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1. Introducción
La abeja Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae) es la más utilizada para producir miel, posee un impacto favorable en el medio ambiente y es empleada para la polinización de cultivos (El-Nagar et al., 2019), aumenta la productividad de éstos debido a la mejora en el rendimiento de los frutos (Yousif-Khalil y Shalaby, 1992; Rasool et al., 2017), y diversos productos benéficos para la salud (Ayora-Talavera et al., 2016; González-Flores et al., 2016).
El incremento en la pérdida de colmenas en los últimos años ha sido asociado a distintos procesos nutricionales, genéticos y patológicos (Roetschi et al., 2008; Tapia-González et al., 2017; Beyer et al., 2018). Entre los cuales destaca la presencia de altas infestaciones del ácaro Varroa destructor Anderson y Trueman (Parasitiformes: Varroidae), y es vector de distintas enfermedades (Martínez-Puc et al., 2011; Maldonado-González et al., 2017). Este ácaro se alimenta de la hemolinfa de la larva y adultos (Ramsey et al., 2019), ello provoca trastornos en las colonias, debido a la pérdida de hasta el 25 % del peso de la abeja adulta (Ramsey et al., 2019). Se pueden presentar otros problemas en las colonias como es la disminución de crías y deformación de las abejas maduras e inmaduras y en los zánganos (Islam et al., 2016; Rasool et al., 2017). Por consiguiente, las colonias con porcentajes altos de infestación son una fuerte pérdida de capital para la actividad apícola (Rosenkranz et al., 2010; Emsen et al., 2015).
Desde la llegada de V. destructor a México, este ácaro ha disminuido las ganancias de los apicultores hasta un 33 % y si no se atiende la sanidad de las colmenas pueden desaparecer debido a su rápida diseminación, así como también en la economía de los productores (Chihu et al., 1992), se registraron pérdidas anuales de más del 33 % de las colonias de las regiones del altiplano y norte del país (Medina-Flores et al., 2018). Por otra parte, la varroasis ha estado presente en el 98 % de las colonias afectadas por el síndrome del colapso de la colonia, al cual se le atribuye un efecto o sinergismo significativo con este proceso patológico (Guzmán-Novoa, 2016).
Actualmente, el uso excesivo de acaricidas sintéticos ha desarrollado resistencia (González-Cabrera et al., 2016, 2017) en las poblaciones de ácaros (V. destructor), debido a las dosificaciones incorrectas y un mal manejo integrado de plagas por parte de los apicultores, lo que ha provocado una disminución significativa de la eficacia de dichos productos (Martínez-Puc y Medina-Medina, 2011). De igual manera, estos acaricidas debido a sus aplicaciones erróneas presentan residualidad en cera y miel, lo cual impacta drásticamente la inocuidad y la calidad de diversos productos derivados de la colmena (Bogdanov, 2006) y en la salud pública (Wallner, 1999).
Las moliendas botánicas, los aceites y los extractos de productos naturales representan una alternativa interesante para el control de plagas, principalmente ovicidas y antialimenticias, las cuales no generan efectos adversos en otras especies (Benelli et al., 2018). Además, de ser una elección de tratamiento altamente efectivo contra plagas resistentes a insecticidas sintéticos, como lo mencionaron Aydin et al. (2007). El desarrollo de estrategias alternativas contra V. destructor mediante el uso de productos derivados de plantas, a manera de extractos, aceites esenciales y ácidos orgánicos (Aydin et al., 2007). Según Islam et al. (2016), los aceites esenciales de zacate limón, tomillo, romero, menta y el ácido fórmico mostraron buena actividad acaricida después de cuatro tratamientos con reducción de la infestación de más del 95 % y no representa riesgo alguno tanto para la salud de las abejas como para los humanos.
En el estado de Tamaulipas, existe evidencia referente a los porcentajes de infestación de la varroasis (Jiménez et al., 1995), tampoco sobre calendarios de sanidad apícola, para un manejo integrado de plagas y enfermedades. La pérdida de colmenas y decremento en las producciones de miel (Martínez-Puc et al., 2011) y algunos subproductos debido a dicho proceso, propicia la necesidad del fortalecimiento de tratamientos alternativos naturales. Por ejemplo, Ruffinengo et al. (2007), encontraron efecto acaricida del laurel, el cual lo asociaron a la presencia de 1.8-cineol como componente principal. De igual modo, Koumad y Berkans (2019) observaron que la utilización de ahumaderos con romero (Rosmarinus officinalis), menta (Mentha viridus), tomillo (Thymus pallescens) y laurel (Laurus nobilis) fueron efectivos para el tratamiento de V. destructor, donde el laurel presentó el mayor valor de mortandad (80 %).
