Enhancement of essential oil yield in Ocimum americanum L. across ontogenetic phases by Bacillus subtilis MTCC 8141 and Trichoderma harzianum MTCC 936 and its termiticidal efficacy against Odontotermes parvidens

Per secoli, gli agricoltori si sono affidati a prodotti chimici sintetici per impedire agli insetti di distruggere i loro raccolti. Sebbene questi veleni creati dall'uomo funzionino rapidamente, lasciano dietro di sé una scia di danni ambientali, danneggiano creature che non sono l'obiettivo e portano infine a insetti che diventano immuni al veleno. In risposta, gli scienziati hanno rivolto la loro attenzione all'arsenale chimico della natura stessa: gli oli essenziali. Questi sono i liquidi fragranti e volatili presenti in molte piante, che spesso contengono miscele complesse di composti in grado di uccidere o respingere gli insetti in vari modi. A differenza di un singolo prodotto chimico sintetico che potrebbe colpire solo una parte del corpo di un insetto, questi oli naturali attaccano spesso su più fronti, rendendoli un'alternativa biodegradabile promettente per il controllo dei parassiti. Tuttavia, la quantità di olio che una pianta produce e i prodotti chimici specifici al suo interno possono cambiare drasticamente a seconda di quanto è vecchia la pianta e di ciò che vive nel terreno intorno alle sue radici.

Ricercatori in India si sono posti l'obiettivo di vedere se potessero utilizzare microbi benefici del suolo per stimolare la produzione di questi insetticidi naturali in una pianta specifica chiamata Ocimum americanum, un tipo di basilico selvatico. Si sono concentrati su due aiutanti microscopici: un batterio chiamato Bacillus subtilis e un fungo chiamato Trichoderma harzianum. Questi organismi sono noti per aiutare la crescita delle piante rendendo i nutrienti più disponibili e stimolando le difese naturali della pianta stessa. Il team voleva sapere se l'aggiunta di questi microbi al suolo avrebbe non solo reso le piante più grandi, ma anche aumentato la quantità di olio essenziale prodotto e cambiato la composizione chimica dell'olio per renderlo più efficace contro un parassita distruttivo: la termite. Dovevano inoltre trovare il momento perfetto per raccogliere le piante, poiché il contenuto di olio fluttua mentre la pianta passa dalla sua fase giovanile e fogliare alla fase di fioritura e riproduzione.

Gli scienziati hanno coltivato le piante di basilico in un campo, dividendole in quattro gruppi. Un gruppo non ha ricevuto alcun trattamento e ha servito come base di confronto. Gli altri tre gruppi sono stati trattati con il batterio da solo, con il fungo da solo o con una miscela di entrambi. Hanno monitorato le piante attraverso tre distinte fasi vitali: prima della fioritura, durante la fioritura e dopo aver terminato la fioritura. Ad ogni fase, hanno raccolto le foglie per misurare quanta quantità di olio potesse essere estratta. I risultati hanno mostrato che le piante trattate con i microbi crescevano significativamente di più rispetto a quelle non trattate. La crescita più drammatica si è verificata durante la fioritura; le piante trattate con la miscela di entrambi i microbi e con il solo batterio hanno prodotto le foglie più pesanti. Ancora più importante, la quantità di olio essenziale estratto dalle foglie ha raggiunto il picco durante questa fase di fioritura. Le piante trattate con il solo batterio hanno prodotto la concentrazione di olio più alta, pari all'1,28 percento, seguite da vicino dal trattamento misto all'1,27 percento, rispetto allo 0,90 percento delle piante non trattate.

Per capire cosa rendesse efficaci questi oli, i ricercatori hanno analato la loro composizione chimica. Hanno scoperto che l'olio era dominato da un composto chiamato canfora, nota per il suo forte odore e le sue proprietà insetticide. Nelle piante trattate con il batterio, la canfora costituiva più della metà dell'olio, una proporzione superiore rispetto alle piante non trattate. Ciò suggerisce che i microbi non hanno solo aumentato il volume dell'olio, ma hanno anche influenzato la pianta a produrre una versione di qualità superiore e più potente. I ricercatori hanno poi testato questo olio contro una specie specifica di termite, Odontotermes parvidens, utilizzando tre metodi diversi. Nel primo test, hanno esposto le termiti direttamente all'olio. Nel secondo, hanno lasciato che i vapori dell'olio riempissero lo spazio intorno alle termiti senza contatto diretto. Nel terzo, hanno testato se l'olio potesse allontanare le termiti.

I risultati sono stati sorprendenti. Gli oli essenziali delle piante trattate con i microbi sono stati molto più efficaci di quelli delle piante non trattate. Quando esposte all'olio delle piante trattate con il batterio o con il trattamento misto, le termiti morivano molto più velocemente. Alla massima concentrazione testata, questi oli hanno ucciso il 100 percento delle termiti entro un'ora dal contatto diretto e entro un'ora dall'esposizione ai vapori. Anche l'olio non trattato uccideva le termiti, ma richiedeva più tempo e concentrazioni più elevate per ottenere lo stesso risultato. Inoltre, gli oli agivano come potenti repellenti. Quando ricevevano la scelta tra un'area trattata e un'area pulita, le termiti evitavano schiacciantemente il lato trattato, con gli oli trattati con i microbi che allontanavano completamente le termiti alla massima concentrazione. Lo studio ha confermato che la combinazione della raccolta delle piante al momento giusto — quando sono in fase di fioritura — e l'inoculazione del suolo con questi specifici microbi crea uno strumento naturale potente per la gestione delle termiti.

Questa ricerca dimostra che la relazione tra una pianta e la vita microscopica nel suo suolo può essere sfruttata per produrre un pesticida naturale più efficace. Semplicemente aggiungendo questi batteri e funghi benefici al suolo e aspettando che le piante raggiungano la fase di fioritura, gli agricoltori potrebbero potenzialmente raccogliere un raccolto che sia non solo più abbondante, ma anche più ricco dei prodotti chimici specifici necessari per combattere i parassiti. Lo studio suggerisce che questo approccio offre una via percorribile verso una gestione sostenibile dei parassiti, riducendo la necessità di duri prodotti chimici sintetici e sfruttando la stessa macchina biologica della pianta per proteggere se stessa e i raccolti circostanti.