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Idesia (Arica)

versión On-line ISSN 0718-3429

Idesia v.27 n.2 Arica  2009

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-34292009000200005 

IDESIA (Chile) Vol. 27, Nº 2; 39-46, 2009

INVESTIGACIONES

 

PROTECCIÓN DE OCHO CULTIVARES DE TRIGO CON POLVO DE PEUMUS BOLDUS MOLINA CONTRA SITOPHILUS ZEAMAIS MOTSCHULSKY

PROTECTION OF EIGHT CULTIVARS OF WHEAT WITH PEUMUS BOLDUS MOLINA POWDER AGAINST SITOPHILUS ZEAMAIS MOTSCHULSKY

Macarena Cruzat1; Gonzalo Silva1; Humberto Serri1; Ruperto Hepp1

1 Universidad de Concepción. Facultad de Agronomía. Departamento de Producción Vegetal. Vicente Méndez 595. Casilla 537. Chillán, Chile. E-mail: gosilva@udec.cl


RESUMEN

Se evaluó en laboratorio el efecto insecticida del polvo de Peumus boldus Molina en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) para el control de Sitophilus zeamais Motschulsky en ocho cultivares de trigo. Los parámetros evaluados fueron; preferencia, repelencia, mortalidad y emergencia de insectos adultos y pérdida de peso y germinación del grano. El diseño experimental fue completamente al azar con un arreglo factorial de 3x8. En cuanto a la preferencia del insecto, los cultivares Huañil y Ciko presentaron diferencias significativas entre sí, siendo Huañil el que obtuvo el mayor porcentaje (18%) y Ciko el menor (3,8%). Los restantes cultivares se comportaron de manera similar, no presentando diferencias significativas. La mortalidad en todos los tratamientos tuvo un porcentaje superior al 80% llegando a un 100% en el caso de las concentraciones más altas. Estos tratamientos también propiciaron una menor emergencia, registrándose un 0% al aplicar 2% (p/p) del polvo. La pérdida de peso del grano fue menor a 0,27 g en todos los cultivares y concentraciones pero la germinación del grano se vio afectada con todas las concentraciones de polvo. Finalmente, P. boldus es repelente para S. zeamais en todas las concentraciones evaluadas.

Palabras clave: Insecticidas vegetales, gorgojo del maíz, granos almacenados.

ABSTRACT

The insecticidal effect of Peumus boldus M. powder was evaluated at three different concentrations (0, 5%, 1%, 2%) for the control of Sitophilus zeamais Motschulsky on eigth wheat cultivars under laboratory conditions. The parameters evaluated were: preference, repellent effect, mortality and emergence of adult insects, grain weigth loss and germination. A completely random design with a factorial arrangment of 3x8 was used. Regarding insect preference Huañil and Ciko cultivars showed significant differences among them. The highest percentage of preference was obtained by cv. Huañil cultivar (18%), while cv. Ciko cultivar got the lowest percentage (3.8%). The other treatments did not show significant differences. Mortality registered 80% in every treatment, reaching 100% when 1% and 2% (w/w) of powder were used. These treatments also provided a low emergence of insects, obtaining 0% of emergence with 2% (w/w) of the powder. Grain weight loss was lower than 0.27g in all cultivars and concentrations, and grain germination was affected by all concentrations of powder. Finally, the powder of P. boldus was repellent to S. zemais in all evaluated concentrations.

Key words: Botanical insecticides, maize weevil, stored grains.


 

INTRODUCCIÓN

En Chile, como en la mayoría de los países con una economía basada en la agricultura, la principal fuente de alimentación la constituyen alimentos con alto contenido de carbohidratos y baja proporción de proteínas. Entre estos destaca el trigo, que posee un gran número de cultivares especialmente desarrollados para cada una de las condiciones agroclimáticas del país (Jobet, 2007).