De esta manera, el objetivo de esta investigación fue evaluar la caída de ácaros de V. destructor y el porcentaje de infestación mediante la aplicación de moliendas botánicas de ajo (Allium sativum L.), laurel (Laurus nobilis L.) y orégano (Origanum vulgare L.) en colonias de A. mellifera durante la temporada de invernal cuando las abejas se preparan a hibernar.
2. Métodos, técnicas e instrumentos
Sitio experimental
El presente trabajo fue realizado en un apiario en producción localizado en Cd. Victoria, Tamaulipas, México (23° 44’ 13” N, y 99° 08’ 28” O); a una altitud media de 321 msnm (INEGI, 2018). La clasificación climática es (A)C(w) semicálido subhúmedo con lluvias en verano, rango de temperatura promedio es de 16 ºC como mínima y 40 ºC como máxima y precipitación media anual de 493.1 mm (SMN, 2021).
Preparación de moliendas
Los vegetales estudiados fueron: ajo (Allium sativum L.), (Amaryllidaceae), laurel (Laurus nobilis L.), (Lauraceae) y orégano (Origanum vulgare), (Lamiaceae). Los materiales vegetales fueron adquiridos en polvo (o molidos) en el municipio de Tula, Tamaulipas, México (23° 00′ 0” N y 99° 42′ 52” O). El material vegetal fue deshidratado en estufa de aire forzado (SL 1330 GX, Shel Lab, USA) a una temperatura de 55 ºC por 72 h. De igual manera, con el objetivo de homogenizar la granulometría del material botánico, fue molido (DUAL Manufacturing Co., USA) utilizando un tamiz de 250 µm. Posteriormente, el material deshidratado y molido de cada especie fue mezclado con azúcar glass (Zulka®, El Higo, Veracruz, México) a una proporción de 1:1.
Determinación de compuestos secundarios de las moliendas botánicas
El método de extracción se realizó según lo propuesto por Salem et al. (2014). Por cada muestra se emplearon 10 g de moliendas, posteriormente fueron agregados 80 mL de una mezcla de solventes. La mezcla de solventes fue preparada con 10 mL de metanol (99.8/100), 10 mL de etanol (99/100) y 80 mL de agua destilada. La mezcla de moliendas y solventes se mantuvo a temperatura de laboratorio (25-30 ºC) durante 48 h en frascos cerrados (trasparentes). Se utilizaron tres frascos de 250 mL, los cuales fueron incubados en baño de agua a 39 ºC durante 1 h e inmediatamente fueron filtrados a través de cuatro capas de gasa y papel filtro de 0,45 μm y 47 mm (Omicron, Salmodi®, México) el material recolectado fue almacenado a 4 ºC para su uso posterior.
Posteriormente se determinaron los compuestos secundarios: fenoles totales (FT), saponinas (SP) y la fracción acuosa (FA). Los compuestos de las moliendas se determinaron por triplicado, 10 mL de extracto se fraccionó en un embudo de separación con doble volumen de acetato de etilo (99.7/100) para la determinación de los FT por desecación y cuantificación de capa de éstos en el embudo. Después de la separación de FT, se añadió un doble volumen de n-butanol (99.9/100) para fraccionar SP. El resto de la solución se consideró como FA, la cual contiene otros metabolitos secundarios que fueron desechados después de cuantificarlos (Salem et al., 2014).
Colmenas y su manejo
Se utilizaron 16 colmenas tipo Jumbo con medidas de 46.5 cm de largo, 38 cm de ancho y 24 cm de alto con una población estimada de 80,000 abejas, durante la temporada otoño-invierno (28 de noviembre a 19 de diciembre del 2020). En el piso de la cámara de cría fue colocada una cartulina de color blanca la cual estaba impregnada de manteca comercial elaborada a base de aceites vegetales (maíz, aceite de cacahuate y aceite de soya). Una vez lista la cartulina se colocó una malla criba de 4*4 mm en la parte superior de esta para el futuro conteo de caída y mortalidad de ácaros (V. destructor). Previamente, dichas colmenas fueron homogenizadas en población y reservas de alimento con nueve bastidores y un alimentador interno tipo Boardman con capacidad de 2 L (Boardman®, COMPAIS, México).
