Óleos essenciais de gerânio e gengibre no controle de pragas em hortaliças

Óleos essenciais de gerânio e gengibre no controle de pragas em hortaliças

Ane Caroline C Santos ¹ ; Leandro Bacci ¹ ; Indira Morgana A Silva¹; Marcelo C Picanço²;

Fabiana S. C. Lopes ¹ ; Ana Paula A Araujo³; Alexandre P Oliveira¹; Silvério O Campos²;

Abraão A Santos ¹

1

UFS – Universidade Federal de Sergipe. Departamento de Engenharia Agronômica, Cidade Universitária Prof. José Aloísio de Campos, Av. Marechal Rondon, s/n, Jardim Rosa Elze, 49100-000 São Cristóvão-SE;

UFV – Universidade Federal de Viçosa. Departamento de Entomologia, Campus da UFV, 3657-000 Viçosa-MG;

UFBA – Universidade Federal da Bahia. Instituto Multidisciplinar em Saúde. bacci.ufs@gmail.com, anehta_14@hotmail.com

RESUMO

No cultivo de hortaliças a principal tática de manejo de insetos-praga é por meio da utilização de inseticidas organossintéticos. O uso inadequado destes produtos tem ocasionado diversos problemas econômicos, ambientais e sociais. Assim, os efeitos adversos destes produtos têm motivado a busca por métodos alternativos de controle, como a utilização de inseticidas botânicos. Deste modo, este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade inseticida de óleos essenciais de plantas de gerânio Pelargonium graveolens e de gengibre Zingiber officinale em lagartas de 2º instar da traça do tomateiro Tuta absoluta e de 3º instar da traça das brássicas Plutella xylostella. Para isso, foram realizados bioensaios de toxicidade por meio de aplicação tópica dos óleos essenciais nos insetos utilizando-se microseringa. Foram determinadas as DL 50 e 90 para as populações estudadas e calculados os Índices de Toxicidade Relativo dos óleos essenciais (ITR 50 ) e o Índice de Tolerância Relativa aos óleos essenciais entre as espécies de insetos (ITRe 50 ). O óleo essencial de Z. officinale foi mais eficiente no controle de T. absoluta. Já o óleo essencial de P. graveolens foi mais tóxico a P. xylostella. Com isso, conclui-se que os óleos essenciais das plantas estudadas podem ser promissores para o controle de lepidópteros-praga de hortaliças.

Palavras-chave: controle alternativo, inseticidas botânicos, óleos essenciais.

ABSTRACT

Essential oils of geranium and ginger to control pests in vegetables

In growing vegetables the main tactical management of pests is through the use of synthetic organo- pesticides. Improper use of these products has caused many economic, environmental and social problems. Therefore, the adverse effects of these products have motivated the search for alternative control methods such as the use of botanical insecticides. Therefore, this study aimed to evaluate the insecticidal activity of plant essential oils of geranium Pelargonium graveolens and ginger Zingiber officinale in second instar larvae of the tomato leafminer Tuta absoluta and third instar moth of crucifers Plutella xylostella. Thus, toxicity bioassays were conducted by topical application of essential oils in insects. We determined the LD 50 and 90 for the populations studied and calculated Indices of Relative Toxicity of essential oils (ITR 50 ) and the Index of Relative Tolerance to the essential oils of species of insects (ITR e50 ). The essential oil of Z. officinale was more effective in controlling T. absoluta. Since the essential oil of P. graveolens was more toxic to P. xylostella. This indicates that the essential oils of plants studied may be promising for the control of lepidopteran pests of vegetables.

Keywords: alternative control, botanical insecticides, essential oils.

Em muitos agroecossistemas formados por hortaliças, a principal tática de controle de pragas é a

utilização de inseticidas organossintéticos. No entanto, o uso inadequado e intensivo desses

produtos tem ocasionado diversos problemas como contaminação da água e do solo, presença de resíduos nos alimentos produzidos, resistência de populações de pragas e redução das populações de inimigos naturais (Bacci et al., 2007).

Em cultivos de hortaliças existe uma variedade de insetos que podem ocasionar perdas consideráveis na produção, dentre estes, destacam-se a traça do tomateiro Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gellechiidae) e traça das brássicas Plutella xylostella (L., 1758) (Lepidoptera:

Plutellidae).

T. absoluta é considerada a praga mais importante da cultura do tomate no Brasil, causando danos severos que afetam a produtividade por causar redução da área fotossintética da planta, tornar imprestáveis os frutos e facilitar a contaminação por patógenos (Picanço, 1997). Já P. xylostella ocorre em várias regiões do mundo, sendo a principal praga de brássicas na Ásia e na América. Este inseto pode causar prejuízos que chegam a até 100% de perdas na produção (Castelo Branco, 2001).

