Ozono e controllo di patologie e infestanti: la sostenibilità passa dalla tecnica di applicazione

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La ricerca di strategie capaci di ridurre l’impiego di agrofarmaci di sintesi sta favorendo l’interesse verso strumenti alternativi, tra i quali l’ozono presenta caratteristiche peculiari. In un recente articolo prospettico pubblicato sul Journal of Agriculture and Food Research, Verdi e collaboratori hanno esaminato in modo interdisciplinare le applicazioni consolidate ed emergenti dell’ozono in agricoltura e nel settore agroalimentare. Tra le prospettive ancora in fase di sviluppo rientra il suo impiego per il controllo delle infestanti e delle malattie fungine.
Il suo elevato potere ossidante si accompagna infatti a una rapida decomposizione in ossigeno, senza formazione di residui persistenti. Accanto agli impieghi già più consolidati in agricoltura e nel settore agroalimentare, stanno quindi emergendo possibili applicazioni per il controllo delle infestanti. La valutazione di queste applicazioni coinvolge aspetti biologici, agronomici, pedologici, tecnologici e ambientali, che devono essere considerati congiuntamente per valutarne efficacia, applicabilità e sostenibilità.

Effetti erbicida-simili, ma senza uno specifico bersaglio molecolare
L’ozono penetra nei tessuti vegetali principalmente attraverso gli stomi e, una volta raggiunti i tessuti vegetali, grazie al suo forte potere ossidante, reagisce con lipidi, proteine, acidi nucleici e carboidrati. Ne conseguono produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), perossidazione lipidica, perdita di integrità delle membrane e, quando l’esposizione è sufficientemente intensa, danni cellulari e necrosi.
Alcuni di questi effetti presentano analogie con quelli indotti da diverse classi di erbicidi. Paraquat e diquat, ad esempio, provocano un’intensa produzione di ROS e perossidazione delle membrane; gli inibitori del fotosistema II, come atrazina e diuron, determinano riduzione dell’assimilazione della CO₂ e accumulo di ROS. L’esposizione all’ozono può produrre conseguenze fisiologiche comparabili, quali inibizione della fotosintesi, alterazioni della funzionalità stomatica e senescenza precoce. Le analogie riguardano però gli effetti sulla pianta, non i bersagli molecolari: l’ozono non agisce quindi come un erbicida convenzionale dotato di uno specifico bersaglio molecolare, ma può indurre una sindrome fitotossica caratterizzata da stress ossidativo, compromissione della fotosintesi e, alle esposizioni più intense, necrosi dei tessuti.
Su queste basi è stato sperimentato l’impiego di acqua ozonizzata per il controllo della vegetazione infestante. Esperienze preliminari e pilota hanno utilizzato concentrazioni dell’ordine delle decine di mg L⁻¹ sistemi di irrorazione ad alta pressione, da circa 70–80 bar in alcuni casi e fino a 400–500 bar, in specifiche configurazioni sperimentali. Le applicazioni hanno interessato vivai, colture orticole, frutteti, pieno campo e contesti urbani, ma non costituiscono ancora protocolli tecnici standardizzati. In specifiche condizioni, concentrazioni di 10–20 mg L⁻¹ possono determinare il disseccamento di numerose piante erbacee. La risposta dipende tuttavia dalla specie, dallo stadio di sviluppo, dalla durata dell’esposizione, dalla tecnica di distribuzione e dalle condizioni ambientali., A dosi inferiori, inoltre, l’ozono può determinare risposte di tipo biostimolante: un comportamento bifasico che rende particolarmente importante la definizione della dose.

Una sostanza non selettiva richiede un’applicazione selettiva
Il punto critico è infatti l’assenza di selettività intrinseca. L’ozono può danneggiare sia l’infestante sia la coltura. Di conseguenza, la selettività deve essere ricercata soprattutto nella tecnica di applicazione, limitando l’esposizione alle sole piante bersaglio. Irrorazioni localizzate sulla vegetazione infestante e trattamenti spot rappresentano alcune delle soluzioni ipotizzate; esperienze di precision spraying indicano inoltre la possibilità di contenere gli effetti sugli organismi non bersaglio.
Questo aspetto rende particolarmente interessante l’integrazione con le tecnologie dell’agricoltura di precisione. Un generatore di ozono può essere installato su irroratrici convenzionali e il gas prodotto può essere miscelato all’acqua nella cisterna oppure in prossimità degli ugelli. Quest’ultima soluzione presenta ancora criticità legate all’omogeneità della miscela e alla possibilità di provocare danni ai tessuti della coltura. Sensori in grado di riconoscere la vegetazione e sistemi di distribuzione sito-specifica potrebbero invece consentire di modulare l’intervento nello spazio e, in prospettiva, anche in funzione dello stadio e della sensibilità delle infestanti.

Ma qual è il reale vantaggio ambientale?
L’assenza di residui persistenti rappresenta un elemento favorevole, ma non è sufficiente per stabilire la sostenibilità complessiva della tecnologia. La produzione dell’ozono richiede energia e i trattamenti possono comportare maggiori volumi d’acqua e tempi operativi più lunghi. Proprio per questo il Life Cycle Assessment (LCA) può fornire una valutazione più completa, evitando di trasferire gli impatti da una fase all’altra del processo. Una prima analisi LCA è stata condotta contesto delle cure colturali su vite considerando trattamenti tradizionali tipici per pressioni di peronospora medio-alta e trattamenti alternativi con ozono, in cui il numero di trattamenti con fitofarmaci di uso comune è stato ridotto accompagnandolo a trattamenti con acqua ozonizzata. La valutazione ha evidenziato riduzioni degli impatti di ecotossicità terrestre (40,3%), marina (23,7%) e delle acque dolci (32,7%). Molto più contenuti risultano invece i miglioramenti nelle categorie legate al consumo di combustibili fossili e contributo al riscaldamento globale, dovuti ai maggiori tempi operativi e uso dei mezzi agricoli (nel caso di studio è stata considerata una frequenza dei trattamenti con ozono superiore a quella dei trattamenti tradizionali). Si tratta di risultati riferiti a uno specifico scenario, che richiedono quindi ulteriori verifiche in differenti sistemi colturali e condizioni operative, anticipando comunque la dipendenza dei vantaggi e svantaggi in termini di impatto ambientale, ma anche economico e operativo, alle diverse modalità di implementazione delle attività di cure colturali, alle diverse condizioni climatiche e alla pressione della fitopatologia.

La prospettiva più interessante non sembra dunque quella di considerare l’ozono come un semplice sostituto degli erbicidi o degli agrofarmaci, ma come parte di un sistema integrato, da valutare con approcci interdisciplinari, nel quale risposta fisiologica della pianta, stadio di sviluppo delle infestanti, pressione fitopatologica, dose, tecnica di distribuzione e prestazioni ambientali vengono valutate congiuntamente. Da una parte, la possibilità di trasformare un’azione intrinsecamente non selettiva in un intervento agronomicamente mirato sarà probabilmente uno dei principali terreni di ricerca per stabilire il reale contributo dell’ozono al controllo sostenibile delle infestanti. Dall’altra, le potenzialità di ridurre l’uso degli agrofarmaci meritano di essere ulteriormente studiate per venire incontro alle esigenze di un’agricoltura moderna e sempre più sostenibile.

Per approfondire: https://doi.org/10.1016/j.jafr.2026.102948

Foto di Franck Barske da Pixabay