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UNIVERSIDADE ANHANGUERA-UNIDERP
CAROLINA FERREIRA PAULIQUEVIS
AVALIAÇÃO INSETISTÁTICA DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pothomorphe umbellata (L.) Miq. (PIPERACEAE)
CAMPO GRANDE – MS
2014
CAROLINA FERREIRA PAULIQUEVIS
AVALIAÇÃO INSETISTÁTICA DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pothomorphe umbellata (L.) Miq. (PIPERACEAE)
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós - graduação em Meio Ambiente e
Desenvolvimento Regional da
Universidade Anhanguera - Uniderp, como
parte dos requisitos para a obtenção do
título de Mestre em Meio Ambiente e
Desenvolvimento Regional.
Orientação:
Prof. Dr. Silvio Favero
CAMPO GRANDE – MS
2014
AGRADECIMENTOS
Primeiramente quero agradecer a Deus, pela minha existência, pelas
pessoas que colocou em meu caminho, por toda a força e sabedoria que me
deu para cumprir mais uma etapa, por ter me dado paciência nos momentos
que precisei ter.
Agradeço e ofereço essa dissertação a minha Mãe, que sempre lutou e
batalhou para nos dar educação e em todos os momentos deu seu colo, sua
mão e seus conselhos valiosos, sempre esteve lado a lado, obrigada.
A minha querida avó, Hilda, que partiu no meio dessa jornada, deixou
saudade e deixou lições, aprendi muito, a ela devo o meu muito obrigada por
seus ensinamentos valiosos sobre a vida.
Ao meu Pai, que sempre disse a mim “a única coisa que ninguém pode
tirar de você é o estudo”, obrigada.
Aos incentivos do meu querido e amado irmão Estevan Pauliquevis,
obrigada, sinto uma admiração imensa por você!
Aos meus irmãos Meire, Magno e Esther por todo amor que sentem por
mim, obrigada.
Ao meu namorado Adriano Maidana, por todo o carinho, pela
compreensão nos momentos auges de estresse e transmitir um pouco de
calma, pela felicidade que me proporcionou em momentos difíceis, me fez
sorrir e descontrair, me deu conselhos, obrigada.
Ao meu médico e amigo Dr. Juberty Antonio de Souza, por todo
incentivo e apoio, e ao Dr. Nilson Moro Jr. por tamanha competência em achar
a causa e o efeito.
Agradeço imensamente ao meu orientador Dr. Silvio Favero, obrigada
professor por seus “puxões de orelha”, pela paciência e por toda sua sabedoria
transmitida a mim, sinceramente, esse trabalho devo a você, que não deixou
de ser realmente um exemplo de orientador, e que muitos deveriam seguir.
A MSc. Cintia de Oliveira Conte, obrigada por todo ensinamento que me
proporcionou, cresci e aprendi muito com você.
Aos meus queridos Professores Dr. Ademir Kleber Morbeck de Oliveira e
Drª. Rosemary Matias, por todo acolhimento, carinho e compreensão, obrigada.
Aos meus amigos de longa data Rômulo Escobar, Leonardo Lachi e
Marcelle Miranda, por simplesmente serem verdadeiros amigos, obrigada.
Ao estagiário e amigo Luiz Octavio por toda ajuda, obrigada.
A queridíssima secretária dos mestrados e doutorado Alinne Signorelli,
por ser tão prestativa, não medindo esforços para ajudar, obrigada.
A CAPES pela bolsa concedida.
A todos que colaboraram com este trabalho, muito obrigada!
SUMÁRIO
1. Resumo Geral ............................................................................................... 7
2. Introdução Geral ........................................................................................... 8
3. Revisão de Literatura ................................................................................... 9
4. Referências Bibliográficas ........................................................................ 16
5. Artigos ......................................................................................................... 22
Artigo I ............................................................................................................. 22
Resumo ........................................................................................................... 22
Abstract ........................................................................................................... 23
Introdução ....................................................................................................... 24
Material e Métodos ......................................................................................... 25
Resultados ...................................................................................................... 28
Conclusão ....................................................................................................... 33
Referências Bibliográficas ............................................................................ 34
Artigo II ............................................................................................................ 37
Resumo ........................................................................................................... 37
Abstract ........................................................................................................... 38
Introdução ....................................................................................................... 39
Material e Métodos ......................................................................................... 40
Resultados ...................................................................................................... 43
Discussão ....................................................................................................... 45
Conclusão ....................................................................................................... 48
Referências Bibliográficas ............................................................................ 49
6. Conclusão Geral ......................................................................................... 53
7
1. Resumo Geral
A principal forma de proteção das culturas e de seus subprodutos contra os
insetos é feita por inseticidas sintéticos. Essa prática e o uso intensivo desses
produtos têm causado problemas, como o aparecimento de populações de
insetos resistentes, contaminação ambiental, intoxicação aos aplicadores e
resíduos tóxicos nos alimentos. Desta forma têm-se pesquisado métodos de
controle alternativo aos inseticidas sintéticos, como o uso de substâncias
extraídas das plantas com potencial inseticida, pois estas apresentam
vantagens diante daqueles produtos sintéticos, por não contaminarem o meio
ambiente, não deixarem resíduos nos alimentos, é seguro ao aplicador e a
resistência dos insetos a estas substâncias é lenta. Dentro dessa perspectiva
este trabalho integra a linha de pesquisa Sociedade, Ambiente e
Desenvolvimento Regional Sustentável, tendo como objetivo avaliar o potencial
insetistático do óleo essencial da pariparoba, Pothomorphe umbellata, sobre o
gorgulho-do-milho, Sitophilus zeamais e a lagarta-do-cartucho, Spodoptera
frugiperda. O óleo essencial foi obtido através de hidrodestilação das
substâncias voláteis, por aparelho Clevenger. Para S. zeamais foram
realizados bioensaios de fumigação, exposição em superfície de contato e
repelência. Para S. frugiperda foram realizados bioensaios de toxicidade tópica,
pulverização e fagoinibição sem chance e com chance de escolha. Houve
efeito fumigante para S. zeamais. Os valores da CL50 e CL99 para as 24 horas
de confinamento dos insetos foram respectivamente 0,95 e 6,73 µL.g-1. O óleo
essencial foi eficiente no controle por exposição em superfície de contato e os
valores da CL50 e CL99 para as 24 horas de exposição foram respectivamente
0,34 e 4,91 µL.cm-2. A repelência ocorreu na primeira hora. Para S. frugiperda
as doses letais DL50 e DL99 estimadas para toxicidade tópica foram 0,36 e 2,87
µL.inseto-1, respectivamente. A concentração letal média para pulverização é
0,0008 µL.cm-2, equivalente a 0,08 L.ha-1. A inibição da atividade anti-alimentar
das lagartas esteve em média 60% e não houve relação de dependência entre
as concentrações testadas. Por meio destes bioensaios conclui-se que o óleo
essencial de P. umbellata apresenta potencial insetistático para S. zeamais e
S. frugiperda.
Palavras-chave: Controle alternativo, inseticidas botânicos, gorgulho-do-milho,
lagarta-do-cartucho
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2. Introdução Geral
O controle de pragas é feito na maioria das vezes por meio de
inseticidas sintéticos, sendo este a principal forma de proteção das culturas e
seus subprodutos. Em função dos problemas causados por essa prática, tem
se procurado métodos alternativos ao uso de inseticidas a fim de reduzir a
evolução à resistência de pragas e ainda refrear os riscos de contaminação
ambiental causados pelos produtos sintéticos não biodegradáveis (MOSSINI e
KEMMELMEIER, 2005).
Assim, o uso de inseticidas de origem vegetal no controle de pragas tem
apresentado resultados satisfatórios, pois além de serem de fácil utilização e
obtenção, são de baixo custo, o que os torna um método de controle viável
para pequenos agricultores (VENDRAMIM e CASTIGLIONI, 2000; TAVARES e
VENDRAMIM, 2005).
As plantas produzem uma vasta e diversificada variedade de compostos
secundários, os quais tiveram reconhecimento de suas propriedades
biológicas, aumentando assim o foco atual para as pesquisas de novos
medicamentos, antibióticos, herbicidas e inseticidas. Os metabólitos
secundários constituem em sinais químicos na interação inseto/planta, dentre
eles pode-se destacar os compostos voláteis que incluem monoterpenos e
sesquiterpenos (KOUL, 2008).