Entre los principales problemas sanitarios que presenta este cultivo, a nivel mundial, se encuentran los insectos que atacan en el almacenaje (White, 1995). En Chile las plagas más importantes son el gorgojo del maíz (Sitophilus zeamais Motschulsky; Coleoptera; Curculionidae), el gorgojo del arroz (Sitophilus oryzae Linnaeus; Coleoptera; Curculionidae) y la polilla de los cereales (Sitotroga cerealella Olivier; Lepidoptera; Gelechidae) (Larraín, 1994; Gerding, 2007).

El gorgojo del maíz tiene la particularidad de atacar tanto en terreno como en almacenamiento, pero se ha considerado que produce mayor daño económico cuando ataca los granos ya cosechados. El daño puede traducirse en muerte del embrión, pérdida de la germinación y disminución del contenido de proteínas, aceite y almidón, lo que va en perjuicio de su valor nutritivo. Además, el ataque de este insecto es una puerta de entrada a la infestación de plagas secundarias, como el complejo Tribolium y algunas enfermedades fungosas y bacterianas (Rees, 1996). Para hacer frente a este problema existen variadas alternativas como el control químico, control biológico, resistencia genética y las diversas prácticas culturales que se puedan realizar en el manejo del grano (Hagstrum y Flinn, 1996). Lamentablemente, el uso irracional de insecticidas ha provocado una serie de problemas, tales como contaminación del ambiente, residuos en los alimentos, aparición de plagas secundarias y resistencia de los insectos (Silva et al., 2001). Estos problemas han provocado que se busquen nuevas alternativas como son las plantas con propiedades insecticidas (Rodríguez et al., 2003). Estas propiedades se atribuyen a compuestos que pertenecen al grupo de los llamados metabolitos secundarios cuya actividad es variada y de hecho algunos, como las piretrinas y ciertos alcaloides, han sido utilizados como modelos para la producción de insecticidas sintéticos (Mareggiani, 2001).

El uso más sencillo de estos compuestos en la protección de granos almacenados es secar las plantas, molerlas y posteriormente mezclarlas con el grano (Celis y Kunadu, 1992; Weaver y Subramanyam, 2000). Entre estas alternativas se encuentra el polvo de Peumus boldus Molina, el cual ha demostrado tener una alta efectividad en la protección de cereales de S. zeamais (Silva et al., 2003 a y b, 2005 y 2006). El objetivo de la presente investigación fue estudiar en laboratorio el efecto protector del polvo de P. boldus sobre S. zeamais en ocho cultivares de trigo.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIAL VEGETAL

Se utilizó follaje de P. boldus, el que fue recolectado en marzo de 2006 en el parque central del Campus Chillán de la Universidad de Concepción. El criterio de colecta fue el propuesto por Vogel et al. (1997), el cual se basa en escoger hojas al azar, alrededor del árbol y en distintas posiciones dentro del mismo. Una vez recolectado, se secó en un horno de convección forzada a 40ºC por 48 hrs y a continuación se molió con un molino eléctrico para café.

CULTIVARES DE TRIGO

Se evaluaron ocho cultivares de trigo; Huañil, Domo, Fama, Maqui, Ciko, Tamoi, Nobo y Coyan, los cuales fueron proporcionados por el Laboratorio de Cereales de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Concepción. Se eligieron estos cultivares debido a que son ampliamente sembrados en el país y no existen antecedentes de que posean algún nivel de resistencia genética a S. zeamais.

INSECTOS

Los insectos utilizados fueron adultos de S. zeamais, los cuales se reprodujeron en el Laboratorio de Toxicología de Insecticidas de la Facultad de Agronomía, bajo condiciones controladas de 25 ± 2º C de temperatura y fotofase de 16 horas de luz.

PRUEBA DE PREFERENCIA

El test de preferencia se realizó en una arena de elección (Choice arena) (Obeng-Ofori y Reichmuth, 1997), formada por 9 placas petri plásticas de 5 cm de diámetro y 1,5 cm de altura, estando una central conectada simétricamente a las demás por tubos plásticos de 10 cm de longitud. En las placas de la periferia se colocaron 15 g de cada cultivar y en la placa central fueron liberados 100 adultos de S. zeamais, contabilizándose a las 24 horas el número de individuos por cultivar. Este bioensayo se repitió diez veces en el tiempo para disminuir el error experimental (Park et al., 2004).

