PORCENTAJE DE PÉRDIDA DE MASA EN GRANOS Y EFECTO TÓXICO DEL ACEITE ESENCIAL Piper aduncum EN Sitophilus zeamais (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE)^*

PERCENTAGE OF LOSS OF MASS IN GRAINS AND TOXIC EFFECT OF OIL ESSENTIAL Piper aduncum IN Sitophilus zeamais (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE)

Juliana Andrea Martínez Ch.¹, Lêda Rita D'Antonino Faroni² y Alberto Soto G.³

* FR: 9-V-2012. FA: 26-IV-2013.
¹ I.A. Estudiante de Maestría en Entomología, Universidade Federal de Viçosa. E-mail: juliandremartinez@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 el porcentaje de pérdida de masa en granos de maíz del aceite esencial de Piper aduncum sobre el gorgojo negro del maíz Sitophilus zeamais a través de los métodos de contacto, aplicando directamente el producto sobre los granos en las concentraciones de 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 y 4,0 ul/g, y contacto en papel filtro, aplicando el producto sobre papel filtro y 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 0,06 y 1,38 ul/cm², respectivamente. Cuando se evaluó la toxicidad del aceite a diferentes concentraciones se obtuvo un TL₅₀ y TL₉₅ de 63,36 y 140,67 h, respectivamente. Por el método de contacto con granos la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 0,64 y 12,47 ul/g del producto, respectivamente, y el TL₅₀ y TL₉₅ fue de 5,79 y 204,49 h, respectivamente. Se determinó el porcentaje de pérdida de masa en granos de maíz ocasionado por S. zeamais, encontrándose valores que oscilaron entre 4,24 y 6,0%. De acuerdo con los resultados obtenidos, P. aduncum presenta efecto tóxico sobre S. zeamais.

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

Abstract

Was evaluated the toxic effect and rate percentage of loss of mass in grains of the essential oil of Piper aduncum on the black maize weevil Sitophilus zeamais through methods of contact with grains, applying the product directly onto 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 y 1,41 ul/cm². By the method of contact over filter paper was obtained a CL₅₀ and CL₉₅ of 0,06 and 1,38 ul/cm², respectively. When the toxicity of the oil was evaluated at different concentrations was obtained a TL₅₀ and TL₉₅ of 63,36 and 140,67 h, respectively. By the method of contact with grains the CL₅₀ and CL₉₅ was 0,64 and 12,47 ul/g of product, respectively, and the TL₅₀ and TL₉₅ was in 5,79 and 204,49 h, respectively. The percentage of loss of mass in grains of corn caused by S. zeamais was determined, finding values ranging between 4,24 and 6,0%. According to the results obtained, P. aduncum presents toxic effect on S. zeamais.

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

INTRODUCCIÓN

Se estima que de 5 a 10% de la producción mundial de granos se pierde a causa de los insectos plaga, lo que equivale a la cantidad de granos necesaria para alimentar a 130 millones de personas anualmente (OLIVEIRA et al., 2003). En América Latina, entre 30 y 40% de la producción de maíz se pierde durante su almacenamiento (LAGUNES, 1994). El aumento de la demanda de alimentos, en función del crecimiento poblacional, exige el desarrollo y el perfeccionamiento de nuevas técnicas de manejo de granos durante el almacenamiento. Dentro de los factores que interfieren en la calidad de los granos, el ataque de plagas se destaca por ocasionar la mayor pérdida de calidad del producto final. Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 (Coleoptera: Curculionidae) es una de las plagas más importantes que atacan los granos almacenados en regiones tropicales (ARIENILMAR et al., 2005; DE SOUZA et al., 2006). Es considerado plaga primaria por atacar granos tanto en campo como en bodegas y su acción es más intensa en granos de maíz, afectando también sorgo, trigo, arroz y algunos productos industrializados secos (REES, 1996). En las pequeñas bodegas de almacenamiento, las pérdidas ocasionadas por el ataque de este insecto-plaga son significativas (SANTOS et al., 1986), debido a la inexistencia de estructuras adecuadas de almacenamiento y de métodos de control compatibles con la realidad de los pequeños agricultores (LAGUNES, 1994).