A atividade insetistática dos óleos essenciais pode ocorrer de diversas
formas, causando: mortalidade, deformações em diferentes estágios de
desenvolvimento, repelência, deterrência e afetar negativamente a reprodução
(CONTE e FAVERO, 2001; KNAAK e FIUZA, 2010).
Assim, o objetivo desta pesquisa foi identificar o potencial insetistático do
óleo essencial da pariparopa, Pothomorphe umbellata (L.) Miq (Piperaceae),
para Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1885) (Coleoptera: Curculionidae) e
Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), em
condições de laboratório.
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3. Revisão de Literatura
Um inseto é geralmente considerado uma praga quando está em
competição por recursos com os seres humanos e quando há um número
significativo de indivíduos (METCALF e LUCKMANN, 1994). A abundância das
pragas é determinada pelas características da biologia e da ecologia das
espécies e das condições que o ambiente atende as exigências alimentares,
condições físicas como temperatura e umidade, e a extensão com que o
ambiente favorece sua reprodução, presença e abundância de inimigos
naturais (GARCIA, 2008).
As principais pragas que atacam produtos armazenados e a cultura do
milho são os insetos, provocando grandes perdas. Dentre as pragas dos grãos
armazenados destaca-se o gorgulho-do-milho, Sitophilus zeamais
(Motschulsky, 1885) (Coleoptera: Curculionidae) (GALLO et al., 2002). Em
relação à cultura no campo o inseto que provoca grandes perdas é a lagarta-
do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera:
Noctuidae) (CRUZ, 1995).
3.1. Sitophilus zeamais
O gorgulho-do-milho, S. zeamais, ataca principalmente grãos de milho,
trigo, sorgo e arroz. Este inseto possui alta capacidade de penetração na
massa de grãos, além de apresentar elevado potencial biótico, que facilita a
infestação tanto no campo como em armazém, provocando então uma redução
e danos na produção de grãos (TAVARES e VENDRAMIM, 2005).
São caracterizados por apresentar infestação cruzada, ou seja, atacam
os grãos no campo e nos locais de depósito. São insetos pequenos e voadores
ativos, que causam a diminuição do peso e do potencial germinativo da
semente, já que a larva alimenta-se do interior do grão (PACHECO e PAULA,
1995; LORINI et al., 2009).
3.1.1. Ciclo de vida
Os insetos adultos desta espécie são castanho-escuros e as larvas
possuem coloração amarelo-clara e cabeça mais escura. As fêmeas abrem
orifícios nos grãos e depositam os ovos individualmente. Logo após, através de
glândulas associadas ao aparelho ovipositor, secretam uma substância
gelatinosa que obstrui o orifício prejudicando sua visualização. Assim, após a
eclosão a larva se alimenta do interior do grão formando um túnel enquanto se
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desenvolve, em seguida, o indivíduo adulto emerge do grão deixando um
orifício peculiar. O período de incubação é de 3 a 6 dias, e o período de ovo a
adulto é de 34 dias (PACHECO e PAULA, 1995).
Por atacar sementes e grãos sadios, esta espécie é considerada como
praga primária interna, pois perfura e penetra a semente para completar seu
ciclo de desenvolvimento, utilizando para sua alimentação o tecido de reserva,
deixando a abertura para instalação de outros agentes (LORINI et al., 2009).
Além disso, a presença desses insetos aumenta o teor de umidade e
causa a redução do peso na massa de grãos. Para a indústria alimentícia, a
perda da qualidade devido à infestação por insetos é mais preocupante que a
perda de peso, pois à medida que aumenta o número de insetos maior será a
depreciação da matéria-prima e também a redução do valor comercial dos
grãos (SANTOS et al., 2002).
3.2. Spodoptera frugiperda
A lagarta-do-cartucho, S. frugiperda, é considerada uma importante
praga da cultura do milho, reduzindo significantemente o potencial produtivo,
causando perdas na produção e no rendimento dos grãos. Este inseto
alimenta-se dessa cultura em todas as fases de crescimento do milho, porém
prefere os cartuchos das plantas jovens (CRUZ, 1995; GALLO et al., 2002).
S. frugiperda é uma espécie de ocorrência em múltiplas regiões, como
nas Américas e em algumas regiões da Índia. No Brasil, sua distribuição é
geral, já que encontra uma alimentação diversificada, disponível durante todo o
ano, além das condições climáticas favoráveis para seu desenvolvimento. Este
inseto também é considerado como uma das principais pragas no Chile,
México, Guatemala, Peru, Colômbia e Venezuela. Além disso, a lagarta-do-
cartucho apresenta hábito alimentar diversificado, podendo também atacar
outras culturas, como trigo, sorgo e arroz (CRUZ, 1995).
3.2.1. Ciclo de vida
Possui metamorfose completa, isto é, passa por quatro fases de
desenvolvimento: ovo, larva, pupa e adulto. Os adultos são mariposas de
coloração geralmente pardo-acinzentada, as quais depositamos ovos em
massa, com um número entre 9 e 593 ovos por postura, sendo que cada fêmea
pode depositar até 13 posturas por dia (CRUZ, 1995).
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Após a eclosão, as larvas iniciam sua alimentação nas folhas do milho,
causando o sintoma de “folhas raspadas”. As larvas maiores fazem buracos
nas folhas, porém o maior dano é causado por larvas com 8 a 14 dias (quarto
ao sexto ínstar), que se dirigem para a região da espiga do milho, impedindo a
formação dos grãos (CRUZ, 1995).
Após o sexto ínstar as lagartas descem ao solo onde se transformam em
pupas com coloração marrom-avermelhada e após 10 dias emerge a mariposa,
iniciando novamente o ciclo (CRUZ 1995).
3.3. Uso de inseticidas no controle de pragas
A principal forma de controle tanto para pragas de grãos armazenados
quanto no campo é a utilização de produtos químicos sintéticos. A ação tóxica
de um inseticida é determinada na dose mínima que causa a mortalidade, a
qual é variável conforme o produto utilizado, natureza química, dose
empregada e reações fisiológicas provocada em cada inseto (NAKANO et al.,
1992).
Porém, devido ao uso intensivo desses produtos, tem ocorrido o
aparecimento de populações resistentes, além de causar intoxicação aos
aplicadores e deixar resíduos tóxicos nos alimentos (COITINHO et al., 2006).
As alterações comportamentais em pragas de grãos armazenados aos
inseticidas sintéticos envolve o mecanismo de resistência, para BECKEL et al.
(2005) esse comportamento deve ser melhor compreendido para que desta
maneira haja uma tomada de decisão coerente com relação ao manejo de
resistência de pragas.
O uso contínuo de um mesmo inseticida em um mesmo local é um fator
primordial para a ocorrência da resistência de insetos, como a S. frugiperda
aos inseticidas piretróides. Estes inseticidas demonstraram uma taxa não
satisfatória de mortalidade para o controle em uma primeira aplicação, sendo
eficientes e satisfatórios após uma segunda aplicação associado a um maior
volume (COSTA et al., 2005).
Para o controle das populações resistentes são necessárias doses mais
elevadas por um período prolongado (MARTINAZZO et al., 2000).
São três os mecanismos de resistência dos insetos aos inseticidas:
redução da penetração do inseticida pela cutícula; redução da sensibilidade ao
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sítio de ligação do sistema nervoso; e detoxificação ou metabolização do
inseticida por enzimas. A resistência das pragas aos inseticidas é exemplo da
evolução das espécies, já que estes fisiologicamente sofrem pressão dos
produtos químicos para mudar a frequência genética da resistência (LORINI,
1999).
Existem métodos de controle menos impactantes, como o controle da
temperatura dentro de silos e armazéns, uso de inimigos naturais, e o uso de
plantas com ação inseticida que controlem principalmente as populações de
insetos resistentes (ISMAN, 2000; PHILLIPS e THRONE, 2010).
3.4. Plantas Inseticidas
Há tempos os produtos naturais vêm sendo utilizados pela humanidade,
talvez o uso de ervas e folhas tenham sido as primeiras formas de utilização. O
descobrimento de substâncias tóxicas vem desde os povos primitivos, assim,
houve uma contribuição para o desenvolvimento de pesquisas em busca de
substâncias tóxicas, medicamentosas, e ainda para conhecer as estruturas
químicas de um determinado composto e verificar suas propriedades biológicas
que podem atuar na relação inseto/planta (VIEGAS Jr et al., 2006).
