ABSTRACT
Abstract Fumigant activities for three essential oils; Garlic oil (Allium sativum L); Chili pepper (Capsicum annuum L.) and Nigella (Nigella sativa L.) were assessed at different concentrations against the adult and 20-days old larval stages of Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) in the laboratory. The accumulative mortality was observed at different exposure periods (3, 5 and 7 days). The residual effect of garlic oil that was the effective oil, on the treated wheat grains was evaluated with respect to histological changes in the liver, kidney, and stomach of rat fed on this treated wheat. The results showed that the mortality rates of treated stages increased with increasing the time of fumigation treatment. Moreover the highest essential oils toxicity at the Median lethal concentration (LC50) values for exposure periods (3, 5 and 7 days) to fumigation were (126, 53, and 47 mg/L air) for adult stage and were (79, 62, and 41 mg/L air) for larval stage, respectively in the case of Garlic oil treatment. While, the lowest essential oils effective was Nigella oil at the Median lethal concentration (LC50) values for exposure periods (3, 5 and 7 days) to fumigation were (3594, 629, and 335 mg/L air) for adult stage and were (1040, 416, and 227 mg/L air) for larval stage, respectively. The toxicity effect of various essential oils against adults and larvae of T. castaneum at the LC50at 7 days fumigation could be arranged in descending order as follows: Garlic oil, Chili pepper oil, and Nigella oil. The histological changes showed that the organs slightly affected at the fumigation for 3 days. It may be concluded that the garlic essential oil is the good effective fumigant to control T. castaneum in the stored products and it recommended that the fumigation period does not exceed 3 days. The garlic essential oil has the potential for applications in IPM programs for stored-grain pests because of its high volatility and fumigant activity and its safety.
Resumo Atividades fumigantes de três óleos essenciais - óleo de alho (Allium sativum L.); pimenta-malagueta (Capsicum annuum L.) e Nigella (Nigella sativa L.) - foram avaliadas em diferentes concentrações contra adultos e larvas de Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) com 20 dias de idade em laboratório. A mortalidade acumulada foi observada em diferentes períodos de exposição (3, 5 e 7 dias). O efeito residual do óleo de alho, ou seja, o óleo eficaz, nos grãos de trigo tratados foi avaliado em relação às alterações histológicas no fígado, rim e estômago de ratos alimentados com esse trigo tratado. Os resultados mostraram que as taxas de mortalidade dos estágios tratados cresceram com o aumento do tempo de exposição ao tratamento de fumigação. A maior toxidade dos óleos essenciais nos valores de Concentração Letal Média (CL50) para os períodos de exposição (3, 5 e 7 dias) à fumigação foi (126, 53 e 47 mg/L ar) para a fase adulta e (79, 62 e 41 mg/L ar) para a fase de larva, respectivamente no caso do tratamento com o óleo de alho, enquanto que o óleo essencial menos eficaze foi o óleo de Nigella, com valores de CL50 para os períodos de exposição (3, 5 e 7 dias) à fumigação (3594, 629 e 335 mg/L ar) para a fase adulta, e (1040, 416 e 227 mg/L ar) para a fase de larva, respectivamente. O efeito da toxidade de vários óleos essenciais contra adultos e larvas de T. castaneum em LC50 aos sete dias de fumigação pôde ser organizado em ordem decrescente, como segue: óleo de alho, óleo de pimenta e óleo de Nigella. As alterações histológicas mostraram que os órgãos foram levemente afetados na fumigação por três dias. Pode-se concluir que o óleo essencial de alho é um bom fumigante efetivo no controle de T. castaneum nos produtos armazenados, e recomendou-se que o período de fumigação não ultrapassasse três dias. O óleo essencial de alho tem potencial para aplicações em programas de Integrated Pests Management (IPM) para pragas de grãos armazenados, devido à sua alta volatilidade, atividade fumigante e respectiva segurança.
