Actividad insecticida, eficacia y propiedades antixenóticas de la alúmina nanoestructurada (NSA) en Sitophilus Orizae (Coleóptera-Curculionidae), plaga primaria de granos almacenados

Abstract

En el presente trabajo de tesis doctoral se evaluó las toxicidades agudas por contacto y por ingestión de la alúmina nanoestructurada (NSA), así como los efectos sub-letales de este nuevo principio activo, como efectos sobre la progenie, efecto excitorrepelente y fagodisuasivo de la NSA, en bioensayos sobre adultos del gorgojo del arroz, Sitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae) bajo condiciones de laboratorio. Sitophilus oryzae fue seleccionado como modelo experimental para los bioensayos, debido a que se trata de una de las especies plaga más importante y de distribución mundial, que infesta un amplio espectro de cereales y productos derivados, causando daños de hasta el 50% del total de la producción de granos almacenados. Los resultados de los bioensayos de exposición por contacto de Sitophilus oryzae a trigo tratado con NSA, muestran que luego de 7 días de exposición continua, el efecto insecticida de la NSA fue mayor que el obtenido con los dos polvos inertes evaluados con fines comparativos (Protect-It® y DiatomiD). La eficacia insecticida de la NSA queda en evidencia a partir de los valores de concentración letal media obtenidos. Estos fueron CL50= 97 (90-104) ppm para NSA, CL50= 152 (140-165) ppm para Protect-It® y CL50= 324 (289-371) ppm para DiatomiD®.La toxicidad por ingestión de la NSA para Sitophilus oryzae fue evaluada en laboratorio mediante bioensayos de alimentación utilizando discos de harina (alimento artificial), para lo cual fue necesario diseñar y validar previamente una técnica para ensayos con polvos inertes. Para estos bioensayos se prepararon suspensiones de 500, 350, 250, 125, 75 y 36 ppm de NSA en harina de trigo y agua. El mismo procedimiento se repitió con tierra de diatomeas (DE). Los discos de harina para los controles fueron preparados con agua y harina. Después de 35 días de exposición al alimento tratado, los valores de concentración letal media (CL50) calculados fueron: CL50= 200 (186-216) ppm para NSA, CL50= 232 (214-251) ppm para Protect-It® y CL50= 535 (480-615) ppm DiatomiD®. Estos resultados revelaron que la mortalidad por ingestión es un factor secundario pero relevante, que en principio ocurre durante la exposición de los insectos al sustrato tratado.La eficacia de la NSA en condiciones de laboratorio en pequeños silos fue evaluada en el marco de la exposición de Sitophilus oryzae a trigo tratado vs trigo control. La supervivencia parental, el daño producido en granos (peso del grano-producción de frass) y la producción de progenie (efectos transgeneracionales) fueron medidos a concentraciones de 250 ppm y 500 ppm y contrastados con DE (DiatomiD® y Protect-It®.) Los ensayos de eficacia fueron conducidos en recipientes de 400 ml de chapa de hierro galvanizada (silos pequeños), un modelo experimental utilizado por primera vez con nanoinsecticidas como la NSA. La supervivencia parental obtenida fue alta en los controles (no tratados), seguidos en orden decreciente por DiatomiD®, Protect-It® y NSA. Los tratamientos con NSA, Protect-It® y DiatomiD® redujeron la pérdida de peso del grano y la producción de frass en el trigo infestado de modo estadísticamente significativo. Hubo un efecto significativo de los tratamientos con polvos insecticidas sobre el consumo de trigo por Sitophilus oryzae al día 21 (F= 194,5; g.l.= 6,28, P<0.0001) así como también en el frass producido (F= 74.93; g.l.= 6, 28; P<0.0001). La producción más baja de frass se obtuvo en el trigo tratado con NSA. Se observó una relación directa entre la supresión de la progenie (F1) con el producto y el tratamiento. La F1 se redujo significativamente en el trigo tratado con NSA (F= 456,4; g.l.= 6, 28; P<0.0001).Las propiedades antixenóticas (excitorrepelencia y fagodisuasión) fueron estudiadas. La excitorrepelencia se evaluó en bioensayos de laboratorio con un nuevo método adaptado para polvos inertes y los datos obtenidos fueron analizados usando la ecuación para el porcentaje de excitorrepelencia (PER %). Los resultados indican que la NSA así como el DiatomiD® y Protect-It® utilizados en el estudio no provocan excitorrepelencia. Además, se observó una respuesta de "acoplamiento" o aumento de la interacción de los insectos con la superficie tratada con NSA. La ausencia del fenómeno de excitorrepelencia se debe, en principio, al origen inorgánico de la NSA (Al2 O3) y a que se trata de una sustancia no reactiva, no volátil e insoluble. La ausencia del efecto excitorrepelente contribuye a prolongar el tiempo de contacto del insecto con la NSA, optimizando su eficacia en los bioensayos de exposición por contacto.El efecto fagodisuasivo de la NSA fue evaluado a través de bioensayos de preferencia con posibilidad de elección, basado en el cálculo del índice fagodisuasivo (IF%) El IF calculado mostró que tanto la NSA como DE poseen una fuerte acción fagodisuasiva sobre los insectos [NSA (IF) = 125 ppm = 44,01; 250 ppm = 83,06; 500 ppm = 96,21], [Protect-It® (IF) = 125 ppm = 45,89; 250 ppm = 85,11; 500 ppm = 92,57], [DiatomiD® (IF) = 125 ppm = 36,93; 250 ppm = 55,28; 500 ppm = 86,80]. Los resultados señalan el alto potencial de la NSA para la protección de granos almacenados. Además, el efecto subletal de la NSA puede tener un considerable impacto sobre la alimentación mediante restricciones mecánicas en los órganos de alimentación y eficiencia alimentaria, afectando el acceso y la asimilación de los nutrientes.Los resultados de los bioensayos de laboratorio por exposición, por ingestión, excitorrepelencia y fagodisuasión, así como los de eficacia en silos (supervivencia parental, daño en granos, producción de progenie) revelan el gran potencial de la NSA para el control de plagas de granos almacenados, incluso a concentraciones subletales. Los resultados obtenidos, justifican futuras investigaciones sobre el desarrollo de nuevas variantes del nanoinsecticida NSA mediante la introducción de modificaciones en el proceso de síntesis para lograr mayor eficacia insecticida, así como en la búsqueda de potenciales aplicaciones de la NSA en diferentes ámbitos.