Effect of Asteraceae powder against the maize weevil (Sitophilus zeamais Motsch)

B.I. Juárez-Flores, Y. Jasso-Pineda, J.R. Aguirre-Rivera e I. Jasso- Pineda

Instituto de Investigación de Zonas Desérticas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Altair 200 Fracc. del Llano 78377, San Luis Potosí, SLP. Correo electrónico: berthajf@uaslp.mx.

Recibido: 25 mayo 2009. ]]> Aceptado: 30 abril 2010.

Resumen

El gorgojo del maíz (Sitophilus zeamais Motsch) es la principal plaga del maíz almacenado y puede causar daño total si no se controla. Se evaluó el efecto insecticida de 162 polvos vegetales, provenientes de 81 asteráceas recolectadas en el altiplano potosino mexicano. Las flores y hojas de cada especie se separaron, deshidrataron y molieron. Para ensayar cada especie, se colocaron 100 g de maíz "cacahuazintle" desinfestado en un frasco de vidrio con capacidad de 250 mL, y se mezclaron con 1 g del polvo vegetal, después se introdujeron 10 parejas de gorgojos, de tres a cinco días de edad, y se mantuvieron a 62.5±2.5% de humedad relativa ambiental y temperatura de 22.5±2.5ºC. Al frasco del testigo sólo se agregó el maíz y las parejas de gorgojos. Luego de 15 días se retiraron los insectos y se registró su mortalidad, y 55 días después se evaluó la emergencia de la F₁. Con base en la mortalidad, los mejores tratamientos fueron: polvo foliar de Aster subulatus, Chrysactinia mexicana, Heliopsis annua, Hetherotheca inuloides Cass. var. rosei, Parthenium incanum, Stevia serrata y Zinnia peruviana, así como el polvo floral de Dyssodia pentachaeta, Erigeron longipes, Hetherotheca inuloides Cass. var. rosei, Senecio flacidus y S. serrata, con mortalidades de 80 a 98%. Con respecto a la emergencia, el mejor tratamiento fue el polvo de hojas de C. mexicana, con el cual no se registró presencia de progenie.

Palabras clave: granos almacenados, asteráceas, plaguicidas.

Abstract

Eighty one species of Asteraceae collected in the Mexican highlands were evaluated for their usefulness against the maize weevil (Sitophilus zeamais Motsch). Flowers and leaves of each species were separated, dehydrated, and ground. One hundred grams of disinfected grains of maize cv. Cacahuazintle were placed in 250 ml glass jar and mixed with 100 g of plant powder. Ten pairs of 3 to 5 day old weevils were then introduced into each jar. Only grains and insects were placed in control jars. All the experimental jars were kept under constant relative humidity and temperature. After 15 days, all the insects were removed and mortality was recorded. Fifty five days after the experiment was initiated, F₁ progeny emergence was assessed. Based on mortalities ranging from 80 to 98%, the best treatments were the leaf powders of Aster subulatus, Chrysactinia mexicana, Heliopsis annua, Heterotheca subaxillaris, Parthenium incanum, Stevia serrata, and Zinnia peruviana, as well as floral powders of Thymophylla pentachaeta, Erigeron longipes, Heterotheca inuloides var. rosei, Senecio flaccidus, and Stevia serrata. With regard to F₁ emergence, the best treatment was the leaf powder of C. mexicana, which totally prevented F₁ progeny from emerging.

Key words: grain storage plague, Asteraceae, maize weevil.

En Mesoamérica el maíz se cultiva desde hace más que 5 000 años en condiciones ambientales muy variables. En México su mayor volumen se produce para autoconsumo por pequeños y medianos productores, quienes enfrentan el problema de conservación de la cosecha; se estima que las pérdidas de grano almacenado son aproximadamente del 25% debido al ataque de plagas, principalmente de insectos como el gorgojo del maíz Sitophilus zeamais Motsch. (Ramírez, 1981; SARH, 1980). En general, para disminuir las pérdidas se recurre a insecticidas sintéticos; sin embargo, su aplicación intensiva deteriora la biota silvestre, contamina el suelo y el agua, desarrolla resistencia en las plagas e incrementa los costos de producción; además su uso representa un riesgo para los humanos, pues algunas formulaciones comerciales producen daño neurológico, hepático y renal (Castillo et al., 2002), por lo que es necesario buscar y proponer alternativas al respecto. Una opción son las plantas con efecto insecticida que se encuentren en cada región, ya que son de fácil manejo y sus residuos son de vida corta (Lagunes, 1994).

