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INTRODUCCIÓN
El ataque de plagas es uno de los principales problemas de la agricultura actual no solo por las afectaciones y pérdidas ocasionadas por estos organismos, sino por los costos de las medidas de control utilizadas que generalmente consisten en el uso de plaguicidas químicos tóxicos para la salud del hombre y el medioambiente (Ramírez et al., 2016).
Además, muchos de los principios activos de los plaguicidas comerciales no tienen una acción general, sino una actividad específica sobre un tipo determinado de plagas (Ortega et al., 2008).
Dentro del grupo de plagas vegetales se han identificado los moluscos, los cuales limitan la comercialización de productos agrícolas, en especial de las hortalizas, por la disminución del valor comercial debido a que no cumplen los requisitos de calidad necesarios (Vázquez, 2005). Un molusco identificado que produce grandes daños al cultivo en los orgánicos es Subulina octona Bruguière (Herrera et al., 2013) y resulta conveniente el estudio de plantas que crecen en Cuba para evaluar el control de este invertebrado.
El tubérculo del boniato apestoso (Agdestis clematidea Moc. & Sessé ex DC) ha sido usado exitosamente como planta insecticida y repelente en distintos cultivos (Abreu et al., 2008). Sin embargo, no se ha informado sobre el potencial que posee como agente repelente y molusquicida contra S. octana, lo que constituye el objetivo principal de este trabajo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación del área experimental
Los análisis de laboratorios se efectuaron en el laboratorio de Sanidad Vegetal de la Facultad de Ciencias Agrícolas (Universidad de Granma) y el huerto orgánico Antonio Ñico López perteneciente al Ministerio de la Agricultura (municipio Bayamo, Granma) en condiciones de producción de cultivo orgánico de la agricultura urbana cubana, entre los meses de octubre 2016 a enero 2017.
Obtención del material vegetal y preparación del extracto acuoso de A. clematidea
Para la preparación del extracto acuoso se recolectaron tubérculos de la planta A. clematidea en horas de la mañana, entre las 8:30 y 9:30 am, posteriormente se lavaron los mismos para eliminar todos los restos de suelo e impurezas y desinfectaron con una solución de hipoclorito de sodio al 2 %, luego fueron secados al aire, en la sombra.
Se tomó una muestra al azar de 500 g que fue triturada hasta obtener una pasta fina, la cual se diluyó en 1 L de agua destilada. Dicha mezcla se agitó cada 8 h y transcurridas las 24 h fue filtrada con papel Whatman No. 1, hasta obtener una disolución acuosa a una concentración masa/volumen (m/v) 50 %, a partir de la cual se tomaron las alícuotas para lograr las diferentes concentraciones deseada en la investigación que fueron obtenidas desde la solución madre, de la cual se tomaron 50, 75 y 100 ml, depositados en probetas, las que se completaron con agua destilada hasta aforar los 100 ml, quedando las concentraciones deseadas para la aplicación de los tratamientos.
Prueba de supervivencia de S. octana en condiciones de laboratorio
Ejemplares adultos de S. octana se colectaron en el área experimental seleccionada durante el horario de la tarde (6 pm), depositando 20 individuos en placas de Petri, sin alimentación ni agua, a temperatura ambiente (30 °C), realizando las evaluaciones cada 3 h para determinar el tiempo que pueden permanecer con vida estos invertebrados, fuera de su habitad natural. Se evaluó la cantidad de moluscos muertos en el tiempo, mantenidos en las condiciones anteriormente descritas.
Al tener en cuenta que muchos molusquicidas producen una gama de efectos que van desde la incoordinación hasta el volteo, pasando por una serie de etapas intermedias que hacen muy difícil el diagnóstico “vivo o muerto”, en aras de calificar los moluscos afectados y unificar el diagnóstico, se consideró el siguiente criterio: moluscos con carencia de actividad locomotora propia, ya sea en forma espontánea o irritabilidad frente a un objeto punzante se consideró “muerto”.