A utilização de substâncias extraídas das plantas com potencial
inseticida apresenta algumas vantagens diante dos inseticidas sintéticos, como:
são degradáveis e renováveis, portanto não contaminam o meio ambiente; a
evolução de resistência dos insetos a estas substâncias é lenta; não deixam
resíduos nos alimentos; é seguro ao aplicador; possui baixo custo e é acessível
a pequenos agricultores (OLIVEIRA et al., 2007).
Entre os derivados de plantas os óleos essenciais são uma classe de
compostos que vem se destacando para o controle de insetos, e que já fazem
parte da composição de alguns produtos químicos, como cinamaldeído,
baseado no óleo essencial de canela e aerossóis contendo compostos de óleos
essenciais incluindo o eugenol e o propionato de 2-fenetilo que visa o controle
de pragas domésticas. Além disso, os óleos essenciais de diferentes espécies
de plantas possuem propriedades com atividade inseticida e repelente contra
várias espécies de insetos (ISMAN, 2000).
Os óleos essenciais são compostos voláteis, caracterizados por um forte
odor, líquido, límpido e raramente colorido, lipossolúvel e solúvel em solventes
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orgânicos, formados a partir do metabolismo secundário das plantas (BAKKALI
et al., 2008).
Na natureza os óleos essenciais desempenham um papel importante na
proteção das plantas, podem repelir ou atrair alguns insetos para a dispersão
de pólen ou sementes, além de atuarem como agentes antibacterianos,
antivirais, antifúngicos, inseticidas e diminuírem o ataque por herbívoros.
Devido a essas propriedades, o uso de óleos essenciais tem sido uma
alternativa aos produtos químicos sintéticos para proteção do equilíbrio
ecológico (BAKKALI et al., 2008).
Diversas são as formas pelas quais os óleos essenciais podem agir
sobre os insetos, como a mortalidade, deformações em diferentes estágios de
desenvolvimento, repelência e deterrência alimentar. Dentre esses efeitos o
mais observado é a ação repelente (KNAAK e FIUZA, 2010).
Para SAITO et al. (2004) as substâncias úteis no controle de insetos são
aquelas que tem ação inseticida, efeito repelente ou efeitos deterrentes, ou
seja, impedem a alimentação. Em alguns casos é importante o efeito de
deterrência alimentar, pois desestimula a ação dos herbívoros.
No Brasil existem algumas famílias para exploração de óleos essenciais,
como as Piperaceae, Myrtaceae, Lauraceae, Verbenaceae, Lamiaceae,
Rutaceae e Poaceae (COITINHO et al., 2011).
O óleo essencial de Pothomorphe umbellata (L.) (Miq.) (Piperaceae)
apresenta potencial para o controle de pragas de grãos armazenados, esta
espécie apresentou potencial insetistático sobre Rhyzopertha dominica
(Fabricius, 1792) (Coleoptera: Bostrichidae), através dos bioensaios de
superfície de contato, repelência e fumigação (PAULIQUEVIS et al., 2013).
Em bioensaios nos quais foram utilizados óleos essenciais de outras
duas espécies de Piperaceae: Piper aduncum L. e Piper hispidinervum C.
foram revelados o potencial inseticida para o controle de larvas de Tenebrio
molitor (L., 1758) (Coleoptera: Tenebrionidae) (FAZOLIN et al.,2007).
COITINHO et al. (2011) também obtiveram resultados de toxicidade para
Sitophilus zeamais (Mots., 1855) (Coleoptera: Curculionidae), com as mesmas
espécies de plantas, relacionando a toxicidade pela presença de safrol e ao
dilapiol.
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O óleo essencial de P. hispidinervum também apresentou efeito
inseticida para larvas de S. frugiperda, causou mortalidade, redução alimentar
(deterrência alimentar) do consumo de folhas de milho tratadas com o óleo
essencial e toxicidade por aplicação tópica, sendo observados sintomas de
neurotoxicidade (LIMA et al., 2009).
O efeito de toxicidade de óleos essenciais para os insetos se dá pela
inalação, ingestão ou pela absorção do tegumento, podendo ser promissor
para o controle por contato ou fumigação (GOMES e FAVERO, 2011).
A repelência é uma propriedade de extrema importância para o controle
de pragas e pode ser um fator primordial na escolha do óleo essencial. De
maneira geral, quanto maior for o efeito repelente menor será a infestação,
consequentemente reduz o número de posturas e também o número de insetos
emergidos (COITINHO et al., 2006).
Os óleos essenciais de Mentha piperita (L.) e Cymbopogon citratus
(D.C.) apresentaram efeito repelente sobre o gorgulho-do-milho S. zeamais
(CONTE e FAVERO, 2001) demonstrando potencial para utilização de material
botânico para o controle de pragas de grãos armazenados.
Os óleos essenciais de Piperáceas são compostos por uma mistura de
monoterpenos, fenóis e sesquiterpenos (ESTRELA et al.,2006). Na análise da
composição química do óleo volátil de P. umbellata MESQUITA et al. (2005)
notaram a predominância dos hidrocarbonetos sesquiterpênicos e a presença
de sesquiterpênicos oxigenados. Os terpenóides mais encontrados nos óleos
voláteis são os monoterpenos e os sesquiterpenos (SIMÕES et al., 2000).
A ação dos monoterpenóides dos óleos essenciais ocorre no sítio de
ligação octopaminérgico, possuem ação neurotóxica nos insetos, tem ação
sobre a octopamina, que aumenta o estado de excitação nos insetos e provoca
a hiperatividade, seguida de hiperextenção das pernas e abdôme, um breve
espasmo e uma rápida imobilização seguida de morte (ENAN, 2001). Os
monoterpenos e seus análogos são considerados os mais importantes, tendo
grande abundância nos óleos essenciais, com potencial tóxico nos processos
bioquímicos básicos com consequências fisiológicas e comportamentais dos
insetos (COITINHO et al., 2011).
15
3.4.1. Pothomorphe umbellata (L.) (Miq.) (Piperaceae)
Pothomorphe umbellata, é uma espécie do gênero Pothomorphe, família
Piperaceae, popularmente conhecida como “pariparoba” e “caapeba”, nativa da
Mata Atlântica (MATTANA et al., 2009).
É uma planta cultivada para fins ornamentais, mas é conhecida pela
medicina popular em quase todo o Brasil, onde suas folhas, hastes e raízes,
são utilizadas por ser considerada diurética, antiepiléptica, antipirética, contra
inchaço e inflamações nas pernas e filariose. O decocto das raízes é indicado
para doenças do fígado e da vesícula e as folhas e hastes são popularmente
usadas como chá, cataplasma e xarope para tosse, bronquite, queimaduras e
reumatismo (LORENZI E MATOS, 2002).
Devido à presença da substância 4-nerolidilcatecol, o extrato de suas
folhas é comercializado por empresas de cosméticos para a produção de
dermoprotetores contra raios UVA e UVB e dermocosméticos tópicos para
antienvelhecimento, por apresentar atividade antioxidante e fotoprotetora
comprovadas cientificamente (ROPKE et al., 2005; MAIA-ALMEIDA et al.,2011)
Os principais metabólitos secundários encontrados no óleo essencial de
suas folhas são terpenos (MATTANA et al., 2006). Os quais agem no sistema
nervoso central dos insetos, podendo então apresentar potencial insetistático.
Assim, os produtos naturais têm o potencial de serem eficientes no
controle de pragas, mais seguro ao homem e ao meio ambiente, sendo uma
alternativa aos inseticidas sintéticos (CORRÊA e SALGADO, 2011).
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4. Referências Bibliográficas
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22
5. Artigos
Artigo I
Atividade insetistática de óleo essencial de Pothomorphe umbellata (L.)
