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Introducción
Los ácaros son plagas que pueden causar pérdidas importantes en el rendimiento de muchos cultivos de interés agrícola como frutas, hortalizas y plantas ornamentales (İnak et al., 2019; Schmidt-Jeffris et al., 2021) uno de los más problemáticos es Tetranychus urticae Koch, conocido como ácaro rojo de dos manchas (Adesanya et al., 2021; Patel et al., 2020; Bamel & Gulati, 2021), que pertenece a la familia Tetranychidae. El excesivo uso de acaricidas de síntesis química para controlar al ácaro ha evidenciado resistencia e inefectividad para su manejo (Namin et al., 2020; Liu et al., 2022).
Estudios confirman actividad acaricida de productos naturales como: piretroides (Schulze & Jordan, 2021), alcaloides (Wu et al., 2021) y sobre todo aceites esenciales (Selles et al., 2021; Deaquiz Oyola et al., 2022; Nwanade et al., 2021), mismos que han demostrado ser sumamente efectivos.
La fresa, conocida también como frutilla (Fragaria spp) es un cultivo popular por su alto valor nutritivo y por su aporte de fitonutrientes, minerales y vitaminas (Nunes & Novello, 2021). En Ecuador su cultivo y consumo son importantes (Aragón et al., 2019), lo que significa que un gran número de agricultores dependan del mismo con alrededor de 800 Ha cultivadas. Se estima que entre un 60 a 80% de los cultivos de fresa se ven afectados por la infestación de T. urticae (Mendoza Léon et al., 2018).
E Especies ecuatorianas que contienen aceites esenciales, son fáciles de extraer y analizar (Noriega Rivera, 2009), resultan promisorios como acaricidas debido a su composición química y usos ancestrales como plaguicidas, como son Peperomia inaequalifolia, conocida como “congona”, con evaluaciones preliminares como acaricida (Santacruz y Noriega 2016), adicionalmente estudios químicos del aceite muestran una alta concentración de mirisiticina y elimicina, moléculas conocidas por su alta efectividad plaguicida (Rivera et al., 2015; Valarezo et al., 2023) y Chenopodium ambrosioides, usado ancestralmente como antiparasitario, denominada “paico” y que previamente mostró efecto acaricida (Kouam et al., 2015; Aglagane et al., 2022). En el estudio de Kouam se observan porcentajes de efectividad cercanos al 100% a concentraciones de 0.12 y 0.09 µL/g luego de 8 días de exposición usando un tensoactivo para evitar la evaporación de los aceites esenciales, a concentraciones más bajas de 0.06 µL/g y 0.03 µL/g la efectividad llega a un 80% en promedio.
El presente estudio tuvo como propósito encontrar una alternativa de acaricida natural en dos aceites esenciales de la biodiversidad ecuatoriana, como una táctica de control biorracional de Tetranychus urticae, en el cultivo de fresas.
Materiales y métodos
Material Vegetal
Peperomia inaequalifolia (Congona), se colectó en la parroquia San Joaquín del Cantón Cuenca, Provincia del Azuay, en el sur del Ecuador, en las coordenadas: 2°53′45″S; 79°03′05″O, a una altitud de 2.643 m.s.n.m.
Chenopodium ambrosioides (Paico), se colectó en la parroquia Taquil, del Cantón Loja, Provincia de Loja, en el sur del Ecuador, en las coordenadas: 3º 53’ 28” S; 79º 15’ 20’’ O, a una altutud de 2.230 m.s.n.m.
La identificación botánica estuvo a cargo del Biól. Msc. Danilo Minga Ochoa, del herbario de la Universidad del Azuay.
Extracción del Aceite esencial
Para la extracción del aceite esencial se utilizó un destilador de aceites esenciales perteneciente a la Fundación Chankuap Recursos para el Futuro de una capacidad de 250 litros, el mismo opera por el mecanismo conocido como “destilación de agua y vapor de agua” (Noriega Rivera, 2009). El tiempo de destilación fue de 3 horas, para cada proceso se calculó el respectivo rendimiento.