Subject(s)
Animals , Rats , Tribolium , Coleoptera , Oils, Volatile/toxicity , Insecticides/toxicity , Safety , MammalsABSTRACT
Abstract Fumigant activities for three essential oils; Garlic oil (Allium sativum L); Chili pepper (Capsicum annuum L.) and Nigella (Nigella sativa L.) were assessed at different concentrations against the adult and 20-days old larval stages of Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) in the laboratory. The accumulative mortality was observed at different exposure periods (3, 5 and 7 days). The residual effect of garlic oil that was the effective oil, on the treated wheat grains was evaluated with respect to histological changes in the liver, kidney, and stomach of rat fed on this treated wheat. The results showed that the mortality rates of treated stages increased with increasing the time of fumigation treatment. Moreover the highest essential oils toxicity at the Median lethal concentration (LC50) values for exposure periods (3, 5 and 7 days) to fumigation were (126, 53, and 47 mg/L air) for adult stage and were (79, 62, and 41 mg/L air) for larval stage, respectively in the case of Garlic oil treatment. While, the lowest essential oils effective was Nigella oil at the Median lethal concentration (LC50) values for exposure periods (3, 5 and 7 days) to fumigation were (3594, 629, and 335 mg/L air) for adult stage and were (1040, 416, and 227 mg/L air) for larval stage, respectively. The toxicity effect of various essential oils against adults and larvae of T. castaneum at the LC50at 7 days fumigation could be arranged in descending order as follows: Garlic oil, Chili pepper oil, and Nigella oil. The histological changes showed that the organs slightly affected at the fumigation for 3 days. It may be concluded that the garlic essential oil is the good effective fumigant to control T. castaneum in the stored products and it recommended that the fumigation period does not exceed 3 days. The garlic essential oil has the potential for applications in IPM programs for stored-grain pests because of its high volatility and fumigant activity and its safety.
Resumo Atividades fumigantes de três óleos essenciais - óleo de alho (Allium sativum L.); pimenta-malagueta (Capsicum annuum L.) e Nigella (Nigella sativa L.) - foram avaliadas em diferentes concentrações contra adultos e larvas de Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) com 20 dias de idade em laboratório. A mortalidade acumulada foi observada em diferentes períodos de exposição (3, 5 e 7 dias). O efeito residual do óleo de alho, ou seja, o óleo eficaz, nos grãos de trigo tratados foi avaliado em relação às alterações histológicas no fígado, rim e estômago de ratos alimentados com esse trigo tratado. Os resultados mostraram que as taxas de mortalidade dos estágios tratados cresceram com o aumento do tempo de exposição ao tratamento de fumigação. A maior toxidade dos óleos essenciais nos valores de Concentração Letal Média (CL50) para os períodos de exposição (3, 5 e 7 dias) à fumigação foi (126, 53 e 47 mg/L ar) para a fase adulta e (79, 62 e 41 mg/L ar) para a fase de larva, respectivamente no caso do tratamento com o óleo de alho, enquanto que o óleo essencial menos eficaze foi o óleo de Nigella, com valores de CL50 para os períodos de exposição (3, 5 e 7 dias) à fumigação (3594, 629 e 335 mg/L ar) para a fase adulta, e (1040, 416 e 227 mg/L ar) para a fase de larva, respectivamente. O efeito da toxidade de vários óleos essenciais contra adultos e larvas de T. castaneum em LC50 aos sete dias de fumigação pôde ser organizado em ordem decrescente, como segue: óleo de alho, óleo de pimenta e óleo de Nigella. As alterações histológicas mostraram que os órgãos foram levemente afetados na fumigação por três dias. Pode-se concluir que o óleo essencial de alho é um bom fumigante efetivo no controle de T. castaneum nos produtos armazenados, e recomendou-se que o período de fumigação não ultrapassasse três dias. O óleo essencial de alho tem potencial para aplicações em programas de Integrated Pests Management (IPM) para pragas de grãos armazenados, devido à sua alta volatilidade, atividade fumigante e respectiva segurança.
ABSTRACT
Beetles of the species Sitophilus oryzae and S. zeamais are pests of great economic importance since they attack not only rice and maize but also several other cereals. In fact, these beetles are one of the most visible threats to sustainable food production. Current study estimated the genetic variability of S. oryzae in two samples, one from the State of Paraná (PR), Brazil, and another from the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil, and a sample of S. zeamais from the State of Santa Catarina (SC), Brazil. Isozyme electrophoresis in starch gel technique was employed to analyze eight enzyme systems (AAT, ACP, GDH, GPI, IDH, MDH, PGM and ME). Average heterozygosity rates were 0.0091, 0.0100 and 0.0000 and expected heterozygosity rates were 0.0419, 0.0452 and 0.0000 respectively for the samples of PR, SC and RS samples. The percentage of polymorphic loci was 30% in the PR sample, 0% in the RS sample and 30% in the SC sample. Genetic identity rates were I=0.9983 between samples from PR and RS; I = 0.6892 between PR and SC, and I = 0.6925 between SC and RS. Nei´s (1978) genetic distance rates were 0.0017, 0.3722 and 0.3675. Samples presented low genetic variability.
