Diseño de una formulación insecticida biodegradable a ... - Tu Revista

RESUMEN
Diseño de una formulación insecticida biodegradable a base de
Bacillus thuringiensis para el control de Spodoptera exigua
(Lepidoptera: Noctuidae).
Jorge A. Torres-Ortega 1 Ninfa Rosas-García 2 Ramiro Garza-Molina 3
Maribel Leal-Castillo 4
1,3,4 Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa-Rodhe, UAT
2 Centro de Biotecnologia Genómica - IPN,
Reynosa Tam. México.
jtortega@uat.edu.mx
Palabras Clave: Control biológico, Formulado, bioinsecticida.
Key Words: Biological control, formulated, bioinsecticide.
Spodoptera exigua es un insecto causante de graves daños a diversos cultivos de
importancia agrícola, por lo que una formulación bioinsecticida a base de Bacillus
thuringiensis con capacidad fagoestimulante y de adherencia, resulta una
excelente alternativa para el control de esta plaga sin dañar el medio ambiente. En
este trabajo se elaboraron formulados granulares a base de polímeros
biodegradables como Capsul®, pectina, gelatina y componentes naturales de
plantas como grano de maíz, espata (hoja que recubre al elote) y olote. Como
principio activo se utilizó el complejo espora-cristal de la cepa HD-125 de Bacillus
thuringiensis. En total se realizaron tres bioensayos que fueron: de preferencia
alimenticia, de toxicidad a nivel de laboratorio y de toxicidad a nivel de
invernadero. Para el primero se confrontaron los polímeros biodegradables en una
prueba de elección con larvas neonatas; el formulado granular seleccionado se
utilizó para preparar el bioinsecticida agregando Bt a tres concentraciones
diferentes. Los bioensayos de toxicidad a nivel laboratorio e invernadero se
realizaron utilizando el bioinsecticida, además, se utilizó un formulado comercial,
formulado blanco y el sustrato natural (hoja de maíz fresca). Los resultados
obtenidos dieron como formulado seleccionado a la mezcla Capsul-gelatina-olote,
en el bioensayo de preferencia alimenticia. Los bioensayos de toxicidad en
laboratorio e invernadero demostraron que el formulado en sus tres
concentraciones de Bt registró una mortalidad superior que el formulado
comercial. La cepa HD-125 Bt. tiene un alto potencial para su uso en el control
biológico de Spodoptera exigua y su aplicación tendría un fuerte impacto en el
mejoramiento del medio ambiente.

ABSTRACT
Spodoptera exigua, It is a causative insect of serious damages to diverse cultures
of agricultural importance, for what a bioinsecticide formulation based on Bacillus
thuringiensis, with gobble stimulant capacity and adherence, it turns out to be an
excellent alternative for the control of this plague without environment damage. In
this work were elaborated granulated formulations based on biodegradable
polymers like Capsul®, pectin, gelatin and natural plants components as corn
grain, corn leaf, corn stalk and were used the complex strain spore – crystal HD-
125 Bacillus thuringiensis. Three bioassays were realized, that were: preference
nourishing, laboratory level toxicity and greenhouse toxicity level bioassays. For
the first one, the biodegradable polymers were confronted in a choice test with
newborn larvae’s. Selected granular formulated, was used to bioinsecticide
preparing, adding Bt in three different concentrations. Laboratory level toxicity and
greenhouse bioassays were realized using the bioinsecticide, in addition there
were used a commercial formulated, white formulated and natural substratum
(fresh leaf corn). The obtained results gave as selected formulation, the mixture
Capsul-gelatin-corncob, in the preference nourishing bioassay. Laboratory toxicity
and greenhouse bioassays, demonstrated that the Bt formulated in its three
concentrations, registers top mortality that commercial formulation. HD-125 Bt
strain, have a high potential to be used in S. exigua biological control, and its
application would have a strong impact in environment improvement.
INTRODUCCIÓN
Uno de los insectos plaga más destructivo en los campos agrícolas es Spodoptera
exigua. Por lo que se han realizado estudios sobre los daños que ocasiona al maíz
y otros cultivos así como de los métodos de control apropiados para su combate.
Los daños ocasionados por este insecto ocurren principalmente a nivel del follaje
y frutos de la planta provocando una mala calidad y baja producción del fruto
(Capinera, 2001). El daño ocasionado por S. exigua se da principalmente en el
estado larvario ya que pasan todo el tiempo en la planta hasta el desarrollo del
adulto. Para el control de este insecto se han utilizado diversos métodos, sin
embargo, durante la última década, el uso del control biológico, ha recibido una
particular atención por parte de la comunidad científica debido a su eficacia y baja
toxicidad hacia el ambiente y los humanos (Morales-Ramos, 1996).
Una formulación biológica se define como una combinación correcta de sustancias
de tal manera que el ingrediente activo, junto con otros componentes forme un
producto estable, seguro y fácil de aplicar (Sawicka and Couch, 2002). Uno de los
organismos más empleados como ingrediente activo en los diseños de estas
formulaciones por su alta efectividad y baja toxicidad es Bacillus thuringiensis.
Esta bacteria conocida comúnmente como Bt, es uno de los agentes microbianos
más utilizados para el control de larvas del orden Lepidóptera así como también

