NUOVI IDROGELI UMO PECTICI PER IL RILASCIO CONTROLLATO DI AGROFARMACI E BIOSTIMOLANTI Assunta Nuzzo, Pierluigi Mazzei, Marios Drosos, Alessandro Piccolo

Nuovi idrogeli umo-pectici per il rilascio controllato di agrofarmaci e biostimolanti

Assunta Nuzzo 1 , Pierluigi Mazzei 2 , Marios Drosos 3 , Alessandro Piccolo 1

1 Centro Interdipartimentale di Ricerca sulla Risonanza Magnetica Nucleare per l’Ambiente, l’Agroalimentare ed i Nuovi Materiali (CERMANU), Università di Napoli Federico II, Portici (NA),

Italia 2 Dipartimento di Farmacia (DIFARMA), Università di Salerno, Fisciano (SA), Italia 3 Institute of Resource, Ecosystem and Environment of Agriculture (IREEA), Nanjing Agricultural

University, Nanjing, China

In un’agricoltura sostenibile e di precisione la somministrazione di agrofarmaci e biostimolanti alle colture vegetali dovrebbe essere effettuata evitando quelle pratiche agricole inefficienti che comportano una dissipazione nociva e costosa di prodotti chimici nell’ambiente. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di ottenere delle nuove formulazioni di idrogeli a base di pectina e sostanze umiche o umo-simili che possano agire da veicolanti di agrofarmaci e biostimolanti e che, una volta applicati alle colture vegetali, siano in grado di determinare un rilascio lento e controllato di tali sostanze. Gli idrogeli sono stati ottenuti mediante gelazione ionotropica miscelando una pectina a basso grado di esterificazione con sostanze umiche estratte da diverse biomasse compostate o sostanze umo-simili provenienti da scarti lignocellulosici di bioraffineria depolimerizzati. La caratterizzazione degli idrogeli è stata effettuata mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare allo stato solido 13C NMR, microscopia elettronica a scansione (SEM), risonanza magnetica per immagini (MRI) ed analisi reologica. Infine, allo scopo di verificare la capacità di rilascio controllato dei nuovi materiali, è stata monitorata la cinetica di rilascio del floroglucinolo in acqua, previa incorporazione negli idrogeli. I nostri risultati hanno indicato che gli idrogeli preparati con pectina e sostanze umo-simili mostravano una migliore proprietà di rilascio controllato nel tempo rispetto agli idrogeli ottenuti con pectina e sostanze umiche e ciò, probabilmente, è dovuto al maggiore contenuto di oligosaccaridi, alla minore porosità e alla maggiore densità di strutture “egg-box” negli idrogeli preparati con pectina e sostanze umo-simili. In conclusione, il nostro studio suggerisce che lo sviluppo di una tecnologia basata sull’impiego di idrogeli realizzati a partire da sostanze organiche naturali e scarti può rappresentare una promettente strategia per il rilascio controllato di composti bioattivi per i sistemi vegetali.