Da microbi “alieni” del suolo a vaccini naturali per le piante: la svolta verde del digestato

Il lavoro di un team internazionale guidato dalla Sapienza e pubblicato sulla rivista Environmental Science & Technology, ha dimostrato come il digestato, materiale di scarto della produzione di biogas, può essere trasformato in un vero e proprio vaccino naturale per le piante se opportunamente raffinato

La ricerca, oggetto anche di brevetto internazionale, apre nuove prospettive per la riduzione di fertilizzanti e pesticidi chimici contribuendo a un’agricoltura più sostenibile e circolare. Il digestato, noto come fertilizzante naturale per il suo contenuto di nutrienti, presenta tuttavia due criticità: il suo sbilanciamento nutrizionale e la presenza di una ricca componente microbica che ne possono limitare l’efficienza agronomica.Se applicato senza adeguate valutazioni, infatti, può causare diversi problemi ambientali (dall’arricchimento eccessivo del suolo e degli ecosistemi acquatici all’introduzione di biomassa microbica “aliena” nei terreni agricoli). Per superare questo limite il gruppo coordinato dal Prof. Vincenzo Lionetti del Dipartimento di Biologia e biotecnologie “Charles Darwin” della Sapienza ha sviluppato un innovativo processo di bioraffinazione verde del digestato.

Attraverso analisi metagenomiche, i ricercatori hanno identificato nella frazione liquida del digestato una comunità microbica diversificata, da cui è stato isolato un estratto proteico contenente molecole in grado di attivare le difese immunitarie delle piante compresi peptidi microbici derivanti da Flagellin e Elongation Factor Tu e la fitocitochina di olivo Golven. L’applicazione dell’estratto su Arabidopsis e pomodoro ha stimolato una rapida risposta immunitaria e una maggiore resistenza a patogeni fungini e batterici.

“Il processo di raffinazione, basato su passaggi di chimica verde, permetterà alle bioraffinerie di valorizzare il loro sottoprodotto, inserendolo in nuove catene del valore per l’agricoltura sostenibile e integrata, capace di ridurre drasticamente l’uso di fitofarmaci di sintesi chimica”, spiega Vincenzo Lionetti.

La ricerca è stata realizzata nell’ambito del progetto europeo Horizon Europe OLinWASTE – Smart Sustainable Biorefining of Olive Mill Waste into Biocompounds for Plant and Soil Health, Bioplastics, and Bioenergy e dell’ecosistema dell’innovazione di Sapienza Rome Technopole e segno dell’importanza della collaborazione nazionale e internazionale per lo sviluppo di soluzioni innovative e sostenibili nel settore agro-industriale. La collaborazione con Agrolio-Agroenergy, industria pioniera nell’uso della sansa per produrre energia termoelettrica, rafforza la sinergia tra ricerca e industria per la bioeconomia circolare.

Riferimenti:
Marco Greco, Daniele Coculo, Angela Conti, Savino Agresti, Daniela Pontiggia, Hugo Mélida, Lorenzo Favaro, and Vincenzo Lionetti – Biorefining of Anaerobic Digestates for the Recovery of Biostimulants and Bioelicitors for Immune Priming and Plant Protection
Environmental Science & Technology, 2025 – DOI: 10.1021/acs.est.5c03321