El control químico es el método más utilizado en el control de S. zeamais, debido, principalmente, a la ausencia de métodos de control alternativos eficientes (GUEDES et al., 1995). El uso de extractos vegetales, técnica utilizada por los agricultores de subsistencia antes de la llegada de los insecticidas sintéticos, ha resurgido como una importante alternativa de control de insectos-plaga en granos almacenados (LORINI, 1998).

El control de S. zeamais en granos de maíz almacenado, ha sido comúnmente realizado a gran escala mediante la utilización de insecticidas sintéticos protectores y fumigantes en silos y bodegas de almacenamiento, principalmente con la aplicación de fosfato de aluminio, cuyo ingrediente activo es la fosfina, 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 en los costos de almacenamiento y desarrollo de poblaciones resistentes (GUEDES et al., 1995; SILVA, 2001; TAPONDJOU et al., 2002; RIBEIRO et al., 2003; OBENG-OFORI & AMITEYE, 2005).

Una alternativa a este problema es el uso de productos naturales derivados de plantas, que generalmente son biodegradables y no producen desequilibrio en el ecosistema (IANNACONE & REYES, 2001; IANNACONE & LAMAS, 2003). El uso de plantas con propiedades insecticidas es una técnica ancestral usada en muchos países por cientos de años, pero con la aparición de los insecticidas sintéticos su empleo fue disminuyendo (IANNACONE & LAMAS, 2003), aunque en los últimos años ha recobrado y aumentado su importancia para el control de plagas (LAGUNES et al., 1985).

Un gran número de sustancias derivadas y compuestos activos de plantas poseen actividades fisiológicas y comportamentales sobre insectos de productos almacenados (HO et al., 1996; RAJEDRAN & SRIRANJINI, 2008). IANNACONE & QUISPE (2004) evaluaron el efecto biocida de Brugmansia candida Pers. (Solanaceae), Ricinus communis L. (Euphorbiaceae), Annona muricata L. (Annonaceae), Persea americana Miller (Lauraceae), Chenopodium quinoa Willdenow (Chenopodiaceae) y Lantana camara L. (Verbenaceae) sobre adultos de S. zeamais y S. paniceum, encontrándose a P. americana, C. quinoa y L. camara con mayor efectividad para el control de estos dos insectos.

Dentro de la familia Piperaceae, Piper nigrum ha sido utilizada por el hombre como condimento por sus frutos aromáticos y picantes, mientras que otras especies se han empleado como fuente de insecticidas, y en la medicina natural (KELLER & KLOHS, 1963; MORTON, 1981; ARNASON et al., 2005). Los constituyentes más comunes de este género son alcaloides, amidas como la isobutilamina, piperidina y pirrolidina, propenilfenoles, lignanos, neolignanos, terpenos, flavonoides, butenolidos y epoxidos del ciclohexano, entre otros (SENGUPTA & RAY, 1987; PARMAR et al., 1997; DELGADO et al., 2007).

Piper aduncum L. es una planta aromática, con alto contenido de aceite esencial (2,5 a 4%), rica en diapiol. Este compuesto es un éter fenólico que está siendo evaluado con éxito como fungicida, molusquicida, acaricida, bactericida y larvicida, con la ventaja de ser un producto biodegradable (SILVA, 2004).

Los metabolitos secundarios de las plantas como los terpenos, flavonoides, alcaloides, compuestos fenólicos y los aceites esenciales son insecticidas biorracionales efectivos, cuyo potencial aún no ha sido aprovechado por completo (NOVO et al., 1997; PASCUAL-VILLALOBOS & ROBLEDO, 1999; STEFANAZZI et al., 2004). Además de su actividad insecticida, estas sustancias presentan efectos subletales como son la repelencia, efectos antialimentarios, efecto ovorrepelente, efectos sobre la tasa de fertilidad, fecundidad e inhibición del crecimiento en poblaciones de insectos.

Para REGNAULT-ROGER (1997), el efecto tóxico del aceite implica muchos factores, incluyendo el punto de entrada de las toxinas, ya que los aceites pueden ser inhalados, ingeridos o absorbidos por el tegumento de los insectos, que pueden presentar efectos de contacto, fumigación y fagoinhibidor.

