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Pesquisa Agropecuária Brasileira

versão impressa ISSN 0100-204Xversão On-line ISSN 1678-3921

Pesq. agropec. bras. v.41 n.2 Brasília fev. 2006

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2006000200005 

ENTOMOLOGIA

 

Toxicidade de óleos essenciais de Piper aduncum e Piper hispidinervum em Sitophilus zeamais

 

Toxicity of essential oils of Piper aduncum and Piper hispidinervum against Sitophilus zeamais

 

 

Joelma Lima Vidal Estrela; Murilo Fazolin; Valdomiro Catani; Marcio Rodrigues Alécio; Marilene Santos de Lima

Embrapa Acre, Caixa Postal 321, CEP 69908 970 Rio Branco, AC. E mail:joelma@cpafac.embrapa.br, murilo@cpafac.embrapa.br, catani@cpafac.embrapa.br

 

 


RESUMO

Óleos essenciais de Piper aduncum L. e Piper hispidinervum C.DC. (Piperaceae) foram avaliados quanto ao efeito inseticida em Sitophilus zeamais Motsch. por ação de contato, fumigação e tópica. Na determinação da DL50 e CL50, foi utilizada a análise de Probit. Médias porcentuais de mortalidade dos insetos foram comparadas por meio da análise de regressão linear e superposição das barras do erro padrão. S. zeamais foi mais suscetível ao efeito de contato do óleo de P. hispidinervum em relação ao de P. aduncum, obtendo-se CL50 de 0,51 e 2,87 mL cm- 2 de óleo, respectivamente. Mortalidade próxima a 100% foi obtida nas concentrações de 20 e 30% do óleo de P. hispidinervum. Quanto ao efeito fumigante, a susceptibilidade foi maior no óleo de P. aduncum do que no de P. hispidinervum. Houve diferença significativa entre os óleos somente nas concentrações de 0,1 e 1,0. A DL50 foi semelhante nos dois óleos essenciais por aplicação tópica. No entanto, a mortalidade foi maior com P. aduncum. Óleos essenciais de P. aduncum e P. hispidinervum possuem efeito inseticida em S. zeamais, mas as respostas dependem da concentração e do método de exposição a que o inseto seja submetido.

Termos para indexação: Piperaceae, inseticidas botânicos, dilapiol, safrol, inseticidas naturais.


ABSTRACT

Essential oils of Piper aduncum L. and Piper hispidinervum C. DC. (Piperaceae) were tested against Sitophilus zeamais Motsch. Contact, fumigant toxicity and topical effect were tested. Probit analysis was employed in evaluating the LC50 and LD50 response. Linear regression analysis and superposition of the bars (means error standard) were used for comparison of means percentage mortality. S. zeamais was more susceptible to the contact toxicity of the P. hispidinervum oil than P. aduncum oil with LC50 values of 0.51 and 2.87 mL cm-2 of the oil, respectively. The mortality rate was nearly 100% at P. hispidinervum oil concentrations of 20 and 30%. With respect to the fumigant action, the weevil was more susceptible to the P. aduncum oil than to P. hispidinervum. A significant difference between oils mortality was observed only at 0.1 and 1.0% concentrations. For topical effect, similar values of the LD50 were obtained for essential oils. However, the mortality was higher with P. aduncum. Essential oils of the P. aduncum and P. hispidinervum possess insecticidal effect from S. zeamais, but the responses varied according to concentration of the oils and exposure methods.

Index terms: Piperaceae, botanical pesticides, dillapiol, safrole, natural insecticides.


 

 

Introdução

Entre as pragas que infestam grãos armazenados no Brasil, o gorgulho (Sitophilus zeamais Mots., 1855), (Coleoptera: Curculionidae) destaca-se como uma das mais prejudiciais, pelo grande número de hospedeiros, elevado potencial biótico, capacidade de penetração na massa de grãos e infestação cruzada, o que ocasiona danos, principalmente, aos grãos de milho, arroz e trigo (Gallo et al., 2002).

O controle desses insetos tem sido realizado em larga escala por meio de produtos químicos. Pesquisas atuais e o conhecimento dos efeitos indesejáveis do uso indiscriminado desses produtos, associado à preocupação dos consumidores quanto à qualidade de alimentos, têm incentivado estudos sobre novas técnicas de controle (Tavares, 2002).