Na tentativa de controlar estas pragas, o uso intensivo e indiscriminado de inseticidas organosintéticos tem levado ao desenvolvimento de populações resistentes de T. absoluta e P.

xylostella (Castelo Branco, 1998; Picanço et al., 2000; Guimarães et. al., 2005). Desta forma, estudos que busquem novas alternativas de controle são de grande importância para o manejo desses insetos. Dentro deste contexto, os inseticidas botânicos são apontados como uma alternativa ambientalmente e economicamente viável.

Dentre os inseticidas botânicos, os óleos essenciais de plantas medicinais e aromáticas têm demonstrado toxicidade a uma ampla variedade de insetos, apresentando diferentes formas de ação como mortalidade, deformações em diferentes estágios de desenvolvimento, repelência ou deterrência (Knaak & Fiuza, 2010). Com isso, neste estudo objetivou-se determinar a toxicidade dos óleos essenciais de gerânio Pelargonium graveolens e gengibre Zingiber officinale sobre os lepidópteros-praga T. absoluta e P. xylostella.

MATERIAL E MÉTODOS

Plantas inseticidas e insetos

Os óleos essenciais estudados foram extraídos das seguintes plantas: gerânio Pelargonium graveolens L’Her. (Geraniaceae) e gengibre Zingiber officinale Roscoe (Zingiberaceae). As plantas foram coletadas no Banco Ativo de Germoplasma localizado no Campus Rural da Universidade Federal de Sergipe (UFS), localizada no município de São Cristóvão-SE. As espécies de lepidópteros-pragas utilizadas foram traça do tomateiro Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera:

Gelechiidae) e a traça das crucíferas Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), obtidos de

criações mantidas no laboratório de Manejo Integrado de Pragas da Universidade Federal de Viçosa (UFV), em Viçosa-MG, Brasil.

Extração dos óleos essenciais

Os óleos essenciais foram obtidos por hidrodestilação de biomassa seca em aparelho tipo Clevenger, por um período de cerca de 140 minutos após o início da ebulição (Ehlert et al., 2006).

Amostras foram enviadas para análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM).

Bioensaio de toxicidade

O trabalho foi conduzido no laboratório de Manejo Integrado de Pragas da Universidade Federal de Viçosa (UFV), no período de fevereiro a novembro de 2011. Foram utilizadas lagartas de 2° instar de T. absoluta e de 3° instar de P. xylostella provenientes da criação do laboratório. Os tratamentos utilizados nos bioensaios foram os óleos essenciais e a testemunha (solvente). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com 4 repetições. Primeiramente, foram utilizadas três doses de cada óleo essencial (0,1; 1,0 e 10mg do óleo essencial/g do inseto) a fim de se obter uma faixa de mortalidade para os lepidópteros que variasse desde próximo de 0 até 100%. Dentro dessa faixa de concentração foram estabelecidas de seis a 12 doses intermediárias para cada óleo essencial, além da testemunha, onde se utilizou apenas o solvente.

As parcelas experimentais foram constituídas por um pote plástico transparente (180 mL) contendo 10 lagartas de cada lepidóptero-praga. Para isso, dez lagartas de cada espécie de lepidóptero foram utilizadas para quantificar a massa média por meio de balança de precisão. De acordo com a massa média e a dose utilizada para cada tratamento, foi determinada a quantidade de óleo essencial (mg) para a realização dos bioensaios. Os óleos essenciais foram pesados em balanças de precisão e acondicionados em vidros de cor âmbar (2 mL), os quais foram vedados com tampa plástica para impedir a evaporação. Estes vidros foram mantidos em freezer até a sua utilização. De acordo com a massa obtida dos óleos essenciais, foi calculado o volume de solvente para adicionar ao óleo essencial. Em todos os casos o solvente utilizado foi acetona.

Os óleos essenciais diluídos foram aplicados nos insetos com auxílio de uma microseringa de 10 µL (microlitros). Em cada inseto foi aplicada na região protorácica a quantidade de 0,5 µL.

Posteriormente, foi fornecido alimento às lagartas de acordo com suas dietas: folhas de tomate para T. absoluta e folhas de couve para P. xylostella.