En los años ochenta se inició la búsqueda sistemática de plantas mexicanas con propiedades insecticidas, y se han evaluado más de 500 especies contra plagas de granos almacenados (Lagunes, 1994). Actualmente existen grupos de investigación dedicados a la búsqueda de plantas productoras de metabolitos secundarios con efecto insecticida o insectistático (baja mortalidad y emergencia) (Silva-Aguayo et al., 2005).

La familia Asteraceae es la más numerosa del reino vegetal, se calcula que está formada por aproximadamente 1 500 géneros y unas 32 000 especies en nivel mundial, está presente prácticamente en toda la superficie del planeta, y es especialmente abundante en las regiones áridas y semiáridas. En esta familia hay especies con uso alimentario importante, pero también algunas contienen sustancias tóxicas para los animales, y otras son utilizadas como insecticidas, fitorreguladores o medicinas (Rzedowski, 1972; Villareal et al., 1996).

Las asteraceas tienen un potencial natural como productos para el control de insectos plaga debido a que una gran cantidad de especies producen lactonas sesquiterpénicas (más de 3 000 estructuras) en grandes cantidades (> 2% de peso seco); aunque algunas no son tóxicas, tienen un sabor sumamente amargo, lo que disuade a los insectos a alimentarse de esas plantas; otras, como la helenalina y repina, son sumamente tóxicas. Se ha demostrado que tienen propiedades antitumorales, antinucleares, cardiotónicas, son neurotóxicas y producen dermatitis por contacto. También se han identificado alcaloides pirrolizidínicos y poliacetilenos extremadamente citotóxicos, los cuales tienen propiedades insecticidas, nematicidas, fungicidas y antibacterianas (Heinrich et al., 1998). Las tribus más ricas en lactonas sesquiterpénicas son la Heliantheae, Heleniae, Anthemidae y Eupatorieae (Rodríguez, 1976; Romo de Vivar, 1976).

Con este trabajo se buscó explorar propiedades insecticidas o insectistáticas en asteráceas de amplia distribución, como primera etapa para estudios posteriores. Así, su objetivo fue evaluar bajo condiciones controladas las propiedades insecticidas e insectistáticas de las hojas y las fl ores de 83 especies silvestres de Asteraceae, en función de la mortalidad y la emergencia de adultos del gorgojo del maíz (S. zeamais).

MATERIAL Y MÉTODOS

Recolección y preparación del material vegetal

Las especies vegetales se recolectaron en etapa de floración en el altiplano potosino zacatecano (que se encuentra entre 21º 42' y 24º 56' de latitud Norte y entre 101º 01' y 103º 05' de longitud Oeste), entre enero y noviembre de 1998 (cuadro 1). De cada especie se depositó y registró un espécimen en el Herbario "Isidro Palacios" del Instituto de Investigación de Zonas Desérticas de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (SLPM), donde se realizó la identificación. A las plantas recolectadas para el experimento, se les separaron manualmente sus flores y hojas; estos materiales se dejaron secar extendidos sobre bandejas de papel y protegidos de la luz solar directa. Una vez secos ambos componentes se molieron por separado en una licuadora convencional, hasta obtener un tamaño de partícula capaz de atravesar un tamiz de 40 hilos por pulgada cuadrada (Lagunes, 1994).

La cría de los insectos se inició a partir de una muestra proveniente de la colonia permanente del Laboratorio de Toxicología de Insecticidas del Colegio de Posgraduados en Ciencias Agrícolas, situado en Montecillo, Texcoco, Estado de México. Para ello, los gorgojos se colocaron en frascos de vidrio con 1 kg de maíz "cacahuazintle" lavado y desinfectado, los cuales se taparon con malla de tela y se mantuvieron en una habitación a una temperatura de 22.5±2.5ºC, humedad relativa de 62.5±2.5% y un periodo de luz-oscuridad 12/12 h. Los insectos emergidos se utilizaron para reinfestar más grano hasta tener una población del tamaño requerido. Para los bioensayos, el sexo de los adultos se identificó usando el criterio de Halstead (1963), quien señala que la probóscide (rostrum) de la hembra es más larga, delgada y lisa que la del macho.