Análisis de Composición Química de los Aceites Esenciales
Se empleó la técnica de Cromatografía Gaseosa Acoplada a Espectrometría de Masas (CG/EM), la muestra de los aceites se preparó disolviendo 10 µL de aceite en 990 µL de diclorometano, el inyector con un modo de Split (40:1). El volumen de inyección fue de 1 µL. El equipo empleado fue un cromatógrafo de gases Trace 1310 acoplado a un espectrómetro de masas ISQ 7000 marca Thermo Fisher Scientific, se usó una columna Termo Scientific TR-5MS (5% fenil, 95% de dimetilpolsiloxano), gas de acarreó fue helio de una pureza de 99.9999% con un flujo de 1 mL/min. Las condiciones de la columna fueron: inicio a 60 °C por 5 minutos, hasta alcanzar los 100 °C a una velocidad de 2°C/min, posteriormente se alcanzaron los 150 °C, a una velocidad de 3 °C/min, hasta llegar a los 200 °C a 5°C/min. Finalmente se alcanzaron los 230 °C, para mantener esta temperatura por 5 minutos, el tiempo total de análisis fue de 60 minutos. Las condiciones de espectrómetro de masas fueron las siguientes: energía de ionización: 70 eV; corriente de emisión: 10 µAmp; rango de escaneo: 1 scan/s; rango de masas: 40-350 Da; temperatura de la trampa: 230 °C; temperatura de la línea de transferencia: 200 °C, como lo describe (Aguilar et al., 2023).
Identificación de los Compuestos
Los componentes del aceite esencial se determinaron mediante el uso de la base de datos NIST 2001, cálculo de los índices de retención experimentales empleando una serie de alcanos C8-C20 con la ecuación propuesta por (Babushok et al., 2011) y evaluación de los índices de retención teóricos de acuerdo con la base de datos de Adams (2012).
Identificación, crecimiento y reproducción de los ácaros
Los ácaros se colectaron de plantas infestadas en cultivos bajo invernadero en la parroquia Jadán, en la provincia del Azuay en las coordenadas: 2º 86’ 66” S; 78º 85’ 10’’ O, a una altitud de 2.800 m.s.n.m. La caracterización de los mismos estuvo a cargo del Doctor Carlos Vásquez Freytez, quien confirmó la especie Tetranychus urticae. Para la cria de cohortes de edad homogénea se realizaron unidades de acuerdo con lo establecido por Mendoza Léon et al., (2018). Fueron transferidas hembras y machos adultos de T. urticae para promover la oviposición, obtenidos los huevos deseados se descartaron los ácaros. Las unidades de cría se humedecieron y observaron diariamente hasta la obtención de hembras adultas de 20 días de edad con los cuales se iniciaron los ensayos de efectividad de los aceites.
Evaluación de la actividad ovicida
El efecto ovicida se ejecutó de acuerdo a Afify et al. (2012). Se cortaron cuatro discos de hojas de fresa de 3 cm de diámetro para cada concentración y se colocaron en Cajas de Petri de 10 cm de diámetro en la que se ajustó un disco de poliuretano, el disco de hoja se rodeó con una banda de algodón humedecido, se trasfirieron a cada disco cinco hembras y se dejaron para que pusieran huevos, a las 24 h se verificó la presencia de 10 huevos en cada disco y se descartaron los ácaros. Las concentraciones de los aceites diluidos en dimetilsulfóxido (DMSO) fueron de 4%, 3%, 2%, 1% y 0.5%. El DMSO puro se usó como control negativo, mientras que el control positivo fue tetradifon al 8%. Los huevos se mantuvieron a 22 ± 2 °C durante 10 días, luego de ese tiempo se verificó su viabilidad contando los huevos eclosionados, el tratamiento se realizó por cuadruplicado.
Evaluación de la dosis letal media (DL50)
Se siguió la metodología propuesta por (Miresmailli et al., 2006), con modificaciones. El método consistió en sumergir discos de hojas de fresa en las concentraciones de los aceites puros y de su mezcla 50:50. Las concentraciones fueron: 2.5%, 1.25%, 0.625%, 0.313% y 0.156% en DMSO. Como control negativo se empleó DMSO y como control positivo abamectina al 0.05%. Las hojas se colocaron con la cara abaxial hacia arriba sobre una almohadilla de algodón y se rodeó el disco de hoja con una banda de algodón humedecida para evitar el escape de los ácaros y mantener la turgencia de las hojas. Sobre cada hoja se colocaron 5 hembras de 72 horas de edad, a una temperatura de 22 ± 2 °C. Se midió el porcentaje de mortalidad después de 24, 48, 72, 120 horas de la exposición a los tratamientos. Cada tratamiento de repitió por tres veces.
