Gli insetticidi organici naturali sono sostanze di origine naturale utilizzate per contrastare gli insetti dannosi per le colture e, più in generale, gli organismi che possono compromettere la salute delle piante. Possono essere ottenuti da piante, microrganismi o altre fonti naturali e comprendono sostanze caratterizzate da proprietà insetticide, repellenti o capaci di interferire con lo sviluppo e la riproduzione degli insetti.
Il loro impiego ha una lunga storia e precede di molto la diffusione degli insetticidi di sintesi. Alcune piante, infatti, producono naturalmente composti chimici che rappresentano un sistema di difesa contro gli erbivori e che possono essere sfruttati dall’uomo nella protezione delle colture.
Gli insetticidi organici naturali comprendono prodotti con caratteristiche molto diverse tra loro, sia per origine e composizione sia per modalità d’azione e persistenza nell’ambiente. Per questo motivo, il termine “naturale” non è di per sé sinonimo di innocuo: anche una sostanza di origine naturale può avere effetti sugli organismi non bersaglio e deve essere utilizzata nel rispetto delle dosi e delle modalità previste.
La conoscenza delle loro proprietà è particolarmente importante nell’ambito della difesa integrata delle colture, nella quale si cerca di combinare differenti strategie di controllo degli organismi dannosi, privilegiando interventi mirati e riducendo, quando possibile, l’impatto sull’ambiente.
Insetticidi organici estratti da vegetali
I vegetali in grado di fornire insetticidi organici naturali sono tuttora oggetto di ricerca, sia per individuare nuove sostanze attive sia per ottenere spunti utili allo sviluppo di nuove classi di insetticidi. Le piante, infatti, producono numerosi metaboliti secondari che svolgono una funzione di difesa nei confronti degli organismi erbivori e che possono presentare proprietà insetticide, repellenti o antinutrizionali.
In passato sono stati utilizzati diversi composti di origine vegetale, tra cui i nicotinoidi, le quassine e i rotenoidi. Il loro impiego è stato successivamente ridimensionato o abbandonato in molte applicazioni, anche a causa della loro limitata stabilità, dello spettro d’azione e delle caratteristiche tossicologiche.
Tra gli insetticidi di origine vegetale hanno invece mantenuto un particolare interesse pratico le piretrine, sostanze naturalmente presenti nei fiori di alcune specie appartenenti al genere Tanacetum.
Le piretrine naturali
Le piretrine sono composti organici naturali appartenenti alla classe degli esteri e rappresentano i principali principi attivi responsabili dell’azione insetticida del piretro. Quest’ultimo è ottenuto soprattutto dalle infiorescenze essiccate e polverizzate di Tanacetum cinerariifolium, conosciuto anche come piretro della Dalmazia.
piretrine
L’estratto di piretro contiene una miscela di diversi composti, tra i quali assumono particolare importanza piretrina I, piretrina II, cinerina I, cinerina II, jasmolina I e jasmolina II. La composizione dell’estratto può variare in funzione della pianta, delle condizioni di coltivazione e dei processi utilizzati per l’estrazione.
Le piretrine sono efficaci nei confronti di numerosi insetti e vengono impiegate contro afidi, cimici, lepidotteri, coleotteri, zanzare, mosche e tarme. La loro rapidità d’azione e la capacità di provocare una rapida paralisi degli insetti hanno contribuito alla loro diffusione come prodotti per la protezione delle colture e per alcune applicazioni domestiche.
Meccanismo d’azione delle piretrine
L’azione insetticida delle piretrine è legata principalmente alla loro interazione con i canali del sodio delle cellule nervose. Questi canali regolano il passaggio degli ioni attraverso la membrana delle cellule nervose e svolgono un ruolo fondamentale nella generazione e nella propagazione degli impulsi nervosi.
Le piretrine modificano il normale funzionamento dei canali del sodio, provocando una alterazione della trasmissione dell’impulso nervoso. L’alterazione dell’attività del sistema nervoso può determinare perdita di coordinazione, paralisi e infine morte dell’insetto.
L’azione avviene prevalentemente per contatto, anche se l’ingestione può contribuire all’effetto insetticida. La rapidità con cui si manifesta la paralisi rappresenta una delle caratteristiche più importanti di queste sostanze.