Plantas com ação inseticida têm sido utilizadas como método alternativo de controle por meio de produtos com formulação em pó, óleos e extratos contra as principaispragas que ocorrem em produtos armazenados. Rodríguez (1999) relata o uso de folhas, sementes e do óleo de sementes de Azadirachta indica A. Juss. no controle de Rhyzopertha dominica (Fabr., 1792), Sitophilus oryzae (L.,1763), Tribolium castaneum Herbest., 1797, T. confusum, Callosobruchus chinenses L., C. maculatus e Oryzaephilus surinamensis (L., 1758), utilizando o pó a 1% de concentração, e o óleo, entre 0,2 e 0,5%. Lale & Abdulrahman (1999) também observaram que o óleo de sementes de nim reduz a oviposição e a emergência de adultos de C. maculatus. Maredia et al. (1992) verificaram alterações na sobrevivência de adultos de S. zeamais expostos ao pó e ao óleo de sementes de nim. O efeito inseticida do óleo e do pó de sementes de Piper guineenseSchumach. & Thonn., Dennettia tripetala (G. Baxer) e Aframomum melegueta (Roskoe) K. Schum, em relação a S. zeamais, foi verificado por Lale (1992). Esse autor observou que o óleo de P. guineense foi o mais tóxico, com CL50 de 2,63%. Quanto ao pó, a atividade inseticida foi decrescente de D. tripetala, para A. meiegueta e P. guineense.

A ecologia química, ramo da ciência em crescimento, no qual as relações planta inseto e planta planta são examinadas em termos do efeito de substâncias sobre as funções biológicas, estabelece que essas substâncias são freqüentemente metabólitos secundários, que constituem verdadeiros sinais químicos nestas interações. Entre esses metabólitos, encontram-se os terpenos, especialmente os monoterpenos e seus análogos, que são componentes abundantes de óleos essenciais de muitas plantas superiores (Prates & Santos, 2002). Esses óleos são compostos lipofilicos, com alto potencial para interferências tóxicas que protegem as plantas de ataques de insetos e infestação de parasitas (Simpson, 1995). Singh & Upadhyay (1993) afirmaram que os óleos essenciais são fontes potenciais de inseticidas botânicos.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade de óleos essenciais de folhas de Piper hispidinervum C. DC e Piper aduncum L., em adultos de Sitophilus zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidae).

 

Material e Métodos

Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Entomologia da Embrapa Acre, utilizando-se adultos de S. zeamais obtidos de uma criação massal em laboratório. As plantas de P. hispidinervum e P. aduncum foram coletadas de um banco de germoplasma da instituição.

Obtenção e composição dos óleos essenciais

Plantas adultas de P. aduncum e P. hispidinervum foram cortadas a 0,4 m do solo, separando-se, para processamento, as folhas e os ramos secundários. A massa vegetal foi submetida à secagem por seis dias em secador solar, até atingir 30% de umidade, sendo revolvida duas vezes ao dia para facilitar a aeração (Pimentel et al., 1998). Posteriormente, o material foi submetido à extração por arraste forçado de vapor de água, utilizando-se o sistema de caldeira aquecida por gás, acoplada a um extrator (Simões & Spitzer, 1999). Depois da condensação, a mistura de cada óleo essencial foi recebida em coletores comunicantes e separada por decantação. O rendimento dos óleos foi em média 1,8%. A análise por cromatografia dos óleos essenciais foi realizada em cromatógrafo gasoso HP5890, coluna capilar de sílica fundida (DB 5,30 m x 20 mm), tendo hélio como gás de arraste e programação de temperatura de 80 a 140ºC (4ºC/minuto) e de 140 a 240ºC (20ºC/minuto). A composição do óleo de P. aduncum foi de 73,97% de dilapiol, 3,92% de safrol e 2,84% de sarisan como componentes majoritários; quanto a P. hispidinervum, a análise cromatográfica apontou o safrol como componente majoritário, com 94,72%.

Curva de concentração-mortalidade

Foram realizados testes preliminares com adultos de S. zeamais, para obtenção de faixas de respostas, ou seja, intervalos de concentração dos óleos que ocasionaram mortalidade do inseto desde próximo de zero até próximo de 100%. Cada faixa de resposta foi obtida a partir da solução estoque de 50 mL do princípio ativo que, posteriormente, foi submetida a diluições seqüenciais em acetona p.a. até que fosse alcançada a concentração de 0,1%. Dentro dessa ampla faixa de concentração, foram obtidas faixas mais estreitas de respostas. Na avaliação do efeito de contato em superfície contaminada, aplicação tópica e fumigação, as concentrações do óleo de P. hispidinervum e P. aduncum, variaram de 30,0 a 1,0%, 30,0 a 0,1% e 5,0 a 0,1%, respectivamente. Dentro desses intervalos, seguindo método descrito por Finney (1971), foram estabelecidas entre cinco e sete concentrações, além de um controle (solvente), usadas nos bioensaios definitivos de curva de concentração mortalidade e determinação da concentração com probabilidade de causar 50% de mortalidade (CL50 e DL50) para cada óleo.

