Formulación y evaluación de microencapsulados y pellets a base de hongos y nemátodos entomopatógenos para el control del gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda (J.E. Smith)

Abstract

El maíz es un cultivo de gran importancia a nivel mundial; sin embargo, adversidades climatológicas, enfermedades y plagas son factores que frecuentemente afectan y ponen en riesgo la producción de este cultivo, trayendo como consecuencia el uso intensivo de agroquímicos, entre estos los pesticidas de amplio espectro. El control biológico de plagas y en particular ofrece una alternativa ecológica al problema del uso de pesticidas químicos. Al respecto, los hongos (HE) y nemátodos entomopatógenos (NE) han sido utilizados para controlar diversos ordenes de insectos, como el orden Lepidoptera, al cual pertenece a la principal plaga del maíz el gusano cogollero Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797). Estos organismos pueden ser formulados para conservar viabilidad (supervivencia y patogenicidad) hasta el momento de ser aplicados. Por lo anterior, el objetivo de la presente investigación fue: Desarrollar formulaciones a partir de HE y NE, y evaluar su efectividad para controlar al gusano cogollero en laboratorio. Se emplearon cepas nativas de HE y NE pertenecientes al Laboratorio de Bioinsecticidas del CIIDIR-IPN Unidad Sinaloa y NE provenientes del CIIDIR-IPN Unidad Oaxaca. Los HE fueron encapsulados por secado por aspersión con el fin de obtener un producto en polvo. Las formulaciones probadas fueron: HE microencapsulados y los NE en Pellets, a las cuales se evaluó la supervivencia del agente de control y mortalidad de gusano cogollero, empleando un diseño experimental completamente al azar y una prueba de comparación de medias de Tukey a un nivel de confianza del 95 % (α=0.05). Esta investigación fue dividida en los siguientes estudios: a) Evaluación de la virulencia de Steinernema riobrave y Rhabditis blumi contra larvas del tercer instar de S. frugiperda, donde se evaluó la virulencia de los nematodos S. riobrave y la de un aislamiento nativo de R. blumi. Ambos NE fueron usados a dosis de 100, 250, y 500 juveniles infectivos (JI/mL) para inocular larvas del tercer ínstar de S. frugiperda. S. riobrave causó 90% de mortalidad a 500 JI/mL 96 h post inoculación, mientras que R. blumi no causó mortalidad de larvas a las concentraciones y tiempo de evaluación. b) Evaluación de la virulencia y efecto de antagonismo o sinergismo de Steinernema riobrave (Poinar y Raulston) y Metarhizium anisopliae (Metschn.) Sorokin sobre larvas de S. frugiperda (J.E. Smith), se evaluó la virulencia del nemátodo S. riobrave en conjunto con el hongo M. anisopliae para el control de larvas S. frugiperda. Se realizaron pruebas para determinar el posible sinergismo o antagonismo entre estos organismos de control. El nemátodo fue suministrado a 8 -1 dosis de 250 JI/mL, y el hongo a una concentración de 1 x 10 esporas mL , mientras que la combinación de ambos entomopatógenos fueron aplicados asperjando 1 mL, a las mismas dosis sobre larvas de tercer ínstar de S. frugiperda. Se evaluó mortalidad durante 7 días cada 24 h. El hongo causó una mortalidad del 13% a las 96 h, mientras que el nemátodo mató al 80% a las 48 h. Así mismo, la combinación de organismos mató al 100% de larvas a las 72 h. Los resultados de mortalidad de larvas de tercer ínstar mostraron que fue la virulencia del nemátodo la principal causa de mortalidad, y no fue posible determinar sinergismo entre estos. c) Potencial de la formulación en pellets de Steinernema riobrave y de Acrobeloides camberenensis para el control de S. frugiperda, se colectaron muestras de suelo en campos cultivados con maíz y en las que se colocaron diez larvas de S. frugiperda del tercer estadio en cada muestra; se almacenaron a 25 ± 2 o durante 7 días. Los cadáveres de insectos se colocaron en trampa White para obtener nemátodos. Posteriormente estos se enfrentaron contra larvas de gusano cogollero vivos y muertos por congelación suministrándose 600 JI/ larva. El NE nativo fue caracterizado molecularmente como Acrobeloides camberenensis con un 91% de identidad. Los nemátodos S. riobrave y A. camberenensis se suministraron a dosis de 100, 250 y 500 JI/mL; se contabilizaron larvas muertas cada 24 h durante 7 días. Para la formulación se utilizó S. riobrave ya que el nemátodo nativo A. camberenensis no demostró ser efectivo para el control de S. frugiperda bajo las condiciones de este experimento. Para elaborar los pellets se utilizó Barro rojo (B), Tierra de diatomeas (TD) y Ceniza (C) en tres proporciones: 1:1:1 para el tratamiento 1; 40% B: 40% C: 20% TD tratamiento 2 y 85% B: 10% C: 5% TD para el tratamiento 3. Se obtuvieron pesos medios de T1:0.65g; T2:0.67g; T3=0.69g con un diámetro promedio de 1 cm. Se evaluó semanalmente la supervivencia y virulencia de los NE pelletizados. Los tratamientos 1 y 2 no fueron consistentes al fragmentarse fácilmente en su manipulación. El tratamiento 3 permitió obtener un pellet más estable, siendo el único tratamiento en el que se pudieron observar NE vivos la primer semana post formulación. d) Formulación de hongos entomopatógenos para el control del gusano cogollero, Se evaluaron las cepas de Beauveria bassiana (B1, 56 B3, B4 y B9) y las de M. anisopliae (M1 y M2) a concentraciones de 1x10 , 1x10 , 78-1 8 1x10 y 1x10 esporas mL . Se seleccionó la cepa M1 a una concentración de 1x10 esporas mL-1 debido a la efectividad mostrada. Para la microencapsulación se elaboró una mezcla homogénea de 4 g/L de colorante rojo, 26 g/L de gelatina bovina y 20 mL/L de aceite de maíz; posteriormente se adicionaron 25 mL de agua destilada y se agitó para elaborar una mezcla integra. La mezcla se deshidrató a 40°C durante 24 h. posteriormente se fragmentó y tamizó a través de un tamiz número 6. Para el secado por aspersión, la velocidad de flujo fue de 10 mL/min y la temperatura de entrada en el secador fue de 130°C y de 85 °C en la salida. El hongo M. anisopliae (M1) causó el 100 % de mortalidad de larvas de primer instar de S. frugiperda en 48 8 -1 h a una concentración de 1x10 esporas mL . Este tratamiento fue seleccionado para el secado por aspersión, sin embargo se observó que los conidios perdieron viabilidad al no haber germinado a las 18 h post inoculación en PDA a 28 oC. En general se considera que es necesario mejorar las formulaciones y continuar con la búsqueda de NE nativos con mayor virulencia sobre S. frugiperda. Además, se resalta el potencial de los pellets para continuar con la formulación de NE.