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May 16, 2023

Screening fitochimico e potenziale allelopatico dei fitoestratti di tre specie erbacee invasive

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8080 (2023) Citare questo articolo

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Indubbiamente, è importante rimanere vigili e gestire le erbe invasive per prevenirne la diffusione e mitigare il loro impatto negativo sull’ambiente. Tuttavia queste piante aggressive possono svolgere anche un ruolo benefico in determinati contesti. Ad esempio, diverse erbe invasive forniscono foraggio prezioso per il bestiame e hanno un potenziale di controllo delle malattie. Pertanto, è stato condotto un esperimento di ricerca per esplorare i pro e i contro di questo approccio, non solo per la vegetazione circostante ma anche per il controllo delle malattie umane e animali. Lo studio si concentra principalmente sullo sviluppo di mangimi per il bestiame, erbicidi di origine vegetale e sulla comprensione degli effetti fitotossici delle specie invasive. Tutte le parti di piante di Cenchrus ciliaris L., Polypogon monspelensis L. e Dicanthium annulatum (Forssk.) Stapf sono state testate per lo screening fitochimico, l'analisi prossimale e la tossicità causata dall'estratto metanolico di queste specie di erba. Sono stati eseguiti test di screening fitochimici qualitativi per l'analisi della composizione approssimativa e saggi di valutazione della tossicità. L'analisi fitochimica ha rivelato risultati positivi per alcaloidi, flavonoidi, cumarine, fenoli, saponine e glicosidi, mentre negativi per i tannini. Il confronto delle analisi approssimative ha indicato l'umidità massima (10,8%) e il grasso grezzo (4,1%) in P. monspeliensis, mentre la sostanza secca massima (84,1%), la proteina grezza (13,95%), la fibra grezza (11%) e le ceneri (7,2 %) in D. annulatum. Cinque (10, 100, 500, 100, 10.000 ppm) e tre (10, 1000, 10.000 ppm) diverse concentrazioni di estratto metanolico preparato da C. ciliaris, P. monspelensis e D. annulatum sono state utilizzate rispettivamente per l'inibizione delle radici e dei semi saggio sulla germinazione. Inoltre, per il test con il metodo sandwich sono state utilizzate tre diverse concentrazioni (10, 30, 50 mg) di polvere fine vegetale. Si è verificato un calo significativo nel tasso di crescita dei semi di ravanello modello sperimentale (P> 0,005) e i risultati dei test con il metodo sandwich hanno mostrato una crescita soppressa dei peli radicali, inibendo l’ancoraggio del seme di ravanello. In confronto, i risultati lo dimostrano; P. monspelensis ha indicato un aumento dell'inibizione (66,58% a 10.000 ppm), D. annulatum ha rivelato una germinazione elevata (75,86% in condizioni controllate) e C. ciliaris ha mostrato un drammatico aumento dell'inibizione a causa del test con il metodo sandwich (14,02% a 50 mg). In conclusione, sebbene le erbe siano tossiche, è importante considerare il conto del beneficiario.

A causa del continuo aumento della popolazione globale1, la ricerca della massimizzazione della resa agricola ha stimolato l’uso di input agricoli per ridurre al minimo i vincoli (carenza di nutrienti e agenti patogeni) nella produzione agricola2. Tuttavia, il maggiore utilizzo di fertilizzanti sintetici, insetticidi3 ed erbicidi potrebbe deteriorare l’agroecosistema che, in ultima analisi, solleva problemi di salute sia per gli esseri umani che per gli animali4,5. In questa prospettiva, gli estratti allelopatici delle piante potrebbero servire come alternative eco-compatibili per una produzione agricola sostenibile6. Ad esempio, i fitoestratti delle piante allelopatiche sono stati riconosciuti come serbatoi naturali di promotori della crescita delle piante7. Inoltre, in studi precedenti è stato segnalato anche il potenziale di diversi fitoestratti come biopesticidi8. Pertanto, l'utilità degli allelochimici contro i parassiti ha attirato l'interesse dei ricercatori e la maggior parte dei biopesticidi è stata preparata con l'obiettivo di controllare l'attacco degli insetti8,9. Tuttavia, i biopesticidi per la gestione delle infestanti sono ancora molto limitati.

Le specie agricole invasive rappresentano una sfida complessa e persistente per qualsiasi sistema di coltivazione, poiché invadono in modo aggressivo e interrompono la crescita delle colture primarie nelle loro vicinanze10. I rischi ecologici e sanitari associati all’uso estensivo di erbicidi sintetici, insieme alla scarsità di alternative a base vegetale, sono diventati un problema urgente nell’agricoltura moderna11. Pertanto, nell'agricoltura odierna, per soddisfare le esigenze di sostenibilità, è imperativo esplorare la possibilità di utilizzare materiali di origine vegetale per combattere le erbe infestanti invece dei tradizionali erbicidi12,13. In precedenza, gli estratti allelopatici di sorgo e di arbusti medicinali tradizionali hanno mostrato un potenziale fitotossico contro le erbe infestanti nella produzione di colture in pieno campo14. Allo stesso modo, la Persicaria lapathifolia inibisce l'Echinochloa colona weed12, l'estratto acquoso di Artemisia argyi inibisce le erbacce tra cui Brassica pekinensis, Lactuca sativa, Portulaca oleracea, Oxalis corniculata e Setaria viridis15. Ferula assafoetida L. e Ricinus communis L., in concentrazioni rispettivamente dello 0,75% e dell'1%, limitano la germinazione dei semi di Amaranthus retroflexus L. infestante di circa il 70%16. Nel loro insieme, si suggerisce che le sostanze allelochimiche presenti in alcune piante potrebbero essere esplorate ulteriormente per valutare i loro effetti allelotossici naturali. In precedenza, il test biologico della pianta di lattuga veniva effettuato utilizzando il metodo sandwich e i fitoestratti di varie erbe e arbusti invasivi provenienti da diverse località del Pakistan e del Giappone rivelavano l'inibizione della crescita della lattuga14. P. monspeliensis ha il potenziale per essere utilizzato come pianta decorativa, come fonte di cibo e considerato un'importante erba da pascolo17. Allo stesso modo, la valutazione fitochimica delle specie erbacee presenti in natura e facilmente disponibili potrebbe essere molto utile per sfruttare il loro potenziale erbicida poiché esistono come persistenti e dominanti nell’agroecosistema.