Sustainable antimicrobial compounds for use in social farming

Social agriculture (SA), a component of multifunctional agriculture, has grown in popularity due to its benefits for vulnerable people, such as learning and intellectual disabilities. Thus, proper training of operators and safe working environments are required. A survey using specific keywords was conducted to assess SA courses offered by tertiaries indicated that Italy and the Netherlands have the highest number of training and education programs. Nonetheless, a disconnection between the agricultural and therapeutic aspects of SA was identified in these programs. A further study identified a prevailing trend wherein the training of operators predominantly occurs in informal settings implemented through SA projects at national and international levels. We also conducted in vitro studies to evaluate antimicrobial and antioxidant activities of natural products against phytopathogenic fungi and foodborne Escherichia coli. Chitosan, chitosan hydrochloride (CH), and COS (chito-oligosaccharides)-OGA (oligo-galacturonides) were the most effective products obtaining complete mycelial growth inhibitions at 1% and 0.5% concentrations. Monilinia spp. and Alternaria brassicicola were the most sensitive to these natural products, while A. alternata was moderately sensitive, and B. cinerea was the least sensitive to all products except for Urtica spp. CH showed effective antibacterial activity against E. coli and COS-OGA had higher antioxidant activity. In fungicide sensitivity studies, we identified Monilinia spp. isolates with low to moderate resistance against boscalid and thiophanate-methyl. Boscalid-resistant isolates did not show any changes in the succinate dehydrogenase subunits to account for the resistance. M. laxa isolates (98.65%) were highly sensitive to tebuconazole. The results obtained in our study indicate the potential effectiveness of natural compounds in plant disease management programs. These products are also safe for use in social farms were operators and participants have prolonged contact within the farm environment.

Negli ultimi decenni l’agricoltura sociale (AS), una componente dell'agricoltura multifunzionale, ha acquisito popolarità grazie ai numerosi benefici osservati nelle persone vulnerabili, incluse quelle con disabilità intellettive e di apprendimento. Per questo motivo, è di fondamentale importanza che gli operatori del settore abbiano un’adeguata formazione e che la sicurezza degli ambienti di lavoro ove si realizzano tali attività sia garantita in tutti gli aspetti. Questo è il contesto entro il quale questo studio si è sviluppato. Un’indagine che utilizza parole chiave specifiche ha consentito di verificare che gli istituti di istruzione superiore in Italia e nei Paesi Bassi offrono il più elevato numero di programmi nell’ambito dei corsi AS. Anche Norvegia, Repubblica Ceca, Austria, Germania e Regno Unito hanno programmi di rilievo, tuttavia, in questi ultimi è stato riscontrato uno scollamento tra gli aspetti agricoli e terapeutici della AS. Inoltre, è emersa una tendenza prevalente secondo la quale la formazione degli operatori avviene principalmente in contesti informali, attuati attraverso progetti di AS a livello nazionale e internazionale. Successivamente con la finalità di proporre metodi di controllo delle fitopatie sicuri per l’ambiente e gli operatori, sono stati condotti studi in vitro per valutare le attività antimicrobiche e antiossidanti di prodotti naturali contro funghi fitopatogeni e il batterio Escherichia coli. Composti a base di chitosano, chitosano cloridrato (CH) e i COS (chito-oligosaccaridi) -OGA (oligo-galatturonidi) hanno mostrato la capacità di inibire completamente la crescita di diverse specie fungine alle concentrazioni dell'1% e dello 0,5%. Monilinia spp. e Alternaria brassicicola sono risultate le specie più sensibili a questi prodotti naturali, mentre Alternaria alternata è risultata moderatamente sensibile e Botrytis cinerea la specie meno sensibile a tutti i prodotti, tranne a quelli a base di Urtica spp. CH ha mostrato un’efficace attività antibatterica contro E. coli, mentre COS-OGA ha espresso una più elevata attività antiossidante. Studi condotti per verificare la sensibilità ai fungicidi hanno consentito di identificare isolati di Monilinia spp. con resistenza bassa e verso boscalid e tiofanate metile. Gli isolati resistenti al boscalid non hanno mostrato cambiamenti nelle subunità del succinato deidrogenasi che possano spiegarne la resistenza. Gli isolati di M. laxa (98,65%) hanno evidenziato una elevata sensibilità al tebuconazolo. I risultati ottenuti nel nostro studio indicano la potenziale efficacia dei composti naturali nei programmi di gestione delle malattie delle piante. Questi prodotti sono sicuri anche per l’uso nelle fattorie sociali, dove gli operatori e i partecipanti hanno contatti prolungati con l'ambiente aziendale.