Actividad insecticida e insectistática de hoja y semilla de Ricinus

Actividad insecticida e insectistática de hoja y semilla de Ricinus

ACTIVIDAD DE EXTRACTOS ACUOSOS DE Ricinus communis Y DE Azadirachta indica
CONTRA Spodoptera frugiperda.
Miguel Ángel Ramos Lopez1
Salud Pérez Gutierrez1
Miguel Ángel Zavala Sanchez1
Cesáreo Rodríguez Hernandez2
George Mahuku3
RESUMEN
Se determinó la actividad insecticida e insectistática de los extractos acuosos de de semilla y
hoja de Ricinus communis así como del extracto acuoso de semilla de Azadirachta indica contra
Spodoptera frugiperda, a diferentes concentraciones, encontrando que el extracto acuoso de
semilla de A. indica fue el mejor tratamiento a nivel de la concentración de la viabilidad larval
cincuenta (CVL50) con 0.17×103 mg/mL-1, seguido del extracto acuoso de semilla de R.
communis con 7.40×103 mg/mL-1y del extracto acuoso de hoja de R. communis con 12.55×103
mg/mL-1.
PALABRAS CLAVE: Ricinus
insectistática, insecticida.
communis,
Azadirachta
indica,
Spodoptera
frugiperda,
INTRODUCCIÓN.
El gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae) es una de
las principales plagas que dañan al cultivo del maíz (Kumar y Mihm, 2002), generalmente
presenta seis estadios larvales (Capinera, 1999). Se alimenta de diversas plantas silvestres y
cultivadas como la alfalfa, el frijol, papa, sorgo, soya, cebolla, tomate, maíz, etc. (Morón y
Terrón, 1988), siendo el uso de insecticidas químico-sintéticos es el principal método empleado
para el control del estado larval del gusano cogollero del maíz S. frugiperda (Greenberg et al.,
2005). Una alternativa para el manejo integrado de esta plaga es mediante el empleo de
productos botánicos ya que son herramientas alternativas útiles y deseables, porque pueden
ser eficaces y complementar a menudo las acciones de los enemigos naturales (Schmutterer
1990). Es conocido que las plantas contienen gran cantidad de substancias químicas que
emplean en su defensa contra patógenos y herbívoros (Ware y Whitaker, 2004).
Entre las plantas más utilizadas en el manejo de insectos plaga, se encuentran el nem
Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae) planta que se le atribuye la mayor actividad insecticida e
insectistática a nivel mundial (Rodríguez, 1999), se ha puesto particular interés en el triterpeno
azadiractina y sus derivados, debido a que presentan efecto antialimentario, repelente,
insecticida, regulador del crecimiento y son causantes de esterilidad en hembras adultas de
muchos insectos (Allan et al., 2002). Por otro lado la higuerilla Ricinus communis L.
(Euphorbiaceae), también es una planta que se utilizado para el control de diferentes plagas
agrícolas (Rodríguez, 2005) y que dos de sus ingredientes activos contra insectos son el aceite
1
1
Departamento de Sistemas Biológicos, Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco. Calz. del
Hueso 1100, Col. Villa Quietud, CP. 04960, Coyoacán, México, D.F., [email protected].
2
Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas, Campus Montecillos Km 36.5 Carretera MéxicoTexcoco, Texcoco, Edo. Mex, CP 56230.
3
Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Universidad 3000, Circuito Exterior
4
s/n, Ciudad Universitaria, México, D. F., CP 04510 y Programa General de Maíz, Centro Internacional del
Mejoramiento del Maíz y del Trigo (CIMMYT) Km 45, Carretera México-Veracruz, El Batán, Texcoco,
México, CP 56130.
de ricino (Mushobozy et al., 2009) y el alcaloide ricinina (Bigi et al., 2004). Por lo que en esta
investigación se evaluó la actividad de los extractos acuosos de hoja y semilla de R. communis
y de semilla de A. indica contra S. frugiperda.
MATERIALES Y MÉTODOS.
Material vegetal
Se recolectó semilla y hoja de R. communis en el Municipio de Ecatepec de Morelos, Estado de
México, México, localizado a 19° 36´ 56” latitud norte; 99° 03´ 44” longitud oeste; a una altitud
de 2, 251 m. El material fue autentificado por el Dr. Stephen D. Koch, y un ejemplar se depositó
en el Herbario-Hortorio del Colegio de Postgraduados en Ciencias Agrícolas.