El efecto de sustancias de origen vegetal ha sido demostrado en el control de S. zeamais, Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae) y en otras plagas de importancia económica de granos almacenados. Los aceites esenciales de P. aduncum y P. hispidinervum (Piperaceae) fueron tóxicos por contacto, aplicación tópica y fumigación para adultos de S. zeamais (ESTRELA et al., 2006).

Los insecticidas naturales a partir de extractos vegetales constituyen una fuente alternativa para el control de insectos plaga demás, se han evaluado muy pocas plantas en relación a la fuente natural que ofrece el planeta. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto tóxico del aceite esencial de P. aduncum sobre S. zeamais y el porcentaje de pérdida de masa en granos de maíz ocasionado por dicha plaga.

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, Brazil. Fueron estudiados el tiempo y las concentraciones letales y subletales del aceite esencial de P. aduncum sobre S. zeamais y el porcentaje de pérdida de masa en granos ocasionado por la plaga. El aceite esencial fue suministrado por el Departamento de Ingeniería Química del Centro Universitario de la Fundación Educacional Inaciana Padre Sabóia de Medeiros,São Paulo, Brazil. 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°C, 60% de HR y fotoperiodo de 12 h.

Para determinar el efecto del aceite de P. aduncum por contacto en papel filtro sobre S. zeamais, se realizaron bioensayos utilizándose cajas petri de 9 cm de diámetro con papel filtro (unidad experimental), sobre el cual se aplicó 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 10 minutos para que se evaporara la acetona se colocaron en cada caja petri 20 adultos, no sexados, de S. zeamais. Se realizaron 5 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 cajas petri. 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.

Para determinar el porcentaje de pérdida de masa en granos, se usaron los mismos granos utilizados en el experimento en donde se determinó el efecto del aceite por contacto con granos; después de evaluados, se pesaron los granos, se ubicaron en recipientes plásticos y se llevaron a cámara B.O.D.a 27°C de temperatura. 30 días después se pesaron nuevamente los granos con el fin de obtener el peso final.

Los datos de mortalidad se corrigieron por la fórmula de ABBOTT (1925), y éstos fueron sometidos al análisis Probit (FINNEY, 1971). Para el análisis de los datos de pérdida de masa en granos, se usó la prueba de Duncan. Para todos los análisis se utilizó elprograma estadístico SAS (SAS INSTITUTE, 2002).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Efecto del aceite por contacto en papel filtro

Para el aceite de P. aduncum a las 96 h después de su aplicación, fueron obtenidas CL₅₀ y CL₉₅ de 0,06 y 1,38 ul/cm2, respectivamente. A las 72 h de aplicación, la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 0,89 y 11,27 ul/cm2, respectivamente (Tabla 1).

Se observó que a medida que se aumenta la concentración del aceite esencial de P. aduncum, el tiempo letal disminuye; mientras que con 0,08 ul/cm2 el TL₉₅ fue de 237,8 h, con 1,41 ul/cm2 el TL₉₅ disminuyó a 140,67 h (Tabla 2).

Para REGNAULT-ROGER (1997), el efecto tóxico de los aceites sobre los insectos envuelve varios factores entre los cuales, el punto de entrada de las toxinas a los artrópodos, una vez que los aceites sean inhalados, ingeridos o absorbidos por el tegumento de los insectos,se puede presentar efecto de contacto.

Efecto del aceite con granos de maíz

A las 96 h después de la aplicación del aceite esencial, fueron obtenidas CL₅₀ y CL₉₅ de 0,64 y 12,47 ul/g del producto, respectivamente. A las 24 h de aplicación, la CL₅₀ y CL₉₅ fue de 3,21 y 7,25 ul/g del producto, respectivamente (Tabla 3).