Ensayo para determinar la actividad repelente en condiciones de laboratorio
Se siguió la metodología de Arias & Schmeda modificada por Parra et al. (2007) la cual consistió fundamentalmente en depositar 20 individuos adultos, en una placa Petri de 15 cm de diámetro, repartidos de forma uniforme por toda el área, luego se colocó en un extremo de la placa, 2 g de algodón embebidos con 2 ml del extracto acuoso. En el experimento se evaluó el efecto repelente de tres concentraciones (50, 75 y 100 %) con tres réplicas por cada concentración. Dicho ensayo se mantuvo bajo condiciones ambientales normales, realizándose las mediciones cada 2 h por un periodo máximo de 20 h. No obstante, la prueba no tuvo en cuenta un tratamiento control, sino que se tomó el criterio de determinar si había efecto repelente o no. Cuando más del 50 % de los individuos estuvieran a una distancia mayor al radio de la placa Petri (75 mm) del algodón tratado, entonces el extracto aplicado se consideraba con efecto repelente.
Ensayo de actividad molusquicida en condiciones de laboratorio
Para la determinación de la actividad molusquicida se realizó un ensayo en condiciones de laboratorio, siguiendo la metodología citada por Vázquez (2005). En el proceso fue necesario la colecta de especímenes de la plaga. Se aplicaron cuatro tratamientos con tres réplicas cada uno, de los cuales tres estuvieron representados por las diferentes concentraciones del extracto acuoso de A. clematidea y uno con solución acuosa de óxido de calcio (lechada de cal), la cual fue tomada como control. Dicho ensayo se mantuvo bajo condiciones de temperatura ambiente (30 °C). Los tratamientos fueron:
Tratamiento uno (T1): extracto acuoso al 50 % de A. clematidea
Tratamiento dos (T2): extracto acuoso al 75 % de A. clematidea
Tratamiento tres (T3): extracto acuoso al 100 % de A. clematidea
Tratamiento cuatro (T4): solución acuosa de óxido de calcio (tratamiento control)
Se asperjaron 2 ml de las diferentes concentraciones del extracto acuoso sobre un papel de filtro ubicado en la base de cada placa Petri de 150 mm de diámetro y encima de este fueron depositados 20 ejemplares de la plaga por cada réplica, constituyendo una unidad experimental cada placa Petri, las observaciones se realizaron cada 2 h y se calculó la eficiencia técnica (ET) según la fórmula siguiente:
Experimentos en condiciones de campo
Los experimentos se desarrollaron en el área experimental seleccionada con la variedad de lechuga Black Seeded Simpson, sobre un suelo pardo con carbonato. Se usaron semillas certificadas provenientes de la Planta Beneficiadora de Semillas Manuel Espinosa de Bayamo, realizándose un área de semillero en la misma entidad. El trasplante se efectuó durante la segunda quincena del mes de octubre a los 10 días después de la germinación; el mismo fue a doble hilera en canteros de 1,25 m de ancho por 16 m de largo el equivalente a 11,4 m2, con un espacio lateral de 0,20 m, para una distancia entre plantas de 0,20 m y entre hileras de 0,20 m dando un marco de plantación de (0,20 x 0,20), en un área por parcela experimental de 1 m2. La preparación de suelo y las atenciones culturales del cultivo se llevó según lo establecido en el Instructivo Técnico del Cultivo en Cuba (ACTAF, 2009). Las necesidades hídricas se satisficieron mediante un sistema de riego por aspersión.
Diseño del experimento de actividad repelente contra S. octana en condiciones de campo
Para la realización del experimento se utilizó un diseño de bloques al azar con cuatro tratamientos y cuatro réplicas. Los tratamientos empleados coinciden con los descritos en el experimento de la actividad molusquicida, en la fase de laboratorio. Se aplicaron 20 ml m-2 de las diferentes concentraciones del extracto en cada tratamiento, por aspersión foliar con el uso de un aspersor manual, durante las horas de la tarde, cada 5 días.
