Gli erbicidi, o diserbanti, sono sostanze chimiche utilizzate in agricoltura per ridurre e inibire la crescita delle erbe infestanti ed eventualmente promuovere la crescita di specie desiderabili. Esplicano la loro azione prevenendo, controllando, distruggendo o mitigando la crescita delle erbe indesiderate all’interno di una coltura.
Alla fine del XIX secolo per la prima volta fu testata l’azione del solfato di rame nei confronti della Sinapis arvensis nota come senape selvatica considerata una pianta invasiva. Da allora sono state sperimentate sostanze, molte delle quali già note, per verificarne l’azione erbicida.
Fu solo intorno alla metà degli anni ’30 dello scorso secolo, con maggiori conoscenze in campo chimico e tecnologico che si sviluppò un crescente interesse per gli erbicidi e, in particolare, per gli erbicidi selettivi detti anche sistemici che consentono di eliminare le erbe indesiderate senza danneggiare le colture.
Tuttavia, sebbene gli erbicidi siano selezionati in modo da non essere tossici per gli animali, rimangono forti perplessità sull’impatto che essi hanno nei confronti del suolo e dell’ambiente. Sono quindi allo studio sostanze di origine naturale che possano essere efficaci ed ecocompatibili.
Classificazione degli erbicidi
A causa della grande varietà di varietà di erbicidi non vi è una classificazione univoca ma sono, in genere, classificati sulla base della composizione chimica, del metodo di applicazione, modalità di azione, tempo di applicazione.
Considerando la composizione chimica sono a loro volta suddivisi in inorganici che furono i primi a essere utilizzati come, ad esempio, l’acido solforico, l’ossido di arsenico (III), l’acido arsenioso, l’acido arsenico, il borace, il nitrato di rame, il solfato di rame, il solfato di ammonio, il clorato di sodio e l’arsenito di sodio.
In seguito sono stati soppiantati da erbicidi organici classificati in sali di ammonio quaternari, clorotriazine, composti organici dello zolfo, cloroacetanilidi, fenossiacetici, imidazolinonici, sulfoniluree e nitrofenileterei.
In relazione al metodo di applicazione sono suddivisi a seconda del posto su cui sono applicati ed esplicano la loro azione ovvero, tipicamente, sulle foglie o sulle radici.
Considerando la modalità di azione sono suddivisi in regolatori della crescita e inibitori, rispettivamente della fotosintesi clorofilliana, dei pigmenti della fotosintesi, della crescita, della sintesi degli acidi grassi, degli amminoacidi e della sintesi dei lipidi.
Secondo il tempo di applicazione si classificano in erbicidi pre-pianta usati sulla zona dove deve essere seminata l’erba, pre-emergenza usati prima della germinazione del seme delle erbe infestanti, post-emergenza usati direttamente sull’erba infestante.
Erbicidi più diffusi
Tra gli erbicidi più diffusi vi è il 2,4-D membro della famiglia dei fenossiacetici. La sigla, peraltro approvata dall’ International Organization for Standardization indica l’acido 2,4-diclorofenossiacetico. Il suo meccanismo mima l’azione degli ormoni della crescita delle piante ovvero le auxine che si traduce in una crescita incontrollata e infine nella morte delle piante.
La storia del 2,4-D si sovrappone agli sforzi compiuti dai ricercatori nel corso della Seconda Guerra Mondiale quando si ricercavano sostanze idonee alla guerra chimica. L’obiettivo era quello di ottenere sostanze in grado di distruggere i raccolti di patate e riso della Germania e del Giappone.
Tuttavia, il 2,4-D la cui scoperta fu pubblicata solo nel 1944, non era idoneo allo scopo in quanto pur agendo nei confronti di molte erbe a foglia larga era inefficace nei confronti delle graminacee.
Il glifosato, ovvero l’N-(fosfonometil)glicina esplica un’azione ad ampio spettro ed agisce in modo non selettivo. Sebbene la scoperta del glifosato risalga al 1950 esso fu sintetizzato nel 1970 presso la multinazionale Monsanto Company. Il brevetto è poi scaduto nel 2001. Da quell’anno tale composto è divenuto di libera produzione costituendo l’erbicida maggiormente impiegato nel mondo.
Esso gioca un ruolo nella sintesi degli amminoacidi aromatici fenilalanina, triptofano e tirosina e quindi inibisce la sintesi nel cloroplasto dell’enzima 3-fosfoshikimato 1-carbossiviniltransferarasi che catalizza la reazione di condensazione tra il fosfoenolpiruvato e lo shikimato-3-fosfato.
L’atrazina appartiene alla classe delle clorotriazine sintetizzata nel 1958 nei laboratori Geigy e utilizzata nella fase di pre-emergenza e post-emergenza per controllare selettivamente le erbe annuali e le erbe a foglia larga prima che emergano.
Come altri erbicidi triazinici, l’atrazina funziona legandosi alla proteina legante il plastochinone nel fotosistema II. La morte delle piante deriva dal danno ossidativo accelerato dall’ intensità luminosa dovuto all’interruzione della catena di trasporto degli elettroni.