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Agricultura Técnica

versión impresa ISSN 0365-2807

Agric. Téc. v.67 n.2 Chillán jun. 2007

http://dx.doi.org/10.4067/S0365-28072007000200004 

 

Agricultura Técnica (Chile) 67(2):147-154 (Abril-Junio 2007)

INVESTIGACIÓN PRODUCCIÓN VEGETAL

Polvos de Especias Aromáticas para el Control del Gorgojo del Maiz, Sitophilus zeamais Motschulsky, en Trigo Almacenado

Spices Powders for the Control of Maize Weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky, in Stored Wheat

Yessica Salvadores U.1, Gonzalo Silva A.1*, Maritza Tapia V.1, y Ruperto Hepp G.1

1 Universidad de Concepción, Facultad de Agronomía, Av. Vicente Méndez 595, Casilla 537,  Chillán, Chile. E-mail: gosilva@udec.cl  *Autor para correspondencia.

Recibido: 10 de febrero de 2006.                                    Aceptado: 4 de julio de 2006.


ABSTRACT

The maize weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky, is considered one of the most important pests of stored grains. Plant powders from nine seasoning spices were tested in the laboratory to control S. zeamais at 0,5, 1, 2 and 4% (w/w). The variables evaluated were mortality and emergence (F1) of adult insects, grain weight loss and grain germination. The repellent and fumigant effects were evaluated at concentrations of 0.5, 1, 2 and 4%; the experimental design was completely randomized, with four replicates, and the group of treatments was repeated three times. The highest mortality percentages were obtained with Piper nigrum L. at 1% (83.4%), 2% (97.6%) and 4% (100%). The lowest adult insect emergence was obtained with the same treatments more Capsicum annuum var. longum Sendtn., Cinnamomum zeylanicum Blume and Pimpinella anisum L. at 4% (w/w). No significant differences were recorded as regards grain weight loss and germination. All the plant powders tested had a repellent effect on Sitophilus  zeamais and no fumigant effect was recorded.

Key words: stored grains, spices, condimentary species, Triticum aestivum.


RESUMEN

El gorgojo del maíz Sitophilus zeamais Motschulsky, es considerado una de las plagas mas importantes de productos almacenados. Se evaluaron, en laboratorio, polvos vegetales provenientes de nueve especias condimentarias para el control de S. zeamais en concentraciones de 0,5; 1; 2 y 4%. Las variables evaluadas fueron mortalidad y emergencia (F1) de adultos y pérdida de peso y germinación del grano. También se evaluó el efecto repelente y fumigante a las concentraciones de 0,5; 1 y 2%. El diseño experimental fue completamente al azar, los tratamientos tuvieron cuatro repeticiones y el grupo de tratamientos fue repetido tres veces. Las mayores mortalidades se obtuvieron con Piper nigrum L. a 1% (83,4%), 2% (97,6%) y 4% (100%). Las menores emergencias de insectos adultos se obtuvieron en los mismos tratamientos más Capsicum annuum var. Longum Sendtn., Cinnamomun zeylanicum Blime y Pimpinella anisum L. al 4% (p/p). La pérdida de peso y germinación de granos no registraron diferencia significativa. Todos los polvos vegetales fueron repelentes para Sitophilus zeamais y ninguno tuvo efecto fumigante.

Palabras clave: granos almacenados, sustancias aromáticas, especies condimentarias, Triticum aestivum.


INTRODUCCIÓN

La pérdida de granos en almacenaje es el principal problema en postcosecha que enfrenta el agricultor (Larraín, 1994). Entre todos los agentes perjudiciales, los insectos son los causantes de las mayores pérdidas (White, 1995), siendo las especies más importantes Sitophilus oryzae L., S. granarius L. y S. zeamais Motschulsky (Rees, 1996). Larraín (1994) señala que cerca del 10% de los granos de cereales pueden ser infestados  por S. zeamais  en el momento de la cosecha,  y si la infestación continúa en el almacenaje, alrededor del 30 al 50% de los granos pueden estar dañados al cabo de seis meses. El método químico es el más utilizado para proteger los granos almacenados del ataque de los insectos (White y Leesch, 1996). Sin embargo, los problemas causados por el mal uso de los insecticidas sintéticos han obligado a buscar nuevas alternativas de control, como es el uso de sustancias derivadas del metabolismo secundario de las plantas (Mareggiani, 2001).