Bioensayo de mortalidad y emergencia

La acción biológica de los polvos florales y foliares se evaluó de acuerdo con la metodología descrita por Lagunes y Rodríguez (1989). En frascos de vidrio con capacidad de 250 mL se colocaron 100 g de maíz "cacahuazintle" limpio, depurado, lavado, desinfestado y con contenido de humedad aproximada de 12%, se agregó 1 g de polvo vegetal (tratamiento) y se mezcló manualmente mediante movimientos oscilatorios y verticales hasta distribuirlo uniformemente; a cada frasco se le incorporaron 10 parejas de S. zeamais de tres a cinco días de edad y se cubrieron con tapas de tela. Se utilizó un testigo sin aplicación de polvo vegetal, sólo con 100 g del maíz y las 10 parejas de insectos, en el cual se permitió hasta un 10% de mortalidad. Una vez realizada la infestación, los frascos se mantuvieron en una habitación a 22.5 ± 2.5ºC de temperatura y 62.5 ± 2.5% de humedad relativa. Después de 15 días, los gorgojos adultos se retiraron y se contó el número de insectos muertos para obtener el porcentaje de mortalidad.

Con el propósito de descontar la mortalidad originada por efectos ajenos a los polvos vegetales, la mortalidad obtenida en cada uno de los tratamientos se corrigió utilizando la ecuación de Abbott (1925). Se consideró un tratamiento prometedor para el control de insectos en almacén, si se registra una mortalidad corregida igual o mayor que 40% (Lagunes, 1994). Una vez registrada la mortalidad, se retiraron todos los insectos, y los frascos conteniendo el maíz y el polvo vegetal se colocaron de nuevo en la habitación con temperatura y humedad controlada por 40 días más. Así, a los 55 días de iniciada la infestación se registró el número de adultos de la primera generación o emergencia.

El porcentaje de emergencia se corrigió con respecto al tratamiento testigo. Para cuantificar esta variable, se consideró como 100% la emergencia del testigo (Aguilera, 2001). Se consideró que un polvo es prometedor para evitar la emergencia de insectos adultos en almacén si sólo se registra una emergencia igual o menor que 50% (Lagunes, 1994).

Diseño experimental y análisis estadístico

Los polvos obtenidos de las hojas y flores de las 81 especies de asteráceas, más el testigo, generaron un total de 163 tratamientos los cuales se aplicaron a tres repeticiones. El diseño experimental utilizado fue completamente al azar. Para su análisis paramétrico los valores relativos se transformaron con arcoseno de la raíz cuadrada (Steel y Torrie, 1980). Los datos obtenidos se sometieron a un análisis de varianza y posteriormente a una comparación múltiple de medias mediante la prueba de Tukey, con un nivel de significación del 5%, para lo cual se utilizó el software SAS versión 6.12 (SAS Institute, 1998). Solamente los tratamientos que resultaron prometedores fueron objeto de análisis estadístico.

RESULTADOS

Mortalidad del gorgojo del maíz

Los datos de mortalidad indicaron diferencias (p < 0.05) entre tratamientos; con base en la comparación múltiple de medias (cuadro 2), los mejores tratamientos al respecto fueron los provenientes de especies de las tribus Heliantheae, Helenieae y Asteraceae.

De la tribu Heliantheae destacaron (64 a 88% de mortalidad) los polvos foliares de Heliopsis annua, Hybridella globosa, Parthenium incanum, Sanvitalia procumbens, Simsia amplexicaulis, Verbesina encelioides, Zinnia acerosa y Z. peruviana; a la vez, los polvos florales de Heliopsis annua, Helianthus laciniatus, H. annuus y Melampodium divaricatum (72 a 76%).