Stabilità e formulazione
Uno dei principali limiti delle piretrine naturali è la loro scarsa stabilità. Sono sensibili alla luce, all’ossigeno e alle condizioni ambientali e possono degradarsi rapidamente dopo l’applicazione, con conseguente diminuzione dell’attività insetticida. Sono inoltre particolarmente sensibili all’ambiente alcalino.
La loro rapida degradazione rappresenta da un lato un vantaggio sotto il profilo della persistenza ambientale, ma dall’altro limita la durata della protezione. Per questo motivo le formulazioni commerciali possono contenere stabilizzanti e sostanze sinergizzanti, in grado di migliorare l’efficacia del trattamento.
Tra i sinergizzanti più conosciuti vi è il piperonilbutossido, che non è un insetticida propriamente detto, ma può aumentare l’efficacia delle piretrine interferendo con alcuni sistemi enzimatici coinvolti nella loro degradazione all’interno dell’insetto.
Piretrine e piretroidi
Le piretrine naturali non devono essere confuse con i piretroidi, una classe di composti sviluppata attraverso la modificazione della struttura delle piretrine e ottenuta prevalentemente per sintesi chimica.
piretroidi
Le piretrine naturali presentano infatti una struttura relativamente complessa e possono essere soggette a numerosi fenomeni di isomeria, che rendono difficile la loro produzione sintetica su larga scala mantenendo contemporaneamente le caratteristiche dell’estratto naturale. Lo studio della loro struttura ha portato alla progettazione di molecole più semplici e stabili, ma capaci di conservare un’attività insetticida simile.
I piretroidi hanno quindi rappresentato un importante sviluppo della ricerca sugli insetticidi, ma non devono essere classificati come insetticidi organici naturali, poiché si tratta di sostanze ottenute principalmente per sintesi.
Effetti sugli insetti utili
La rapidità d’azione delle piretrine non significa che il loro impiego sia privo di effetti sugli organismi non bersaglio. Queste sostanze possono risultare dannose anche per diversi insetti utili, tra cui api, farfalle e altri impollinatori, oltre che per organismi coinvolti nel controllo naturale dei parassiti.
Per questo motivo, quando il trattamento è necessario, è importante adottare modalità di applicazione che consentano di ridurre l’esposizione degli organismi non bersaglio. In particolare, nei trattamenti sulle colture occorre evitare, quando possibile, la presenza di impollinatori e prestare attenzione alle condizioni ambientali e alla fase di fioritura delle piante.
L’impiego degli insetticidi di origine vegetale deve quindi essere considerato all’interno di una strategia più ampia di difesa integrata delle colture, nella quale l’obiettivo non è semplicemente eliminare gli insetti, ma contenere quelli dannosi limitando, per quanto possibile, gli effetti sull’ecosistema.
Sostanze insetticide prodotte da batteri e funghi
Gli studi sulla patologia degli insetti e le ricerche condotte nell’ambito della microbiologia hanno permesso di individuare microrganismi capaci di produrre sostanze dotate di attività insetticida. Alcuni batteri e funghi possono infatti infettare gli insetti oppure produrre molecole tossiche in grado di interferire con le loro funzioni vitali.
Tra gli insetticidi di origine microbica, un ruolo particolarmente importante è svolto dal Bacillus thuringiensis, un batterio sporigeno presente soprattutto nel terreno. Durante la sporulazione produce particolari proteine cristalline insetticide, note come tossine Cry, che possono essere ingerite dalle larve degli insetti sensibili.
Una volta raggiunto l’intestino dell’insetto, le tossine vengono attivate e si legano a specifiche strutture delle cellule intestinali, provocandone il danneggiamento. L’insetto interrompe quindi l’alimentazione e può andare incontro alla morte.
zanzara tigre
L’attività del Bacillus thuringiensis è legata alle caratteristiche del ceppo e delle tossine prodotte. Esistono infatti formulazioni destinate al controllo di differenti gruppi di insetti, tra cui lepidotteri, coleotteri e ditteri. Alcuni ceppi sono utilizzati anche contro le larve delle zanzare, comprese quelle del genere Aedes, responsabile della zanzara tigre (Aedes albopictus).