El uso más sencillo de estos compuestos en la protección de granos almacenados es como polvos. Las plantas se secan, luego se muelen, y se mezclan con el grano, lo que modifica el ecosistema de las plagas  presentes en los granos almacenados (Weaver y Subramanyam, 2000). Los efectos más significativos en el comportamiento de los insectos están relacionados con la selección del hospedero para alimentación y oviposición, y en cuanto a la alteración del metabolismo las consecuencias más importantes son aquellas relacionadas con la duración del ciclo del insecto, fecundidad y sobrevivencia (Rodríguez y Lagunes, 1992). La mayoría de las especies vegetales utilizadas como insecticidas no eliminan al insecto por intoxicación, sino que generalmente inhiben su desarrollo normal, al actuar como repelentes o disuasivos de la alimentación u oviposición, lo cual hace que muchas veces se sobredimensionen sus efectos protectores (Silva et al., 2002).

El objetivo de la presente investigación fue evaluar las propiedades insecticidas/insectistáticas de nueve especies vegetales condimentarias para el control de S. zeamais en laboratorio.

MATERIALES Y MÉTODOS

Tratamientos
El material vegetal usado se compró en el mercado de frutas y hortalizas de Chillán, VIII Región, Chile (Cuadro 1). Este material se encontraba deshidratado y molido, por lo que no fue posible establecer la edad y procedencia del mismo. Con el objeto de homogeneizar la granulometría de los polvos, se molieron nuevamente con un molino eléctrico para café y tamizados con un tamiz de 250 micrones (DUAL Manufacturing Co., Chicago, Illinois, USA). Se evaluaron 37 tratamientos incluyendo un testigo absoluto sin polvo vegetal. Cada especie se evaluó en concentraciones de 0,5; 1; 2 y 4% de polvo vegetal en 20 g de trigo  (Triticum aestivum L.) (p/p) con cuatro repeticiones. Se utilizaron adultos del gorgojo del maíz, S. zeamais Motschulsky, los cuales se reprodujeron bajo condiciones controladas de temperatura (30 ± 2ºC) y oscuridad total en una cámara bioclimática. Los insectos utilizados eran adultos de entre 1 y 10 días de edad, y se diferenciaron por sexo de acuerdo al criterio propuesto por Halstead (1963).

Cuadro 1. Especies vegetales aromáticas evaluadas para el control de Sitophilus zeamais en laboratorio.
Table 1. Plant seasoning species evaluated for Sitophilus zeamais control under laboratory conditions.


Metodología y evaluación
La metodología utilizada fue la propuesta por Tavares (2002). En placas Petri de 6 cm de diámetro, se mezclaron 20 g de trigo cv. Nobo (14% de humedad) con los diferentes polvos vegetales a las respectivas concentraciones. Una vez realizada la mezcla,  cada placa se infestó con 10 parejas de insectos, y para estimar la toxicidad de cada uno de los tratamientos se midieron las siguientes variables:

Porcentaje de mortalidad de insectos adultos. Se evaluó a los 15 días de realizada la infestación, contabilizando los insectos adultos vivos y muertos de cada tratamiento, que se retiraron de las placas en forma definitiva. El porcentaje de mortalidad obtenido se corrigió con la fórmula de Abbott (Abbott, 1925).

Porcentaje de emergencia de insectos adultos (F1). Se evaluó a los 55 días de realizada la infestación y la emergencia del testigo se consideró como 100%.