Preparación de extractos
Para preparar los extractos acuosos de R. communis de hoja (H2O-Hj-RC), y de semilla (H2OSd-RC) y de semilla de A. indica (H2O-Sd-NM), se pesaron 100 g de hoja o semilla seca y
molida, posteriormente se mezclaron con 500 mL de agua y se dejaron reposar 24 h, para
después filtrar.
Insectos
Se emplearon larvas de primer instar de S. frugiperda, criadas según la metodología empleada
en el laboratorio de Entomología del CIMMYT, “El Batán”, Texcoco, Estado de México, México
(Bergvinson y Kumar, 1997).
Bioensayo
Se evaluaron separadamente los extractos de semilla y hoja de R. communis, y de semilla de A.
indica, cada extracto constituyó un tratamiento. Los cuales fueron mezclados con los
ingredientes de la dieta de las larvas, durante la preparación de las mismas. Antes de realizar el
experimento final se realizó una prueba preliminar con la finalidad de determinar el nivel de
actividad de cada tratamiento, empleando siete concentraciones logarítmicas entre 0.016 y 16
000 ppm. Luego se trabajaron siete concentraciones ubicadas entre la que resultó más activa y
la primera en donde dejó de haber actividad, las concentraciones fueron independientes para
cada tratamiento, siendo estas: 160, 560, 1,600, 4,000, 8,000, 16,000 y 24,000 ppm para H2OSm-RC y H2O-Hj-RC, 16, 80, 128, 160, 640, 960 y 1,600 ppm para H2O-NM-RC. Las dietas se
vertieron en vasos de acrílico de una onza de capacidad (Bio-Serv Nº 9051), dejando solidificar
a temperatura ambiente 24 h, posteriormente se colocó una larva de primer instar de S.
frugiperda con un pincel del Nº 0 y se tapó el vaso con una tapa (Bio-Serv Nº 9049), luego se
colocaron de forma aleatoria en el interior de una cámara bioclimática en condiciones de 27 ºC
± 2 ºC; 70% ± 5% humedad relativa y un fotoperiodo luz: obscuridad de 14-10 h. Preparándose
100 vasos por tratamiento. Las pupas se pesaron 24 h después de la pupación y se pusieron en
otro vaso, donde permanecieron hasta la emergencia de los adultos. Para cada tratamiento se
registró el tiempo que transcurrió desde que se colocó la larva del 1er instar a la formación de
pupa, el cual correspondió a la duración de la fase larval, el tiempo transcurrido de la formación
de la pupa hasta la emergencia del adulto fue la duración de la fase pupal, el número de pupas
formadas correspondió a la viabilidad larval, el número de adultos emergidos correspondió a la
viabilidad pupal y el peso de pupa formada (Rodríguez y Vendramim, 1996).
Análisis estadístico
Las 100 observaciones se dispusieron en cinco grupos de 20 con vasos cada uno y en todos los
experimentos se utilizó un diseño experimental completamente al azar; no se incluyeron en el
análisis los tratamientos con viabilidades inferiores al 10% y la comparación entre medias de los
tratamientos se efectuó a través de la prueba de Tukey a nivel del 95% de confiabilidad con el
paquete estadístico SAS (Delwiche y Slaughter, 2002) y se calculó la concentración de la
viabilidad larval cincuenta (CVL50) con el paquete estadístico Probit (Raymond, 1985).
RESULTADOS Y DISCUSION
Actividad insecticida
Se observó que el tratamiento H2O-RC-Sm, mostró actividad insecticida a 24,000 y 16,000 ppm,
debido a que a esas concentraciones se observó viabilidad larval de 15 y 43, por lo que
ocasionó mortalidad larval de 85 y 57% respectivamente, así como una viabilidad pupal de 60%
a 24,000 ppm, siendo el valor de la CVL50 de 7.4×103 mg/mL-1 (Cuadro 1); con H2O-RC-Hj, a
24,000 ppm se observó mortalidad larval de 69% y mortalidad pupal de 22.6%, (CVL50
12.55×103 mg/mL-1) (Cuadro 2); mientras que con H2O-NM-Sm a 1,600 ppm ocasionó 100% de
mortalidad larval, mientras que a 960 y 640 ppm esta fue de 94 y de 81% respectivamente, y
mortalidad pupal de 66.7 y 36.3% con las mismas concentraciones (CVL50 0.17×103 mg/mL-1)
(Cuadro 3).