Miq., sobre Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1885) (Coleoptera:
Curculionidae) em grãos de trigo
Carolina Ferreira Pauliquevis
Resumo
Sitophilus zeamais é um dos principais insetos que atacam grãos
armazenados. Seu controle é feito através de inseticidas químicos, que nem
sempre são eficazes e contaminam o meio ambiente. Assim, pesquisas com
óleos essenciais têm-se mostrado promissoras para a sustentabilidade de
agrossistemas. Logo, o objetivo dessa pesquisa foi identificar o potencial
insetistático do óleo essencial da pariparoba sobre o gorgulho-do-milho. Foram
realizados testes para verificar o efeito fumigante, exposição em superfície de
contato e repelência. Houve efeito fumigante para S. zeamais. Os valores da
CL50 e CL99 para as 24 horas de confinamento dos insetos foram
respectivamente 0,95 e 6,73 µL.g-1. O óleo essencial foi eficiente no controle
por exposição em superfície de contato e os valores da CL50 e CL99 para as 24
horas de exposição foram respectivamente 0,34 e 4,91 µL.cm-2. A repelência
ocorreu na primeira hora após a exposição ao óleo essencial. O óleo essencial
de P. umbellata apresenta efeito insetistático para o controle de S. zeamais.
Palavras-chave: Agricultura sustentável, manejo de pragas, inseticida
botânico, gorgulho-do-milho, monoterpenos
23
Insectistatic activity of Pothomorphe umbellata (L.) Miq. essential oil against
Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1885) (Coleoptera: Curculionidae) in
wheat grains
Carolina Ferreira Pauliquevis
Abstract
Sitophilus zeamais is the most frequent insect in cereal products. Its control is
managed by chemical insecticide, poorly efficient and risky to the environment.
Researches with essential oils have shown promising results to sustainability of
agroecosytems. This study aimed to identify the insectistatic potential of
pariparoba essential oil against maize weevil. Tests have been taken to verify
the toxicity fumigating effect, surface exposition and repellence. The fumigating
effect over by the maize weevil has been verified. The values from LC50 and
LC99 were 0,95 and 6,73 µL.g-1, respectively. The essential oil has been efficient
on the control by exposition on contact surface and the values of LC50 and LC99
were 0,34 e 4,91 µL.cm-2, respectively. The repellence has been shown in the
first hour after exposition to the essential oil. So, the essential oil from P.
umbellata does have insectistatic effect over the control of S. zeamais.
Key-words: Sustainable agriculture, pest control, botanic insecticide, maize-
weevil, monoterpenes
24
Introdução
O Sitophilus zeamais, conhecido como gorgulho-do-milho, é um dos
principais insetos que atacam grãos armazenados como trigo, arroz, milho e
sorgo, provocando danos significativos, já que estes perfuram os grãos sadios
para sua alimentação e oviposição, possibilitando a instalação de patógenos e
pragas secundárias (COITINHO et al., 2011).
O controle de pragas é feito através de inseticidas químicos, que nem
sempre são eficazes, além de apresentar toxicidade a mamíferos, causar a
seleção de insetos resistentes, eliminarem populações de inimigos naturais,
deixarem resíduos nos alimentos e contaminar o meio ambiente (CANEPPELE
et al., 2010).
Desta maneira, são necessárias novas substâncias que sejam efetivas
no controle de pragas e ofereçam segurança, mas que também sejam
economicamente viáveis e aplicáveis em programas integrados de controle de
insetos, além de possuir baixo impacto ambiental (VIEGAS Jr., 2003).
Sendo assim, muitas pesquisas com produtos naturais derivados de
plantas, como extratos vegetais, óleos essenciais, têm se mostrado
promissores para o manejo de pragas, como S. zeamais, pois estas produzem
metabólitos secundários que podem agir nas funções fisiológicas e bioquímicas
do inseto (COITINHO et al., 2011; SANTOS et al., 2010).
Os óleos essenciais apresentam propriedades com atividade inseticida e
repelente contra várias espécies de insetos. Por serem substâncias voláteis,
são de baixa persistência e se degradam no ambiente (ISMAN, 2000).
Pothomorphe umbellata é uma Piperacea, nativa da Mata Atlântica,
utilizada pela medicina popular, conhecida como “pariparoba” ou “caapeba” e
suas folhas possuem óleo essencial (MATTANA et al., 2006).
Assim, o objetivo dessa pesquisa foi identificar o potencial insetistático
do óleo essencial da pariparoba, Pothomorphe umbellata, sobre o gorgulho-do-
milho, Sitophilus zeamais, em grãos de trigo em condições de laboratório.
25
Material e Métodos
A coleta das folhas de pariparoba para extração do óleo essencial foi
feita nas primeiras horas da manhã, entre 7h e 8h, segundo MING (1996), na
Universidade Anhanguera - Uniderp, Unidade Agrárias.
Para extração do óleo essencial de pariparoba foi utilizado aparelho
Clevenger, que se baseia em hidrodestilação das substâncias voláteis. As
folhas frescas foram trituradas em liquidificador, com um litro de água destilada,
por ± 3 minutos e destiladas por 2 horas (CONTE et al., 2001).
A criação massal do gorgulho-do-milho foi mantida em recipientes de
vidro com capacidade para 500 g sendo apenas 250 g preenchido com grãos
de trigo, tampados com organza, em sala climatizada, sob temperatura de 27 ±
2º C e umidade relativa de 70 ± 5%. A cada 15 dias foi feito o monitoramento
para evitar a contaminação dos grãos por fungos decompositores.
Para testar o potencial insetistático do óleo essencial da pariparoba
sobre o gorgulho-do-milho foram realizados os bioensaios de pressão de vapor
(fumigação), exposição por superfície de contato e repelência.
Pressão de Vapor (Fumigação)
Para a avaliação do efeito por fumigação foram utilizadas as
concentrações estabelecidas em ensaios preliminares que determinaram a taxa
de mortalidade próxima de zero e próxima de 100%. Após a determinação
desta faixa inicial foram obtidas 4 concentrações em progressão geométrica 5;
2,5; 1,25 e 0,625 µL.g-1 de óleo essencial de P. umbellata e controle, utilizando
1mL das soluções para o tratamento de 20 gramas de sementes de trigo, as
quais foram agitadas por aproximadamente 3 minutos. Após o óleo essencial
ser impregnado de maneira homogênea as sementes foram expostas ao ar
livre por 30 minutos para evaporação da acetona.
Em seguida, foram utilizados 4 g de sementes de trigo dos respectivos
tratamentos e tratamento controle em tubos de vidro de 8 cm de altura por 2 cm
de diâmetro com 5 repetições por tratamento, sendo confinados em cada tubo
de vidro 10 adultos de S. zeamais, vedados com papel Parafilm®. A contagem
de indivíduos mortos foi feita após 24h do confinamento dos insetos, os dados
foram submetidos à análise de Próbit, para obtenção das concentrações letais
50 e 99 (CL50 e CL99) (FINNEY, 1971).
26
Exposição por superfície de contato
No bioensaio em exposição por superfície de contato foram utilizadas as
concentrações estabelecidas em ensaios preliminares. Os tratamentos
consistiram nas diluições de óleo essencial em acetona, obtendo então as
concentrações de 1; 0,75; 0,5; 0,25; 0,125; 0,0625 µL.cm-2, foi aplicado então
0,5 mL das soluções em papel filtro de 90 mm de diâmetro ou acetona para a
testemunha. Após a evaporação do solvente, os papéis foram colocados em
placas de Petri do mesmo diâmetro e liberados sobre o papel 10 insetos
adultos, sendo 5 repetições por tratamento. A contagem dos indivíduos mortos
foi feita após 24 horas de confinamento. Os dados foram submetidos à análise
de Probit para obtenção das Concentrações Letais de 50 e 99 (CL50 e CL99)
(FINNEY, 1971).
Repelência
Para avaliação da repelência por superfície de contato e em grãos
tratados do óleo essencial foram utilizados os métodos descritos por FAVERO
e CONTE (2008), utilizando-se a concentração letal 5 (CL5) estimada nos
testes de superfície e de fumigação. Os dados foram analisados pelo teste
binomial unilateral tendo como média populacional de 50% de repelência, ou
seja, se a resposta for menor ou igual a 50% é considerada não repelente (p =
0,05).
Repelência por contato
Discos de papel filtro de 90 mm de diâmetro foram divididos ao meio. Em
uma das metades foi aplicada a concentração letal 5 (CL5 - 0,06 µL.cm-2) e na
outra apenas a acetona como controle. Em seguida as metades de papel filtro
foram colocadas em uma placa de Petri de 90 mm e sobre as metades do
papel filtro foi colocada uma camada de pérolas de vidro (3 mm de diâmetro)
com 10 insetos em 10 repetições por concentração. A avaliação da repelência
foi feita após 1, 3 e 24 horas pela contagem dos insetos encontrados na
superfície tratada ou não.
