ACEITE ESENCIAL DE PIPER CRASSINERVUM PARA EL CONTROL DE SITOPHILUS ZEAMAIS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE)^*

ESSENTIAL OIL OF PIPER CRASSINERVUM TO CONTROL OF SITOPHILUS ZEAMAIS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE)

Natalia Salgado D.¹, Lêda Rita D'Antonino Faroni², Alberto Soto G.³

^* FR: 22-III-2012. FA: 29-VIII-2012.

¹ I.A., Estudiante de Maestría en Entomología, Universidade Federal de Viçosa. E-mail: natysalgado02@ hotmail.com.

² I.A.,M.Sc., Ph.D., Universidade Federal de Viçosa. E-mail: lfaroni@ufv.br.

³ I.A., M.Sc., Ph.D. Departamento de Producción Agropecuaria. Universidad de Caldas. E-mail: alberto.soto@ ucaldas.edu.co.

Resumen

Se evaluó el efecto tóxico y repelente del aceite esencial de P. crassinervum sobre S. zeamais, a través de los métodos de contacto con granos, aplicando directamente el producto sobre en las concentraciones de 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 y 4,0 uL/g y el contacto en papel filtro, aplicando el producto sobre papel filtro y su posterior infestación con adultos, utilizando concentraciones de 0,08; 0,17; 0,35; 1,70 y 1,41 uL/cm². Por el método de contacto en papel filtro se obtuvo una CL₅₀ y CL₉₅ de 0,07 y 0,63 uL/cm², respectivamente. Cuando se evaluó la toxicidad del aceite en diferentes concentraciones, se obtuvo un TL₅₀ y TL₉₅ de 58,62 y 72,86 h, respectivamente. Por el método de contacto con granos la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 0,72 y 3,99 uL/g del producto y el TL₅₀ y TL₉₅ fue de 17,11 y 77,85 h, respectivamente. Se determinó el efecto de repelencia de P. rassinervum, encontrándose que a una concentración de 2uL/g se presentó el menor valor de preferencia (13,1%). De acuerdo con los resultados obtenidos, P. crassinervum presenta efecto tóxico y repelente sobre S. zeamais.

Palabras clave: efecto tóxico, gorgojo del maíz, granos almacenados, productos alternativos.

Abstract

Was evaluated the toxic and repellent effect of the essential oil of P. crassinervum on S. zeamais through methods of contact with grains, applying the product directly on to the grains using concentrations of 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 and 4,0 uL/g, and contact in filter paper, applying the product on filter paper and subsequent infestation with adults using concentrations of 0,08; 0,17; 0,35; 1,70 and 1,41 uL/cm². By the method of contact paper filter was obtained a CL₅₀ and CL₉₅ of 0,07 and 0,63 uL/cm², respectively. When the toxicity of the oil at different concentrations evaluated was obtained a TL₅₀ and TL₉₅ of 58,62 and 72,86 h, respectively. By the method of contact with grains the CL₅₀ and CL₉₅ it was 3,99 and 0,72 uL/g product, respectively and the TL₅₀ and TL₉₅ was in 17,11 and 77,85 h, respectively. It was determined the effect of repellency of P. crassinervum, finding that a concentration of 2uL/g was presented the lowest value preference (13,1%). According to the results obtained, P. crassinervum presents toxic and repellent effect on S. zeamais.

Key words: toxic effect, maize weevil, stored grain, alternative products.

INTRODUCCIÓN

Los cereales son considerados, mundialmente, como las especies vegetales de mayor importancia para la alimentación de los seres humanos y animales domésticos. Por ello, su almacenamiento y conservación por largos periodos de tiempo, es esencial para disponer de alimento en forma constante (SILVA et al., 2005).

Durante el almacenamiento, la masa de granos se comporta como un ecosistema dinámico, donde el deterioro de los granos se debe, principalmente, a la interacción entre agentes bióticos y abióticos (LOECK, 2002). Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) es una plaga que destruye los granos de cereales, con importancia económica reconocida en regiones tropicales. La hembra hace un orificio, generalmente en la región del embrión, para depositar sus huevos, los cuales son posteriormente cubiertos con una sustancia gelatinosa producida por la propia hembra (REES, 1996; ATHIÉ & PAULA, 2002; FARONI & SOUZA, 2006). Las larvas y adultos provocan pérdida de peso, desvalorización comercial, perdida en el valor nutritivo y disminución del poder germinativo de las semillas (GARCIA et al., 2000; LORINI, 2003; TAVARES & VENDRAMIN, 2005).