PRUEBA DE REPELENCIA

En la evaluación de repelencia se utilizó la metodología propuesta por Procopio et al., (2003), la cual consiste en la utilización de una arena de elección formada por cinco placas petri plásticas de 5 cm de diámetro y 1,5 cm de altura, estando una central conectada simétricamente a las otras cuatro por tubos plásticos de 10 cm de longitud. En cada placa se colocaron 15 g de cada cultivar de trigo mezclado con polvo de P. boldus a concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) más un testigo (sin polvo) que se distribuyeron en dos placas ubicadas diagonalmente opuestas. En la placa central se liberaron 20 individuos de S. zeamais, los que luego de 24 horas fueron contados en cada una de las placas, para ver si preferían el trigo solo o tratado con polvo de P. boldus. Cada tratamiento tuvo tres repeticiones y cada grupo de tratamiento fue repetido tres veces en el tiempo para disminuir el error experimental (Park et al., 2004). Los resultados permitieron calcular un índice de repelencia (IR) (Mazzonetto y Vendramim, 2003).

Donde IR = índice de repelencia, G = porcentaje de insectos en el tratamiento, P = porcentaje de insectos en el testigo, siendo el polvo vegetal neutro si IR = 1, atrayente si IR > 1 y repelente si IR < 1.

EFECTO INSECTICIDA

La metodología seleccionada para evaluar el efecto insecticida fue la propuesta por Tavares y Vendramim (2005). Las pruebas se realizaron colocando 15 g de cada cultivar de trigo en placas petri plásticas, los cuales fueron posteriormente mezclados manualmente con el polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p). Luego, cada placa se infestó con 10 parejas de insectos que fueron diferenciados mediante el criterio de Halstead (1963). Finalmente, las placas fueron ubicadas en una cámara bioclimática en las mismas condiciones indicadas para la reproducción masiva de insectos. Cada tratamiento tuvo tres repeticiones y cada grupo de tratamientos fue repetido tres veces en el tiempo para disminuir el error experimental (Park et al., 2004).

MORTALIDAD

La mortalidad se evaluó a los 15 días de realizada la infestación y se cuantificaron los adultos vivos y muertos de cada tratamiento. Luego del conteo, las placas se devolvieron a la cámara de cría sin los insectos. El porcentaje de mortalidad fue corregido con la fórmula de Abbott (1925), que elimina la mortalidad natural producida en el testigo y no sobredimensiona el efecto del tratamiento.

EMERGENCIA DE INSECTOS ADULTOS (F1)

Debido a las características del ciclo de S. zeamais, la emergencia de insectos (F1) se evaluó a los 55 días de realizada la infestación considerando como 100% la emergencia del testigo.

PÉRDIDA DE PESO Y GERMINACIÓN DEL GRANO

La pérdida de peso del grano fue evaluada a los 55 días a partir de la infestación, la cual se obtuvo de la diferencia entre el peso inicial (15 g) y el peso final al día de la evaluación. Con el objetivo de evaluar si el polvo de P. boldus afectaba la germinación de los granos se realizó una prueba de germinación. A los 55 días a partir de la infestación de cada tratamiento y el testigo se escogieron al azar 50 semillas, las que se hicieron germinar durante siete días en placas petri acondicionadas con una toalla de papel húmeda.

DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO

El diseño experimental para repelencia y preferencia fue completamente al azar, mientras que para la evaluación de las propiedades insecticidas fue completamente al azar con un arreglo factorial de 3x8, formado por los factores; concentración de polvo de P. boldus con tres niveles (0,5%, 1% y 2% p/p) y cultivar de trigo con ocho niveles. Los valores porcentuales fueron transformados utilizando la fórmula arcoseno

(Gomez y Gomez, 1984) y los datos obtenidos fueron sometidos a un análisis de varianza y a un test de comparación de medias Tukey con un nivel de confianza del 95% utilizando el software Statistical Analysis System (SAS) versión 8.0.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

PRUEBA DE PREFERENCIA

Al estudiar la preferencia de S. zeamais en los ocho cultivares de trigo evaluados se observó que este los infestó todos, siendo Ciko el con menor preferencia con un 3,8% y Huañil el más atractivo con un 18% de las preferencias de los insectos (Cuadro 1), encontrándose diferencias significativas entre estos cultivares. No obstante, ambos tratamientos no presentaron diferencias estadísticas con los restantes cultivares evaluados en el bioensayo, lo que implica una alta variabilidad en la preferencia del insecto y que ningún cultivar es especialmente atractivo.