Repelência em grãos tratados sem e com chance de escolha
Para avaliar o efeito repelente em grãos tratados sem e com chance de
escolha, foram tratados 100 g de grãos de trigo com 2 mL de solução da
concentração letal 5 (CL5 - 0,23 µL.g-1) obtida no teste de fumigação. Os grãos
foram agitados por aproximadamente 3 minutos a fim de impregnar o óleo
27
essencial de maneira homogênea e foram expostas ao ar livre por 30 minutos
para evaporação da acetona.
Para o bioensaio de repelência em grãos tratados sem chance de
escolha foram utilizadas Placas de Petri com divisão, onde foram colocados em
um dos lados 5 g de grãos tratados com óleo essencial. Foram liberados 10
insetos em 10 repetições no lado que estavam os grãos tratados com o óleo, e
após 1, 3 e 24 horas, foi contado o número de insetos que estavam sob os
grãos tratados.
O bioensaio de repelência em grãos tratados com chance de escolha
seguiu o mesmo procedimento do anterior, porém foi colocado em um lado 5 g
de grãos tratados e no outro 5 g de grãos de trigo tratados com acetona
(controle), em seguida foram liberados 10 insetos nos grãos tratados com óleo
essencial em 10 repetições e após 1, 3 e 24 horas, foi contado o número de
insetos que estavam sob os grãos tratados com o óleo essencial ou controle.
Os dados foram tabulados e o cálculo do índice de repelência (IR) foi
feito pela equação, IR%= �T
C+T�×100, onde T é o número de insetos sobre a
superfície ou grão tratado e C sobre superfície ou grão não tratado.
28
Resultados
Pressão de Vapor (Fumigação)
O óleo essencial de P. umbellata apresentou toxicidade através da via
de intoxicação por fumigação para adultos de S. zeamais (Tabela 1) ajustando-
se ao modelo de Próbit (p = 0,33). A concentração letal 50 média após 24
horas de exposição foi estimada em 0,95 µL.g-1, o que equivale a 0,95 mL.kg-1.
Tabela 1. Valores da CL50 e CL99 de fumigação do óleo essencial em adultos
de Sitophilus zeamais.
Tempo
(horas)
Declividade CL50 ± EP
(IC 95%) µL.g-1
CL99
(IC 95%) µL.g-1
GL 2 P
24
1,18
0,95 ± 0,17
(0,76 – 1,14)
6,73
(4,54 – 13,18)
2
2,18
0,33
CL: concentração letal; GL: graus de liberdade; IC: intervalo de confiança; 2: qui-quadrado; P: probabilidade; EP: Erro Padrão.
Exposição em superfície de contato
Quanto ao bioensaio de exposição em superfície de contato, o óleo
essencial de P. umbellata também apresenta toxicidade para adultos de S.
zeamais (Tabela 2) e ajustou-se ao modelo de Próbit (p = 0,102). A estimativa
da concentração letal média após 24 de exposição de 0,34 µL.cm-2, o que
equivale a 3,4 mL.m-2.
Tabela 2. Toxicidade aguda por contato de óleo essencial de Pothomorphe
umbellata para Sitophilus zeamais.
Tempo
(horas)
Declividade CL50±EP
(IC 95%) µL.cm-2
CL99
(IC 95%) µL.cm-2
GL 2 P
24
0,88
0,34± 0,09
(0,29-0,42)
4,91
(3,01-10,20)
4
7,73
0,102
CL: concentração letal; GL: graus de liberdade; IC: intervalo de confiança; 2: qui-quadrado; P: probabilidade; EP: Erro Padrão.
29
Repelência
O óleo essencial de P. umbellata na concentração de 0,06 µL.cm-2 foi
repelente para adultos de S. zeamais até uma hora (p < 0,05), não havendo
repelência após 3 e 24 horas (p > 0,05) (Tabela 3).
Tabela 3. Repelência de óleo essencial de Pothomorphe umbellata sobre
Sitophilus zeamais em superfície tratada.
Pothomorphe umbellata (µL.cm-2)
Tempo (horas) Proporção de indivíduos (%)
P1
0,06 1 69 < 0,0001
0,06 3 52 0,35
0,06 24 48 0,35
P: probabilidade para teste binomial unilateral
Não foi obtido efeito repelente do óleo essencial de P. umbellata no
bioensaio sem chance de escolha para S. zeamais, na concentração de 0,23
µL.g-1. Já que a média populacional de 50% de repelência foi menor ou igual a
50% (p = 0,05) (Tabela 4) tanto na primeira hora como nas horas posteriores.
Tabela 4. Repelência de óleo essencial de Pothomorphe umbellata em grãos
de trigo tratados (sem chance de escolha) sobre Sitophilus zeamais.
Pothomorphe umbellata (µL.g-1)
Tempo (horas) Índice de repelência (%)
P1
0,23 1 17 1
0,23 3 20 1
0,23 24 50 0,5
P: probabilidade para teste binomial unilateral
Porém, no bioensaio com chance de escolha na concentração 0,23µL.g-1
apresentou efeito repelente do óleo essencial de P. umbellata para adultos de
S. zeamais, na primeira hora de exposição (p < 0,05), nas horas posteriores de
3 e 24 horas não foi detectado o efeito repelente (Tabela 5), corroborando com
30
os dados de repelência referente à CL5 0,06 µL.cm-2 de superfície de contato
(Tabela 3).
Tabela 5. Repelência de óleo essencial de Pothomorphe umbellata em grãos
de trigo tratados (com chance de escolha) sobre Sitophilus zeamais.
Pothomorphe umbellata (µL.g-1)
Tempo (horas) Índice de repelência (%)
P1
0,23 1 61 0,0139
0,23 3 43 0,16
0,23 24 6 1
P: probabilidade para teste binomial unilateral
Discussão
Os resultados destes ensaios indicam que o óleo essencial de P.
umbellata apresenta toxicidade para adultos de S. zeamais tanto por pressão
de vapor (fumigação) quanto por exposição em superfície de contato. Todas as
concentrações que foram testadas nestes bioensaios provocaram a
mortalidade crescente dos insetos, ajustando-se ao modelo de Próbit.
O modo de ação da atividade inseticida dos óleos essenciais está
diretamente ligado aos compostos terpenóides, que ocorre de diferentes
formas, por meio da interação com o tegumento do inseto e/ou, com enzimas
digestivas e neurológicas (ISMAN, 2006).
Os monoterpenos presentes no óleo essencial P. umbellata são
responsáveis pela sua toxicidade ao inseto estudado. Os monoterpenos, α-
pineno, β-pineno e limoneno foram identificados no estudo de óleo volátil de P.
umbellata por MESQUITA et al. (2005) já MATTANA et al. (2010), detectaram a
presença do monoterpeno β-pineno. As variações na composição dos
compostos terpênicos dos óleos voláteis das espécies de Piperaceae, de um
modo geral são devidas a fatores edafo-climáticos (MESQUITA et al.,2005).
Segundo VIEGAS Jr. (2003), monoterpenos como α-pineno, β-pineno, 3-
careno, limoneno, mirceno, α-terpineno e canfeno, foram isolados e avaliados
31
quanto sua toxicidade em diferentes insetos, os quais obtiveram diferentes
taxas de mortalidade para diferentes estágios de desenvolvimento.
O óleo essencial de Tagetes patula (L.) (Asteraceae) tem monoterpenos
como limoneno e α-pineno, havendo ação inseticida para S. zeamais causando
100% de mortalidade nos insetos quando testados. Monoterpenos limoneno e
cineol têm ação inseticida para pragas de grãos armazenados, a ação de
toxicidade se da através das vias respiratórias (fumigação), da cutícula
(contato) e da ingestão (grãos tratados) (RESTELLO et al., 2009).
Plantas da família das Piperaceas também foram observadas com
efeitos inseticidas para S. zeamais, os óleos essenciais desta família são
eficientes devido a sua alta volatilidade, da via de aplicação e da concentração
utilizada (ESTRELA et al., 2006; COITINHO et al., 2011).