Análisis Estadístico
Se utilizó un diseño experimental completamente al azar. Las variables de respuesta fueron la inhibición de la viabilidad de los huevos y la letalidad en hembras de T. urticae, evaluados a las 24, 48, 72 y 120 horas. Los datos se analizaron previamente para determinar si cumplían los supuestos de normalidad, y homocedasticidad, mediante las pruebas de Shapiro - Wilk y Levene, respectivamente. El análisis de varianza (ANDEVA), se realizó una prueba de Tukey con una probabilidad (p<0.05), empleando el programa Statistix, versión 10, mientras que en el análisis de la concentración letal media se empleó el procedimiento estadístico Probit, mediante regresión lineal y posterior extrapolación de resultados.
Resultados
Extracción del Aceite esencial
Los rendimientos de la extracción de los aceites esenciales fueron de 0.168% para C. ambrosioides (paico) y de 0.174% para P. inaequalifolia (congona).
Composición química de los aceites
En el aceite esencial de C. ambrosiodes se detectaron 23 compuestos de los se identificaron 17 con un 96%, los más abundantes: silvestreno (18.68 %), trans-p-menta-2,8-dienol (18.06 %), trans-p-menta-1(7),8-dien-2-ol (11.75%) y cis-p-menta-1(7),8-dien-2-ol (11.74%) (Tabla 1).
Tabla 1 Composición química del aceite esencial de Chenopodium ambrosioides.Table 1. Chemical composition of the essential oil of Chenopodium ambrosioides
| Compuesto | Índice de retención teórico a |
Índice de retención experimental b |
Composición (%) |
|---|---|---|---|
| alfa-pineno | 932 | 928 | 0.70 |
| Careno | 1008 | 1005 | 5.27 |
| p-cimeno | 1020 | 1019 | 3.66 |
| Silvestreno | 1025 | 1023 | 18.68 |
| Limoneno | 1024 | 1024 | 6.75 |
| trans-p-menta-2,8-dienol | 1119 | 1119 | 18.06 |
| óxido de limoneno | 1132 | 1130 | 0.94 |
| cis-p-menta-2,8-dien-1-ol | 1133 | 1131 | 7.22 |
| cis-pinocarveol | 1135 | 1134 | 0.41 |
| NI | - | - | 0.34 |
| trans-p-menta-1(7),8-dien-2-ol | 1187 | 1188 | 11.75 |
| NI | - | - | 1.63 |
| trans-carveol | 1215 | 1217 | 2.71 |
| cis-p-menta-1(7),8-dien-2-ol | 1227 | 1230 | 11.74 |
| Ascaridol | 1234 | 1237 | 3.94 |
| Carvona | 1239 | 1243 | 3.09 |
| NI | - | - | 0.93 |
| NI | - | - | 0.58 |
| NI | - | - | 0.22 |
| Elemicina | 1555 | 1558 | 0.23 |
| Globulol | 1590 | 1595 | 0.21 |
| NI | - | - | 0.20 |
| Cedronelona | 2102 | 2098 | 0.72 |
| Total | 100 | ||
| Identificado | 96% | ||
| No identificado | 4% | ||
aíndice de retención teórico según Adams 2012, b índice de retención experimental calculado a partir de la comparación con serie de alcanos C8-C30.
a Theoretical retention index according to Adams 2012, b Experimental retention index calculated from the comparison with the C8-C30 alkane series.
En el aceite de P. inaequalifolia fueron detectados 17 compuestos, se identificaron un 92.85 %, los más abundantes: elemicina (36.33%) y miristicina (20.21%) (Tabla 2).
Tabla 2 Composición química del aceite esencial de Peperomia inaequalifolia.Table 2. Chemical composition of the essential oil of Peperomia inaequalifolia.