Bioensaios definitivos

Em todos os bioensaios definitivos, as placas/potes de plástico foram mantidas em câmara climatizada à temperatura de 25±1ºC, umidade relativa de 70±5% e fotófase de 12 horas, até o momento da avaliação da mortalidade dos insetos. O tempo de exposição aos óleos foi de 48 horas considerando-se a mortalidade cumulativa no período.

Contato em superfície papel-filtro

Bioensaios de concentração mortalidade foram realizados com adultos de S. zeamais, usando-se placa de Petri (9,0x1,5 cm) e papéis-filtro impregnados com 0,5 mL das seguintes concentrações: 30,0, 20,0, 10,0, 7,5, 5,0, 2,5 e 1,0% dos óleos de P. hispidinervum e P. aduncum, diluídos em acetona (solvente). Depois da evaporação total do solvente, os pápeis-filtro foram colocados nas placas de Petri, que em seguida foram infestadas com 20 adultos por placa.

Fumigação

Os bioensaios in vivo foram instalados utilizando-se 30 g de grãos de milho (cv. BRS Sol da Manhã), que, depois da pesagem e determinação da umidade, foram colocados em potes de plástico descartáveis com capacidade para 100 mL, com tampa hermética. Nessa massa de grãos, foram aplicados 2 mL das concentrações de 5,0, 4,0, 3,0, 2,0, 1,0 e 0,1%. Depois do revolvimento para homogeneização, deixou-se secar até a completa volatilização do solvente, para, em seguida, confinar, em cada frasco, 20 indivíduos adultos não sexados de S. zeamais.

Inseticida por aplicação tópica

Os adultos de S. zeamais foram anestesiados por congelamento (-16ºC) durante dois minutos, tempo suficiente apenas para que fossem manipulados. Os ensaios consistiram na aplicação tópica de 0,5 µL das concentrações de 30, 20, 10, 7,5, 5 e 2,5 dos óleos com auxílio de uma microsseringa. Posteriormente, foram formados grupos de dez indivíduos em cada placa.

Análise dos dados

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro repetições, sendo cada bioensaio repetido três vezes, realizando-se análise conjunta dos resultados.

Em todos os bioensaios, os dados de mortalidade de concentração resposta foram submetidos à análise de Probit, utilizando-se o SAS (SAS Institute, 1989). Depois de estimadas, as CL50 e DL50 foram usadas como concentrações discriminatórias na detecção da toxicidade em relação a S. zeamais.

Os valores de mortalidade foram corrigidos pela fórmula de Abbott (1987), mortalidade (%), e submetidos ao estudo de regressão de acordo com as concentrações de cada um dos óleos avaliados. Os dados de mortalidade de cada tratamento (concentração) dos óleos, em diferentes vias de contaminação, foram comparados mediante superposição das barras do erro-padrão da média de cada tratamento.

 

Resultados e Discussão

As curvas de concentração mortalidade do óleo de P. hispidinervum foram as que apresentaram a maior inclinação para os três efeitos testados (Tabela 1), demonstrando que adultos de S. zeamais responderam de forma mais homogênea a esse óleo e mais heterogênea ao óleo de P. aduncum. Valores altos de inclinação da curva indicam que pequenas variações na dose do óleo de P. hispidinervum promovem grandes variações na mortalidade, resultando em resposta homogênea da população a este produto (Atkins et al., 1973).

 

 

Os valores de CL50, estimados para os óleos de P. hispidinervum e P. aduncum, no efeito de fumigação, foram de 1,32 e 0,56 mL de óleo por g de grãos respectivamente, demonstrando que S. zeamais foi mais suscetível ao óleo de P. aduncum que ao de P. hispidinervum por meio desta via de contaminação (Tabela 1). Quanto aos testes de impregnação de papel-filtro, ocorreu o contrário: o óleo de P. hispidinervum apresentou menor CL50 (0,51 µL cm-2 de óleo) do que o de P. aduncum (2,87 µL cm-2 de óleo). Tapondjou et al. (2005), ao avaliar óleos essenciais de Eucalyptus saligna Sm. e Cupressus semprevirens L., em condições experimentais semelhantes a deste trabalho, consideraram promissores os valores de CL50 para S. zeamais (0,36 e 0,84 µL cm-2 de óleo, respectivamente), sendo esses valores muito próximos ao obtido para o óleo essencial de P. hispidinervum.

