Commercial-scale nitrogen-modified atmosphere for the disinfestation of soft wheat stored in big bags
Questo studio dimostra che un trattamento con atmosfera modificata a base di azoto su scala commerciale a 40°C per 3 giorni ottiene efficacemente la mortalità del 100% dei parassiti del grano tenero, inclusi gli stadi immaturi più tolleranti di *Ephestia kuehniella*, combinando un modello di diffusione validato con bioassay per ottimizzare i protocolli di disinfestazione.
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Proteggere le scorte alimentari mondiali è una battaglia costante combattuta nei granai e nei magazzini di tutto il mondo. Una volta che colture come il grano vengono raccolte, non rimangono semplicemente in attesa; diventano bersagli per una schiera di insetti che possono divorare intere riserve di cereali. Per decenni, la difesa primaria contro questi parassiti è stata l'uso di spray e gas chimici, ma questi metodi sono sempre più problematici. Molte popolazioni di insetti hanno sviluppato resistenza ai comuni prodotti chimici, e vi è una crescente domanda globale di cibo privo di residui tossici. In risposta, gli scienziati si sono rivolti a un'idea più semplice e antica: rimuovere l'aria di cui gli insetti hanno bisogno per respirare. Sostituendo l'ossigeno in uno spazio di stoccaggio con l'azoto, un gas che costituisce la maggior parte della nostra atmosfera ma che è innocuo per l'uomo, i ricercatori possono creare un ambiente in cui i parassiti non possano sopravvivere. Questo approccio è noto come atmosfera modificata e, sebbene abbia funzionato bene nei grandi silos rigidi, la sua efficacia nei contenitori flessibili, simili a sacchi, utilizzati dall'industria moderna è rimasta un interrogativo.
Un team di ricercatori provenienti dalla Grecia e dalla Turchia si è posto l'obiettivo di rispondere a questa domanda testando il trattamento con azoto su larga scala utilizzando grano tenero conservato in grandi sacchi flessibili, spesso chiamati "big bags". Questi sacchi sono un elemento fondamentale dello stoccaggio industriale perché sono facili da spostare e impilare, ma la loro forma e densità rendono difficile sapere se un trattamento gassoso raggiunga ogni angolo. Gli scienziati hanno posto dei sacchi di grano all'interno di una grande camera commerciale e hanno pompato azoto ad alta purezza per spostare l'ossigeno. Hanno poi introdotto tre diversi tipi di parassiti dei prodotti conservati nel grano: il punteruolo del riso, che si scava all'interno del chicco; la tignola della farina rossa, che si nutre all'esterno; e la tignola della farina mediterranea, le cui larve sono famose per danneggiare i prodotti cerealicoli lavorati. I ricercatori hanno testato questi insetti sotto due diverse temperature, 32°C e 40°C, e per due diversi intervalli di tempo, due e tre giorni, per vedere quale combinazione avrebbe eliminato con successo i parassiti e impedito loro di riprodursi.
I risultati hanno mostrato una netta divisione tra i coleotteri e la tignola. Gli adulti dei coleotteri, sia il punteruolo del riso che la tignola della farina rossa, si sono dimostrati altamente vulnerabili al trattamento con azoto. Indipendentemente dalla temperatura o dal tempo di esposizione, ogni singolo coleottero adulto è morto entro la finestra di due o tre giorni. Inoltre, nessuno dei coleotteri sopravvissuti è stato in grado di produrre prole, il che significa che il trattamento ha efficacemente bloccato il ripopolamento. La situazione è stata più complessa per la tignola della farina mediterranea. Mentre gli adulti della tignola morivano con la stessa affidabilità dei coleotteri, i loro stadi immaturi — uova e larve — erano molto più resistenti. Alla temperatura più bassa di 32°C, anche estendendo il trattamento a tre giorni, non è stato possibile uccidere tutti le uova e le larve; molte sono sopravvissute e hanno dato origine a nuove generazioni. Tuttavia, quando i ricercatori hanno alzato la temperatura a 40°C, il trattamento è diventato altamente efficace anche contro questi stadi più duri, uccidendo quasi tutti entro soli due giorni.
Per garantire che gli insetti posizionati vicino alla superficie dei sacchi fossero davvero rappresentativi di ciò che accadeva in profondità, il team ha utilizzato una simulazione al computer per tracciare il movimento dell'azoto attraverso il grano. Il modello ha confermato che, sebbene il gas raggiungesse il centro del sacco con una velocità leggermente inferiore rispetto alla superficie, la differenza era minima e l'intero sacco raggiungeva un livello uniformemente basso di ossigeno ben prima della fine dei periodi di trattamento. Ciò significava che la sopravvivenza delle larve di tignola alla temperatura più bassa non era dovuta al mancato raggiungimento del gas, ma al fatto che quegli specifici stadi vitali sono naturalmente più tolleranti alle condizioni di basso ossigeno. Lo studio conclude che, sebbene l'azoto sia uno strumento potente per la disinfestazione del grano conservato, il protocollo deve essere adattato al parassita più resistente presente. Per un mix di coleotteri e tignole, il metodo più affidabile consiste nel mantenere la temperatura di stoccaggio a 40°C per tre giorni, una combinazione che garantisce il controllo totale su tutti gli stadi vitali e previene qualsiasi futura infestazione.
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