El control de S. zeamais, en granos de maíz almacenado, ha sido comúnmente realizado a gran escala utilizándose insecticidas sintéticos protectores y fumigantes, que a pesar de ser eficientes y económicos, pueden provocar efectos indeseables, como intoxicaciones a los aplicadores, presencia de residuos tóxicos en los granos, aumento de los costos en el almacenamiento y desarrollo de poblaciones de insectos resistentes (TAPONDJOU et al., 2002; RIBEIRO et al., 2003; OBENG-OFORI & AMITEYE, 2005).

En la actualidad, se están realizando diferentes estudios sobre insecticidas de origen vegetal que pueden llegar a ser menos tóxicos y fácilmente biodegradables, siendo apropiados para la aplicación en pequeña escala, con vista a la protección de granos y productos almacenados del ataque de insectos plaga (ISMAN, 2006). Estos productos presentan la ventaja de ser compatibles con otras opciones de bajo riesgo aceptables en el control de insectos, como son: feromonas, aceites, jabones, hongos entomopatógenos, depredadores y parasitoides, lo que aumenta enormemente sus posibilidades de integración a un programa de Manejo Integrado de Plagas (MOLINA, 2001; PRATES & SANTOS, 2002).

Diversas investigaciones han demostrado la viabilidad del uso de compuestos bioactivos obtenidos de plantas, en el control de plagas de granos almacenados, debido a su eficiencia, generalmente, de bajo costo, seguridad para los aplicadores, consumidores y medio ambiente (SHAAYA et al., 1997; HUANG et al., 2000; BOUDA et al., 2001; DEMISSIE et al., 2008). Pueden ser utilizados como: polvos, extractos acuosos u orgánicos, aceites esenciales y aceites emulsionables, presentando toxicidad por contacto, ingestión y fumigación (KARR & COATS, 1988; RAJENDRAN & SRIRANJINI, 2008). Estos productos provocan mortalidad, repelencia, inhibición de la alimentación y oviposición, afectando el desarrollo de los insectos (HUANG et al., 1999; MARTÍNEZ & VAN EMDEN, 2001).

En el género Piper, los constituyentes químicos más comunes son las amidas, destacándose las isobutilamidas, piperidina y pirrolidina (SENGUPTA & RAY, 1987). Otro grupo de compuestos potencialmente activos y no menos importantes que están presentes en proporciones considerables, son los fenilpropanóides, incluyéndose entre ellos monolignólides, como el apiol, miristicina, eugenol, safrol, dímeros de fenilpropanóides y dilapiol (BERNARD et al., 1995). La eficiencia de los aceites vegetales ha sido reportada exitosamente contra insectos de granos almacenados (GASTELLUM & RODRÍGUEZ, 1996). El modo de acción que se les atribuye, es principalmente, ovicida y larvicida en instares tempranos (AGUILERA, 1991).

Adultos de S. zeamais, son capaces de detectar aceites esenciales a través del olfato, evitándolos cuando tienen la opción de escoger (JAYASEKARA et al., 2005). La capa del aceite que envuelve los granos después del tratamiento, tiene influencia sobre el comportamiento de los insectos. La toxicidad por contacto e ingestión de diversos aceites esenciales y de sus componentes químicos, mostró que muchos fueron efectivos como alternativa a los insecticidas sintéticos en el control de diversas plagas de granos almacenados (LEE et al., 2004; JAYASEKARA et al., 2005; ASAWALAM et al., 2006; FAZOLIN et al., 2007; MOREIRA et al., 2007).

La búsqueda de alternativas que reduzcan el uso de agrotóxicos para el control de insectos es fundamental para plagas de granos almacenados. Con el fin de obtener información para implementar un protocolo sustentable para el control de S. zeamais en condiciones controladas de producción, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto tóxico y repelente del aceite esencial de P. crassinervum sobre S. zeamais, para lo cual se determinó el efecto de repelencia, y el tiempo y las concentraciones letales y subletales por los métodos de contacto en papel filtro y contacto en mezcla con granos.