Para disminuir el efecto de longevidad y bajos niveles de oviposición por parte de las reinas, estas fueron criadas artificialmente, en donde el pie de cría era genéticamente puro de la raza “Italiana” y fueron fecundadas libremente por zánganos los cuales poseen ciertos genes de africanización (Silva-Contreras et al., 2019), generando una hibridación adaptada a la zona. El total de las reinas fue de la misma generación y origen. Todas las colmenas iniciaron con porcentajes superiores al 3 % de infestación de V. destructor, dicho porcentaje fue analizado utilizando la metodología de Jong (1980).
Aplicación de tratamientos
Para la aplicación de las moliendas vegetales se utilizaron cuatro colmenas por tratamiento, donde cada colmena fue la unidad experimental. Los tratamientos fueron: 1) testigo (sin tratamiento); 2) ajo; 3) laurel, y 4) orégano. Los tratamientos incluyeron azúcar pulverizada glass (Zulka®) en proporción 1:1.
Los tratamientos fueron espolvoreados manualmente directamente sobre los bastidores de cría de cada colmena a una dosis de 45 g por colmena. Las aplicaciones de los tratamientos se realizaron al día 1, 7, 14 y 21 después de iniciada la prueba. El conteo de caída y/o mortalidad de ácaros en el piso de las colmenas se realizó 24 h después de la aplicación de los tratamientos. Para la evaluación de los porcentajes de infestación de cada colmena se utilizó la metodología de Jong (1989), así como también, se evaluó la eficacia sobre los porcentajes de reducción de infestación del ácaro aplicando la ecuación de Henderson y Tilton (1955).
Análisis estadístico
Los porcentajes de infestación de la varroasis fueron transformados a la raíz del arcoseno cuadrada para reducir la heterogeneidad de la varianza de acuerdo a lo sugerido por Zar (1999). Los datos se analizaron como un diseño completamente aleatorizado con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones por tratamiento utilizando el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS versión 9.2 (SAS Institute, Cary, NC, USA, 2009). El modelo lineal incluyó el efecto fijo del tratamiento. Se adicionó el porcentaje de infestación inicial como covariable. Se utilizó la prueba de LSMEANS para la comparación de medias ajustadas (p = 0.05).
3. Resultados y discusión
3.1 Evaluación de compuestos secundarios
Las moliendas botánicas de ajo y laurel muestran efectos significativos (p < 0.01; Tabla 1) sobre las variables de fenoles totales y saponinas con valores superiores a 36 g/kg. Sin embargo, el ajo mostró mayor contenido de fracción acuosa sobre las especies analizadas con valores superiores a 284.82 g/kg (p < 0.01).
Tabla 1 Compuestos secundarios de extractos alcohólicos de ajo, laurel y orégano.
| Especie | Compuestos secundarios (g/kg Media ± desviación estándar) | ||
|---|---|---|---|
| Fenoles totales | Saponinas | Fracción acuosa | |
| A. sativum | 36.77 ± 3.07a | 105.17 ± 2.92a | 284.82 ± 10.66a |
| L. nobilis | 39.86 ± 1.69a | 110.85 ± 3.09a | 101.73 ± 4.87b |
| O. vulgare | 26.69 ± 5.99b | 59.83 ± 10.90b | 118.45 ± 35.51b |
| EEM | 2.31 | 3.90 | 12.46 |
| Valor-p | 0.0163 | 0.0002 | < 0.0001 |
Nota: EEM = Error Estándar de la Media. Las medias en cada columna con literales diferentes son significativas (p < 0.05).
3.2 Caída de ácaros
La caída de ácaros se observó a partir de la primera aplicación con efecto significativo en los ácaros caídos en los diferentes tratamientos (p < 0.05; Tabla 2). Por otra parte, el porcentaje de infestación inicial (covariable) no afectó significativamente (p > 0.05) la respuesta a los tratamientos. Después de la tercera aplicación laurel y ajo mostraron los mejores resultados (p < 0.01). El laurel presentó el mayor valor (42.46 ± 12.07) para el número de ácaros caídos y/o muertos.