Os potes plásticos com as lagartas foram acondicionados em sala climatizada a 25±5°C, umidade

relativa de ar de 75±5% e fotofase de 12 horas. As avaliações de mortalidade dos insetos foram

realizadas 48 horas após a montagem dos bioensaios. Em todos os casos foram consideradas mortas as lagartas que se mantiveram imóveis e não responderam aos estímulos feitos com pincel. Foram calculadas as mortalidades (%) dos insetos em cada unidade experimental.

Análise estatística dos dados

Os resultados de mortalidade obtidos para todos os insetos foram corrigidos em relação à mortalidade ocorrida na testemunha usando-se a fórmula de Abbott (1925).

Análises de Próbite foram realizadas para determinar as curvas de dose-mortalidade dos óleos essenciais para cada lepidóptero-praga. Por meio destas curvas foram estimadas as doses letais para mortalidade de 50% e 90% das populações (DL 50 e DL 90 , respectivamente). As análises foram realizadas no programa estatístico SAEG. As doses letais para mortalidade de 50% das populações (DL 50 ) foram utilizadas para calcular o Índice de Toxicidade Relativo dos óleos essenciais (ITR 50 ) e o Índice de Tolerância Relativa aos óleos essenciais entre as espécies de insetos (ITRe 50 ).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As populações dos lepidópteros-praga responderam de forma diferenciada em relação aos óleos essenciais quando se analisam as curvas dose-mortalidade. Considerando-se o óleo essencial de P.

graveolens, as inclinações das curvas dose-mortalidade para P. xylostella e T. absoluta foram de 5,01 e 2,23, respectivamente. Já para o óleo de Z. officinale, as inclinações das curvas para P.

xylostella e T. absoluta foram 1,86 e 2,68, respectivamente. Esses resultados indicam que as lagartas de P. xylostella tendem a responder de forma mais homogênea do que lagartas de T.

absoluta ao óleo essencial de P. graveolens. Já as lagartas de T. absoluta tendem a responder de forma mais homogênea ao óleo essencial de Z. officinale (Figura 1). Os valores altos de inclinação indicam que pequenas variações na dose do óleo essencial levariam a grandes variações nas taxas de mortalidade das larvas. Por outro lado, valores baixos de inclinação, mesmo com grandes variações na dose, resultariam em pequenas variações na taxa de mortalidade (Bacci et al., 2009).

As menores DL’s foram observadas para o óleo essencial de Z. officinale em relação a T. absoluta (9,16 e 27,52 mg/ g do inseto) (Tabela 1).

De forma geral, lagartas de T. absoluta foram mais susceptíveis aos óleos essenciais estudados do

que lagartas de P. xylostella, como pode ser observado pelas menores DL’s (Tabela 1). De acordo

com os índices de tolerância relativa entre os insetos, lagartas de P. xylostella foram 2,78 (DL 50 ) e

4,51 (DL 90 ) vezes mais tolerantes do que T. absoluta ao óleo essencial de Z. officinale e cerca de

duas (DL 50 ) vezes mais tolerantes ao óleo essencial de P. graveolens (Tabela 2). De fato, tem-se

observado que poucas plantas possuem óleos essenciais com atividade inseticida sobre P. xylostella.

Em um estudo realizado para identificar o potencial inseticida de 66 óleos essenciais sobre P.

xylostella, apenas três apresentaram efeito de toxicidade, Mentha pulegium (Labiatae), Rosmarinus officinalis (Lamiaceae) e Salvia officinalis (Lamiaceae) (Yi et al., 2007). A tolerância dos lepidópteros-praga em relação aos óleos essenciais estudados pode ser devida principalmente à pressão de seleção exercida pelo homem devido ao uso abusivo de inseticidas organossintéticos sobre estas importantes pragas de hortaliças.

O óleo essencial de Z. officinale foi mais potente do que o óleo de P. graveolens para lagartas de T.

absoluta, apresentando ITRe 50 = 1,01 e ITRe 90 = 1,25 (Figura 2). Já para P. xylostella, o óleo essencial de P. graveolens foi mais tóxico do que o óleo essencial de Z. officinale cerca de 1,4 e 3,8 vezes (Figura 2).

No presente estudo, o óleo essencial de Z. officinale foi mais eficiente no controle de T. absoluta. Já o óleo essencial de P. graveolens foi mais tóxico a P. xylostella.

AGRADECIMENTOS

Ao CNPq, CAPES, FAPEMIG e FAPITEC pelas bolsas e recursos concedidos.