larvas de mosquitos. Este organismo es muy utilizado en la agricultura para el
control de un gran número de plagas agrícolas. Presenta algunos factores
importantes que justifican su uso como la ausencia de toxicidad hacia los seres
humanos o a los enemigos naturales de diversas plagas (Zelazny, 1989). Los
productos a partir de Bt en conjunto con los productos de origen biológico para el
control de plagas representan cerca del 1% del mercado agroquímico en todo el
mundo. Los productos comerciales del Bt son polvos que contienen una mezcla
de esporas y de cristales, estos se aplican a las hojas o a otros ambientes donde
las larvas de insectos se alimentan. Al ser ingeridos por los insectos, los cristales
del Bt se solubilizan en el intestino de las larvas de insectos susceptibles. Las
esporas de Bt pueden entonces invadir el tejido fino del insecto, multiplicándose
en la hemolinfa, hasta provocar su muerte. Los insectos intoxicados pueden morir
rápidamente después de la actividad de la toxina o pueden dejar de alimentarse y
morir en el plazo de 2 o 3 días después de los efectos de la septicemia
(Maldonado-Blanco 2003).
ANTECEDENTES
Maíz
Maíz (Zea mays) es el nombre común de la gramínea más cultivada en México y
en el mundo, destinada al consumo humano y como forraje para el ganado. No
obstante que la cuna del maíz está en México, en la actualidad es el tercer
comprador mundial de maíz, solo atrás de Japón y de Corea del Sur. De las 24
millones de toneladas que se consumen actualmente en México, 5 millones se
importan de Estados Unidos de América
(www.cosemex.com/ +cultivos+de+maiz&meta.htm. 25-Sep-2006).
El maíz, cuyo nombre científico es Zea mays, pertenece a la familia de las
gramíneas. Es una planta de porte robusto, de fácil desarrollo y de producción
anual. El tallo es simple y erecto, de elevada longitud pudiendo alcanzar los 4 m
de altura y sin ramificaciones. Por su aspecto recuerda al de una caña, pero no
presenta entrenudos, tiene una médula esponjosa que se observa al realizar un
corte transversal. El tallo de la planta está rematado en el extremo por una gran
panoja de pequeñas flores masculinas que cuando el polen ha sido liberado, se
vuelven secas y parduscas. En cada mazorca se ven las filas de granos, cuyo
número puede variar de ocho a treinta. A cada grano le corresponde un largo hilo
sedoso que sobresale por el extremo de la mazorca. Las hojas forman una larga
vaina íntimamente enrollada al tallo y un limbo más ancho, alargado y flexible.
(www.InfoAgro.com/exigua\se\AgroinformaciónManejo de lepidopteros plaga.mht).
Los agricultores dedicados al cultivo del maíz se enfrentan con una grave
problemática por las plagas que consumen gran parte de los cultivos. Entre ellas
se encuentran: Sitotroga cerealella, Sphenophorus spp., Spodoptera frugiperda y
Spodoptera exigua entre otras (www.agricomseeds.com, 7-02-07).