 

Cuadro 1
Preferencia de S. zeamais en ocho cultivares de trigo bajo condiciones de laboratorio.
* Tratamientos con igual letra en las columnas no difieren estadísticamente. Tukey (P ≤ 0,05).

 

PRUEBA DE REPELENCIA

Al analizar los resultados de repelencia se determinó que los polvos de P. boldus son repelentes a S. zeamais en todos los cultivares y concentraciones (Cuadro 2). El valor del índice de repelencia indica que el mejor resultado se obtuvo a la concentración de 0,5% (p/p) en el cultivar Fama con un índice de repelencia de 0,12. Los resultados obtenidos concuerdan con Núñez (2005), quien utilizando polvos de esta planta para proteger semillas de maíz al 1% y 2% (p/p) logró un índice de repelencia de 0,55 y 0,60 respectivamente.

 

Cuadro 2
Índice de repelencia de ocho cultivares de trigo mezclados con polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) contra S. zeamais en laboratorio.

* IR = 1 planta neutra, IR > 1 planta atrayente, IR < 1 planta repelente.

 

EFECTO INSECTICIDA

El análisis de varianza para el arreglo factorial de las propiedades insecticidas determinó significancia sólo para algunas de las variables evaluadas. En el análisis de las concentraciones de polvo de P. boldus se registraron diferencias significativas para mortalidad, emergencia de insectos adultos, pérdida de peso y germinación del grano, mientras que en el de los cultivares de trigo se obtuvieron diferencias significativas sólo en la emergencia de insectos adultos. Finalmente, la interacción concentración x cultivar fue significativa solamente cuando se evaluó esta última variable (Cuadro 3).

 

Cuadro 3
Cuadrados medios, error y coeficiente de variación para las variables evaluadas en el efecto insecticida del polvo de P. boldus contra S. zeamais en laboratorio.
* Significativo, Prueba de Tukey (P ≤ 0,05).

 

MORTALIDAD

En el Cuadro 4 se puede observar que todos los tratamientos produjeron un porcentaje de mortalidad superior al 80%, llegando incluso a un 100% en el caso de las concentraciones más altas. De acuerdo al criterio propuesto por Silva et al., (2003a), que clasifica como prometedores aquellos polvos vegetales que presenten una mortalidad superior al 50%, se puede señalar que todos los tratamientos evaluados son prometedores. En la concentración de 0,5% (p/p) se registró un porcentaje de mortalidad promedio de 85,6%, no habiendo diferencia significativa entre los diferentes cultivares. A su vez, las concentraciones mayores (1% y 2% (p/p)) alcanzaron un 100% de mortalidad en todos los cultivares y tampoco se encontraron diferencias significativas entre ellas. Sin embargo, sí se detectaron diferencias significativas entre la concentración 0,5% (p/p) con 1% y 2% (p/p). Luego, al analizar la interacción cultivar × concentración no se encontraron diferencias significativas, lo que indica que el efecto de mortalidad se debe principalmente a la concentración y no a alguna característica de los cultivares.

 

Cuadro 4
Porcentaje de mortalidad en laboratorio de adultos de S. zeamais en ocho cultivares de trigo, mezclados con polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p).
* Tratamientos con igual letra en la columna no difieren estadísticamente. Tukey (P ≤ 0,05).
** Tratamientos con igual letra en la fila no difieren estadísticamente. Tukey (P ≤ 0,05).