| Compuesto | Índice de retención teórico a | Índice de retención experimental b | Composición (%) |
|---|---|---|---|
| Eucaliptol | 1026 | 1020 | 0.57 |
| Safrol | 1285 | 1281 | 9.96 |
| metil eugenol | 1403 | 1400 | 9.77 |
| E- cariofileno | 1417 | 1412 | 0.50 |
| gamma elemeno | 1434 | 1428 | 0.94 |
| Aromadendreno | 1439 | 1440 | 0.10 |
| NI | - | - | 0.98 |
| cis muurola-3,5-dieno | 1448 | 1449 | 0.76 |
| alfa-humuleno | 1454 | 1453 | 1.21 |
| NI | - | - | 2.00 |
| gamma gurjunene | 1475 | 1478 | 0.19 |
| Miristicina | 1517 | 1520 | 20.21 |
| Elemicina | 1555 | 1559 | 36.33 |
| Viridiflorol | 1592 | 1599 | 12.31 |
| NI | - | - | 2.78 |
| NI | - | - | 0.62 |
| NI | - | - | 0.76 |
| Total | 100 | ||
| Identificado | 92.85 % | ||
| No identificado | 7.15 % | ||
aíndice de retención teórico según Adams 2012, b índice de retención experimental calculado a partir de la comparación con serie de alcanos C8-C30.
aTheoretical retention index according to Adams 2012, b Experimental retention index calculated based on the comparison with the C8-C30 alkane series.
Identificación, crecimiento y reproducción de los ácaros
Se confirmó la identidad de la especie Tetranychus urticae, ácaro cuyas características morfológicas, coloración verdosa-marrón y manchas laterales son claramente identificables. La Figura 1 muestra la anatomía del ácaro, su crecimiento y reproducción.
Evaluación de la actividad ovicida
Ambos aceites esenciales muestran una actividad que inhibe la viabilidad de los huevos de T. urticae, misma que fue evaluada como huevos no viables y como porcentaje. Los valores del testigo positivo sobrepasan el 80%, mientras que para C. ambrosioides a la máxima concentración evaluada es de un 26% y para P. inaequalifolia de un 30%. En la Tabla 3 se aprecian los resultados del ensayo.
Tabla 3 Efecto de la aplicación individual de aceite esencial de C. ambrosioides y P. inaequalifolia contra la viabilidad de los huevos.Table 3. Effect of individual application of essential oil of C. ambrosioides and P. inaequalifolia against egg viability.
| Concentración (%) | Inhibición de eclosión de huevos % | |
|---|---|---|
| C. ambrosioides | P. inaequalifolia | |
| Control negativo (DMSO) | 1.50 ± 0.866 (3.00%) |
1.50 ± 0.645 (3.00%) |
| 0.5 | 0.25 ± 0.250 (0,50%) |
0.00 ± 0.000 (0,00%) |
| 1 | 0.50 ± 0.288 (1.00%) |
1.00 ± 0.707 (2.00%) |
| 2 | 3.25 ± 1.973 (6.50%) |
3.25 ± 1.108 (6.50%) |
| 3 | 8.25 ± 1.797 (16.50%) |
12.00 ± 1.779 (24.00%) |
| 4 | 13.00 ± 1.080 (26.00%) |
15.00 ± 2.380 (30.00%) |
|
Control positivo (Tetradifon 8) |
40.75 ± 0.750 (81.50%) |
43.00 ± 1.779 (86.00%) |
Los datos se expresan como el valor medio ± su desviación estándar para una probabilidad p ≤ 0.05
The data are expressed as the mean value ± standard deviation for a probability of ≤ 0.05
Evaluación de la dosis letal media (DL50)
Los resultados obtenidos para los aceites son diferentes, para P. inaequalifolia se observan CL50 en un rango de 4.1% a 3.24% en dependencia del tiempo de exposición; mientras que en C. ambrosioides, los valores de CL50 son considerablemente más altos entre 22.65% a 12.61%, lo que implica una menor actividad acaricida (Tabla 4).