Descripción de Spodoptera exigua
Características generales. Spodoptera exigua (Hübner) es considerada una de
las plagas con mayor importancia en el cultivo del maíz debido a su impacto
económico (Márquez et al., 2006). Perteneciente al orden Lepidóptera y a la
familia Noctuidae, S. exigua es un insecto proveniente del sudeste de Asia y es
considerado un insecto importante en muchas zonas agrícolas del mundo. Su
primera aparición en América fue en los Estados Unidos en el estado de Oregón
en 1876, desde donde se desplazó hacia México y el Caribe (Mitchell, 1973). En
México, esta especie causa daños importantes en algunos estados como:
Coahuila, Sinaloa, Nayarit, Yucatán, Querétaro, Aguascalientes, etc.
(www.Senasica.SAGARPA.gob.mx.Sep-10-2006)
S. exigua es considerada una de las plagas con mayor importancia en el cultivo
del maíz debido a su impacto económico (Márquez et al, 2006) y es una plaga
polífaga que ataca mas de 60 especies de plantas pertenecientes a 23 familias
botánicas diferentes (Brown y Dewhurst, 1975). Es considerada una especie
migratoria en la que sus adultos pueden recorrer largas distancias de hasta 3,500
Km en un lapso de 9 a 11 días (French, 1969; Cayrol, 1972). En determinadas
zonas geográficas de clima cálido, esta especie puede estar presente todo el año,
produciéndose un reagrupamiento de las poblaciones de adultos en la primavera o
principios del verano (Belda et al.,1994).
Ciclo biológico de Spodoptera exigua. Este insecto tiene un ciclo biológico
completo que consta de cuatro etapas. Las hembras colocan huevos en racimos
de 50 a 150 huevos por masa y cada hembra produce de 300 a 600 huevos. Estos
son depositados generalmente en la superficie más baja de la hoja y a menudo
cerca de las flores y en la extremidad de las ramas. Son de color verdoso y
blanco, están cubiertos con una capa de escamas blanquecinas que le dan un
aspecto algodonoso. Los huevos tardan de dos a tres días en madurar durante el
tiempo cálido (Capinera, 2001). Las larvas recién eclosionadas suelen agruparse
en tallos y hojas de los botones terminales y axilares de las plantas; a partir del
tercer estadio, suelen vivir aisladas y es cuando más se alimentan y mayores
daños causan. Son más activas durante la noche, pues completan su desarrollo
en 15-25 días, después de pasar por cinco estadios larvarios y pupan en el suelo
en un capullo terroso, o bien, bajo restos vegetales (Pérez et al., 2001).
La pupación ocurre en el suelo. El compartimiento se construye de las partículas
de la arena y del suelo ligadas con una secreción oral que endurece cuando se
seca. Las crisálidas son de color marrón claro y miden de 15 a 20 mm de longitud.
La duración de la etapa pupal es 6 a 7 días durante la temporada cálida (Ronald,
1991). Los adultos son pequeños, miden aproximadamente 1.3 cm con una
extensión alar de 2.5 a 3.8 cm. El cuerpo y las alas se extienden de plateado-gris
a grisáceo-marrón y tienen un punto más ligero cerca del centro (Ronald, 1991).