MATERIALES Y MÉTODOS

El trabajo se realizó en el laboratorio de Manejo Integrado de Plagas del Departamento de Ingeniería Agrícola de la Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, Brasil. Fueron estudiados el tiempo y las concentraciones letales y subletales y el efecto de repelencia del aceite esencial de P. crassinervum, sobre S. zeamais. Los insectos fueron criados en frascos de vidrio de 1,5 L con granos de maíz, con 13% de humedad, los cuales fueron mantenidos en cámaras climatizadas a 27 ºC, H.R del 60% y fotofase de 12h. Para determinar el efecto del aceite por contacto en papel filtro sobre S. zeamais, se realizaron bioensayos utilizándose cajas petri de 9 cm de diámetro con papel filtro, sobre el cual se aplico el aceite en concentraciones de 0,08; 0,17; 0,35; 1,70 y 1,41 uL/cm², utilizando como solvente acetona. Después de esperar diez minutos para que se evaporara la acetona, se colocaron 20 adultos, no sexados, de S. zeamais. Se realizaron cinco repeticiones y para el control se aplicaron 100 uL de acetona. El experimento fue evaluado en un tiempo de exposición de 1, 3, 6, 9, 12, 24, 48, 72 y 96 h de inicio del experimento (FAZOLIN et al., 2007).

Para determinar el efecto del aceite con granos de maíz, se utilizaron 10 g de granos de maíz, los cuales se colocaron en caja petri de 9 cm de diámetro. En cada caja se aplicó el aceite en concentraciones de 0,25; 0,50; 1,0; 2,0 y 4,0 uL/g de maíz, usando como solvente, acetona. Se utilizó la misma metodología citada para determinar el efecto del aceite por contacto en papel filtro.

En el bioensayo para evaluar el efecto del aceite por repelencia, se utilizaron cinco cajas plásticas circulares de 12 x 2 cm, colocando una placa central interligada a las otras por cilindros plásticos de 15 cm (MAZZONETTO & VENDRAMIM, 2003; PROCÓPIO et al., 2003; TAVARES & VENDRAMIM, 2005; RESTELLO et al., 2009). En dos de las cajas se colocaron 10 g de maíz en mezcla con el aceite esencial y en las otras dos cajas, se colocó la misma cantidad de maíz sin tratamiento (control). En el recipiente central, se liberaron 20 adultos de S. zeamais, no-sexados y con previo ayuno de 24 horas; después de 24 h, se contabilizó el número de insectos presentes por caja. El aceite se utilizó en concentraciones de 0,125; 0,25; 0,5; 1,0 y 2,0 uL/g de maíz; cada concentración del producto fue repetida diez veces.

Los datos de mortalidad se corrigieron por la formula de ABBOTT (1925) y éstos fueron sometidos al análisis de Probit (FINNEY, 1971). Los datos de repelencia fueron comparados por el test "t" de Student al 5% de probabilidad; para todos los análisis se utilizó el programa estadístico SAS (SAS Institute, 2002).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Efecto del aceite por contacto en papel filtro

Para el aceite de P. crassinervum, a las 96 h después de su aplicación, fueron obtenidas CL₅₀ y CL₉₅ de 0,07 y 0,63 uL/cm², respectivamente. A las 72 h de aplicación, la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 0,36 y 6,66 uL/cm², respectivamente (Tabla 1).

Se observó que a medida que se aumenta la concentración del aceite esencial de P. crassinervum, el tiempo letal disminuye; mientras que con 0,08 uL/cm² el TL₅₀ fue de 87,74 h, con 0,70 uL/cm² el TL₅₀ disminuyo a 68,84 h. Para el TL₉₅ se presentó el mismo comportamiento (Tabla 2).

Efecto del aceite con granos de maíz

A las 96 h después de la aplicación del aceite esencial, fueron obtenidas CL₅₀ y CL₉₅ de 0,72 y 3,99 uL/g del producto, respectivamente. A las 24 h de aplicación, la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 3,73 y 12,19 uL/g del producto (Tabla 3).

La obtención del control de S. zeamais a bajas concentraciones, representa un gran avance en relación a los estudios que buscan el control de este insecto, considerado como una de las más importantes plagas de granos almacenados.