Porcentaje de pérdida de peso y germinación de los granos. Se evaluó a los 55 días de realizada la infestación. Para su estimación se utilizó la diferencia de peso entre los 20 g iniciales de cada placa y el peso al final de la evaluación. La germinación de los granos de trigo se evaluó en aquellos tratamientos que obtuvieron una mortalidad superior al 80%. De estos tratamientos se escogieron 40 semillas al azar, las cuales se hicieron germinar a temperatura ambiente en placas Petri acondicionadas con papel absorbente humedecido; siete días después se contabilizó el número de semillas germinadas, comparándolas con el testigo que se consideró como 100%.

Repelencia. La metodología utilizada para medir la repelencia fue la propuesta por Tavares (2002). Se utilizó una estructura formada por cinco placas Petri plásticas, estando una placa central conectada con las demás por tubos plásticos dispuestos diagonalmente en un ángulo de 45º. Los tratamientos con polvos vegetales en concentraciones de 0,5; 1 y 2% en 20 g de trigo (p/p) y el testigo sin polvo vegetal, se distribuyeron en dos placas simétricamente opuestas. En la placa central se liberaron 50 individuos adultos de S. zeamais y luego de 24 h se contabilizó el número de individuos presentes en cada placa. Cada tratamiento tuvo cinco repeticiones y con estos valores se calculó un índice de repelencia (IR) según lo descrito por Mazzonetto (2002), donde el polvo se clasifica como neutro si el índice es igual a 1, atrayente si es mayor a 1 y repelente si es menor a 1.

donde G: porcentaje de insectos en el tratamiento, y P: porcentaje de insectos en el testigo.

Efecto fumigante. Para evaluar el efecto fumigante se utilizó la metodología propuesta por Tavares (2002). En frascos de plástico de 100 mL se dispuso en el fondo y centrado un tubo de PVC en cuyo interior se colocaron los polvos vegetales a las concentraciones de 0,5; 1 y 2% (p/p), el cual fue cubierto por un trozo de tul fino. Alrededor de este tubo se colocaron 40 g de trigo, el cual se infestó con 20 individuos de S. zeamais. El tul tuvo como objetivo impedir el contacto de los insectos con los polvos, pero permitir que se desprendieran al medio los compuestos volátiles presentes en ellos y que podrían resultar tóxicos para los insectos al ser inhalados. Los frascos se mantuvieron en una cámara bioclimática a 25 ± 2ºC y las mediciones de mortalidad por inhalación se realizaron a los cinco días de realizada la infestación, contabilizado los adultos muertos y vivos.

Se usó un diseño experimental completamente al azar. Los datos obtenidos se transformaron con la fórmula arcoseno y se sometieron a un análisis de varianza utilizando el software Statistical Analysis System (SAS Institute, 1998) y se realizó un test de comparación de medias mediante una prueba de Tukey con un nivel de significancia del 95%.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Mortalidad
De acuerdo al criterio señalado por Lagunes (1994), que califica como prometedor al polvo vegetal que supere el 50% de mortalidad, se puede señalar que 23 de los 36 tratamientos evaluados cumplen con este criterio.  Los mejores resultados se obtuvieron con el polvo de Piper nigrum L. (pimienta negra), el cual a partir de la concentración 1% provocó una mortalidad de insectos superior al 80%. Además, Cinnamomum zeylanicum (canela), Cuminum cyminum L. (comino), Myristica fragans Houtt. (nuez moscada) y Origanum vulgare L. (orégano) registraron valores entre 80 y 100% de mortalidad de adultos de S. zeamais a la concentración de 4% (Cuadro 2). Los granos tratados con polvo de Pimpinella anisum L. y C. cyminum al 1% registraron un 30,2  y 52,2% de mortalidad de insectos, valor mayor al de Páez (1987), quien obtuvo un 3,1 y 1,8% de mortalidad, respectivamente, con los mismos polvos y concentración aunque no indica el origen y características del material vegetal. Los resultados exhibidos por P. nigrum concuerdan con De Assis et al. (1999), quienes encontraron que el extracto de esta planta es altamente tóxico para Sitophilus spp., y Awoyinka et al. (2006) que atribuyen esta toxicidad a que los frutos de esta planta tienen una concentración cercana al 4% de alcaloides como piperina, piperetina y tricostacina entre otros. Por otro lado, los resultados más bajos se obtuvieron con Capsicum annuum var. grossum  y con P. anisum con  un 12 y 20% respectivamente a una concentración de 0,5%.  Cabe destacar que los bajos resultados obtenidos con C. annuum son similares a los de Procopio et al (2003) con polvo de hojas y frutos de Capsicum frutescens L. a una concentración de 3%, quienes obtuvieron una mortalidad de S. zeamais de 4,17 y 9,17%, respectivamente.