Fig. 1. Etapas en el ciclo de vida de Spodoptera exigua.
Daños. Esta plaga causa daños de consideración tanto por disminución de
superficie foliar debido a la alimentación de las larvas en hojas, como por los
daños en frutos al realizar perforaciones en los mismos que adquieren mayor
importancia comercial, desde el momento de su eclosión (Belda et al., 1994). El
daño que causan al alimentarse de los frutos es superficial y resultaría en poca
pérdida si no fuera por los defectos estéticos que aparecen en la fruta madura y la
pudrición de frutos que puede ocurrir por los organismos que causan
descomposición de tejidos y que pueden entrar por las heridas. Ocasionalmente
las larvas se desarrollan dentro de los frutos, causando desarrollo anormal y
aborto del fruto (Palumbo y Kerns, 1996). Las hojas pueden ser consumidas casi
totalmente al igual que las plantas jóvenes; sin embargo hay recuperación en
plantas más viejas (Ronald et al., 1991) En este último caso, los mismos
consisten en agujeros superficiales o comeduras que los marcan, pudiendo llegar
a pudrirse.
La etapa en la cual provoca mayor daño a los cultivos S. exigua es en la fase
larvaria. Las larvas jóvenes se alimentan adentro de los racimos terminales de las
cosechas y hacen a menudo un daño considerable antes de que se noten. Las
pérdidas ocasionadas por esta plaga se incrementan con el número de larvas
dentro del cultivo (Ronald, et al. 1991).

Métodos de Control.
El control cultural es una estrategia que ayuda a reducir el daño a la planta,
además de proporcionar una buena fertilidad al suelo para asegurar un desarrollo
rápido de la planta, minimizando de esta manera la exposición de las plantas
jóvenes al ataque del insecto y permitiéndole recuperase del daño (Altieri et al.,
1989).
El control químico es uno de los métodos más usados y se les denomina
"plaguicidas", en la agricultura se utilizan herbicidas, insecticidas, fungicidas,
nematicidas y rodenticidas. Si bien el uso de productos químicos en la agricultura
se reduce a un número limitado de compuestos, ésta es una de las pocas
actividades donde se descargan deliberadamente en el medio ambiente productos
químicos para acabar con algunas formas de vida (FAO, Sep-20-2006).
El uso agrícola de plaguicidas es un subconjunto del espectro más amplio de
productos químicos industriales utilizados en la sociedad moderna. En 1993 se
habían identificado más de 13 millones de productos químicos, a los que se
sumaban cada año unos 500 mil nuevos compuestos (American Chemical Society,
2000). La historia del desarrollo y utilización de los plaguicidas es fundamental
para entender cómo y por qué han representado una amenaza para el medio
ambiente en general y por qué esta amenaza está disminuyendo en los países
desarrollados, mientras que continúa siendo un problema en muchos países en
desarrollo (American Chemical Society, 2000).
El control biológico es un tipo de control que surgió como una alternativa al uso
indiscriminado de insecticidas químicos que durante años ha provocado serias
implicaciones en la salud del hombre al igual que problemas en el ambiente (ICMR
2001). Este tipo de control ha recibido la atención de la comunidad científica
durante la ultima década debido a su eficacia y baja toxicidad hacia el ambiente y
los seres humanos (Morales-Ramos, 1996). Utiliza organismos vivos, sus partes o
productos proteicos para reducir las poblaciones de plagas así como sus efectos
(Rosas-García, 2002). El control de las numerosas poblaciones de plagas con
productos químicos cada día se torna mas complicado debido a la exigencia de los
consumidores en la reducción en la aplicación de estos productos en los cultivos,
por lo que se presenta hoy en día un gran interés por una agricultura mas
biológica.