Tabla 4 Actividad acaricida en los aceites esenciales de Peperomia. inaqualifolia y Chenopodium ambrosiodes evaluada en 4 diferentes tiempos de exposición. Los datos se expresan como el valor ± su desviación estándar para una probabilidad p ≤ 0,05.Table 4. Acaricidal activity in the essential oils of Peperomia inaqualifolia and Chenopodium ambrosiodes evaluated at 4 different exposure times. Data are expressed as the mean ± standard deviation for a probability of p ≤ 0.05
| Especie | Tratamientos | % Mortalidad de hembras adultas (tiempo después de la aplicación). | CL50 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 24h | 48h | 72h | 120h | |||
| P. inaequalifolia | Control absoluto | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 |
24 h (4.1%) 48 h (3.95%) 72 h (3.39%) 120 h (3,24%) |
| Control negativo | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | ||
| Control positivo | 25.60 ± 1.21 | 31.20 ± 1.20 | 44.80 ± 0.800 | 45.60 ± 0.68 | ||
| 0,156% | 2.40 ± 0.25 | 2.40 ± 0.25 | 4.00 ± 0.32 | 5.60 ± 0.51 | ||
| 0,3125% | 3.20 ± 0.49 | 7.20 ± 0.58 | 8.00 ± 0.55 | 8.80 ± 0.58 | ||
| 0,625% | 7.80± 0.80 | 9.20± 1.11 | 11.30 ± 1.14 | 13.60 ± 1.03 | ||
| 1,25% | 9.60± 1.17 | 15.20 ± 0.92 | 22.40 ± 0.93 | 27.20 ± 1.07 | ||
| 2,5% | 32.00 ± 0.95 | 32.80 ± 0.97 | 36.80 ± 1.43 | 37.60 ± 1.50 | ||
| C. ambrosioides | Control absoluto | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 |
24 h (22.65%) 48 h (19.41%) 72 h (12.75%) 120 h (12.61%) |
| Control negativo | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0,00 | 0.00 ± 0.00 | 0.00 ± 0.00 | ||
| Control positivo | 21.60 ± 1.208 | 35.20 ± 0.86 | 39.20 ± 0.37 | 44.00± 0.63 | ||
| 0,156% | 0.40 ± 0,245 | 0.40 ± 0.25 | 0.700 ± 0.55 | 0.80 ± 0.49 | ||
| 0,3125% | 1.20 ± 0.678 | 1.30 ± 0.74 | 1.40 ± 0.75 | 1.61 ± 0.68 | ||
| 0,625% | 2.30 ± 0.510 | 2.50 ± 0.74 | 2.76 ± 0.87 | 3.10 ±0.87 | ||
| 1,25% | 4.40 ± 0.490 | 5.20 ± 0.55 | 6.60 ± 0.68 | 4.25 ± 0.68 | ||
| 2.5% | 5.60 ± 0.748 | 6.40 ± 0.93 | 9.60 ± 1.03 | 10.40 ±1.50 | ||
Discusión
Los estudios realizados en el aceite esencial de C. ambrosioides, dan cuenta de resultados bastante diversos, un análisis hecho en Brasil, indica que son el cis y trans ascaridol los compuestos más abundantes, con cerca del 80% (Jardim et al., 2008), el aceite evaluado el 3.94%. Otra investigación de Camerún señala al α-terpineno como el más abundante con alrededor del 50% (Chekem et al., 2010), que en la investigación realizada no se encuentra. Un tercer estudio ejecutado en Colombia indicó que α-terpineno (60.3%) y p-cimeno (20.5%) se encuentran en porcentajes elevados, mientras que el ascaridol llega al 2% (Jaramillo C et al., 2012). Como se puede apreciar los reportes de composición química dependen del origen, lo que dificulta una comparación precisa, pues el aceite varía muchísimo de acuerdo a la ecología.
En el caso del aceite esencial de P. inaequalifolia, existe coincidencia en la presencia de miristicina y elimicina como componentes abundantes, elimicina (13.29%) y miristicina (10.07%) (Rivera et al., 2015), otro estudio destaca a elimicina (27.44%) y mirsisticina (15.45%) (Valarezo et al., 2023).
A excepción del estudio detallado por Santacruz y Noriega 2016 en la congona, no se aprecian otras investigaciones hechas en los dos aceites esenciales como acaricida, sin embargo, partiendo del uso ancestral detallado en las especies como insecticida se valida el presente estudio. En el caso de C. ambrosioides, la etnobotánica valora su empleo insecticida y acaricida (Kasali et al., 2021). En P. inaequalifolia el estudio previo de Santacruz y Noriega 2016 y su abundante presencia de moléculas insecticidas fundamentan su evaluación.
Conclusiones
Los resultados de los ensayos permiten apreciar actividad ovicida importante en ambos aceites, mismos que estarían vinculadas a una afectación de naturaleza tópica en los huevos luego del rocío de las soluciones del ensayo.
En la actividad acaricida se observa una menor actividad en los aceites, siendo pobre para C. ambrosioides con valores de CL50 muy concentrados y mejor para P. inaequalifolia con valores de CL50 que tendrían sentido en una formulación comercial (alrededor de un 4%). Dado que los datos a las concentraciones del estudio no llegaron al 50% de letalidad el ensayo Probit pierde significancia y por ende se concluye que a las concentraciones evaluadas no existe una alta mortalidad.
