Forma e Struttura delle Molecole

Erbicidi

I fitofarmaci utilizzati per la protezione delle colture da agenti nocivi possono essere divisi, in funzione del bersaglio, in tre categorie di pesticidi: insetticidi, fungicidi ed erbicidi.
Tra gli antiparassitari impiegati una vasta quota del mercato (circa il 30%) è costituita dagli erbicidi e tra essi un ruolo importante è occupato dai composti triazinici.
Sono composti chimici di sintesi, xenobiotici, utilizzati per il controllo delle piante infestanti.
I primi erbicidi di sintesi vennero prodotti a partire dai primi anni '40. L'acido 2,4-diclorofenossiacetico (2,4-D) fu prodotto in Inghilterra durante la seconda guerra mondiale. Non selettivo, efficace contro molte infestanti, ha avuto un rapido successo ed è stato largamente impiegato fino alla produzione di erbicidi più selettivi.
I diserbanti possono essere impiegati in “pre-emergenza” cioè direttamente sul terreno prima che germogli la coltura (si tratta di prodotti con una persistenza elevata poiché devono esercitare la loro azione sulle piante infestanti per un tempo lungo) oppure in “post-emergenza”, cioè impiegati quando le colture si sono già sviluppate, vengono applicati direttamente sulle piante infestanti e hanno una persistenza minore.
L' effetto fitotossico può essere prodotto sia sull’organo a diretto contatto con l’erbicida sia sull'intera pianta, poiché molti di questi composti vengono assorbiti per via radicale, trasportati con il flusso xilematico e floematico per poi accumularsi negli organi bersaglio.
I meccanismi di azione sono classificati in funzione dell'enzima o del passaggio biochimico che viene alterato dall'erbicida:
- Inibitori dell' ACCasi, enzima attivo nella produzione dei lipidi di membrana, agiscono sul sistema meristematico.
- Inibitori dell' enzima ALS, responsabile della produzione di aminoacidi quali valina, leucina e isoleucina, agiscono sul sistema meristematico.
- Inibitori degli enzimi ESPs, attivi nella produzione degli aminoacidi triptofano, fenilalanina, tirosina, agiscono sull'intera pianta.
- Inibitori del Fotosistema II, riducono il flusso di elettroni dall'acqua al NADPH durante la fotosintesi legando il sito per la Qb sulla proteina D2, impedendone il legame e favorendo l'accumulo di elettroni sulla clorofilla producendo reazioni di ossidazione che danneggiano la pianta.
- Auxine sintetiche, interferiscono sui naturali regolatori della crescita della pianta.

Attualmente in Europa vengono prodotti quasi un migliaio di principi attivi, anche se quelli comunemente utilizzati sono solo una minima parte.
Circa il 40% dei pesticidi prodotti nel mondo viene impiegato nel Nord America, il 25% in Europa occidentale ed il resto in altri continenti. In Italia viene utilizzato circa il 2-3% della produzione mondiale.

 

Tra gli erbicidi più utilizzati oggi nel mondo ci sono:

glyphosate

- Glifosati, non selettivi, utilizzati in colture resistenti modificate geneticamente per resistere ai suoi effetti, sono inibitori degli ESPs;
- 2,4-D
appartenente al gruppo dei fenossiacidi è attualmente il più usato nel mondo. Impiegato nelle colture di cereali miscelato con altri erbicidi, non selettivo, agisce come auxine sintetiche;
- Imazapyr
, non selettivo, usato per il controllo di una vasta gamma di infestanti e Imazapic, selettivo, usato in pre e post-emergenza, agiscono inibendo la produzione di alcuni aminoacidi ramificati necessari per la crescita della pianta;
- Clopyradil
, Picoram (della famiglia delle piridine) e Dicamba agiscono su infestanti a foglia larga, sono delle auxine sintetiche;
- Metolachlor
, utilizzato in pre-emergenza nelle colture di sorgo e cereali in sostituzione dell'atrazina;
- Paraquat
, erbicida molto tossico impiegato per la distruzione delle piantagioni di marijuana e coca.

paraquat
(2,4,5-trichlorophenoxy)acetic acid


Tra i più noti erbicidi utilizzati in passato vi è un prodotto come l'acido 2,4,5-Triclorofenossiacetico, di per sè non molto tossico, ma che durante il suo processo di produzione porta alla sintesi di intermedi molto pericolosi per la salute come le diossine [2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina (TCDD)], in grado di contaminare anche il prodotto finale.
L'Agente Orange fu invece una potente miscela di erbicidi ad effetto defoliante, impiegato dall'esercito degli Stati Uniti durante la guerra in Viet Nam (2,4,5-T, 2,4-D, picloram) con effetti tossici causati probabilmente dalla contaminazione da diossine.


 

 

Fonti
- Wackett LP, Sadowsky MJ, Martinez B. (2002). Biodegradation of atrazine and related s-triazine compounds: from enzymes to field studies. Appl Microbiol Biotechnol. 58:39-45.
- Zeng Y, Sweeney CL, Stephens S, Kotharu P. (2004). Atrazine Pathway Map. Wackett LP. Biodegredation Database.
Online. http://umbbd.ahc.umn.edu/atr/atr_map.html