Enemigos naturales. Los insectos depredadores se presentan en muchos
grupos, principalmente en los órdenes: Coleóptera, Odonata, Neuróptera,
Hymenoptera, Díptera y Hemíptera. Los insectos depredadores se alimentan de
todos los estados de la presa: huevos, larvas o ninfas, pulpas y adultos. Desde el
punto de vista de los hábitos alimenticios, existen dos tipos de predadores, los
masticadores tales como los escarabajos del suelo, los cuales simplemente
mastican y devoran su presa, y aquellos con partes seccionadoras en su boca,
que chupan el jugo de sus presas (Altieri et al., 2006).
En el caso de S. exigua numerosos enemigos naturales se han adaptado a este
insecto. Entre los enemigos más comunes se encuentran Trichogramma spp. y
Chrysoperla spp.
Formulaciones biológicas para el control de insectos plaga
Una formulación biológica consta de una combinación de ingredientes naturales
que incluye un ingrediente activo y otros componentes formando un producto
estable, seguro y fácil de aplicar sobre cualquier tipo de cultivo atacado por
insectos plaga (Morales-Ramos, 1996). Los agentes de control biológico tienen la
gran ventaja de ofrecer seguridad, selectividad, biodegrabilidad y capacidad
infectiva hacia un rango estrecho de insectos plaga (Joung y Cote 2000).
En las formulaciones biológicas se distinguen principalmente tres tipos de
componentes: principio activo que actúa como materia insecticida, agentes
acarreadores los cuales transportan la materia activa y los coadyuvantes, los
cuales ayudan al ingrediente activo a cumplir el cometido de acabar con las plagas
(Morales-Ramos, 1996). Existen varios tipos de formulaciones las cuales pueden
introducirse en el mercado de diferentes maneras, algunas de estas son
dependiendo del ambiente del insecto a combatir o controlar y método o forma de
aplicación preferido. Entre los tipos de formulaciones existentes podemos
encontrar (Rhodes, 1993):
Polvos para espolvoreo. Tienen aspecto de talco y se aplican directamente
sobre las plantas con instrumentos adecuados que pueden ser similares a un
salero (Morales-Ramos, 1996). Estos productos son también usados cuando se
desea evitar la formación de microclimas húmedos que puedan favorecer ciertas
enfermedades de la planta como las causadas por hongos. La materia activa se
encuentra en concentraciones generalmente bajas oscilando entre el 1 al 20%, los
diluyentes empleados suelen ser polvos finos, los mas comúnmente usados son
los talcos de silicato, existen otros diluyentes de naturaleza botánica como olote
de maíz, tierra de diatomeas, piedra caliza, etc. (Morales-Ramos, 1996).

Los polvos para espolvoreo están formados por partículas de diámetro menor a 50
micras. Este polvo se puede aplicar al suelo o a las plantas con equipos
especiales o a veces se usan aviones o helicópteros para realizar estas
aplicaciones. Para que las aplicaciones sean correctas, deben ser suficientemente
fluidas, las partículas no deben adherirse unas a otras, por ello se incluyen
sustancias que impiden la aglomeración de las partículas y faciliten su dispersión.
Estos componentes se llaman agentes de fluidez y suelen ser silicatos aluminomagnésicos.
También suele añadirse agentes adherentes que mejoran la fijación
del polvo a las hojas de las plantas (Gomez y Costa, 2004). Cuando se realizan
estas aplicaciones no debe haber viento para que no derive la nube de polvo a
lugares no deseados. De ahí que suelan aplicarse por la mañana o antes del
amanecer. Los polvos para espolvoreo tienden a usarse cada vez menos porque
hay muchas pérdidas ya que es necesario un tamaño muy pequeño de partícula
para que sea más eficaz, con lo que será muy fácil que lo arrastre el viento (Pérez-
Montesbravo, 2006).
Formulaciones granulares. Están constituidas por gránulos cuyo diámetro de
partícula se encuentra entre 0.2 mm a 2.0 mm. Este formulado se aplica
directamente sobre las plantas y en algunas ocasiones también sobre el suelo. El
principio activo se encuentra entre el 5 -20%, el soporte 80-95% y el adherente 1-
5% (Morales-Ramos, 1996). Es ventajoso, ya que permite obtener un efecto
similar al que tendrían otras aplicaciones con otras formulaciones. Además su
tamaño mayor permite aplicar dosis localizadas (menores dosis por hectárea,
mayor eficacia del tratamiento, etc.), (Pérez-Montesbravo, 2006).
Polvos humectantes. Tienen la peculiaridad de que pueden ser mojados y
mantenerse en suspensión acuosa durante un tiempo más o menos largo. El
principio activo está disperso sobre una materia inerte; a la formulación se le
añaden coadyuvantes tales como humectantes, agentes en suspensión,
adherentes y estabilizantes los cuales están destinados a conseguir la mejor
eficiencia del producto (Morales-Ramos, 1996).
Líquidos emulsionables. Este tipo de formulados constan de la materia activa
resuspendida en un medio apropiado, al que acompañan los coadyuvantes
necesarios (emulsionantes, dispersantes, etc.). Las emulsiones contienen de 10-
45% de ingrediente activo, 1-3% de agente en suspensión, 6-8% de surfactante,
1-5% de dispersante y 35-65% de vehículo que puede ser agua o aceite (Morales-
Ramos, 1996).
Una formulación requiere de algunos elementos para hacer de ésta, un producto
eficaz y resiste a diferentes condiciones climáticas como se muestra en el
Cuadro 1.