 

Los resultados obtenidos concuerdan con los de Páez et al. (1990) y Silva et al. (2003a), quienes indican una mortalidad de 100% y 99%, respectivamente, a una concentración de 1% (p/p). Los valores también son similares a los de Silva et al. (2003a y 2005) y Pérez (2004), quienes para la misma concentración señalan valores de 50,2%, 82% y 98% respectivamente, los cuales están sobre el umbral establecido de 50% de mortalidad.

La alta mortalidad del insecto registrada con la concentración 0,5% (p/p), en comparación a otras investigaciones (Silva et al., 2003a, 2005 y 2006), puede deberse a la fecha de cosecha del material vegetal, ya que Pérez (2004) demostró que marzo es un mes donde el polvo de follaje de P. boldus tiene un alto efecto tóxico, obteniendo valores de mortalidad de 98% para la concentración 0,5% (p/p) y de 100% para concentraciones más altas.

EMERGENCIA DE INSECTOS ADULTOS (F1)

La emergencia de insectos adultos (F1) fue la única variable donde la interacción cultivar × concentración fue significativa, lo que establece que estos factores no son independientes y que el porcentaje de emergencia es dependiente de la concentración de polvo de P. boldus y del cultivar que se utilice (Cuadro 3).

En la concentración de 0,5% (p/p) se puede observar que aunque hubo emergencia en todos los cultivares, esta no superó el 30% en relación al testigo, no encontrándose diferencias significativas entre cultivares. Sin embargo, entre las concentraciones, sí hubo diferencias significativas, siendo 0,5% estadísticamente distinta de 1% y 2% (p/p) (Cuadro 5).

 

Cuadro 5
Porcentaje de emergencia, en laboratorio, de S. zeamais en ocho cultivares de trigo mezclados con polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p).

* Letras mayúsculas diferentes indican diferencia significativa entre columnas para cada concentración Tukey (P≤ 0,05)
** Letras minúsculas diferentes indican diferencia significativa entre filas para cada cultivar Tukey (P ≤ 0,05).

 

Los resultados muestran que a excepción del cultivar Nobo, que registró un 1,09% de emergencia, todos los cultivares en las concentraciones de 1% y 2% (p/p) no presentaron emergencia de adultos de S. zeamais (0%). Estos valores difieren con los de Silva et al. (2003a), quien obtuvo una emergencia de 28,8% en la concentración 1% (p/p), pero concuerdan con los de Páez et al. (1990), Silva et al. (2003a y 2005) y Pérez (2004) que obtuvieron emergencias de 0% con concentraciones de 1% y 2% (p/p) de polvo de P. boldus. También se puede ver claramente que los resultados de emergencia de insectos presentan una relación inversa con la mortalidad de insectos, ya que los tratamientos que registraron menor mortalidad mostraron una mayor emergencia de insectos.

La disminución de la emergencia podría explicarse por un efecto inhibitorio en la oviposición por parte de las hembras de S. zeamais debido a que al encontrarse el grano cubierto por polvo, la hembra no recibe el estímulo necesario para oviponer (Silva et al., 2004) o tal vez mueren antes de depositar sus huevos en el grano (Silva et al., 2003b).

PÉRDIDA DE PESO Y GERMINACIÓN DEL GRANO

El grano tratado con P. boldus tuvo una pérdida de peso promedio de 0,27, 0,01 y 0 g en las concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) respectivamente, mientras que en el testigo la pérdida de peso fue de 1,71 g, valor que presenta diferencias estadísticas con las tres concentraciones de polvo de P. boldus. En el caso de los cultivares, para esta variable, no se observaron diferencias significativas, pero entre las concentraciones nuevamente 0,5% fue estadísticamente diferente de 1% y 2% (p/p) (Cuadro 6).

 

Cuadro 6
Pérdida de peso de ocho cultivares de trigo mezclados con polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) e infestados con S. zeamais.

** Tratamientos con igual letra en la columna no difieren estadísticamente. Tukey (P ≤ 0,05).
* Tratamientos con igual letra en la fila no difieren estadísticamente. Tukey (P ≤ 0,05).