A toxicidade dos óleos essenciais ou de seus componentes é devida à
sua ação sobre o sítio octopaminérgico, inibindo ou estimulando a octopamina,
um neurotransmissor presente apenas em invertebrados. A octopamina é um
neurotransmissor e neuromodulador, e quando o seu funcionamento é
interrompido resulta na ruptura do funcionamento do sistema nervoso do
inseto. O que torna o uso de inseticidas baseados em óleos essenciais pouco
tóxicos para seres humanos, diminuindo os riscos para consumidores e
aplicadores (ENAN, 2001; TRIPATHI et al., 2009).
Este sítio de ação é exclusivo de invertebrados e pode sugerir que os
óleos essenciais são pouco seletivos aos invertebrados não-alvos, como os
inimigos naturais. Contudo, como o controle biológico de pragas de produtos
armazenados ainda não se mostrou viável então, este risco ainda é baixo nesta
situação (PHILLIPS e THRONE, 2010).
O óleo essencial de P. umbellata apresentou repelência para adultos de
S. zeamais na primeira hora de exposição por contato e em grãos tratados com
chance de escolha. Nas horas posteriores, de 3 e 24 horas de avaliação, o óleo
não apresentou efeito repelente. Estes resultados indicam que óleos essenciais
de Piperaceas sejam rapidamente volatizados no ambiente (ESTRELA et al.,
2006), portanto de baixa persistência.
Os óleos essenciais de plantas são alternativas para a proteção dos
produtos armazenados, pois são substâncias voláteis que facilmente se
degradam no ambiente (ISMAN, 2000).
32
A toxicidade residual de um inseticida natural ser limitada é uma
vantagem importante, pois oferece um ambiente mais seguro para os
aplicadores com menos resíduos, além de reduzir o risco de resistência das
pragas (MIRESMAILLI e ISMAN, 2006).
Há um aumento pela busca de repelentes naturais, já que estes são
comparáveis e até mais eficazes que os sintéticos, porém repelentes de óleos
essenciais tendem a ser de curta duração e sua eficácia depende da sua
volatilidade (NERIO et al., 2010).
CONTI et al. (2010) afirmam que são necessários estudos que visem a
aplicabilidade da repelência dos óleos essenciais contra os insetos-praga de
produtos armazenados, já que uma abordagem integrada pode representar
uma possível alternativa aos inseticidas químicos sintéticos.
Desta maneira é possível afirmar que o óleo essencial de P. umbellata
foi eficiente em relação ao efeito inseticida tanto nas vias de intoxicação por
vapor (fumigação) como o contato que causaram a mortalidade dos insetos.
Apesar do efeito repelente em um curto período de exposição dos insetos, este
óleo demonstrou ser de baixa persistência, o que diminui os resíduos nos grãos
e no meio ambiente, podendo ser então promissor e alternativo para o controle
de S. zeamais.
33
Conclusão
O óleo essencial de P. umbellata é eficiente no controle por fumigação
para S. zeamais.
O óleo essencial de P. umbellata tem efeito de toxicidade por superfície
de contato para S. zeamais.
O óleo essencial de P. umbellata tem efeito repelente por superfície
tratada e grãos tratados com chance de escolha até uma hora de exposição
para S. zeamais.
34
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37
Artigo II
Atividade insetistática de óleo essencial de Pothomorphe umbellata (L.)
Miq., sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera:
Noctuidae)
Carolina Ferreira Pauliquevis
Resumo
A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda, é a principal praga da cultura do
milho, seu manejo é feito por inseticidas sintéticos, muitas vezes não são
eficazes, causam a resistência da praga e a contaminação do meio ambiente.
O uso de óleos essenciais tem demonstrado serem eficazes no controle de
pragas, são renováveis, não contaminam o ambiente e são facilmente
degradáveis. Nessa perspectiva, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar o
potencial insetistático do óleo essencial da pariparoba, Pothomorphe umbellata,
sobre a lagarta-do-cartucho, S. frugiperda. Foram realizados bioensaios de
toxicidade tópica, pulverização e fagoinibição sem chance e com chance de
escolha. As doses letais DL50 e DL99 estimadas para toxicidade tópica foram
0,36 e 2,87 µL.inseto-1, respectivamente. A concentração letal média para
pulverização é 0,0008 µL.cm-2, equivalente a 0,08 L.ha-1. A inibição da
atividade anti-alimentar das lagartas estiveram em média 60%, não houve
relação de dependência entre as concentrações testadas. O óleo essencial de
P. umbellata apresenta potencial insetistático para o controle de S. frugiperda.
Palavras-chave: Controle alternativo, inseticida botânico, lagarta-do-cartucho
38
Insectistatic activity of Pothomorphe umbellata (L.) Miq. essential oil against
Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)
Carolina Ferreira Pauliquevis
Abstract
The fall armyworm, Spodoptera frugiperda, is the mainly plague of corn culture,
handling is made by synthetic insecticide, which in most of the cases are not
effective, they cause the resistance of plague and the contamination of the
environment. The use of essential oils have been demonstrated being effective
on plagues controlling, they are renewable, they don`t contaminate the
environment and they are easily degradable. In this pespective, the objective of
this research was to evaluate the pariparoba, Pothomorphe umbellata essential
oil insetistatic potential on the fall armyworm, S. frugiperda. It was made topical
toxicity bioassay, spraying and fagoinhibition with and without chance of choice.
The lethal doses LD50 and LD99 estimated for topical toxicity was 0,36 e 2,87
µL.inseto-1, respectively. The medial lethal concentration to spraying is 0,0008
µL.cm-2, equivalent to 0,08 L.ha-1. The inhibition of anti-feeding activity of larvae
was, on average 60%, there was not a dependency relationship between the
tested concentrations. The essential oil of P. umbellata shows insetistatic
potential for S. frugiperda controlling.
Key-words: Alternative control, botanic insecticide, fall armyworm
39
Introdução
No Brasil, a lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith,
1797) (Lepidoptera: Noctuidae) é a principal praga da cultura do milho, e nos
últimos anos sua severidade vem aumentando em várias áreas cultivadas.
Essa praga é de grande importância, devido ao aumento da exploração da
cultura do milho, que é cultivado em várias regiões brasileiras, além de atacar
outras culturas como o algodão, arroz e sorgo (WAQUIL et al., 2008).
O manejo desta praga é feito por inseticidas sintéticos, o qual nem
sempre leva em consideração a seletividade dos agentes de controle biológico,
aumentam os custos da produção, deixam resíduos nos alimentos e poluem o
ambiente (OLIVEIRA et al., 2007; TOSCANO et al., 2012).
Desta maneira, o uso de substâncias extraídas das plantas com
potencial inseticida tem demonstrado ser eficaz no controle de pragas, além de
possuírem vantagens diante do uso de inseticidas sintéticos, visto que estas
são renováveis, não contaminam o ambiente por serem facilmente
degradáveis, o mecanismo de resistência dos insetos é lento, são seguras aos
aplicadores e apresentam baixo custo, o que torna acessível a pequenos
produtores (OLIVEIRA et al., 2007).
Dentre as substâncias botânicas utilizadas para o controle de insetos,
vêm se destacando o uso de óleos essenciais. Os óleos essenciais são
compostos voláteis caracterizados por um forte odor e são formados a partir do
metabolismo secundário das plantas, estes têm sido empregados por suas
propriedades antibacteriana, antifúngica e inseticida (BAKKALI et al., 2008).
Os óleos essenciais apresentam efeitos de toxicidade para os insetos,
em ordens como Lepidoptera, Coleoptera, Diptera, Isoptera e Hemiptera
(KHATER, 2012). Devido à atividade residual dos óleos essenciais serem
mínimas, as populações de insetos polinizadores e controladores biológicos
correm menos riscos de serem afetados, o que os torna inseticidas naturais
compatíveis com o manejo integrado de pragas (KOUL et al., 2008).
Nessa perspectiva, essa pesquisa buscou conhecer as propriedades
insetistáticas do óleo essencial de Pothomorphe umbellata (L.) Miq., uma
espécie da família Piperaceae nativa da Mata Atlântica, popularmente
conhecida como “pariparoba” ou “capeeba” (MATTANA et al., 2009).
40
Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial insetistático do
óleo essencial da pariparoba, Pothomorphe umbellata, sobre a lagarta-do-
cartucho, Spodoptera frugiperda em laboratório.
