INTRODUCCIÓN

Durante la última década se han informado nuevos insectos provocando lesiones en boniato (Ipomoea batatas L. Lam), malanga (Colocasia esculenta Schott.) y yuca (Manihot esculenta Crantz). Se reconoció la presencia de plagas emergentes de la familia Elateridae y el género Diaprepes en plantaciones de boniato, con el consiguiente deterioro de la calidad de la producción obtenida (Castellón et al., 2015Castellón, M.C.; Y. García; X. Rojas y G. Cartaya. 2015. Reconocimiento de organismos plagas presentes en raíces tuberosas de boniato (Ipomoea batatas (L.) Lam. Agricultura Tropical, 1(1): 66-69.
). Además, en este cultivo, fueron informadas lesiones ocasionadas por Spodoptera latifascia W. (Lepidoptera: Noctuidae) (Castellón y González, 2020Castellón, M.C. y R.E. González. 2020. Primer informe de lesiones ocasionadas por Spodoptera latifascia (W.) (Lepidoptera: Noctuidae) en raíces tuberosas de boniato. Agricultura Tropical, 6 (2): 59-62.
) y por larvas de la familia Scarabeidae (Castellón y González, 2022Castellón, M.C y R.E. González. 2022. Lesiones ocasionadas por larvas de la familia Scarabeidae en plantaciones de Ipomoea batatas L. y Colocasia esculenta Schott. Agricultura Tropical, 8(2):63-67.
). Estas especies fueron mencionadas como responsables de ocasionar lesiones a los rizomas de malanga (Castellón et al., 2016Castellón, M.C., E. Espinosa y W. Caballero. 2016. Daño ocasionado por Spodoptera latifascia W. (Lepidoptera: Noctuidae) al rizoma de la malanga Colocasia. Agricultura Tropical, 2(2): 50-56.
). Por otro lado, la especie Lagochirus dezayasi Dillon (Coleoptera: Cerambycidae) una plaga que hasta el presente solo se le observaba barrenando los tallos de la yuca, se reconoció provocando serios daños en las raíces reservantes y se identificaron larvas de Pachnaeus spp (Coleoptera: Curculionidae), alimentándose de la corteza de estas raíces (Folgueras et al., 2020Folgueras, M., M.C. Castellón; L. Morales; A. Dávila; R.E. González; V. Ventura; J.E. González y C. Pons. 2020. Manual Práctico. Manejo integrado de plagas en raíces, rizomas y tubérculos tropicales, plátanos y bananos. Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales. Villa Clara, Cuba. 139 pp.
).

Aunque las lesiones provocadas por estos insectos, no superan el umbral económico y en ocasiones pasan inadvertidas para los productores, pueden llegar a convertirse en plagas primarias para estos cultivos, de ahí la necesidad de realizar estudios que permitan diseñar tácticas para su manejo. El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de bioproductos sobre las plagas emergentes de boniato, malanga y yuca en condiciones de laboratorio.

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en el Laboratorio de Manejo de Plagas del Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT). En todos los tratamientos se emplearon cinco larvas de Diaprepes spp, Spodoptera latifascia, Lagochirus dezayasi, Pachnaeus litus, larvas de la familia Scarabeidae y de la familia Elateridae, las cuales procedían de un pie de cría en condiciones de laboratorio (temperatura media de 26,6 ± 5,5 °C y una humedad relativa de 78,2 ± 6,5 %), sin síntomas visuales de parasitismo.

Se utilizaron los hongos entomopatógenos Metarhizium anisopliae (Cepa Ma-11) (concentración 2,5 x10⁹ conidios por gramo, viabilidad 95,5 %) y Beauveria bassiana (Cepa Bb-1) (concentración 3,5 x10⁸ conidios por gramo y viabilidad 92,6 %). Ambos fueron adquiridos en el Laboratorio Provincial de Labiofam en la provincia de Sancti Spíritus.

Se emplearon las siguientes concentraciones para cada hongo entomopatógeno:

Se concibió un tratamiento control al que se le asperjó agua estéril, con igual cantidad de larvas.