La selettività delle diverse preparazioni a base di Bacillus thuringiensis costituisce un elemento importante nell’ambito della difesa integrata delle colture, poiché permette di indirizzare il trattamento verso determinati gruppi di insetti. La persistenza nell’ambiente è inoltre generalmente limitata, anche se dipende dalla formulazione e dalle condizioni ambientali.
Insetticidi organici di origine animale
La ricerca di nuove sostanze insetticide ha preso in considerazione anche il mondo animale. Lo studio delle secrezioni e delle sostanze difensive prodotte da insetti, aracnidi, anellidi e altri organismi ha permesso di individuare numerose molecole dotate di attività biologica.
Queste sostanze possono avere funzioni diverse: alcune sono utilizzate dagli organismi per difendersi dai predatori, mentre altre sono coinvolte nella cattura o nell’immobilizzazione delle prede. La loro attività biologica ha suscitato interesse anche per la ricerca di nuovi composti utilizzabili nel controllo degli insetti dannosi.
Le sostanze di origine animale costituiscono tuttavia un gruppo molto eterogeneo e, rispetto alle piretrine e agli insetticidi microbici, hanno avuto un ruolo più limitato nelle applicazioni agricole tradizionali. Il loro studio rimane comunque interessante per lo sviluppo di nuovi principi attivi e nuove strategie di controllo biologico degli insetti.
Insetticidi organici derivati dal petrolio e dal catrame
Accanto agli insetticidi di origine vegetale e microbica, nella storia della protezione delle colture sono stati utilizzati anche alcuni prodotti derivati dalla distillazione del petrolio e del catrame.
Queste sostanze hanno trovato largo impiego soprattutto in frutticoltura, sia da sole sia in combinazione con altri principi attivi. La loro efficacia dipende in larga misura dalla composizione della miscela di idrocarburi e dalle caratteristiche fisiche del prodotto.
La fitotossicità di questi preparati è influenzata dalla presenza di idrocarburi insaturi e aromatici e da eventuali impurità. Per questo motivo, nel corso del tempo si sono sviluppati prodotti caratterizzati da una composizione più controllata e da una minore fitotossicità.
Tra i prodotti storicamente utilizzati si possono ricordare il cherosene deodorizzato e diversi tipi di oli minerali.
Oli minerali come insetticidi organici
Gli oli minerali sono stati impiegati in agricoltura soprattutto per il controllo di insetti e altri organismi dannosi presenti sulla superficie delle piante. Il loro effetto è principalmente di tipo fisico: l’olio può ricoprire l’insetto e interferire con gli scambi gassosi attraverso le strutture respiratorie, provocandone l’asfissia.
Tra i prodotti utilizzati storicamente si distinguono gli oli bianchi, caratterizzati da una maggiore purezza e da una limitata fitotossicità. Opportunamente formulati, possono essere utilizzati anche durante il periodo vegetativo e trovano impiego, per esempio, nel controllo delle cocciniglie.
Gli oli bruni, caratterizzati da una composizione meno raffinata, sono stati invece tradizionalmente impiegati soprattutto durante il periodo di riposo vegetativo, quando il rischio di danneggiare i tessuti vegetali è minore.
Alcuni oli minerali possono inoltre essere utilizzati in associazione con altri principi attivi, migliorandone la distribuzione e il contatto con la superficie degli insetti. In passato sono state impiegate anche formulazioni contenenti piretroidi, mentre oggi la scelta dei prodotti e delle modalità di trattamento è regolamentata dalla normativa vigente.
Oli antracenici e limiti di impiego
Tra i prodotti derivati dalla lavorazione del petrolio e del catrame vi erano anche gli oli antracenici, caratterizzati da un elevato contenuto di idrocarburi aromatici policiclici.
Il loro impiego agricolo è stato progressivamente abbandonato a causa delle problematiche ambientali e tossicologiche associate alla presenza di determinati composti aromatici, alcuni dei quali presentano proprietà cancerogene.
Questo esempio mostra come la storia degli insetticidi sia stata accompagnata da una progressiva attenzione non soltanto all’efficacia contro gli organismi dannosi, ma anche alla persistenza ambientale, alla fitotossicità e alla sicurezza per l’uomo e per gli organismi non bersaglio.