La literatura científica señala diversas plantas promisorias con propiedades biocidas sobre gorgojos de granos almacenados (OLIVEIRA et al., 2003). Así, una concentración de 0,05% de semillas de plantas tropicales de Basella alba L (Basellaceae), Operculina turpethum L. (Convolvulacea) y Calotropis gigantea (Asclepiadacea), retrasaron el desarrollo y redujeron la emergencia de adultos de S. zeamais en 62%, 95% y 70%, respectivamente. También se observó actividad biológica de estas plantas a una concentración menor de 0,01% (HAQUE et al., 2000). Bajo condiciones de laboratorio, los polvos secos de hojas de Chenopodium ambrosioides L. evaluados sobre S. zeamais y Sitophilus granarius L. utilizando granos de maíz mezclados con polvo de hojas de C. ambrosioides a concentraciones de 0,05% al 0,08%, obtuvieron una mortalidad de 100% después de 48 h de exposición (TAPONDJOU et al., 2002).

De acuerdo con los resultados obtenidos, con la concentración más alta (4 uL/g), los TL₅₀ y TL₉₅ fueron los más bajos en comparación con las demás concentraciones; de forma general, a mayor concentración, el tiempo de mortalidad disminuye y viceversa (Tabla 4).

ESTRELA (2006), evaluó el efecto de los aceites esenciales de Piper aduncum y P. hispidinervum, sobre S. zeamais y encontró que se presentó mortalidad de los adultos de la plaga y que la respuesta depende de la concentración y el método de exposición utilizados. Según los resultados obtenidos en el presente trabajo, P. crassinervum presenta un efecto tóxico, sobre los adultos de S. zeamais tanto por el método de contacto en papel filtro, como por contacto con granos. La toxicidad puede ser atribuida al dilapiol y lignina presente en gran cantidad en esta planta (BERNARD et al., 1995). La asociación de las ligninas al grupo metilenodioxifenil, provoca inhibición de la monooxigenasa (enzima detoxificante), dependiente del citocromo P450 (MUKERJEE et al., 1979; BERNARD et al., 1990). El efecto insecticida del dilapiol puede también estar relacionado a la acción de otros compuestos bioactivos minoritarios como el safrol (HUANG et al., 1999) y sarisan (BIZZO et al., 2001).

Resultados similares fueron observados por TRIPATHI (2002), al evaluar la eficiencia de la acción tóxica de los aceites esenciales en el control de plagas de granos almacenados. Dicho autor observó un efecto insecticida en la oviposición, en la eclosión de huevos y en la acción alimentaria de los insectos evaluados. Estos trabajos refuerzan el potencial que presentan los aceites esenciales como una alternativa de manejo de plagas de importancia económica.

Efecto del aceite esencial por repelencia

Los resultados obtenidos indican que P. crassinervum presenta efecto de repelencia sobre los adultos de S. zeamais, debido a que en las concentraciones usadas, el porcentaje de insectos atraídos fue menor que en los respectivos controles, dentro de estas se destaca como más efectiva la concentración de 2uL/g, al presentar el menor valor de preferencia (13,01%) (Tabla 5).

Con la concentración de 0,125uL/g se obtuvo el mayor valor de preferencia (30,47%), sin embargo, las demás concentraciones no hubo diferencia estadística significativa, oscilando los valores entre 74,58 y 74,89% (Tabla 5).

Los adultos de S. zeamais, son capaces de detectar aceites esenciales a través del olfato, evitándolos cuando tiene oportunidad de escoger (JAYASEKARA et al., 2005). La capa de aceite que envuelve los granos después del tratamiento, tiene influencia sobre el comportamiento de los insectos. En Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Bruchidae), además de ejercer efecto repelente, también impide el acceso de los insectos a los granos de caupi (OBENG-OFORI & AMITEYE, 2005). El efecto repelente es una propiedad relevante a ser considerada al momento de escoger un aceite esencial para el control de plagas de granos almacenados. De modo general, cuanto mayor es la repelencia, menor será la infestación, resultando en la reducción o supresión de la oviposición y consecuentemente, del número de insectos emergidos.

La aplicación del aceite esencial de P. crassinervum en granos de maíz almacenado representa una alternativa viable para el manejo de S. zeamais en el almacenamiento de semillas de maíz, el cual se puede incluir dentro de un programa de manejo integrado de dicha plaga.

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