La aplicación de las concentraciones se realizó sobre 6,0 kg de suelo Pardo mullido carbonatado (Hernández-Jiménez et al., 2015Hernández Jiménez, A., Bosch Infante, D., Pérez Jiménez, J. y Castro Speck, N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba 2015. San José de las Lajas, Cuba: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas.
), extendido sobre papel Craft previamente esterilizado a 105 ºC durante 24 horas en estufa.

El suelo correspondiente a cada tratamiento una vez inoculado, se introdujo en cantidades de 355 gramos en placas Petri de 14 cm de diámetro, y se le añadieron 79,1 mL de agua para garantizar una humedad aproximada al 80 % de la capacidad de campo, según lo referido por Castellón (2011)Castellón, M.C. 2011. Estudios biológicos y elementos para el manejo de Typophorus nigritus Fabricius (Coleoptera: Chrysomelidae) en plantaciones de boniato (Ipomoea batatas (L.) Lam. Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Agrícolas. Departamento de Agronomía. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. 145 pp.
.

Se realizaron cinco réplicas por cada tratamiento para un tamaño de muestra de 150 larvas. Como criterio de selección se utilizó el que produjera más del 90 % de mortalidad.

Se observó diariamente y hasta las 192 horas, para detectar signos de parasitismo. Una vez determinados estos signos, las larvas fueron trasladadas a placas Petri de 8,5 cm de diámetro, con papel de filtro doble y humedecido en el fondo (previamente esterilizado a 120 ºC durante 10 minutos en autoclave), para favorecer la aparición de los cuerpos reproductores del hongo y realizar las preparaciones fijas para comprobar la identidad de los mismos.

Para evaluar la acción de los nematodos entomopatógenos se utilizó la cepa HC1 de H. amazonensis, que provenía del Laboratorio de Producción de Medios Biológicos del Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA). A partir de la suspensión primaria, se calcularon las concentraciones iniciales y se utilizaron las fórmulas citadas por (Woodring y Kaya, 1988WOODRING, J. y KAYA, H. 1988. Steinernemaand Heterorhabditis: A hand handbook of biology and Techniques. Southern Cooperative Series Bulletin, 331, 1-30.
):

Donde:

Para preparar las soluciones con las concentraciones deseadas a partir de la suspensión primaria, se empleó la fórmula siguiente citada por los autores anteriores:

Donde:

Con los valores obtenidos de C, se realizaron las aplicaciones.

Se establecieron las siguientes concentraciones de infestivos juveniles por cada 0,25 kg de suelo (ij_3∙suelo^-1): 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1350, 1500 y un tratamiento control con igual cantidad de insectos al que se le aplicó agua estéril. Se realizaron cinco repeticiones por cada una de estas.

Las concentraciones fueron asperjadas a 0,25 kg de suelo Pardo mullido carbonatado (Hernández-Jiménez et al., 2015Hernández Jiménez, A., Bosch Infante, D., Pérez Jiménez, J. y Castro Speck, N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba 2015. San José de las Lajas, Cuba: Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas.
) previamente esterilizado, que se situó en recipientes plásticos de 8,5 cm de diámetro por 7,5 cm de altura, los que contenían una raíz tuberosa de boniato del cultivar INIVIT B2-2005 (90-100 g), procedente de plantas producidas in vitro en fase de aclimatización. Los tubérculos empleados fueron lavados y desinfectados con hipoclorito al 1 % antes de colocarlos en los recipientes y posteriormente a dos centímetros de profundidad, se colocaron cinco larvas, para ser infestadas con los ij₃.

Las observaciones se realizaron a partir de las 24 horas y hasta las 96 horas de inoculados los nematodos, momento en que se evaluó la mortalidad de las larvas.