(Morales-Ramos, 1996)
Bacillus thuringiensis (Bt)
Cuadro 1. Componentes de un formulado.
Bacillus thuringiensis es un bacilo gram-positivo, aerobio, que se encuentra de
forma natural en suelo y plantas. El Bt fue descubierto en Japón en 1901 por
Ishiwata, pocos años después fue aislado en Thuringia (Alemania), siendo este el
primer ingrediente activo utilizado para formular y generar el primer producto
comercializado a base de Bt en Francia, en el año de1938. Desde entonces hasta
nuestros días, aunque durante la década de los 40 y 50 su uso fue desplazado
debido al descubrimiento de los insecticidas de síntesis orgánica, es el
biopreparado más utilizado en la práctica y representa más del 90% del mercado
de insecticidas biológicos (Feitelson, et al. 1992).
Este insecticida microbiano fue colocado originalmente en 1961 como pesticida de
uso general. Los nombres comerciales incluyen Acrobe, Bactospeine, Berliner (de
la variedad kurstaki), Certan (de la variedad aizawai), Dipel, Javelin, Leptox,
Novabac, Teknar (de la variedad israeliensis), Thuricide y Victoria (Hofte, 1989).
En México, el uso de Bt no había sido muy utilizado, en parte debido al alto costo
de los bioinsecticidas comerciales importados basados en Bt (Galán-Wong y
Rodriguez-Padilla 1991). Las formulaciones que contienen como ingrediente activo
Bt han sido estudiadas detalladamente durante los últimos años para aumentar su
eficacia y para prolongar la actividad residual de la misma (McGuire et al., 1991).
Algunos bioinsecticidas son capaces de eliminar plagas altamente nocivas para
los cultivos agrícolas, al inmovilizar su aparato digestivo, el insecto muere pues no
puede ingerir alimento. Empero, su uso tiene ventajas y desventajas. Bacillus
thuringiensis es una bacteria que cuando está en condiciones desfavorables para
su crecimiento, y como mecanismo de supervivencia, produce una espora con
gran cantidad de proteína y se forma un cristal (Maldonado-Blanco, 2003).

Bacillus thuringiensis es una bacteria natural común en suelos en todo el mundo,
Esta bacteria insecticida es muy usada para el control de numerosas plagas
importantes de las plantas, principalmente insectos del orden Lepidóptera. Esta
bacteria ha sido, desde su descubrimiento, tema de investigación científica y una
de las mejores promesas como agente efectivo para el control de insectos plaga
(Oatman and Platner, 1972). En la industria agroquímica existen numerosos
productos que contienen Bt representando cerca del 1% del mercado
“agroquímico” total (fungicidas, herbicidas e insecticidas). Los productos
comerciales elaborados a base de Bt contienen una mezcla de esporas y de
cristales. Se aplican a las hojas o a otros ambientes donde las larvas del insecto
se alimentan.
Modo de acción de Bt. El modo de acción de Bt es sólo por ingestión. La acción
insecticida es debida a la presencia del cristal proteico producido durante la
esporulación de la bacteria, llamado delta endotoxina (Caballero y Ferré, 2001).
Los insectos ingieren los cristales diseminados sobre las hojas o sustrato de
alimentación durante su fase larvaria, éstos llegan a su intestino medio, se
disuelven por la acción de los jugos intestinales que presentan pH alcalino
(Schnepf et al, 1998). Los síntomas que se observan a partir de que las larvas de
insectos susceptibles ingieren los cristales y esporas de Bt son: cese de la ingesta,
parálisis del intestino, vómito, diarrea, parálisis total y finalmente la muerte.
(Soberón y Bravo 2006).
La muerte de las larvas ocurre durante los primeros cinco días; si sobreviven los
primeros días, no causan más daño al cultivo pues no pueden alimentarse.
Cuando ingieren dosis sub letales algunas veces logran pupar pero los adultos
que emergen son estériles, controlando así poblaciones futuras. Los efectos de
control de larvas que se pueden observar en el campo son: la disminución del
daño fresco, deposiciones secas, deformación, cambio de color y pérdida de
movilidad (Caballero y Ferré 2001).