Cuadro 2. Efecto de polvos de vegetales aromáticos a diferentes concentraciones sobre la mortalidad y emergencia de insectos y porcentaje de pérdida de peso de los granos de trigo infestados por Sitophilus zeamais.
Table 2. Effect of seasoning plants powder at different concentrations on insect mortality and emergence and wheat grain weight loss infested by Sitophilus zeamais.



Emergencia de insectos adultos (F1)
La menor emergencia (3,4%) de la F1 se registró con los polvos de P. nigrum al 4% aunque sin diferencias estadísticas con C. zeylanicum y C. annuum var. longum a la misma concentración y P. nigrum al 2% (Cuadro 2). Sin embargo, se debe señalar que todos los tratamientos presentaron valores menores y estadísticamente diferentes al testigo. Los resultados de P. nigrum  concuerdan con los registrados por Aslam et al. (2002), quienes al evaluar esta especia en granos de garbanzo (Cicer arietinum L.) contra el gorgojo sureño del frejol, Callosobruchus chinensis L. (Coleoptera: Bruchidae), registraron un menor número de adultos. Estos autores atribuyen esta disminución a  los componentes activos de esta especie, como la piperina, los cuales podrían alterar el comportamiento fisiológico del insecto en la oviposición, inhibiendo el crecimiento o directamente en la mortalidad de adultos. Cabe destacar que algunas especies como C. cyminum, C. zeylanicum y S. aromaticum, incluso en concentraciones bajas como 1% (p/p), a pesar de presentar una baja mortalidad mostraron una emergencia de insectos adultos menor al 50% en comparación al testigo. De hecho, si se considera el criterio de Lagunes (1994) que clasifica como prometedores a aquellos polvos que reducen en un 50% la F1, podemos señalar que 25 de los 36 tratamientos evaluados se pueden clasificar como prometedores. Esto podría indicar que estos polvos presentan algún tipo de efecto disuasivo de la oviposición, es decir modifican el comportamiento reproductivo. Aunque, en el caso de C. cyminum los resultados contradicen a Páez (1987), en cuyo caso al tratar granos de maíz infestados con S. zeamais la emergencia en C. cyminum superó en un 9,5% al testigo que era considerado como el 100%.

Porcentaje de pérdida de peso de los granos
En el Cuadro 2 se observa que la pérdida de peso de los granos fue baja, registrándose valores que fluctúan entre 2,6 y 7,3%, no existiendo diferencia estadística significativa para ninguno de los polvos vegetales con respecto al testigo. Los datos obtenidos concuerdan con los descritos por Aslam et al. (2002), quienes al tratar granos de garbanzo con S. aromaticum y P. nigrum contra Callosobruchus chinensis obtuvieron una baja pérdida de peso, la cual se podría deber a la mortalidad temprana de los insectos con una consecuente menor oviposición por grano.