Material e Métodos
As folhas de pariparoba foram coletadas para extração do óleo
essencial, nas primeiras horas da manhã, entre 7h e 8h, segundo MING (1996),
na Universidade Anhanguera - Uniderp, Unidade Agrárias.
Para extração do óleo essencial de pariparoba foi utilizado aparelho
Clevenger, que se baseia em hidrodestilação das substâncias voláteis. As
folhas frescas foram trituradas em liquidificador, com um litro de água destilada,
por ± 3 minutos e destiladas por 2 horas (CONTE et al., 2001).
A criação massal de S. frugiperda foi mantida em dieta artificial a base
de gérmen de trigo e feijão em tubos de vidro (2,5 cm × 8,5 cm), em sala
climatizada, sob temperatura de 27 ± 2º C e umidade relativa de 70 ± 5%.
Após a pupação, os insetos foram sexados e cinco casais foram
colocados em gaiolas de tubo PVC com 10 cm de diâmetro, revestidas
internamente com folhas de papel sulfite, que serviu como substrato para
postura de ovos. Após emergirem, as mariposas foram alimentadas com
solução de mel a 10%.
Diariamente foi realizada a manutenção e feita à retirada dos ovos, que
foram colocados em placas de Petri (90 mm x 10 mm) mantidas em sala
climatizada de temperatura 27 ± 2º C, umidade relativa de 70 ± 5% e
fotoperíodo de 12 horas, até a eclosão das larvas quando, então, foram
transferidas para tubos contendo dieta artificial.
Para testar o potencial insetistático do óleo essencial da pariparoba
sobre a lagarta-do-cartucho foram realizados os bioensaios de: Exposição por
aplicação tópica, pulverização, fagoinibição sem chance de escolha e
fagoinibição com chance de escolha.
Exposição por aplicação tópica
No teste de exposição por aplicação tópica foram realizados 6
tratamentos com 10 repetições cada, com uma lagarta de 4º ínstar por
repetição. Os tratamentos consistiram em óleo essencial puro e nas diluições
41
do óleo essencial em acetona, obtendo então as concentrações de 0,75; 0,5;
0,25; 0,125 mL de óleo e testemunha com apenas acetona. Foi aplicado 1 μL
de cada concentração na região protorácica do inseto equivalendo a 1; 0,75;
0,5; 0,25; 0,125 μL.inseto-1.
As lagartas foram acondicionadas individualmente em placas de Petri
(90 mm x 10 mm ), sendo o fundo forrado com papel filtro de mesmo diâmetro
e um pouco de dieta artificial.
Após 24 horas, foi avaliada a mortalidade por dose e repetição. Os
dados de mortalidade foram tabulados e submetidos à análise de Probit
(FINNEY, 1971), para obtenção das Doses Letais de 50 e 99 (DL50 e DL99).
Pulverização
Para o bioensaio de pulverização foi utilizado um micropulverizador
adaptado de MASCARIN et al. (2013), usando-se um tubo de PVC de 150 mm
de diâmetro por 20 cm de altura, acoplando-se na parte superior um aerógrafo
de agulha de 0,3 mm, com pressão de 40 PSI. Utilizaram-se concentrações
estabelecidas em ensaios preliminares os quais determinaram a taxa de
mortalidade próxima de zero e de 100%. Após a determinação desta faixa
inicial foram obtidas 4concentrações em progressão geométrica: 0,0014; 0,001;
0,0007 e 0,0005 µL.cm-2 de óleo essencial de P. umbellata e a testemunha,
contendo apenas acetona.
Foram realizadas 4 repetições para cada tratamento e 5 lagartas de 4º
ínstar por repetição. Para a realização da pulverização as lagartas foram
retiradas da dieta artificial e colocadas em uma placa de Petri (90 mm x 10
mm). Em seguida, foi feita a pulverização por 3 segundos, o que permite um
volume de calda estimado em 2 µL.cm-2 (200 L.ha-1). As larvas foram
devolvidas individualmente à dieta artificial, a fim de evitar o canibalismo das
mesmas. A contagem dos indivíduos mortos foi feita após 24 horas de
confinamento. Os dados foram submetidos à análise de Probit para obtenção
das Concentrações Letais de 50 e 99 (CL50 e CL99) (FINNEY, 1971).
Fagoinibição sem e com chance de escolha
Os testes de fagoinibição, sem ou com chance de escolha, foram
realizados conforme método descrito por ESCOUBAS et al. (1993) com
adaptações (FAVERO et al., 2002).
42
Para o bioensaio de fagoinibição sem chance de escolha foi colocado
em cada placa de Petri (90 mm x 10 mm) um disco de folha de feijão com 5,87
cm2, sobre o qual foi aplicado com uma pipeta 0,1 mL de óleo essencial diluído
em acetona obtendo-se os tratamentos de 0,0014; 0,00425; 0,00212 e
0,00106 µL.cm-2 exceto o controle contendo apenas acetona. Foram realizadas
10 repetições para cada tratamento e uma lagarta de 4º ínstar por repetição.
Em cada placa foi liberada uma lagarta de 4º ínstar, que foi mantida sem
alimento por aproximadamente 24 horas. Após 1 hora da liberação as larvas de
S. frugiperda foram retiradas. Após este período as imagens dos discos foram
digitalizadas com auxílio de um Scanner de mesa. Por meio do programa
Quant v.1.0.2 foi calculada a área do disco consumida, e calculado o índice de
fagoinibição (IF%), por meio da equação 100)(
)((%)
TC
TCIF , onde C e T são o
consumo dos discos controle e tratados, respectivamente (KOUL, 2005). Os
dados foram tabulados e submetidos à análise de regressão linear (P = 0,05).
O bioensaio de fagoinibição com chance de escolha foi realizado em
placas de Petri (90 mm x 10 mm) contendo 2 discos de folhas de feijão com
5,87 cm2. Um deles recebeu a aplicação com uma pipeta de 0,1 mL de óleo
essencial diluído em acetona obtendo as concentrações de 0,0014; 0,00425;
0,00212 e 0,00106 µL.cm-2 e o disco controle recebeu apenas 0,1 mL de
acetona. Em cada placa os discos de folhas de feijão foram colocados
equidistantes de um ponto central, onde foi liberada uma lagarta de 4º ínstar.
Os demais procedimentos, incluindo a avaliação do consumo e a análise de
dados, foram semelhantes aos descritos para o teste sem chance de escolha.
43
Resultados
Exposição por aplicação tópica
O óleo essencial de P. umbellata apresentou efeito inseticida por
aplicação tópica para S. frugiperda, ajustando-se ao modelo de Próbit proposto
(p = 0,095). As doses letais DL50 e DL99 estimadas neste bioensaio foram 0,36
e 2,87 µL.inseto-1, respectivamente (Tabela 1).
Tabela 1. Valores da DL50 e DL99 de toxicidade tópica do óleo essencial de
Pothomorphe umbellata em lagartas do 4º ínstar de Spodoptera
frugiperda.
Tempo
(horas)
Declividade DL50 ± EP
(IC 95%)
µL.inseto-1
DL99
(IC 95%)
µL.inseto-1
GL 2 P
24
1,12
0,36±0,30
(0,22 – 0,51)
2,87
(1,40 – 24,32)
3
6,38
0,095
DL: dose letal; GL: graus de liberdade; IC: intervalo de confiança; 2: qui-quadrado; P: probabilidade; EP: Erro Padrão. Pulverização
Para o bioensaio de pulverização, o óleo essencial de P. umbellata
também apresentou efeito inseticida para as lagartas de S. frugiperda (Tabela
2), ajustando-se ao modelo de Próbit (p = 0, 41). O valor estimado para a
concentração letal média foi 0,0008 µL.cm-2, equivalente a 0,08 L.ha-1.
Tabela 2. Valores da CL50 e CL99 de pulverização do óleo essencial de
Pothomorphe umbellata em lagartas do 4º ínstar de Spodoptera
frugiperda.
Tempo
(horas)
Declividade CL50 ± EP
(IC 95%) µL.cm-2
CL99
(IC 95%) µL.cm-2
GL 2 P
24
4,18
0,0008 ± 0,78
(0,0007-0,0009)
0,0015
(0,0012- 0,0021)
2
1,78
0,41
CL: concentração letal; GL: graus de liberdade; IC: intervalo de confiança; 2: qui-quadrado; P: probabilidade; EP: Erro Padrão.