Determinación del número de moluscos por metro cuadrado
Se realizaron las evaluaciones en dos momentos (24 h antes de aplicar los tratamientos y 24 h después de aplicado el producto) de acuerdo con la Metodología descrita por Machado (2008). Los recorridos fueron efectuados en zig-zag por cada parcela experimental (coincidiendo con las aplicaciones). La cantidad de moluscos por metro cuadrado se determinó mediante el conteo de individuos y la división entre el total de estos y el área total.
Determinación de la cantidad de hojas dañadas
Siguiendo la metodología descrita en el acápite anterior, se seleccionaron cinco plantas por réplicas de cada tratamiento a las cuales les fueron contadas las hojas dañadas por la plaga. Estas evaluaciones se realizaron en correspondencia con cada aplicación de los tratamientos.
Procesamiento estadístico de los datos
Los datos para su procesamiento se transformaron a una distribución normal según la fórmula propuesta. Para comparar la efectividad técnica de los tratamientos en cada momento de evaluación (en condiciones de laboratorio) se efectuó un análisis de varianza simple seguido de la prueba de comparación de rangos múltiples de Duncan con nivel de significación 0,05. En las evaluaciones realizadas en condiciones de campo se efectuó un análisis de varianza doble seguido de la prueba de comparación de rangos múltiples de Duncan con nivel de significación 0,05. Se empleó el paquete estadístico InfoStat (Rienzo et al. 2011).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Ensayo de tiempo de supervivencia de S. octona en condiciones de laboratorio
Los ensayos efectuados demostraron una supervivencia completa de S. octona hasta las 21 h a partir de las cuales se comienzan a observar individuos muertos, registrándose un máximo de 18 individuos muertos a las 30 horas, que representa un 90% de mortalidad (Figura 1).
Este resultado se puede explicar porque la temperatura y la humedad son factores fundamentales en la supervivencia de este invertebrado en condiciones diferentes a las naturales (Matamoros, 2014). Igualmente, condiciona que para ensayar la actividad un producto sobre esta especie en estas condiciones de trabajo, las evaluaciones deben realizarse antes de las 21 h.
Actividad repelente de extractos de A. clematidea en laboratorio
Los resultados de la acción repelente a diferentes concentraciones en condiciones de laboratorio (Figura 2) muestran que en las tres primeras evaluaciones (2, 4 y 6 h) todos los tratamientos incrementaron el indicador de eficiencia técnica, el cual está directamente relacionado con el número de moluscos repelidos. Sin embargo, en la segunda evaluación (a las 4 h) el extracto acuoso 50 % (menos concentrado) mostró mejor eficiencia de repelencia que los extractos más concentrados, pero a las 6 h no existen diferencias significativas. Debe señalarse el apreciable aumento en la repelencia que alcanzo el extracto 100 %. Sin embargo, en la cuarta evaluación el tratamiento de mayor repelencia fue el 3 (extracto 100 %) con diferencias significativas respecto a los otros. Durante la evaluación final el tratamiento 1 disminuyó su repelencia incluso, a niveles más bajos que la evaluación anterior (6 h), pero sin encontrarse diferencias significativas entre ambas evaluaciones.
Los resultados alcanzados sugieren que los extractos acuosos de A. clematidea contienen en su composición metabolitos con acción repelente contra el molusco S. octona. En ese sentido Pino y Abreu (2008) han caracterizado la raíz de A. clematidea e identificado más de 99 compuestos. En especial encontraron compuestos volátiles azufrados, particularmente disulfuro de dimetilo (35,1 %) y trisulfuro de dimetilo (33,2 %) que pueden poseer actividad repelente.
Por su parte, las diferencias observadas entre los tratamientos pueden estar más dadas por las propiedades fisicoquímicas de los extractos. En ese sentido el extracto 50 % es más fluido que el de 75 y este que el de 100 %. De esta forma se explica que durante las primeras evaluaciones los 2 mL de extractos acuosos más fluidos (50 y 75 %) se difunden más por todo el algodón y los individuos de S. octona perciben rápidamente los metabolitos repelentes.
