Insecticidal and antifungal effects of lemon, orange, and grapefruit peel essential oils from Argentina

Abstract

The aim of the present work was to study the bioactivity of lemon, orange and grapefruit peel essential oils (EOs) obtained from Argentinian plantations on different agronomically important insect and fungal species. The chemical profile of EOs was determined by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC/MS); the insecticidal activity was studied through contact and fumigant assays; the antifungal activity was evaluated with fumigant tests. Orange EO was the most effective against Rhyzopertha dominica, Oryzaephilus sp. and Sitophilus granarius in fumigation tests (LC50 = 89.39, 94.50, and 163.64 µL/L air, respectively); while the insecticidal effect of EOs was species-dependent in contact toxicity assays. Regarding antifungal activity, Rhizoctonia solanii was more susceptible than Sclerotium rolfsii to the tested EOs, with lemon from Industry 1 and orange being the most toxic EOs (MIC=10.77 µL/plate and 11.02 µL/plate, respectively). Conversely, S. rolfsii was strongly inhibited by lemon EO from Industry 2 (MIC= 52.40 µL/plate). Besides limonene, other compounds that could be responsible for these bioactivities were: linalool, carvone, α-pinene, β-pinene, β-myrcene, α-terpineol, terpinen-4-ol, limonene oxide, β-phellandrene, γ-terpinene, sabinene, neral, neryl acetate, β-caryophyllene and p-cymene. Citrus peel EOs could be used against different pests, contributing to the valorization of citrus residues.

El objetivo fue estudiar la bioactividad de los aceites esenciales (AE) extraídos de la cáscara de cítricos cosechados en plantaciones argentinas contra diferentes especies de insectos y hongos de interés agronómico. La composición química de los AE se determinó por cromatografía gaseosa y espectrometría de masas; la actividad insecticida se evaluó con ensayos de toxicidad fumigante y por contacto; la actividad antifúngica se determinó mediante ensayos fumigantes. El AE de naranja fue el más efectivo contra Rhyzopertha dominica, Oryzaephilus sp. y Sitophilus granarius por fumigación (LC50= 89,39; 94,50 y 163,64 µL/L aire, respectivamente); mientras que la toxicidad por contacto de los AE varió según la especie de insecto. Rhizoctonia solanii fue más susceptible a los AE de limón Industria 1 y naranja (MIC=10,77 y 11,02 µL/placa, respectivamente) mientras que S. rolfsii fue más inhibido por el AE de limón Industria 2 (MIC= 52,40 µL/placa). Algunos compuestos presentes en los AE, que podrían ser responsables de estas bioactividades, fueron: limoneno, linalol, carvona, α-pineno, β-pineno, β-mirceno, α-terpineol, terpinen-4-ol, oxido de limoneno, β-felandreno, γ-terpineno, sabineno, neral, neril acetato, β-cariofileno y p-cimeno. Los AE obtenidos podrían usarse contra diferentes pestes, contribuyendo a la valorización de los residuos de la industria citrícola.