Tabla 2 Número de ácaros caídos en colmenas experimentadas en temporada otoño-invierno mediante la aplicación de moliendas botánicas.
| Moliendas botánicas* |
Días después de la aplicación | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7 | 14 | 21 | Total | |
| A. sativum | 4.05 ± 0.50a | 3.84 ± 0.96ab ab | 10.05 ± 3.20ab | 7.73 ± 2.50ab | 25.67 ± 4.97b |
| L. nobilis | 5.63 ± 2.89a | 6.74 ± 2.71a | 18.77 ± 8.73a | 11.32 ± 4.03a | 42.46 ± 12.07a |
| O. vulgare | 2.48 ± 0.96ab | 2.57 ± 1.29bc | 4.95 ± 1.29ab | 2.48 ± 1.29bc | 12.49 ± 0.96bc |
| Testigo | 0b | 0c | 0c | 0c | 0c |
| p-valor | |||||
| Tratamiento | 0.0028 | 0.0029 | 0.0016 | 0.0008 | <.0001 |
| Covariable | 0.0617 | 0.6158 | 0.1705 | 0.8873 | 0.6269 |
Nota: * Dosis aplicada 45 g/colmena. Testigo sin aplicación de tratamientos. Las medias en cada columna con literales diferentes son significativas (p < 0.05).
3.3 Porcentaje de infestación
El porcentaje de infestación de V. destructor se muestra en la Tabla 3. Se observó que no hubo efecto de la covariable (p > 0.05) en los días 1 y 7 posteriores a la aplicación (Tabla 3). A partir de 7 días de la aplicación los porcentajes de infestación disminuyeron notablemente, destacando la molienda de laurel (p < 0.05). Sin embargo, el grupo de las colmenas testigo, a las cuales no se les aplicó ningún tratamiento presentan una tendencia a incrementarse el grado de infestación (5.32 ± 1.16).
Tabla 3 Porcentaje de infestación de V. destructor en colmenas experimentales en el periodo invernal mediante la aplicación de moliendas vegetales.
| Días después de la aplicación | ||||
|---|---|---|---|---|
| Moliendas botánicas* |
1 | 7 | 14 | 21 |
| A. sativum | 3.52 ± 1.37a | 3.07 ± 1.29a | 2.66 ± 1.30b | 2.07 ± 1.14b |
| L. nobilis | 3.23 ± 0.82a | 2.05 ± 1.28ab | 2.21 ± 0.45b | 1.66 ± 0.52b |
| O. vulgare | 2.68 ± 0.81a | 2.55 ± 0.73a | 2.40 ± 0.76b | 2.19 ± 0.75b |
| Testigo | 3.84 ± 0.73a | 4.70 ± 1.59a | 5.27 ± 1.22a | 5.32 ± 1.16a |
| p-valor | ||||
| Tratamiento | 0.2154 | 0.0284 | 0.0038 | 0.0012 |
| Covariable | 0.0106 | 0.0186 | 0.1962 | 0.8334 |
Nota: * Dosis aplicada 45 g/colmena. Testigo sin aplicación de tratamientos. Las medias en cada columna con literales diferentes son significativas (p < 0.05).
3.4 Discusión
Evaluación de compuestos secundarios
Las moliendas de ajo, laurel y orégano muestran niveles de fenoles totales por debajo a los encontrados en otras plantas medicinales como: hierbabuena (Mentha piperita L.) (Lamiaceae); epazote (Chenopodium ambrosioides L.) (Amaranthaceae), árnica (Arnica montana L.) (Asteraceae); manzanilla (Matricaria chamomilla) (Asteráceas); sábila (Aloe vera) (Xanthorrhoeaceac), insulina (Cissus verticillata L.) (Vitaceae) y lavanda (Lavandula angustifolia) (Lamiaceae) del estado de Guanajuato (Flores-Flores et al., 2019), posiblemente como resultado del método de extracción y/o la calidad de los vegetales. Por otro lado, Ordoñez et al. (2020), encontraron que los tés que se toman para aliviar dolencias, presentaron un alto contenido de fenoles totales en infusiones comerciales. Estas diferencias con los resultados de este estudio probablemente se debieron al producto inicial y método de extracción que se utilizó.