REFERÊNCIAS

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T. absoluta ( b=2,232 )

M or ta lid ad e (% )

1 10 30 50 70 90 99

P. xylostella ( b=5,010 )

T. absoluta ( b=2,679 )

Dose (mg do óleo essencial/ g do inseto)

1 10 100

M or ta lid ad e (% )

1 10 30 50 70 90 99

P. xylostella (b= 1,862 ) Pelargonium graveolens

Zingiber officinale

Figura 1. Curvas de dose-mortalidade da análise de próbit de dois óleos essenciais para as lagartas

de 3º ínstar de Tuta absoluta e 2º ínstar de Plutella xylostella. Temperatura de 25±5ºC e U.R. de

75±5%. b=inclinação da curva. (Curves of dose-mortality probit analysis of two essential oils for

the third ínstar larvae of Tuta absoluta and 2nd instar larvae of Plutella xylostella. Temperature of

25±5 C and U.R.75 ±5%. b = slope of the curve). São Cristóvão-SE, 2011.

Tabela 1. DL 50 , DL 90 , graus de liberdade (GL), qui-quadrado (χ²) e probablidade (P) das curvas dose-mortalidade de dois óleos essenciais para as lagartas de 3º ínstar de Tuta absoluta e 2º ínstar de Plutella xylostella. Temperatura de 25±5ºC e U.R. de 75±5%. (LD 50 , LD 90 , degrees of freedom (DF), chi-square (χ²) and probality (P) dose-mortality curves of two essential oils for the third ínstar larvae of Tuta absoluta and 2nd instar larvae of Plutella xylostella. Temperature of 25±5 C and U.R.75±5%). São Cristóvão-SE, 2011.

Óleo essencial DL 50 (IC 95 )¹ (mg/g do inseto)

DL 90 (IC 95 )²

(mg/g do inseto) GL χ² P Tuta absoluta

Pelargonium graveolens 9,208 (7,978-11,035)

34,494

(24,566-51,199) 2 1,797 0,590

Zingiber officinale 9,161

(8,107-10,617) 27,521

(21,124-40,963) 2 4,297 0,114 Plutella xylostella

Pelargonium graveolens 18,191 (17,091-19,431)

32,762

(29,046-38,995) 2 1,785 0,588 Zingiber officinale 25,483

(21,440-32,721)

124,100

(78,503-269,069) 3 5,199 0,156

¹ DL 50 = dose letal para matar 50% da população e IC 50 = intervalo de confiança da DL 50 a 95% de probabilidade.² DL 90 = dose letal para matar 90% da população e IC 90 = intervalo de confiança da DL 90 a 95% de probabilidade. (LD 50 = lethal dose to kill 50% of the population and IC50 = confidence interval for the LD 50 at 95% probability. ²LD 90 = lethal dose to kill 90% of the population and IC 90 = confidence interval for the LD 90 at 95% probability).

Tabela 2. Índice de tolerância relativa (ITRe 50 ) de lagartas de 2º ínstar de Plutella xylostella em relação a lagartas de 3º ínstar de Tuta absoluta para dois óleos essenciais. Temperatura de 25±5ºC e U.R. 75±5%. (Index of tolerance (ITRe 50 ) of larvae of 2nd instar larvae of Plutella xylostella in relation to third ínstar larvae of Tuta absoluta for two essential oils. Temperature of 25±5 C and 75±5% U.R.). São Cristóvão-SE, 2011.

Óleo essencial Índice de tolerância relativa (ITRe)*

DL 50 DL 90

Pelargonium graveolens 1,98 0,95 (1,05)

Zingiber officinale 2,78 4,51

* Os valores indicam quantas vezes lagartas de P. xylostella foram mais tolerantes que lagartas de T. absoluta. Valor em parêntesis indica a tolerância de T. absoluta em relação a P. xylostella (*Values indicate how many times larvae P. xylostella were more tolerant than larvae of T.

absoluta. Value in parentheses indicates the tolerance of T. absoluta against P. xylostella).

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 DL50

DL90

DL

de P. graveolens DL

de Z. officinale 1.5

2.0 2.5

3.0 3.5

4.0

DL50 DL90

DL

de P. graveolens DL

de Z. officinale

Tuta absoluta

Plutella xylostella

Figura 2. Índice de toxicidade relativa (ITR 50 e 90 ) de dois óleos essenciais a lagartas de 3º ínstar de

Tuta absoluta e 2º ínstar de Plutella xylostella. Temperatura de 25±5ºC e U.R 75±5%. Index of

relative toxicity (ITR 50 and 90 ) of two essential oils to third ínstar larvae of Tuta absoluta and 2nd

instar larvae of Plutella xylostella. Temperature of 25±5 C and 75±5% U.R.). São Cristóvão-SE,

2011.