Germinación
Esta prueba se realizó sólo en aquellos tratamientos que sobrepasaron el 80% de mortalidad de adultos. Éstos fueron los polvos de C. zeylanicum, C. cyminum, M. fragans  y O. vulgare al 4% (p/p) y  P. nigrum . al 1; 2 y 4% (p/p). El Cuadro 3 muestra los valores obtenidos en cada uno de los tratamientos evaluados pudiéndose constatar  que el polvo de las especias no afectó significativamente el poder germinativo de los granos, ya que no se registró diferencia estadística entre los tratamientos evaluados y el testigo. Sin embargo, aunque no existen diferencias estadísticas, los datos muestran diferencias de hasta un 30% con el testigo lo cual podría deberse a que el trigo utilizado en las evaluaciones estaba destinado a alimentación animal y no para semilla.  Estos datos coinciden con los resultados de Sighamony et al. (1986), quienes obtuvieron un 100% de germinación en granos de trigo tratados con extractos de P. nigrum usados para el control de  S. oryzae y Rhyzopertha dominica L., concluyendo que el extracto de esta planta no afectaba la viabilidad de las semillas. Ahmed y Ahamad (1992) probaron la eficacia de varias plantas con propiedades medicinales y de uso culinario contra C. chinensis, concluyendo que las especies vegetales, aparte de no afectar la germinación, no presentan toxicidad para mamíferos y pueden, por lo tanto, ser incorporadas en forma segura para la protección prolongada contra insectos de granos almacenados en concentraciones de hasta 3%.

Cuadro 3. Porcentaje de germinación de granos de trigo mezclados con polvos de Cinnamomum zeylanicum, Cuminum cyminum, Myristica fragrans, Origanum vulgare  y  Piper nigrum a las concentraciones que se indca.
Table 3. Percentage of wheat grain germination mixed with powders of Cinnamomum zeylanicum, Cuminum cyminum, Myristica fragrans, Origanum vulgare  and  Piper nigrum at the indicates concentrations.



Repelencia
Los resultados obtenidos indican que todos los polvos vegetales evaluados tuvieron efecto repelente (Cuadro 4). S. aromaticum al 2% se destacó por su mayor efecto repelente (IR = 0,32), mientras que con O. vulgare se obtuvo el valor más cercano a 1 (IR = 0,83). Los datos registrados coinciden con los obtenidos por Sighamony et al. (1984), quienes evaluaron el efecto repelente de S. aromaticumP. nigrum  contra adultos de Tribolium castaneum, concluyendo que el extracto de P. nigrum a la concentración más alta evaluada tenía un mayor efecto repelente que a su concentración más baja. Si bien los valores obtenidos por Sighamony et al. (1984) no se pueden comparar completamente con los datos registrados en la presente investigación, debido a que las especies vegetales fueron utilizadas en forma de extractos y no de polvo, permiten reafirmar el hecho que ambas especies presentan efecto repelente.

Cuadro 4. Índice de repelencia y mortalidad de Sitophilus zeamais al evaluar el efecto fumigante de polvos de vegetales  aromáticos en granos de trigo tratados a las concentraciones que se indica.
Table 4. Repelence index and mortality of Sitophilus zeamais at the evaluation of fummigant effect of aromatic plants powders in wheat grains treated at the indicated concentrations.



Efecto fumigante
Del total de polvos evaluados, ninguno mostró tener efecto fumigante cercano al 100%. De hecho, los valores de mortalidad obtenidos fueron menores al 30% (Cuadro 4). La mayor mortalidad de insectos se registró con los granos tratados con polvos de C. cyminum al 2% con una mortalidad de 27,2%, mientras que el menor registro fue para P. nigrum al 0,5% con un 1,1%. Estos resultados, por lo tanto, permiten inferir que los polvos evaluados sólo tienen efecto insecticida de contacto y no gaseoso.

CONCLUSIONES

De las especies vegetales evaluadas, Cinnamomum zeylanicum Blume., Cuminum cyminum L., Myristica fragans Houtt., Origanum vulgare L. en concentraciones de 4% (p/p) y Piper nigrum L. en concentraciones de 1, 2 y  4%  presentan acción insecticida de contacto igual o superior al 80% contra S. zeamais.

La presencia de polvos vegetales de las especias evaluadas no afecta en forma significativa la germinación de los granos de trigo.

Todas las especias evaluadas son repelentes para Sitophilus zeamais en laboratorio.

LITERATURA CITADA

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