pre e post-emergenza, agiscono inibendo la
produzione di alcuni aminoacidi ramificati necessari per la crescita della pianta;
Clopyradil, Picoram (della famiglia delle piridine) e Dicamba agiscono su
infestanti a foglia larga, sono delle auxine sintetiche;
- Metolachlor, utilizzato in pre-emergenza nelle colture di sorgo e cereali in
sostituzione dell'atrazina;
- Paraquat, erbicida molto tossico impiegato per la distruzione delle piantagioni
di marijuana e coca.
L'Agente Orange fu invece una potente miscela di erbicidi ad effetto defoliante,
impiegato dall'esercito degli Stati Uniti durante la guerra in Vietnam (2,4,5-T, 2,4-D,
picloram) con effetti tossici causati probabilmente dalla contaminazione da diossine.
Pethoxamide è attualmente inserita in Annex I e risulta registrata in numerosi
Paesi Europei sulle principali colture estensive (mais, soia, girasole).
Pethoxamide agisce come le altre sostanze attive appartenenti alla stessa
famiglia (cloroacetamidi), inibendo la biosintesi degli acidi grassi e delle
proteine, interrompendo così la divisione cellulare e l’allungamento dei tessuti.
Pethoxamide risulta molto efficace sulle principali infestanti graminacee
(Digitaria spp., Echinochloa crus-galli, Poa annua, Setaria spp., Sorghum
halepense, Panicum miliaceum, Panicum spp.) e su numerose dicotiledoni
(Galinsoga parviflora, Lamium spp., Matricaria spp., Amaranthus spp.,
Ambrosia spp., Chenopodium spp., Datura stramonium, Solanum nigrum,
Stellaria media, Polygonum spp., Portulaca oleracea, Abuthilon theophrasti,
Papaver rhoeas, Poligonum aviculare)
La ricerca oggi mira a ridurre l'uso di questi composti, sintetizzandone di nuovi
più rispettosi dell'ambiente; studiando nuove formulazioni e coadiuvanti;
sperimentando bioerbicidi (come ad esempio l'aceto di vino o alcuni funghi
parassiti delle infestanti); promuovendo buone pratiche agricole che mirino ad
un uso corretto dei composti erbicidi ammessi, a prevenirne il più possibile l'uso
o a sostituirli con pratiche alternative (ad es. pirodiserbo)