Os besouros Sitophilus oryzae e S. zeamais são considerados pragas de grande importância econômica. Além do arroz e do milho, eles atacam outros diversos cereais. São uma das ameaças mais visíveis para a produção sustentável de alimentos. Este trabalho teve como objetivo estimar a variabilidade genética de S. oryzae em duas amostras, uma do Estado do Paraná (PR), e outra do Rio Grande do Sul (RS) e uma amostra de S. zeamais de Santa Catarina (SC). Utilizou-se a técnica de eletroforese de isozimas em gel de amido para a análise de oito sistemas enzimáticos (AAT, ACP, GDH, GPI, IDH, MDH, ME e PGM). A heterozigosidade média observada foi de 0,0091, 0,0100 e 0,0000 e a esperada foi de 0,0419, 0,0452 e 0,0000 para as amostras do PR, SC e RS, respectivamente. A porcentagem de locos polimórficos foi de 30, 0 e 30% nas amostras do PR, RS e SC, respectivamente. Os valores para identidade genética foram de I = 0,9983 entre as amostras do PR e RS; I = 0,6892 entre PR e SC e I = 0,6925 entre SC e RS, e os valores da distância genética de Nei (1978) foram 0,0017, 0,3722 e 0,3675, respectivamente. As amostras apresentaram pouca variabilidade genética.
Subject(s)
Coleoptera/genetics , Electrophoresis, Starch Gel , InsectaABSTRACT
RESUMO O presente trabalho teve como objetivo investigar o potencial inseticida de óleos essenciais de Croton heliotropiifolius, Croton pulegiodorus, Myracrodruon urundeuva e Ocimumbasilicum sobre adultos de Tribolium castaneumem milho armazenado. Para cada óleo foram realizados bioensaios de fumigação, repelência e o efeito sobre a taxa instantânea de crescimento (ri), em cinco concentrações (0; 5; 10; 15 e 20 μL). Os bioensaios foram conduzidos sob condições constantes de temperatura (28±2 ºC), umidade relativa (70±5%) e escoto fase de 24 horas. Nos testes de fumigação diferentes concentrações dos óleos foi aplicado em tiras de papel filtro presas na parte inferior da tampa da câmara de fumigação (1,5L), a qual continha 20 gramas de substrato alimentar e 10 insetos adultos de T. castaneum não sexados. A mortalidade dos insetos foi avaliada após 48 horas de exposição. Os testes de repelência foram efetuados em arenas compostas por dois frascos ligados a uma caixa central. Em um frasco foi depositado o substrato alimentar com diferentes concentrações do óleo essencial, e, no outro, foi depositado apenas alimento (testemunha). Dez insetos adultos foram liberados na caixa central, ficando expostos por 5 dias para avaliação da preferência. Nos bioensaios de fumigação observou-se atividade inseticida do óleo essencial de M. urundeuva sobre adultos de T. castaneum. Nos bioensaios de repelência, todos os óleos testados apresentaram efeito repelente. A emergência de T. castaneumreduziu entre 33 e 100% quando foram criados em pó de milho tratado com os óleos essenciais. Os óleos essenciais de C. pulegiodorus e O. basilicum ocasionaram redução do crescimento populacional de T. castaneum em grãos de milho tratados. Os óleos testados demonstraram ser uma alternativa eficiente de controle para o uso nos programas de manejo de T. castaneum em unidades armazenadoras.
