Bioactive silo bag for controlling stored pest: Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae)

Abstract

Corn weevil, Sitophilus zeamais Motschulsky, is a primary pest of stored grain causing significant quantitative and qualitative loss worldwide; its control mainly depends on synthetic insecticides such as organophosphates and pyrethroids. Several organic compounds derived from plant such as ketones represent “green” alternatives to conventional pesticides. The aim of this study was to develop a bioactive silo bag with natural formulation consisting of plant-based ketones (binary mixture of thymoquinone and pulegone 1:1 mass ratio) in its inner layer (LDPE) to compare the efficiency of the process and relationship with the physicochemical properties of the molecules. Thus, we evaluated their optical, chemical, mechanical and biological properties. No differences in the morphology between the active and control silo bags were found. The repellent and insecticidal activities of the bioactive silo bag were tested against S. zeamais, primary pest of storage crops, showing a repellent index (RI) around 70% and 100% mortality, respectively. Therefore, a formulation with organic compounds (pulegone and thymoquinone) incorporated in the hermetic structure of the storage system could be used as an eco-friendly tool for sustainable pest management.

El gorgojo del maíz, Sitophilus zeamais Motschulsky, es una plaga primaria de granos almacenados que causa pérdidas significativas cuantitativas y cualitativas en todo el mundo; su control depende principalmente de insecticidas sintéticos como organofosforados y piretroides. Varios compuestos orgánicos derivados de plantas como las cetonas representan una alternativa “verde” a los pesticidas convencionales. El objetivo del presente estudio fue desarrollar un silo bolsa bioactivo incorporando en la capa interna (PEBD) una formulación que consiste en cetonas de origen vegetal (mezcla binaria de timoquinona y pulegona en una relación de masa 1:1) para comparar la eficiencia del proceso y la relación con las propiedades fisicoquímicas de las moléculas. Así, evaluamos sus propiedades ópticas, químicas, mecánicas y biológicas. No se encontraron diferencias en la morfología entre el silo bolsa activo y control. Las actividad repelente e insecticida del silo bolsa bioactivo se probaron contra S. zeamais, plaga principal de los granos almacenados, mostrando un índice repelente (IR) de alrededor del 70 % y 100 % de mortalidad, respectivamente. Por lo tanto, la formulación con compuestos orgánicos (pulegona y timoquinona) incorporados a la estructura hermética de almacenamiento podría utilizarse como una herramienta ecológica para el manejo sostenible de plagas.