Caída de ácaros
En el estado de Tamaulipas, México, no existe información actualizada sobre la prevalencia y niveles de infestación del ácaro V. destructor. Este trabajo trató de explicar el manejo y control de la varroasis. Sin embargo, como se demuestra en los resultados, los usos de moliendas vegetales representan una alternativa orgánica viable, ya que reduce los porcentajes de infestación de varroasis en colmenas próximas a hibernar. El tratamiento de laurel registró la mayor efectividad, reduciendo en un 73 % la infestación de varroasis. Resultados similares son mencionados por Ruffinengo et al. (2007), quienes observaron el efecto acaricida del laurel se asocia a la presencia de 1.8-cineol como componente principal.
El número de ácaros caídos de V. destructor en colmenas tratadas con moliendas vegetales mostró que a partir de la primera aplicación hubo efecto del tratamiento. Sin embargo, después de la segunda aplicación laurel y ajo mostraron los mejores resultados. Koumad y Berkans (2019) observaron que la utilización de ahumaderos con romero (Rosmarinus officinalis), menta (Mentha viridus), tomillo (Thymus pallescens) y laurel (Laurus nobilis) fueron efectivos para el tratamiento de V. destructor, donde el laurel presentó el mayor valor de mortandad (80 %). Los resultados han mostrado que todas las plantas tienen actividad acaricida en diferente grado contra el ácaro V. destructor. El uso de plantas naturales locales redujo las tasas de infestación de las colonias de abejas (Koumad y Berkans, 2019).
Porcentaje de infestación
El porcentaje de infestación de V. destructor disminuyó conforme se fueron dando los tratamientos con las moliendas vegetales. Los porcentajes de infestación decrecieron notablemente, se pudo observar que el laurel es más efectivo y presento los mejores resultados. Mientras, que en el grupo de colmenas testigo, el porcentaje de infestación aumento. Martínez-Puc et al. (2011), observaron que la frecuencia de V. destructor en colonias manejadas (tecnificadas) fue de 62.9 %, con un nivel de infestación de 1.70 ± 0.26 (ácaros/100 abejas), y en los enjambres silvestres (sin manejo) fue de 55.1 %, con un nivel de infestación de 1.96 ± 0.44 (ácaros/100 abejas).
En la actualidad, es escasa la información que existe sobre eficacia de moliendas vegetales para el control de varroasis. Sin embargo, Damiani et al. (2014) mencionaron fuerte actividad acaricida en condiciones de laboratorio con aceites esenciales (hoja de laurel e hidrolato de laurel). El-Roby y Darwish (2018) reportaron el uso de ajo (Allium sativum) en polvo a una dosis de 40 g/colmena, estos autores obtuvieron un decremento de más del 80 % sobre el porcentaje de infestación de colmenas con varroasis. La actividad acaricida que muestra el extracto de ajo es atribuida por su composición química, principalmente de terpenos, tal como el carvacol (Isman, 2000). Sabahi et al. (2017) reportaron resultados acaricidas más altos. Estos autores (Sabahi et al., 2017) reportaron actividad acaricida del aceite de orégano de más del 95 % durante un mes con aplicaciones semanales.
Onu et al. (2015) reportaron la aplicación de ajo en polvo en granos almacenados bajo condiciones de laboratorio, con un rango de mortalidad entre el 55 y 75 % transcurridos 5 días post aplicación. La accesibilidad a productos orgánicos de probada eficacia es limitada en el estado de Tamaulipas, aunado al desconocimiento de éstos en su modo de acción y aplicación por parte de los productores, otro factor de gran importancia es el costo elevado de éstos.
4. Conclusiones
Por lo anterior, el uso de bio-acaricidas a manera de moliendas botánicas representa una alternativa para el control del ácaro V. destructor para los apicultores, ya que son ingredientes de fácil accesibilidad, presentan un bajo costo y una forma sencilla de elaboración y aplicación. Además, mostraron efecto en la muerte de ácaros, así como también en el decremento sobre el porcentaje de infestación en su fase forética y al ser un tratamiento orgánico, garantiza la seguridad ambiental y alimentaria, obteniendo una miel inocua.