Cuadro 1. Duración y viabilidad larval y pupal y peso de pupa de S. frugiperda con H2O-RC-Sd
de R. communis incorporado a la dieta artificial.
Concen
Duración (d)
Viabilidad (%)
Peso pupal
%
larval
pupal
larval
Pupal
(mg)
15.0
31.1 ±0.92
13.7 ±0.33
15 ±0.20 **
60.0 ±10.54
207.9 ±4.64
212.6 ±4.62
10.0
29.1 ±0.58 a
13.0 ±0.17 a
43 ±0.25 e
88.4 ±3.97 a
c
219.2 ±3.71
6.0
28.2 ±0.53 a
12.7 ±0.12 ab 61 ±0.20 d
91.8 ±2.64 a
c
228.9 ±3.97
2.5
26.0 ±0.48 b
12.5 ±0.13 ab 70 ±0.32 c
94.3 ±2.68 a
bc
231.8 ±3.61
1.0
25.1 ±0.39 bc 12.3 ±0.12 b
83 ±0.25 b
96.4 ±1.47 a
b
235.8 ±3.42
0.35
24.3±0.31 cd 12.3 ±0.12 b
89 ±0.20 a
96.6 ±2.22 a
a
235.8 ±2.87
0.1
23.7 ±0.28 d
12.2 ±0.11 b
93 ±0.40 a
96.8 ±1.30 a
a
235.8 ±3.34
0*
22.9 ±0.19 d
12.2 ±0.11 b
94 ±0.20 a
96.8 ±2.11 a
a
3
-1
7.4×10 mg/mL
CVL50
23.8
CV
14.9
8.6
6.3
13.9
Concen.= Concentración; *valores no tomados en cuenta en el análisis estadístico; CV= Coeficiente de
-1
Variabilidad; CVL50= concentración de la viabilidad larval cincuenta en mg/mL .
Cuadro 2. Duración y viabilidad larval y pupal y peso de pupa de S. frugiperda con H2O-RC-Hj
de R. communis incorporado a la dieta artificial.
Concen
Duración (d)
Viabilidad (%)
Peso pupal
%
larval
pupal
larval
Pupal
(mg)
15.0
26.6 ±0.99 a
12.8 ±0.43 a
31 ±0.37 e
77.4 ±3.62 b 219.5 ±3.26
10.0
24.6 ±0.61 b
12.4 ±0.18 ab
71 ±0.37 d
93.0 ±1.70 a
6.0
24.5 ±0.27 b
12.3 ±0.12 ab
78 ±0.51 cd
93.6 ±4.32 a
2.5
22.9 ±0.27 c
12.3 ±0.11 ab
83 ±0.51 bc
95.2 ±2.22 a
1.0
22.5 ±0.31 c
12.2 ±0.10 ab
90 ±0.32 ab
95.6 ±1.12 a
0.35
21.9 ±0.23 cd
12.1 ±0.09 ab
93 ±0.40 a
96.8 ±1.32 a
0.1
21.5 ±0.21 d
12.1 ±0.09 b
95 ±0.45 a
96.8 ±1.25 a
0*
22.1 ±0.21 d
12.1 ±0.10 b
95 ±0.45 a
96.8 ±1.30 a
CVL50
CV
3
12.55×10 mg/mL
10.3
8.1
26.1
c
229.5
bc
232.5
bc
236.3
ab
238.0
ab
240.6
ab
241.4
a
242.1
a
±4.15
±2.44
±2.59
±2.72
±2.80
±2.42
±2.73
-1
7.8
9.5
Concen.= Concentración; *valores no tomados en cuenta en el análisis estadístico; CV= Coeficiente de
-1
Variabilidad; CVL50= concentración de la viabilidad larval cincuenta en mg/mL .