Cuando se utilizaron las concentraciones más bajas del aceite de P. aduncum (0,25 ul/g) sobre S. zeamais, el tiempo letal medio requerido para que el producto tuviera efecto tóxico sobre los insectos fue de 97,28 h, mientras que al usar concentraciones mayores (4 ul/g), el tiempo que se necesitó para causar la mortalidad no superó las 6 h (Tabla 4). En forma general, a mayor concentración utilizada el tiempo de mortalidad de los insectos disminuye y viceversa (Tabla 4), resultados que concuerdan con los obtenidos por MARTÍNEZ (2002). Se demuestra que el aceite esencial de P. aduncum presenta potencial para ser aplicado sobre los granos de maíz con el fin de controlar poblaciones de S. zeamais, actualmente considerada una de las principales plagas de granos de maíz almacenado (SANTOS et al., 1986; GUEDES et al., 1994; RIBEIRO et al., 2003), debido a su elevado potencial biótico, capacidad de atacar granos tanto en el campo como en bodegas y de sobrevivir a grandes profundidades en la masa de granos (FARONI, 1992).

Porcentaje de pérdida de peso de los granos

La pérdida de peso de los granos en las concentraciones de 0,25; 0,50; 1,0; 2,0 y 4,0 ul/g no presentaron diferencia estadística significativa entre dichas concentraciones, pero sí con respecto al tratamiento control, registrándose valores que fluctuaron entre 4,24 y 6,0% (Figura 1). Se pudo observar que a la concentración de 4,0 ul/g se presentó una pérdida de peso de los granos de 3,32% (Figura 1). Estos resultados concuerdan con los obtenidos por ASLAM et al. (2002), quienes al tratar granos de garbanzo con Syzygium aromaticum y Piper nigrum contra Callosobruchus chinensis (Coleoptera: Bruchidae) obtuvieron una baja pérdida de peso, la cual se pudo deber a la mortalidad temprana que presentaron los insectos con una consecuente menor oviposición por grano.

GRANIGE & AHMED (1988) encontraron que plantas de la familia Fabaceae inhiben el crecimiento de los insectos Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) y Dysdercus cingulatus (Hemiptera: Pyrrhocoridae). En esta familia se presentan plantas con presencia de alcaloides y taninos. De acuerdo a PÉREZ & IANNACONE (2006), los alcaloides son grupos de compuestos muy activos que bloquean la transmisión del nervio motor, y causan relajación y parálisis flácida del músculo esquelético en el cuerpo de algunos insectos. CASTRO & SUÁREZ (1998) al evaluar polvos vegetales de 14 especies de plantas para el control de S. zeamais en granos almacenados, encontraron promisorias a Euphorbia logan, Capsicum sp., Smilaz spinosa y Melia azederach, ya que ocasionaron 100% de mortalidad sobre dicha plaga.

PACHECO & SUÁREZ (1998) al evaluar 15 extractos vegetales sobre Alabama arguillacea (Lepidoptera: Noctuidae) a nivel de laboratorio, concluyeron que Azadirachta indica, Petiveria alliacea, Aloe vera, Cannavalia maritimay Capsicum annum, causaron mortalidad de larvas por encima del 60%, igualmente reportaron efecto de los extractos sobre el peso de pupas, porcentaje de emergencia de adultos y fecundidad de hembras.

GUTIÉRREZ & RODRÍGUEZ (1999), evaluaron extractos acuosos de Azadirachta indica sobre Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) y encontraron que al incrementar las concentraciones, aumentaba la mortalidad y disminuían los índices de crecimiento de las larvas. OLIVEIRA et al. (2003) encontraron que a una concentración de 0,05% de semillas de Basella alba, Operculina turpethum y Calotropis gigantea retrasan el desarrollo y reducen la emergencia de adultos de S. zeamais en 62%, 95% y 70%, respectivamente. SILVA (2001) y PÁEZ et al. (1990) evaluaron la planta Peumus boldus a concentración del 1% para el control de S. zeamais y encontraron mortalidad de 99,1% y 100%, respectivamente. GÓMEZ et al. (2009) al utilizar polvo de hojas de la planta chan Hyptis suaveolens encontraron incremento de la mortalidad de adultos de S. zeamais (72,32%) al incrementar la concentración utilizada.

ESTRELA et al. (2006) evaluaron el efecto de los aceites esenciales de Piper hispidinervum sobre S. zeamais, y encontraron 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. aduncum presenta efecto tóxico sobre los adultos de S. zeamais tanto por el método de contacto en papel filtro como por contacto con granos, lo que indica que el aceite esencial de esta planta representa una alternativa viable para contrarrestar la pérdida de masa en granos y que se podría involucrar dentro del manejo integrado de dicha plaga.

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