Vantaggi degli insetticidi organici naturali
Gli insetticidi organici naturali presentano alcune caratteristiche che ne hanno favorito l’impiego nella protezione delle colture e, più recentemente, lo studio nell’ambito di strategie di difesa a minore impatto. Molti di essi derivano da piante o microrganismi e comprendono sostanze con modalità d’azione differenti rispetto a numerosi insetticidi di sintesi.
Un possibile vantaggio è rappresentato dalla rapida degradazione nell’ambiente di alcune sostanze, che limita la loro permanenza sulle piante e nel suolo. Le piretrine, per esempio, sono relativamente poco persistenti e sono degradate dall’azione della luce e di altri fattori ambientali. Anche alcuni preparati microbiologici possono avere una persistenza limitata.
Un’altra caratteristica importante è la possibilità di ottenere una certa selettività d’azione. Il Bacillus thuringiensis, per esempio, produce tossine attive soprattutto nei confronti di determinati gruppi di insetti, mentre alcuni altri prodotti di origine biologica possono agire attraverso meccanismi specifici.
Queste caratteristiche rendono gli insetticidi naturali potenzialmente utili nell’ambito della difesa integrata delle colture, nella quale l’impiego dei prodotti fitosanitari è associato ad altri metodi di prevenzione e controllo degli organismi dannosi.
Limiti degli insetticidi organici naturali
Gli insetticidi di origine naturale presentano tuttavia anche limiti importanti. La loro origine biologica non garantisce infatti né una bassa tossicità in assoluto né l’assenza di effetti sugli organismi non bersaglio.
La stabilità rappresenta uno dei principali problemi. Alcune sostanze, come le piretrine, sono degradate rapidamente dalla luce e dalle condizioni ambientali. Questa caratteristica può ridurre la durata della protezione e rendere necessari trattamenti ripetuti.
Anche l’efficacia può dipendere fortemente dalle condizioni ambientali, dalla fase di sviluppo dell’insetto e dalle modalità di applicazione. Inoltre, uno stesso prodotto può risultare efficace soltanto nei confronti di determinati organismi, rendendo necessario scegliere accuratamente il principio attivo in funzione del parassita da controllare.
Un ulteriore limite è rappresentato dalla possibilità che gli insetti sviluppino resistenza anche nei confronti di sostanze di origine naturale. L’impiego ripetuto dello stesso principio attivo o di sostanze con lo stesso meccanismo d’azione può favorire la selezione di popolazioni resistenti.
Infine, anche gli insetticidi naturali possono danneggiare organismi utili, come impollinatori e insetti predatori, se utilizzati in modo scorretto. Per questo motivo devono essere impiegati secondo le indicazioni previste e, quando possibile, integrati con metodi agronomici, biologici e meccanici di controllo.
Nel complesso, gli insetticidi organici naturali rappresentano quindi uno degli strumenti disponibili per la protezione delle colture, ma il loro utilizzo deve essere valutato considerando efficacia, selettività, persistenza e possibili effetti sugli organismi non bersaglio.
Conclusione
Gli insetticidi organici naturali comprendono un insieme eterogeneo di sostanze provenienti soprattutto da piante e microrganismi, alle quali si aggiungono composti di origine animale e altri prodotti utilizzati storicamente nella protezione delle colture. Le piretrine e i preparati a base di Bacillus thuringiensis rappresentano alcuni degli esempi più significativi.
La loro origine naturale può offrire caratteristiche interessanti, come la rapida degradazione di alcune sostanze e, in determinati casi, una maggiore selettività nei confronti degli organismi dannosi. Tuttavia, questi prodotti non sono necessariamente privi di rischi e possono presentare limiti legati alla stabilità, alla durata dell’azione e agli effetti sugli organismi non bersaglio.
Gli insetticidi organici naturali trovano quindi la loro principale utilità quando vengono impiegati in modo mirato e responsabile, integrandoli con altri sistemi di prevenzione e controllo. In questo contesto possono contribuire alla difesa integrata delle colture, riducendo la dipendenza da trattamenti indiscriminati e favorendo una gestione più attenta degli agroecosistemi.