Actividad insectistática
El extracto H2O-RC-Sm provocó inhibición de crecimiento de S. frugiperda a 24,000, 16,000,
9,600 y 4,000 ppm, al prolongar la fase larval 8.2, 6.2, 5.3 y 3.1d, en relación al control, también
presentó inhibición del desarrollo a 24,000 y 16,000 ppm, al prolongar 1.5 y 0.8 d la fase pupal e
inhibición de la alimentación a 24,000, 16,000 y 9,600 ppm ya que solo se alcanzó el 88.2, 90.2
y 93% del peso del control (Cuadro 1); El tratamiento H2O-RC-Hj inhibió el crecimiento al
prolongar la fase larval 4.5, 2.5, 2.4 y 0.8 d a 24,000, 16,000, 9,600 y 4,000 ppm
respectivamente, a 24 000 ppm inhibió el desarrollo pupal por incrementar 0.7 d la fase pupal e
inhibió la alimentación al alcanzar 90.7, 94.8 y 96% el peso del control a 24 000, 16 000 y 9 600
ppm respectivamente (Cuadro 2); el extracto H2O-NM-Sm prolongó la fase larval 5.6, 4.4 y 1.6 d
a 960, 640, y 160 ppm, la fase pupal fue prolongada 1.5, 0.9 y 0.7 d a 960, 640 y 160 ppm
respectivamente, y con esas mismas concentraciones, inhibió la alimentación al alcanzar 52,
65.9 y 93.9% del peso de las pupas del control (Cuadro 3).
Cuadro 3. Duración y viabilidad larval y pupal y peso de pupa de S. frugiperda con H2O-NM-Sd
de A. indica incorporado a la dieta artificial.
Concen
Duración (d)
Viabilidad (%)
Peso pupal
%
larval
pupal
larval
Pupal
(mg)
1.0
- **
0.6
27.8 ±0.48
13.5 ±0.50
6 ±1.87 **
33.3 ±24.50
126.5 ±11.70
0.4
26.6 ±0.41
12.9 ±0.22
19 ±1.87 **
73.7 ±11.26
160.2 ±7.18
0.1
23.8 ±0.26 a 12.7 ±0.11 a 61 ±2.92 c
93.4 ±4.48 a
228.3 ±3.47 b
0.08
22.8 ±0.20 b 12.2 ±0.11 b 73 ±2.55 b
95.9 ±1.64 a
235.5 ±2.78 ab
0.05
22.3±0.15 b 12.1 ±0.12 b 89 ±1.87 a
96.6 ±2.33 a
241.6 ±3.07 a
0.01
22.2 ±0.14 b 12.1 ±0.12 b 90 ±2.55 a
96.7 ±1.11 a
243.0 ±2.44 a
CT
22.2 ±0.14 b 12.0 ±0.12 b 91 ±2.45 a
96.7 ±2.20 a
243.1 ±2.75 a
3
-1
0.17×10 mg/mL
CVL50
16.0
CV
7.2
8.7
17.5
11.0
Concen.= Concentración; *valores no tomados en cuenta en el análisis estadístico; CV= Coeficiente de
-1
Variabilidad; CVL50= concentración de la viabilidad larval cincuenta en mg/mL .
CONCLUSION
En este trabajo se observó que A. indica presentó actividad insectistática contra larvas de S.
frugiperda; actividad previamente reportada por Capataz y colaboradores (2007), sin embargo
también se pudo ver que el extracto acuoso de semilla de la misma planta, también presentó
actividad insecticida contra el mismo insecto.
Por otro lado los tratamientos de semilla y hoja de R. communis, también presentaron actividad
insecticida e insectistática, estos resultados corroboran la actividad insecticida de R. communis
contra S. frugiperda, previamente reportado para los extractos acuosos de las partes aéreas por
López-Olguín et al. (1994), así mismo se demostró que la principal forma de acción contra S.
frugiperda fue la insectistática, previamente reportado (Rodríguez, 2005). De los tres
tratamientos evaluados sin duda el extracto de semilla de A. indica es el más prometedor para
emplearse en el manejo de S. frugiperda, sin embargo habrá que seguir haciendo estudios
sobre las sustancias insecticidas e insectistáticas que contienen la hoja y semilla de R.
communis contra S. frugiperda.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el apoyo brindado
bajo el convenio PFP-200-93, así como al Centro Internacional del Mejoramiento del Maíz y del
Trigo (CIMMYT) por las facilidades otorgadas para la realización de este trabajo.
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