44
Fagoinibição sem e com chance de escolha
Nos bioensaios de fagoinibição sem chance e com chance de escolha,
não houve relação de dependência entre as concentrações testadas e os
índices de fagoinibição obtidos, pois a inibição da atividade anti-alimentar das
lagartas estiveram em média 60%. As médias dos índices de fagoinibição e os
desvios padrões estão apresentados nas tabelas 3 e 4.
Tabela 3. Médias dos Índices de Fagoinibição (IF%) e desvio padrão do óleo
essencial de Pothomorphe umbellata sobre lagartas do 4º ínstar de
Spodoptera frugiperda no bioensaio de fagoininibição sem chance
de escolha.
IF: Índice de fagoinibição.
Tabela 4. Médias dos Índices de Fagoinibição (IF%) e desvio padrão do óleo
essencial de Pothomorphe umbellata sobre lagartas do 4º ínstar de
Spodoptera frugiperda no bioensaio de fagoininibição com chance
de escolha.
Concentração (µL.cm-2) IF% Desvio Padrão
0,00106 55,95 19,22
0,00212 59,51 15,22
0,00425 54,99 15,65
0,00140 59,30 13,73
Média geral 57,44 15,96
IF: Índice de fagoinibição
Concentração (µL.cm-2) IF% Desvio Padrão %
0,00106 55,31 18,46
0,00212 57,80 16,05
0,00425 61,56 14,41
0,00140 67,18 12,34
Média geral 60,46 15,32
45
Discussão
Os resultados dos bioensaios indicam que o óleo essencial de P.
umbellata apresenta potencial inseticida por meio de toxicidade aguda tópica e
pulverização, e por efeito insetistático fagoinibidor para S. frugiperda. As
concentrações testadas nos bioensaios de exposição por aplicação tópica e
pulverização causaram a mortalidade dos insetos. No bioensaio de fagoinibição
sem ou com chance de escolha o óleo essencial causou o efeito de deterrência
alimentar, em média 60%.
A ação insetistática e inseticida do óleo essencial de P. umbellata para
S. frugiperda pode estar ligada aos monoterpenos limoneno, α-pineno e β-
pineno, identificados por MESQUITA et al. (2005).
Na análise dos compostos do óleo essencial de Piper hispidinervum (C.)
(Piperacea) foi notada a presença dos monoterpenos α-pineno, 3-careno e α-
terpinoleno. Este óleo essencial testado em S. frugiperda apresentou efeito
inseticida, causando sintomas similares a insetos com intoxicação neurotóxica
além de provocar a redução alimentar em 50% em folhas de milho tratadas
(LIMA et al., 2009).
Os monoterpenos limoneno, α-terpineno, α-pineno, β-pineno e 3-careno,
apresentam toxicidade considerável para insetos e baixa toxicidade para
mamíferos (RATTAN, 2010).
Os terpenos estão em maior quantidade nos óleos essenciais, e os
principais são monoterpenos e sesquiterpenos. Os monoterpenos são
moléculas que constituem 90% dos óleos essenciais, sendo que a estrutura e
função dos sesquiterpenos são semelhantes às do monoterpenos (BAKKALI et
al., 2008).
Os óleos essenciais possuem múltiplos modos de ação sobre os insetos,
agem sobre o sistema nervoso, e causam consequências fisiológicas e
comportamentais, pois estes atuam em enzimas digestivas e neurológicas, as
quais são responsáveis por impedir a alimentação ou causar outros efeitos
tóxicos diretamente ligados aos compostos terpenóides (ISMAN, 2006; ISMAN
et al., 2011).
A ação inseticida dos monoterpenos presentes nos óleos essenciais
ocorre sobre o sítio octapaminérgico, logo a ação é sobre a octopamina, um
neuromodulador e um neurotransmissor presente em invertebrados, onde os
46
sinais de toxicidade para insetos são a hiperatividade seguida por
hiperextensão das pernas e abdômen e imobilização seguida por morte (ENAN,
2001).
Porém, as misturas dos compostos terpenóides podem ser mais tóxicas
do que se utilizado isoladamente, estas atuam com efeito sinérgico a outras
toxinas facilitando a sua passagem através de membranas (RATTAN, 2010).
Características estruturais e químicas contribuem para a toxicidade dos
compostos, afetam a penetração através da cutícula e a capacidade do inseto
excretar o composto (PHILLIPS et al., 2010).
Um produto que apresenta atividade anti-alimentar pode ser definido
como sendo repelente caso o inseto evite alimentar sem entrar em contato com
o material vegetal; ou ser um supressor alimentar, onde o inseto deixa de
continuar sua alimentação por ter tido contato com o material vegetal. A
definição de supressor alimentar é a categoria mais aceita, ou seja, a inibição é
causada por respostas gustativas (KOUL, 2008).
A ação dos compostos secundários, como os terpenos, estimula as
células receptoras gustativas existentes no aparelho bucal dos insetos,
impedindo a continuidade da alimentação causando a redução ou inibição
alimentar, demonstrada em ordens como Lepidoptera, Coleoptera, Hemiptera e
Hymenoptera (CHAPMAN, 2003).
Óleos essenciais que na sua composição apresentam os monoterpenos
α- pineno, timol, linalol, citronelal, 1,8-cineol, eugenol, carvacrol e α-terpineol já
tiveram sua atividade anti-alimentar comprovada para a lagarta do tabaco,
Spodoptera litura (Fabricius, 1775) (Lepidoptera: Noctuidae) e também para os
coleópteros Tribolium castaneum (Herbst, 1797) (Coleoptera: Tenebrionidae),
Sitophilus zeamais (Motschulsky, 1885) (Coleoptera: Curculionidae), Sitophilus
granarium (Multon, 1988) (Coleoptera: Curculionidae) e Sitophilus oryzae
(Linnaeus, 1763) (Coleoptera: Curculionidae) (ISMAN, 2000; KOUL et al.,
2008).
Embora muitos monoterpenos possuam propriedades insetistáticas, o
grau de toxicidade dos compostos difere de uma espécie vegetal para outra
(KOUL et al., 2008).
Índices de fagoinibição que estão entre 30% e 60% são considerados
protetivos, abaixo desses valores não apresentam proteção (LIDERT et
47
al.,1985). Porém, em muitos casos um produto é considerado efetivo quando a
inibição da alimentação é de 80% a 100% (KOUL, 2005).
Os compostos de origem vegetal possuem diversos modos de ação,
podem impedir sua alimentação, afetar o crescimento, impedir a oviposição e
reduzir a fertilidade. A maior parte dos óleos essenciais interrompe a função
dos receptores de octopamina presente nos insetos, mas ausentes nos
mamíferos, o que torna a exploração destes compostos viável nos programas
de manejo integrado de pragas (DUBEY et. al., 2010).
Assim, o óleo essencial de P. umbellata foi eficiente em relação ao efeito
inseticida por aplicação tópica e pulverização, causando a mortalidade dos
insetos. Ainda que não foi obtido o índice de fagoibinição em 100%, este óleo
demonstrou ser protetivo à planta. Logo, o óleo essencial da pariparoba pode
ser uma maneira alternativa de controle aos inseticidas sintéticos para S.
frugiperda, diminuindo os impactos causados no meio ambiente.
48
Conclusão
O óleo essencial de P. umbellata tem potencial inseticida por toxicidade
tópica e pulverização para S. frugiperda.
O óleo essencial de P. umbellata tem atividade anti-alimentar em média
de 60% para S. frugiperda.
49
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6. Conclusão Geral
Nos bioensaios realizados em laboratório, o óleo essencial da
pariparoba, Pothomorphe umbellata, apresentou potencial insetistático para as
pragas como o gorgulho-do-milho e lagarta-do-cartucho, Sitophilus zeamais e
Spodoptera frugiperda, importantes economicamente por atacarem grãos
armazenados e principalmente a cultura do milho, respectivamente. Assim,
este óleo essencial demonstrou ser eficiente, podendo ser uma maneira
promissora alternativa, sustentável e viável aos inseticidas sintéticos,
diminuindo assim, os resíduos nos alimentos e os impactos ambientais.