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Caracterização química do óleo essencial de folhas de goiabeira (Psidium guajava L.) e seus efeitos no comportamento da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Essential oil chemical composition from leaves of guava (Psidium guajava L.) and its effects on the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797). (Lepidoptera: Noctuidae) behavior

Resumos

Nesta pesquisa, objetivou-se a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas da goiabeira Psidium guajava cv. Pedro Sato, e seus possíveis efeitos no comportamento da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se de um aparelho de Clevenger modificado e submetido, posteriormente, à análise por cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas CG-EM, a fim de investigar sua composição. Para a avaliação dos efeitos do óleo essencial no comportamento das lagartas de 1º ínstar foram testados quatro tratamentos, dois com o óleo essencial na concentração de 0,01% e 0,001%, diluídos em etanol/água 1:1, e duas testemunhas, uma com água e outra com etanol/água 1:1. Os resultados obtidos mostraram que o óleo essencial de folhas de goiabeira apresenta na sua constituição o α-terpineol (0,9%), 1,8-cineol (7,0%), β-cariofileno (7,2%) e o óxido de cariofileno (13,8%). Constatou-se, também, que o óleo essencial demonstrou efeito repelente para a lagarta-do-cartucho na concentração de 0,01%.

1,8-cineol; repelência; plantas inseticidas; óleo essencial


The aim of this research was to obtain and characterize essential oil from leaves of Psidium guajava cv. Pedro Sato, and its possible effects on fall armyworm Spodoptera frugiperda behavior. The essential oil was obtained through steam distillation, by using a modified Clevenger apparatus, and the chemical composition was later analyzed by gas chromatography coupled to mass spectroscopy GC-MS. In order to evaluate the essential oil effect on the armyworm of 1st instars behavior, four treatments were tested; two with oil at 0.01 and 0.001 % in ethanol/water 1:1 concentration; two controls with water and the other with ethanol/water 1:1. The results showed that the above analyzed essential oil constituted of á-terpineole (0.9%), 1,8-cineole (7.0%), â-caryophyllene (7.2%) and the caryophyllene oxide (13.8%). It was also found that the essential oil showed a repellent effect toward the fall armyworm at 0.01% concentration.

1,8 cineole; repellent; insecticide plants; essential oil


COMUNICAÇÃO

Caracterização química do óleo essencial de folhas de goiabeira (Psidium guajava L.) e seus efeitos no comportamento da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Essential oil chemical composition from leaves of guava (Psidium guajava L.) and its effects on the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797). (Lepidoptera: Noctuidae) behavior

Rafaela Karin LimaI; Maria das Graças CardosoII; Custódio Donizete dos SantosIII; Jair Campos MoraesIV; Danila Kelly Pereira NériV; Evandro Afonso do NascimentoVI

IDoutora e Professora do Departamento de Engenharia de Produçâo - CESG - 38800-000 - São Goatrdo- MG - rafakarin@yahoo.com.br

IIQuímica, Doutora, Professora - Departamento de Química/DQI - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - mcardoso@ufla.br

IIIDoutor em Bioquímica, Professor - Departamento de Química/DQI - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - santoscd@ufla.br

IVDoutor em Fitotecnia, Professor - Departamento de Entomologia/DEN - Universidade Federal de Lavras/UFLA - Cx. P. 3037 - 37200-000 - Lavras, MG - jcmoraes@ufla.br

VDoutora, Pesquisadora - Departamento de Agroecologia e Informática - CEFET - Povoado Base Física, s/n - Zona Rural - Ipanguaçu, RN - 59508- 000 - danilaneri@yahoo.com.br

VIDoutor em Química, Pesquisador - Departamento de Química - Universidade Federal de Uberlândia/UFU - Avenida João Naves Ávila, 2121 - Santa Mônica - 38400-092 - Uberlândia, MG - eanascimento@ufu.br

RESUMO

Nesta pesquisa, objetivou-se a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas da goiabeira Psidium guajava cv. Pedro Sato, e seus possíveis efeitos no comportamento da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se de um aparelho de Clevenger modificado e submetido, posteriormente, à análise por cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas CG-EM, a fim de investigar sua composição. Para a avaliação dos efeitos do óleo essencial no comportamento das lagartas de 1º ínstar foram testados quatro tratamentos, dois com o óleo essencial na concentração de 0,01% e 0,001%, diluídos em etanol/água 1:1, e duas testemunhas, uma com água e outra com etanol/água 1:1. Os resultados obtidos mostraram que o óleo essencial de folhas de goiabeira apresenta na sua constituição o α-terpineol (0,9%), 1,8-cineol (7,0%), β-cariofileno (7,2%) e o óxido de cariofileno (13,8%). Constatou-se, também, que o óleo essencial demonstrou efeito repelente para a lagarta-do-cartucho na concentração de 0,01%.

