I sensori di odore potrebbero aiutare a combattere gli organismi nocivi che distruggono le colture
Le piante rilasciano odori (composti volatili) in risposta all’attacco di erbivori o patogeni. Grazie soprattutto al lavoro di Ted Turlings della Università di Neuchâtel (sito web in francese), si sa che questi cocktail chimici vengono adattati alla natura dell’attacco. In precedenza Turlings aveva scoperto che la risposta delle piante agli attacchi dei bruchi è innescata dalle loro secrezioni orali, che rilasciano un odore attraente per le vespe parassite. «Le piante riconoscono attivamente ciò che le attacca e mettono in atto una strategia del tipo “il nemico del mio nemico è mio amico”», come afferma Turlings, coordinatore del progetto AGRISCENTS. AGRISCENTS, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, voleva determinare se i sensori potessero rilevare gli attacchi dei parassiti in base agli odori delle colture, con l’obiettivo di collegare questi sensori a robot agricoli al fine di identificare le infestazioni per un trattamento rapido e mirato.
Un problema crescente
Gli insetti invasivi che divorano le colture si stanno diffondendo in tutto il mondo. La lafigma, individuata per la prima volta in Africa nel 2016, si è rapidamente diffusa in tutto il continente. Si stima che stia causando 2-6 miliardi di dollari di danni all’anno, facendo rischiare la fame a milioni di persone. Da allora ha invaso l’Asia e più recentemente ha raggiunto l’Europa (Isole Canarie, Grecia e Romania). AGRISCENTS si è concentrato sul mais, un bersaglio particolare dell’insetto. «La perdita di raccolto di mais dovuta agli attacchi dei parassiti ha anche importanti conseguenze economiche e di sicurezza alimentare che possiamo aiutare a mitigare», aggiunge Turlings. Il mais è facile da coltivare ed emette rapidamente i suoi forti composti volatili protettivi, raggiungendo la massima potenza in circa 8 ore.
Tutto torna
AGRISCENTS ha testato due sensori disponibili. Uno funziona meccanicamente, utilizzando 12 minuscoli dischi rivestiti con diversi polimeri che cambiano la forma dei dischi a contatto con i composti volatili. Mentre un computer può registrare questo cambiamento, non sono disponibili molte informazioni sulle interazioni chimiche coinvolte. Il secondo dispositivo, più sensibile, è uno speciale spettrometro di massa che offre maggiori informazioni chimiche in tempo reale misurando la massa delle molecole target. «Pur essendo un’ottima prova di concetto, attualmente questo dispositivo pesa circa 100 kg e costa oltre 300 000 dollari, ma presto saranno disponibili dispositivi più piccoli e più economici», osserva. Il progetto è di dotare di sensori più pratici ed economici i robot agricoli che pattugliano le colture. Il software consentirebbe ai robot di segnalare i problemi ai gestori delle aziende agricole e di attuare immediatamente i trattamenti in loco, riducendo l’uso dei pesticidi a dove e quando è necessario.
Raccolta dei risultati
I rapidi progressi dei sensori hanno permesso al team di sviluppare una strategia di spin-off utilizzando nematodi (vermi microscopici) che potrebbero evitare i pesticidi. Non incontrati normalmente dai bruchi, i nematodi possono uccidere entro 2 giorni. Il progetto ha sviluppato uno speciale gel contenente nematodi che può essere iniettato direttamente al centro delle piante di mais infestate dai bruchi. Mentre in agricoltura intensiva questo può essere realizzato da robot agricoli, in Africa probabilmente verrebbe effettuato settimanalmente con pistole per calafataggio e senza sensori, dato che il mais è continuamente infestato dalla lafigma. «Le prove condotte in Ruanda con nematodi di origine locale si sono rivelate efficaci quanto i pesticidi sintetici, aumentando la resa del mais di una tonnellata per ettaro. Sebbene sia più costosa dei pesticidi, un’applicazione molto mirata dei nematodi ridurrà i costi a vantaggio della salute e dell’ambiente», afferma Turlings.
Pianificare la protezione dell’Europa dagli organismi nocivi prioritari
La lafigma (Spodoptera frugiperda) è stata designata come «organismo nocivo prioritario» dalla Commissione europea, che ha delineato misure rafforzate per prevenire la sua diffusione in Europa. Il COVID ha limitato l’obiettivo del progetto di costruire un catalogo di composti volatili equivalenti a un’ampia gamma di attacchi di parassiti, ma il team lo sta facendo ora nell’ambito dell'attuale progetto PURPEST, finanziato dall’UE, sviluppando e testando sul campo rilevatori di odori per proteggere le colture europee dalle crescenti minacce.
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