ABSTRACT The current work aimed at to investigate the insecticide potential of essential oils of Croton heliotropiifolius, Croton pulegiodorus, Myracrodruon urundeuva and Ocimum basilicum on adults of Tribolium castaneum in stored maize. For each oil, it were performed fumigation tests, repellency and the effect on the instantaneous rate of increase (ri), in five concentrations (0; 5; 10; 15 e 20 μL). Bioassays were carried out under constant temperature conditions (28±2 °C), relative humidity (70±5%) and scot phase of 24 hours. In fumigation different concentrations of test oils were applied on filter paper strips attached on the bottom of the fumigation chamber cover (1.5 L), which contained 20 grams of food substrate and 10 unsexed adults of T. castaneum. The insect mortality was recorded after 48 hours of exposure. The repellency tests were performed in arenas composed of two pots connected to a central box. In a pot it was deposited feed substrate, with concentrations of the essential oil, in the other pot (control) it was deposited only food. Ten adult insects were released in the central box, being exposed for 5 days to evaluate the preference. In the fumigation tests, insecticide activity of the essential oil of M. urundeuva was observed on adults of T. castaneum. In the repellency tests, all the tested oils presented repellent effect. The emergency of T. castaneumreduced between 33% and 100% when they were in the powdered maize treated with the essential oils. Maize grains treated with C. pulegiodorus and O. basilicum essential oils caused a significant decrease in the populations of T. castaneum. The tested oils proved to be an efficient control alternative for the use in managing programs of T. castaneum in storing units.
Subject(s)
Tribolium/classification , Oils, Volatile/analysis , Zea mays/classification , Biological Assay , Fumigation/methods , Insecticides/pharmacologyABSTRACT
Formulações de terra de diatomácea de diferentes origens apresentam variação em toxicidade e em características físicas que afetam sua eficácia. Da mesma forma, diferentes espécies de insetos variam quanto a sua suscetibilidade ao produto. Adultos de Sitophilus oryzae (L.), Cryptolestes ferrugineus (Stephens) e Oryzaephilus surinamensis (L.) foram expostos a concentrações de 250, 500, 750, 1000 e 1250g t-1 de uma formulação de terra de diatomácea de origem brasileira (Keepdry®), em trigo armazenado, por diferentes períodos de exposição. Os grãos tratados com as diferentes concentrações foram colocados em frascos, com quatro repetições de 100g de grãos por tratamento, e infestados com os insetos. Os frascos foram mantidos em câmara climatizada a 25°C e 65 por cento UR, avaliando-se a mortalidade periodicamente. O número de insetos mortos por parcela foi submetido à análise de variância e as diferenças entre as médias discriminadas pelo teste de Tukey a 5 por cento. A mortalidade das três espécies foi diretamente relacionada à concentração e ao tempo de exposição, sendo que os melhores resultados foram obtidos com concentrações acima de 500g t-1. A espécie S. oryzae atingiu 100 por cento de mortalidade somente no 14° dia de exposição, na concentração de 750g t-1. C. ferrugineus foi a espécie mais suscetível ao tratamento com a terra de diatomácea, com 100 por cento de mortalidade a 500g t-1 já no 4° dia. Conclui-se que a terra de diatomácea utilizada apresenta um nível de controle satisfatório, e pode ser utilizada em programas de manejo de insetos, em trigo armazenado.
Formulations of diatomaceous earth from different sources show variation in toxicity and in certain physical characteristics which can affect product efficacy. Also, different insect species show variation in their susceptibility to the product. Adults of Sitophilus oryzae (L.), Cryptolestes ferrugineus (Stephens) and Oryzaephilus surinamensis (L.) were exposed to wheat kernels treated with a formulation of diatomaceous earth of Brazilian origin (Keepdry®), at concentrations of 250, 500, 750, 1000, and 1250g t-1 during different exposition periods. The treated kernels, in four replicates of 100g per treatment, were poured in plastic vials and infested with the insects. The vials were placed in environmental chamber at 25°C and 65 percent RH and the mortality was evaluated periodically. The number of dead insects per treatment was analyzed by the variance analysis and the differences between the means were determined by the Tukey test at 5 percent. The mortality of the three species was directly related to the diatomaceous earth concentration and to the exposition time, with the best results at concentrations above 500g t-1. The most tolerant species was S. oryzae that reached 100 percent mortality only at the 14th day of exposition, at 750g t-1. On the other hand, C. ferrugineus was the most susceptible species to diatomaceous earth; it reached 100 percent mortality at 500g t-1 at the 4th exposition day. It was concluded that the diatomaceous earth used in these experiments presented a satisfactory control level, and that it represents a very efficient grain protector for using in stored wheat insect management programs.