 

Al analizar la interacción cultivar x concentración no se encontraron diferencias significativas entre ellos, indicando al igual como sucedió en la mortalidad que estos factores son independientes. Los resultados concuerdan con los de Silva et al. (2003a, 2003b y 2005) quienes obtuvieron pérdidas de peso entre 0,14% y 1,7% para esta variable al 1% y 2% (p/p).

Los resultados anteriores permiten inferir que a mayor mortalidad del insecto se produce una menor emergencia (F1) y por ende una menor pérdida de peso del grano. Esto se debe a que todo el desarrollo larval del insecto se lleva a cabo dentro del grano, alimentándose de buena parte de este y obviamente mientras menor sea la cantidad de insectos menor será el número de granos dañados. Otra razón por la que se podría producir una baja pérdida de peso en los diferentes cultivares de trigo, es que los metabolitos secundarios del polvo de P. boldus serían desfavorables para el insecto, inhibiendo su alimentación u oviposición.

En la evaluación de la germinación, los granos tratados con polvo de P. boldus presentaron diferencias significativas en todas las concentraciones con el testigo, ya que al 0,5%, 1% y 2% (p/p) los valores fueron de 57,1%, 40,4% y 27,1% respectivamente, valores significativamente menores al testigo que alcanzó un 75,8% de germinación (Cuadro 7). Al analizar la interacción entre los cultivares y concentraciones no se encontraron diferencias significativas entre ellos, lo que representa, al igual como sucedió en la mortalidad y pérdida de peso, que estos factores son independientes.

 

Cuadro 7
Porcentaje de germinación de ocho cultivares de trigo tratados con polvo de P. boldus en concentraciones de 0,5%, 1% y 2% (p/p) para el control en laboratorio de S. zeamais.

* Tratamientos con igual letra en la columna no difieren estadísticamente. Tukey (P≤ 0,05).
** Tratamientos con igual letra en la fila no difieren estadísticamente. (P≤ 0,05).

 

En cuanto a los distintos cultivares se pudo observar que, en general, los porcentajes de germinación fueron bajos, no registrándose diferencias significativas entre ellos, lo cual permite señalar que la concentración del polvo de P. boldus es un factor determinante, ya que a mayor concentración existe también una mayor reducción en la germinación de los granos, tal vez a causa de un efecto fitotóxico. Esto último podría deberse a que según Schrickel y Bittner (2001), P. boldus contiene compuestos fenólicos, los cuales, según Valencia (1995), pueden actuar como inhibidores de la germinación de las semillas, afectando el proceso de transporte de membrana y de algunos tipos de hormonas del crecimiento.

Es importante destacar que en las concentraciones más altas de polvo de P. boldus se produce una relación inversa entre la mortalidad de S. zeamais y la germinación del trigo, lo cual sugiere la existencia de algún compuesto que afecta tanto a los insectos como a los granos. Estos resultados son similares a los de Pérez (2004), quien obtuvo para polvo de P. boldus proveniente de follaje colectado en el mes de marzo valores de 63,3% y 43,3% de germinación en las concentraciones de 0,5% y 1% (p/p) respectivamente. Sin embargo, ambos resultados difieren con los obtenidos por Silva et al. (2003b y 2005) cuyas investigaciones no mostraron diferencias significativas con respecto al testigo. Debido a que la germinación disminuye a medida que la concentración aumenta, sería recomendable usar la concentración de 1% (p/p), puesto que es igual de efectiva en su efecto insecticida que la concentración de 2% (p/p), pero tiene la ventaja de presentar un menor efecto inhibitorio en la germinación (Pérez, 2004).

 

CONCLUSIONES

El polvo de P. boldus protege eficazmente el grano de trigo de S. zeamais
El polvo de P .boldus afecta la germinación de los cultivares evaluados.
El polvo de P. boldus tiene efecto repelente sobre S. zeamais
.

 

AGRADECIMIENTOS

La presente investigación fue financiada por el proyecto 2004.121.008-1.0 de la Dirección de Investigación de la Universidad de Concepción (DIUC).

 

LITERATURA CITADA

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Fecha de Recepción: 29 Mayo 2007
Fecha de Aceptación: 17 Agosto 2007

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