Termos para indexação: 1,8-cineol, repelência, plantas inseticidas, óleo essencial.

ABSTRACT

The aim of this research was to obtain and characterize essential oil from leaves of Psidium guajava cv. Pedro Sato, and its possible effects on fall armyworm Spodoptera frugiperda behavior. The essential oil was obtained through steam distillation, by using a modified Clevenger apparatus, and the chemical composition was later analyzed by gas chromatography coupled to mass spectroscopy GC-MS. In order to evaluate the essential oil effect on the armyworm of 1st instars behavior, four treatments were tested; two with oil at 0.01 and 0.001 % in ethanol/water 1:1 concentration; two controls with water and the other with ethanol/water 1:1. The results showed that the above analyzed essential oil constituted of á-terpineole (0.9%), 1,8-cineole (7.0%), â-caryophyllene (7.2%) and the caryophyllene oxide (13.8%). It was also found that the essential oil showed a repellent effect toward the fall armyworm at 0.01% concentration.

Index terms: 1,8 cineole, repellent, insecticide plants, essential oil.

Atualmente, o estudo de plantas inseticidas para o controle de pragas tem-se desenvolvido muito. Substâncias extraídas de plantas, na forma de extratos ou de óleos, têm inúmeras vantagens quando comparado ao emprego de inseticidas sintéticos, principalmente quanto à biodegradabilidade e por serem ponto de partida para a síntese de novos compostos (LABINAS & CROCOMO, 2002).

Os terpenos encontrados nos óleos essenciais tais como monoterpenos, sesquiterpenos são alvos de inúmeros estudos como agrotóxicos de plantas. São compostos produzidos no metabolismo secundário das plantas, tendo como finalidade a proteção contra insetos-pragas (SIMÕES & SPITZER, 2004).

Na cultura do milho, no Brasil, a lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797), é considerada a principal praga, atacando plantas jovens e reduzindo em até 34% a produção e, dependendo da idade da planta, ataca também a cultura da cana-de-açúcar, o arroz e o algodoeiro (VALICENTE & CRUZ, 1991). O cultivo no período "safrinha" do milho oferece boas condições para o desenvolvimento dessa praga, em razão da permanência de plantas na mesma área durante o ano todo, sendo a seleção de populações resistentes de pragas e o alto custo dos agrotóxicos utilizado os principais problemas encontrados para o seu controle (FARIAS et al., 2001).

Estudos realizados de caracterização do óleo essencial de folhas de goiabeira demonstraram que este apresenta na sua constituição importantes compostos com potencial inseticida, como o 1,8-cineol, d-limoneno e o α-pineno (CRAVEIRO et al., 1981; CUELLAR et al., 1984; PINO et al., 2001).

Alguns óleos essenciais já foram testados sobre S. frugiperda. O óleo essencial de citronela (Cymbopogon winterianus J.), rico em citronelal e citronelol, demonstrou efeito inseticida e repelente para a referida lagarta (LABINAS et al., 2002).

Castro et al. (2006) verificaram a atividade deterrente alimentar para S. frugiperda, causada pelos óleos de mil-folhas Achillea millefolium L. e de tomilho, Thymus vulgaris L., e o potencial atrativo para o óleo de mil-folhas.

Holtz et al. (2003), avaliando aspectos biológicos da lagarta Thyrinteina arnobia (Stoll), em plantas de eucalipto e/ou de goiabeira, em condições de campo, observaram que as lagartas apresentaram dificuldades no desenvolvimento e estabelecimento de populações em plantas de goiabeira. Relacionaram esta atividade aos compostos químicos presentes nas folhas, dentre eles aqueles encontrados nos óleos essenciais.