Transcurridos diez días, las larvas que presentaron los signos de mortalidad, se transfirieron a trampas White modificada según Salas-Luévano (2001)SALAS-LUÉVANO, M.A. 2001. Existencia de nematodos entomopatógenos (Steinernematidae y Heterorhabditidae en agrosistemas del cañón de Juchipila zacatecas, FCBA-Universidad de Colima, México. Disponible en: http://www.ciu.reduaz.mx/investigacion/Agropecuarias/WORD/ap09-009.doc.
, para la extracción de los ij₃ de los cadáveres. Este experimento se repitió con el empleo de los ij₃ emergidos y cosechados para comprobar la efectividad de los mismos sobre las larvas.

La comparación de los valores relacionados con el número de larvas muertas se realizó mediante las pruebas de Kruskal Wallis y Mann-Whitney.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados permitieron comprobar la susceptibilidad de las larvas frente a M. anisopliae y B. bassiana. A partir de las 96 horas para los dos hongos estudiados, las larvas presentaron movimientos más lentos. En las aplicaciones con el hongo M. anisopliae las larvas comenzaron a morir a las 144 horas. Sin embargo, a partir de las 168 horas con las concentraciones de 200 000 y 250 000 conidios∙g. suelo^-1 se logró más del 90% de mortalidad de los insectos. Estas concentraciones no difirieron con la concentración de 150 000 conidios∙g. suelo^-1 pero esta última no sobrepasó el criterio de selección fijado en el presente trabajo. Con los restantes tratamientos y el control, las concentraciones anteriormente mencionadas difirieron significativamente. A partir de las 192 horas, con concentraciones de 100 000 hasta 250 000 conidios∙g. suelo^-1 se superó el 90 % de mortalidad de larvas (Figura 1).

Este resultado fue cuantitativamente superior al obtenido por Fernández et al. (2020)Fernández, M., López, J. and Pérez, A. 2020. Influence of temperature and humidity on the efficacy of Beauveria bassiana against Spodoptera frugiperda larvae. Biological Control, 144, 104-112. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104112.
, quienes obtuvieron 85 % de mortalidad de larvas de Galleria mellonella L., después de siete días de tratadas con M. anisopliae. Por otro lado, este hongo entomopatógeno ha sido efectivo contra larvas de coleópteros y dípteros, como Aedes aegypti, con resultados prometedores en la inhibición del desarrollo larval (García et al., 2020García, M.; Silva, R. and Martínez, L. 2020. Laboratory evaluation of Metarhizium anisopliae for the control of Aedes aegypti larvae. Journal of Vector Ecology, 45(1), 78-85. https://doi.org/10.1111/jvec.12345.
).

Cuando se aplicó B. bassiana, las primeras mortalidades ocurrieron a las 144 horas en todos los tratamientos a excepción de la concentración de 50 000 conidios∙g suelo^-1 en las que las muertes se produjeron a las 192 horas. A partir de la concentración de 150 000 conidios∙g suelo^-1 se alcanzaron mortalidades superiores al 90 %, lo que denota que este entomopatógeno presentó menor agresividad que M. anisopliae (Figura 2).

concentraciones de B. bassiana.

Este resultado coincide con el obtenido por Ali et al. (2022)Ali, S., Zhang, C. and Wang, Z. 2022. Enzymatic activity of Beauveria bassiana and its role in the infection process of insect larvae. Journal of Invertebrate Pathology, 189, 107-115. https://doi.org/10.1016/j.jip.2022.107115.
, quienes evaluaron el efecto de este hongo sobre larvas de Tenebrio molitor L., alcanzando una mortalidad del 90 % después de los cinco días. B. bassiana ha mostrado una alta eficacia contra larvas de lepidópteros como Spodoptera frugiperda J. E. Smith y Helicoverpa armígera Hübner, con tasas de mortalidad que superan el 80 % (Kumar et al., 2019Kumar, R., Singh, P. and Yadav, S. 2019. Impact of entomopathogenic fungi on the survival and development of Helicoverpa armigera larvae under laboratory conditions. Crop Protection, 120, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2019.01.015.
; Smith et al., 2021SMITH, J., BROWN, T. and LEE, H. 2021. Efficacy of Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae against Spodoptera frugiperda larvae in laboratory conditions. Journal of Invertebrate Pathology, 180, 107-115. https://doi.org/10.1016/j.jip.2021.107115.
).