En lo que respecta a la tribu Helenieae, sobresalieron los polvos foliares de Chrysactinia mexicana (98% de mortalidad) y Adenophylum cancellatum (73.8%); así, como los polvos florales de Thymophylla pentachaeta y Flaveria trinervia, con mortalidad de 78.3 y 71.3%, respectivamente.

Aster subulatus, Hetherotheca inuloides Cass. var. rosei (Asteraceae) y Stevia serrata (Eupatoriae) fueron también prometedoras, ya que la mortalidad causada por sus polvos foliares y florales superó el umbral fijado del 40%, al igual que los polvos florales de Erigeron longipes (Astereae) y Senecio flaccidus (Senecioneae) (cuadro 2).

Emergencia de la F₁ del gorgojo del maíz

En general, los tratamientos que causaron los porcentajes más bajos de emergencia de S. zeamis (cuadro 3) fueron los polvos foliares, los cuales a su vez tendieron a causar la mayor mortalidad que los polvos florales; al respecto, Chrysactinia mexicana destacó ampliamente. Las excepciones notables a esta tendencia fueron Bahia absintifolia, Stevia pilosa y Jefea brevifolia con 14.0, 1.7 y 0.0% de mortalidad, respectivamente; por su acción exclusivamente insectistática (Silva et al., 2003).

DISCUSIÓN

Por sus ventajas ecológicas y la demanda creciente de alimentos orgánicos, el uso de insecticidas de origen vegetal ha incrementado. Sin embargo, aún existe una serie de problemas y creencias equivocadas, como su inocuidad en humanos, los cuales impiden su mayor aceptación por los agricultores. Además, los insecticidas vegetales enfrentan lentos, problemáticos y desventajosos procesos de comercialización y registro, a pesar de su alto potencial para formar parte del manejo integrado de plagas, como una estrategia de bajo riesgo, y de ser indispensables en la agricultura orgánica.

La mayoría de los tratamientos que provocaron alta mortalidad, también redujeron significativamente el porcentaje de emergencia de la primera generación; normalmente en los tratamientos que provocaron baja mortalidad se observó a la vez una alta emergencia. El efecto insectistático (baja mortalidad y baja emergencia) de algunos tratamientos (Bahia absintifolia, Stevia pilosa y Jefea brevifolia), puede resultar de alteraciones en la actividad biológica que impidan o dificulten el apareamiento, o reduzcan la fertilidad parcial o totalmente (Silva et al., 2003). Cabe mencionar que la mayoría de las especies que resultaron ser prometedoras tanto en mortalidad como en emergencia, cuentan también con antecedentes sobre su efecto biocida en bacterias, hongos e insectos (Botsaris, 2007; Girón et al., 1991; Lakshmi y Srinivas, 2007). Así, en especies de Heliopsis se han identificado alcamidas con propiedades antibacteriales y fungistáticas (Molina-Torres et al., 1999 y 2004). Parthenium hysterophorus tiene efectos citotóxicos (Das et al., 2007); de algunas especies de Zinnia se han aislado sesquiterpenlactonas con propiedades citotóxicas (Bashyal et al., 2006); de Verbesina encelioides se aisló el terpeno galegina, sumamente tóxico para ovejas (López et al., 1996). De Chrysactinia mexicana se han demostrado sus propiedades biocidas en hongos, enterobacterias y endoparásitos (Juárez et al., 2007). Esta especie, como muchas asteráceas, contiene lactonas sesquiterpénicas con propiedades antialimentarias (Cárdenas-Ortega et al., 2005).

CONCLUSIONES

Los polvos foliares de Zinnia peruviana y Chrysactinia mexicana produjeron la mayor mortalidad de insectos en estado adulto, y a la vez causaron una reducción severa en la población de la siguiente generación.

Con efecto único en mortalidad destacaron los polvos foliares y florales de Hetherotheca inuloides Cass. var. rosei (87.7 y 87.7) y Stevia serrata (82.2 y 81.8%), los polvos foliares de Aster subulatus (80.5 y 55.6), Heliopsis annua (80.6 y 74.8) y Parthenium incanum (79.4 y 53.7), y los polvos florales de Erigeron longipes (88.3), Senecio flaccidus (80.7) y Thymophylla pentachaeta (78.3).

LITERATURA CITADA

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