Por el contrario, en la última evaluación (8 h) los efectos de los compuestos repelentes del extracto 100 % ya se difundieron en todo el algodón y la percepción por los invertebrados es más fuerte; mientras que la apreciable disminución de la actividad repelente del extracto 50 % a las 8 h puede explicarse porque los compuestos repelentes ya se encuentran esparcidos en toda la atmósfera de la placa Petri, lo cual disminuye el efecto repelente.
Actividad molusquicida de los extractos en laboratorio
Los extractos acuosos y el control químico convencional con óxido de calcio presentaron actividad molusquicida sobre individuos de S. octona (Figura 3). En la primera evaluación a las 2 h no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos y el tratamiento control, siendo alcanzada una efectividad alrededor del 50 %. Sin embargo, al realizar la segunda evaluación 2 h después (a las 4 h), todos los tratamientos lograron una mortalidad superior al 90 %, pero sin existir diferencias significativas entre ellos, aunque si entre las dos evaluaciones realizadas.
La acción molusquicida contra S. octona puede deberse a compuestos químicos del metabolismo secundario de esta planta como son alcaloides, cumarinas entre otros, los cuales han sido informados por otros autores debido a la acción que ejercen sobre insectos como Myzus persicae Sulzer (Sario et al. 2019).
Asimismo, en la literatura se puede encontrar varias referencias a la utilización de productos naturales contra moluscos. Algunos autores (Abdelgaleil y Badawy, 2006) demostraron la actividad acaricida y molusquicidas de tres aceites esenciales aislados de plantas. Martín et al. (2017) demostraron la actividad molusquicida "in vitro" con extractos vegetales de maguey (Furcraea hexapetala (Jacq.)), güirito espinoso (Solanum globiferum L.), ají picante (Capsicum frutescens L.) y cardón (Euphorbia láctea Haw.). Adicionalmente se ha reportado que el extracto acuoso del látex de plantas como Thevetia peruviana (Pers.) K. Schum y Alstonia scholaris (L.) R. Br., presentaron gran actividad tóxica contra los caracoles L. acuminata e I. exustus (Singh y Singh. 2005). Sin embargo, no se encontraron informes de la actividad molusquicida “in vitro” de A. clematidea contra S. octana por lo que este trabajo se puede considerar el primer reporte realizado.
Evaluación de actividad repelente de los extractos acuosos de A. clematidea en el control de S. octona en condiciones de campo
El efecto repelente y molusquicida de los extractos también se observaron en condiciones de campo comprobándose la reducción del número de molusco por metro cuadrado en el cultivo de lechuga (Figura 4). En una primera evaluación, 24 h antes de la aplicación de los productos, los tratamientos uno, dos y cuatro no mostraron diferencias significativas entre ellos respecto al número de S. octana por metro cuadrado que fluctúo entre 6,2 y 7,1 individuos como promedio, solo el segundo tratamiento comenzó con un valor promedio significativamente inferior.
Sin embargo, en la segunda evaluación realizada (24 h después de aplicados los tratamientos) se evidenció una disminución del número de individuos en todos los casos, con diferencias significativas respecto a la evaluación antes de la aplicación. Igualmente, no existieron diferencias significativas respecto a la cantidad de individuos en la segunda evaluación, lo cual demuestra que el extracto acuoso logra una disminución similar a la del método tradicionalmente utilizado (óxido de calcio) aunque ambos fueron efectivos para el control de S. octona.
En la literatura analizada hay referencias de extractos de plantas con acción molusquicida tales como el nim y la adelfa (Alfonso et al., 2000). Asimismo, Souza et al. (2013) encontraron que Bidens pilosa L. tiene actividad molusquicida contra S. octana y establecieron niveles de concentraciones mínimas inhibitorias y de actividad sobre huevos de este molusco. Según Silva et al. (2012) Solanum paniculatum L. disminuye los índices de fecundidad y puestas de huevos de S. octana. En estudios recientes se ha comprobado que las raíces tuberosas de A. clematidea son ricas en alcaloides (Sario et al., 2019), esta clase de compuestos ejercen una poderosa acción fitotóxica o como plaguicida y la mayoría son venenos contra una amplia gama de invertebrados (Rajesh et al., 2009).