Sendo assim, conduziu-se este trabalho, objetivando-se a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas da goiabeira Psidium guajava L. cv. Pedro Sato, e avaliação de seus possíveis efeitos no comportamento da lagarta-do-cartucho do milho S. frugiperda.

Folhas de goiabeira P. guajava da cultivar Pedro Sato, foram coletadas no período da manhã entre as 8 e 9 horas, no mês de março/abril (2005), na região de Lavras-MG, e levadas para o Laboratório de Química Orgânica no Departamento de Química-UFLA, para posterior extração do óleo essencial. As folhas frescas foram picadas, pesadas e o óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água" utilizando-se um aparelho de Clevenger modificado de acordo com a metodologia de Craveiro et al. (1981).

O óleo essencial obtido foi caracterizado por CG-EM no Laboratório de Química de Produtos Naturais do Instituto de Química, UFU, em equipamento Shimadzu, modelo CG 17A, com detector seletivo de massa, modelo QP 5000. A identificação dos compostos foi feita por comparações dos espectros de massas, com os espectros existentes na biblioteca (Wiley 140) e pelo índice de Kovat's (ADAMS, 1995).

Foi realizado paralelamente com a extração do óleo essencial, o teste de umidade para folhas de goiabeira. Utilizou-se 5g de folhas picadas, juntamente com 80 mL de ciclohexano, de acordo com o método descrito por Pimentel et al. (2006) para obtenção da concentração de óleo na plantas seca em p/p.

O bioensaio foi conduzido no Laboratório de Manejo Integrado de Pragas no Departamento de Entomologia, UFLA. A criação de lagartas foi oriunda do mesmo laboratório, mantidas com dieta artificial à base de feijão e levedura, sendo colocadas em câmara climatizada regulada a 25 ± 2ºC, umidade relativa de 70 ± 10% com fotofase de 12 horas (KASTEN JUNIOR et al., 1978).

Inicialmente, o óleo essencial foi diluído em etanol P.A/água 1:1 v/v, nas concentrações 0,01 e 0,001%, armazenadas à 4ºC em balão volumétrico, envolto em papel alumínio, pouco antes da montagem do experimento (TRABOULSI et al., 2002).

Os tratamentos testados foram: a) óleo essencial (OE) a 0,01% v/v; b) óleo essencial (OE) a 0,001% v/v; c) etanol/água 1:1 v/v e d) água. Foram utilizadas secções foliares de milho, com 5 cm de comprimento, lavadas e colocadas em um béquer com água e hipoclorito de sódio 10%, durante cinco minutos, enxaguadas com água destilada e colocadas sobre papel de filtro. Após limpas, as quatro secções foliares foram mergulhadas, cada uma em um dos tratamentos e colocadas verticalmente durante 10 minutos para a retirada do excesso das soluções. Posteriormente, foram colocadas em placa de Petri, de 19 cm de diâmetro, forrada com papel de filtro umedecido com água destilada. As quatro seções foliares de milho, cada uma com um dos tratamentos a, b, c e d, foram distribuídas na placa, de maneira eqüidistante, e no centro, como se fosse uma arena, foram liberadas vinte lagartas de 1° ínstar, sendo colocadas em câmara climatizada regulada a 25 ± 2ºC, umidade relativa de 70 ± 10% com fotofase de 12 horas. As observações foram efetuadas nas placas pela contagem de lagartas presentes em cada secção foliar de milho após 24h, 48h e 72h (CASTRO et al., 2006).

O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro tratamentos e dez repetições. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste Tukey (P < 0,05).

A caracterização do óleo essencial das folhas de goiabeira P. guajava por CG-EM, revelou a presença de nove compostos (Tabela 1). Dentre os principais estão o α-terpineol (0,9%), 1,8-cineol (7,0%), β-cariofileno (7,2%) e o óxido de cariofileno (13,8%). A concentração do óleo essencial encontrado para a planta livre de umidade foi de 0,10% p/p.