Todas las larvas permanecieron blandas y flexibles. Transcurridos tres días de la muerte de los insectos, se observó el crecimiento del micelio del hongo sobre los cadáveres, con la subsiguiente aparición de los cuerpos reproductores, a partir de los cuales se pudo corroborar el agente causal.

Tanto M. anisopliae como B. bassiana actúan a través de la penetración de la cutícula larval, seguida de la proliferación de hifas y la producción de toxinas que causan la muerte del hospedero. Estudios han destacado que B. bassiana produce enzimas como proteasas y quitinasas, que facilitan la degradación de la cutícula (Ali et al., 2022Ali, S., Zhang, C. and Wang, Z. 2022. Enzymatic activity of Beauveria bassiana and its role in the infection process of insect larvae. Journal of Invertebrate Pathology, 189, 107-115. https://doi.org/10.1016/j.jip.2022.107115.
). M. anisopliae, por su parte, produce metabolitos secundarios como la destruxina, que afecta el sistema inmunológico de las larvas (Zhang et al., 2021ZHANG, Y., LI, X., and WANG, H. 2021. Destruxin production by Metarhizium anisopliae and its role in larval mortality of Plutella xylostella. Fungal Biology, 125(3), 234-241. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2021.02.003.
).

Las larvas tratadas con H. amazonensis en condiciones de laboratorio, aumentaron el porcentaje de mortalidad según se incrementó la concentración de ij3∙suelo-^1-1.

Los insectos comenzaron a morir a partir de las 48 horas en todos los tratamientos evaluados con excepción de las menores concentraciones en que las primeras mortalidades de larvas se produjeron a las 96 horas (Figura 3).

A las 96 horas y a partir de los 600 ij3∙suelo^-1 se apreció que la mortalidad en larvas fue superior al 50 % sin diferencias significativas entre las concentraciones desde 1 050 hasta 1 500 ij3∙suelo^-1. El 100 % de mortalidad se produjo a la concentración de 1 200 ij3∙suelo^-1, lo que evidenció que H. amazonensis (cepa HC1) fue efectiva para causar la muerte de estos insectos.

Las larvas parasitadas tomaron un color pardo rojizo, evidenciado por las especies del género Heterorhabditis, descrito por Woodring and Kaya (1988)WOODRING, J. y KAYA, H. 1988. Steinernemaand Heterorhabditis: A hand handbook of biology and Techniques. Southern Cooperative Series Bulletin, 331, 1-30.
.

Según Silva et al. (2020)SILVA, R., OLIVEIRA, C. and SANTOS, V. 2020. Efficacy of Heterorhabditis amazonensis HC1 against Spodoptera frugiperda larvae under laboratory conditions. Biological Control, 150, 104-112. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2020.104112.
, este nematodo entomopatógeno mostró una alta eficacia contra larvas de Spodoptera frugiperda, con una mortalidad superior al 90 % en similares condiciones a las de este estudio. Específicamente la cepa HC1 actúa a través de la penetración en la cavidad corporal de las larvas, donde libera bacterias simbióticas del género Photorhabdus. Estas bacterias producen toxinas que causan la muerte del hospedero y proporcionan nutrientes para la reproducción del nematodo. Esta cepa es particularmente eficaz debido a su alta capacidad de búsqueda y penetración en el huésped (Costa et al., 2022Costa, M., Silva, R. and Oliveira, C. 2022. Efficacy of Heterorhabditis amazonensis HC1 against Galleria mellonella larvae in laboratory conditions. Nematology, 24(3), 345-352. https://doi.org/10.1163/15685411-00003567.
).

CONCLUSIÓN

Los bioproductos evaluados fueron efectivos para el control de larvas de las plagas emergentes en boniato, malanga y yuca, lo que constituye un elemento importante a tener en cuenta en el diseño de tácticas para su manejo.

BIBLIOGRAFÍA