Medina et al. (2009) describieron la actividad molusquicida contra Biomphalaria glabrata Say de varios extractos de Croton floribundus Sprengel. Todos los extractos presentaron alta actividad molusquicida, pero el metanólico de la corteza mostró mayor actividad contra los moluscos (CL50 4,2 ppm y CL90 11,5 ppm). El ácido kaurenóico, aislado de la corteza de esta planta también controla a B. glabrata, con valores de CL50 1,16 ppm y CL90 4,28 ppm. En este experimento se realizaron ensayos para evaluar la actividad molusquicida. Tanto el ácido 16-metoxi-ent-kauran-19-óico como el ent-kaur-16-en-19-oato de metilo, fueron evaluados a concentraciones de 2 y 10 ppm; el compuesto 16-metoxi-ent-kauran-19-óico mostró actividad similar al ácido kaurenóico, mientras que ent-kaur-16-en-19-oato de metilo, no exhibió ninguna actividad.
Evaluación del potencial protector de extractos de A. clematidea contra el daño producido por S. octona al cultivo orgánico de lechuga
Los resultados de la variable hojas dañadas en el cultivo corroboran los efectos protectores del extracto acuoso a diferentes concentraciones y el tratamiento control con óxido de calcio contra los daños que produce S. octona (Figura 5). Aunque no existen diferencias significativas entre los tratamientos, no se evidencia el aumento de la cantidad de hojas dañadas. Esto significa que, aunque el extracto no ejerce un control total sobre S. octona, se detiene el aumento de los daños en las plantas, confirmando su efecto repelente.
Los resultados alcanzados evidencian las propiedades protectoras de los extractos a las hojas de lechuga al detener los daños del molusco. Al mismo tiempo, se relacionan con las propiedades repelentes del producto, vinculadas principalmente a la presencia de compuestos sulfurados (Abreu et al., 2008, Pino y Abreu, 2008) que impiden que las plantas sean atacadas intensamente, lo que sirve para emitir un criterio de eficacia del producto cuando es empleado preventivamente en el control fitosanitario de la plaga y abre el camino a nuevas investigaciones.
Teniendo en consideración los resultados obtenidos en condiciones de campo se puede proponer estos extractos a la concentración de 50 % en sustitución del producto químico convencional (óxido de calcio) por ser menos costoso que los extractos de mayor concentración. Con todo, nuevas investigaciones deben hacerse al respecto para establecer un resultado definitivo.
Existen experiencias exitosas sobre el uso de molusquicidas vegetales, por ejemplo, Vulgarone-B es un molusquicida vegetal aislado del aceite destilado de la Artemisia douglasiana Besser. El estudio de Joshi et al. (2005) ha señalado que ese producto en un bioensayo de laboratorio tuvo una actividad molusquicida comparable a la del metaldehído (molusquicida comercial) que indica el 100 % mortalidad en 24 h.
Otros autores informan el uso exitoso de A. clematidea como repelente de insectos defoliadores que afectan frutales de mango y naranja, además de cultivos de granos (Abreu et al., 2008). Sin embargo, a partir de los resultados obtenidos se puede informar de actividad repelente y molusquicida sobre S. octona.
CONCLUSIONES
Las concentraciones 50, 75 y 100 % de extracto acuoso de A. clematidea mostraron tener efectos repelente y molusquicida sobre S. octona, en condiciones de laboratorio.
La aplicación de extracto acuoso de A. clematidea a concentraciones de 50, 75 y 100 % redujeron significativamente las poblaciones de S. octona, sin diferencias respecto al tratamiento químico.
El indicador hojas dañadas no tuvo incrementos, 24 h después de la aplicación del extracto acuoso de A. clematidea