Vários trabalhos realizados demonstraram que o óleo essencial das folhas de goiabeira possui muitas substâncias em comum com as encontradas no óleo em estudo. Craveiro et al. (1981) caracterizaram e identificaram 21 compostos, dentre estes o α-terpineol, α-humuleno, β-cariofileno e β-guaieno. Pino et al. (2001), realizando o mesmo trabalho de caracterização, encontraram o 1,8-cineol, óxido de cariofileno, β-bisaboleno, aromadendreno, p-selineno, α-pineno entre outros. No óleo essencial da mesma planta, porém coletada na Amazônia (Brasil), também foi encontrado o 1,8 cineol na sua constituição (SILVA et al., 2003), enquanto que o β-cariofileno foi evidenciado no óleo essencial de folhas de goiabeira cultivadas na Nigéria (OGUNWANDE et al., 2003).

Observou-se (Tabela 2) uma não-preferência das lagartas pelas folhas de milho tratadas com óleo essencial de folhas de goiabeira na maior concentração nas avaliações às 48h e 72h. Nos tratamentos controle, isto é, folhas tratadas com etanol/água e somente água, as lagartas apresentaram um comportamento de seleção semelhante, demonstrando que o etanol utilizado na diluição do óleo essencial não foi a causa da repelência do inseto. Contudo, outros ensaios serão necessários para a escolha de uma dosagem mínima que possa afetar o comportamento de seleção hospedeira da lagarta-do-cartucho.

A atividade inseticida de vários terpenos como o 1,8-cineol, α-terpineol, timol, citronelal e citronelol, α e β-pineno, mirceno, linalol, carvacrol, limoneno, mentol entre outros já foram demonstradas sobre diversos insetos (AGARWAL et al., 2001; HARBONE, 1993; ISMAN et al., 2001; PRATES et al., 1998; TAPONDJOU et al., 2005).

Com a caracterização do óleo essencial de folhas de goiabeira foi possível constatar a presença de dois monoterpenos considerados inseticidas, o 1,8-cineol e o α-terpineol, presentes principalmente em espécies de eucalipto (LEE et al., 2004; PENTEADO, 1999; PRATES et al., 1998).

Prates et al. (1998) observaram que o 1,8-cineol presente no capim gordura, na concentração de 10,6%, foi capaz de matar 100% de larvas de carrapato Boophilus microplus (Canestrini). No entanto, Lee et al. (2004) observaram que esse composto, mesmo em altas concentrações, apresentou uma baixa toxicidade para Sitophilus oryzae (L.) quando comparado com o Tribolium castaneum (Herbs) e Rhyzopertha dominica (F.).

O 1,8 cineol e o α-terpineol, além de causarem mortalidade em insetos, também podem afetar no seu comportamento. Klocke et al. (1987) constataram que o 1,8 cineol, presente no óleo essencial Hemizonia fitchii L., causou deterrência alimentar e repelência para adultos do mosquito Aedes aegypti (L.). Trabalhos de Obeng-Ofori et al. (1997) evidenciaram a repelência desse composto contra as pragas de grãos armazenados Sitophilus granarius (L.), S. zeamais (Mots), T. castaneum (Herbst) e Prostephanus truncatus (Horn). e Traboulsi et al. (2005) observaram atividade semelhante para esses mesmos compostos puros e quando presentes em óleos essenciais sobre o mosquito Culex pipiens molestus Forsk.

Portanto, apesar dos resultados serem preliminares e da escassez de relatos de pesquisas especificas com este óleo essencial em insetos, pode-se inferir que estes monoterpenos possam ser os responsáveis pela repelência à lagarta-do-cartucho.

O óleo essencial de folhas de goiabeira apresenta na sua constituição o α-terpineol (0,9%), 1,8-cineol (7,0%), β-cariofileno (7,2%) e o óxido de cariofileno (13,8%).

O óleo essencial de folhas de goiabeira apresentou repelência, na concentração de 0,01, a lagarta-do-cartucho S. frugiperda.

Os autores agradecem à CAPES, ao CNPq e a FAPEMIG pelo apoio financeiro e ao Departamento de Química da UFLA, pela oportunidade da realização deste trabalho.

Recebido em 2 de agosto de 2007

Aprovado em 2 de abril de 2008

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    09 Mar 2010
  • Data do Fascículo
    2009

Histórico

  • Aceito
    02 Abr 2008
  • Recebido
    02 Ago 2007
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