No método de contato por aplicação tópica, os índices de toxicidade dos óleos foram semelhantes, sendo obtida DL50 de 0,04 µL mg -1 de inseto para P. hispidinervum e 0,03 µL mg-1 para P. aduncum.

Essas tendências se confirmaram nos valores de mortalidade de S. zeamais, evidenciando maior eficiência do óleo de P. aduncum por fumigação, nas concentrações de 0,1 e 1,0%, embora com valores de mortalidade abaixo de 40% (Figura 1). Nas concentrações entre 2 e 5%, não houve diferença significativa entre os valores de mortalidade causada pelos óleos avaliados. Foram obtidos valores acima de 70% de mortalidade nas maiores concentrações avaliadas (4 e 5%).

 

 

Resultados semelhantes foram observados sob o efeito de contato tópico, quando os valores de mortalidade de S. zeamais foram significativamente superiores com a aplicação do óleo de P. aduncum, em todas as concentrações avaliadas (Figura 1). Neste caso, valores de mortalidade acima de 70% somente foram alcançados nas concentrações acima de 10 e 20% para os óleos de P. hispidinervum e P. aduncum, respectivamente.

Não houve diferença significativa entre os valores de mortalidade de S. zeamais, quando os óleos essenciais foram avaliados por via de intoxicação de contato (papel-filtro), nas concentrações abaixo de 5%, permanecendo a mortalidade abaixo de 40% (Figura 1). As demais concentrações apresentaram diferenças nos valores de mortalidade causada pelo óleo de P. hispidinervum em relação ao de P. aduncum, variando de 90 a 100% entre as concentrações de 20 e 30%, respectivamente. Tais concentrações podem ser consideradas elevadas, porém, para atingir esses valores de mortalidade em adultos de S. zeamais por contato (papel-filtro), Prates & Santos (2002) utilizaram concentrações acima de 80% do óleo essencial de Eucalyptus camaldulensis Denh. Em avaliações complementares, que incluíram a ingestão, além do efeito de contato, esses autores observaram mortalidade entre 90 e 100% em concentrações a partir de 20%, o que evidencia a eficácia do óleo essencial de P. hispidinervum via contato (papel-filtro).

Estudos realizados por Bernard et al. (1995), com a espécie de P. aduncum, indicaram que essa espécie possui grande quantidade de ligninas, incluindo-se o dilapiol, e que, ao contrário da maioria das espécies desse gênero, não existem amidas relatadas como componentes dessa piperácea. A associação de ligninas ao grupo metilenedioxidofenil é uma característica das piperáceas, que se apresentam em grande número nas plantas e são consideradas importantes inibidores de monooxigenases dependentes do citocromo P450, utilizados, portanto, como sinergistas de inseticidas naturais (Mukerjee et al., 1979; Bernard et al., 1990). Para Regnault-Roger (1997), o efeito tóxico dos óleos envolve muitos fatores, entre os quais o ponto de entrada das toxinas, uma vez que os óleos podem ser inalados, ingeridos ou ainda absorvidos pelo tegumento dos insetos, podendo apresentar efeitos de contato, fumigação e fagoinibidor.

A bioatividade de safrol e isossafrol, compostos presentes em óleos essenciais de espécies vegetais, foi estudada também por Huang et al. (1999), em relação a Tribolium castaneum e S. zeamais. Os autores constataram que os insetos testados foram igualmente susceptíveis à ação de contato e fumigação no uso de safrol, e que adultos de S. zeamais foram mais tolerantes ao efeito fumigante de isossafrol em comparação a T. castaneum. Esses resultados foram confirmados quando a via de intoxicação foi por fumigação, uma vez que a concentração de 5% causou praticamente a mortalidade de 100% dos adultos de S. zeamais, ao passo que, para atingir-se essa porcentagem de mortalidade por meio de aplicação tópica e por contato (papel-filtro), foi necessária concentração acima de 20%.

 

Conclusões

1. Os óleos essenciais de Piper hispidinervum e P. aduncum apresentam efeito inseticida em Sitophilus zeamais e sua eficácia é dependente da via de intoxicação e da concentração do óleo aplicado.

2. P. hispidinervum é mais eficaz que P. aduncum pela via de intoxicação por contato em superfície contaminada.

3. P. aduncum é mais eficaz que P. hispidinervum pela via de intoxicação por fumigação e contato por aplicação tópica.

 

Agradecimentos

Ao CNPq, pelo financiamento das ações de pesquisa e pelas bolsas concedidas a Joelma Lima Vidal Estrela, Márcio Rodrigues Alécio e Marilene Santos de Lima.

 

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Recebido em 29 de novembro de 2004 e aprovado em 28 de setembro de 2005

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