11 Ottobre 2023

Le nanoparticelle sono un’arma sostenibile contro i parassiti del suolo

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L’università della California: l’impiego delle nanoparticelle di origine vegetale permette di ridurre l’ammontare dei pesticidi usati e le probabilità di contaminazione del terreno

di Matteo Cavallito

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L’uso delle nanoparticelle potrebbe consentire un efficace controllo dei parassiti agricoli riducendo l’impiego dei pesticidi. Lo sostengono gli ingegneri dell’Università della California San Diego che hanno sviluppato una nuova soluzione per il contrasto ai nematodi, microorganismi nocivi – ma non sempre – per le piante. Il loro lavoro è descritto nel dettaglio in un articolo pubblicato sulla rivista Nano Letters.

I danni collaterali dei pesticidi

I pesticidi utilizzati contro i nematodi, sottolinea una nota dell’Università della California, tendono ad aderire agli strati superiori del terreno. Solo una piccola parte della sostanza, in altre parole, riesce a raggiungere le radici dove i parassiti creano i maggiori problemi.

Tale caratteristica impone quindi l’uso di grandi quantità di prodotto con un conseguente aumento della probabilità di contaminazione del suolo e delle falde acquifere.

Per risolvere questo problema, i ricercatori guidati da Nicole Steinmetz, professoressa di nanoingegneria presso la Jacobs School of Engineering della University of California San Diego e direttrice del Center for Nano-ImmunoEngineering, da lei stessa fondato, ha scelto una strada inedita. Ovvero, sviluppare nanoparticelle di virus vegetali in grado di trasportare le molecole di pesticidi in profondità nel terreno nei punti dove sono maggiormente necessarie.

L’esperimento

I ricercatori hanno utilizzato il virus del mosaico verde del tabacco, che ha la capacità di muoversi facilmente nel terreno, di cui hanno modificato le nanoparticelle, rendendole non infettive per le colture grazie alla rimozione del loro RNA. “Ci siamo proposti di sviluppare una piattaforma per la somministrazione di pesticidi mirati ai nematodi nella rizosfera (la parte di suolo vicino alle radici, ndr)”, spiegano nello studio.

Nel dettaglio, “Le nanoparticelle sferiche sono state ottenute per modificazione termica del virus del mosaico verde del tabacco”. I prodotti “sono stati incapsulati nelle sfere per ottenere un carico di massa del 10%”.

Due, secondo gli autori, i principali vantaggi di questa soluzione. Da un lato i bassi costi del processo che permetterebbero di sviluppare un prodotto facilmente accessibile agli agricoltori. Dall’altro, la capacità del sistema di conservare la struttura del pesticida che, inserito nelle nanoparticelle, non si lega chimicamente al terreno.

Decisiva la mobilità delle nanoparticelle

Lo studio evidenzia ancora una volta le potenzialità dei nanomateriali, quelle strutture che per definizione non superano in lunghezza i 100 nanometri (un decimillesimo di millimetro) e che vengono utilizzati sempre più spesso per ottimizzare le proprietà del suolo. “La nostra tecnologia consente di utilizzare nel terreno i pesticidi progettati per contrastare i nematodi”, ha spiegato Adam Caparco, uno dei ricercatori coinvolti nello studio.

“Questi pesticidi da soli non riuscirebbero a penetrare nel suolo”, aggiunge. “Ma con le nostre nanoparticelle assumono una mobilità maggiore, possono raggiungere il livello delle radici e potenzialmente uccidere i nematodi”. La tecnica, spiegano i ricercatori, sarà testata in futuro sul campo per verificarne ulteriormente l’efficacia in collaborazione con lo U.S. Horticultural Research Laboratory, un ente del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.