Fig. 2. Modo de acción de la toxina de Bt (Sansinenea-Royano, 2006).
MATERIALES Y METODOS
Preparación de los ingredientes fagoestimulantes
Los ingredientes fagoestimulantes que se utilizaron fueron: Espatas (hojas que
recubren al elote), grano de maíz y olote, adquiridos en tiendas de la localidad
(Reynosa, Tam.), los cuales fueron lavados con agua y jabón y se dejaron secar a
temperatura ambiente para eliminar el exceso de humedad. Posteriormente se
colocaron en charolas de plástico y se introdujeron a una estufa de tiro forzado a
50°C por 3 días hasta su deshidratación. Al finalizar este proceso se molieron las
espatas en un molino de perlas durante 24 horas y los granos de maíz y el olote
en un molino de granos. Los ingredientes molidos se tamizaron utilizando malla
de los números 20, 30 y 40 para uniformizar el tamaño del gránulo y obtener un
polvo fino. Los ingredientes se guardaron en contenedores herméticos hasta su
uso.
Elaboración de formulados granulares para bioensayos de preferencia
alimenticia. Para la elaboración de los formulados granulares se utilizó almidón
de maíz modificado (Capsul®) (Aranal, S.A. de C.V. Monterrey N.L.) como agente
encapsulante se utilizaron también gelatina porcina y pectina de limón (Materias
Primas Ameola, Monterrey N.L.), como polímeros adherentes. Estos polímeros se
mezclaron en proporción 1:1. Los fagoestimulantes previamente preparados, se
agregaron al 4% a la mezcla anterior.

Las cantidades utilizadas se describen a continuación:
Se agregaron 50g de gelatina o pectina y 50g de Capsul con o sin fagoestimulante
(4g), y 25 ml de agua destilada en un recipiente de aluminio y cada mezcla se
incorporó con una espátula hasta formar una pasta húmeda. La pasta se extendió
sobre una charola de plástico rectangular formando una capa delgada y se desecó
en un horno de tiro forzado a una temperatura de 50°C por 24 h. Una vez
desecadas las mezclas, se molieron en morteros. Los gránulos obtenidos se
almacenaron en botes de plástico herméticos a temperatura ambiente para su uso
posterior.
Cuadro 2. Ingredientes empleados en la preparación de matrices granulares para
Spodoptera exigua.
Bioensayos de preferencia alimenticia.
Con los gránulos elaborados se procedió a la realización de los bioensayos de
preferencia alimenticia, por el método de dos alternativas descrito por Bartelt y col.
(1990). Para el bioensayo se utilizaron cajas petri desechables de 5 cm de
diámetro con el fondo cubierto con una mezcla de pasta de Paris y carbón
activado en proporción 15:1, esta mezcla se utiliza para el fácil desplazamiento de
las larvas, así como la absorción de olores. En cada caja se depositaron en sitios
opuestos 0.2g de gránulos a comparar, los cuales se dejaron hidratar durante 1
hora. Un total de 36 pares de gránulos se compararon. Como control se utilizaron
trozos de 0.2 g de hoja fresca de maíz, los cuales se confrontaron contra todas los
formulados granulares (Fig.3).

Se realizaron cinco repeticiones para cada comparación. En cada tratamiento se
utilizaron 10 larvas de S. exigua recién eclosionadas y se les permitió alimentarse
de los gránulos durante 16 horas a 28°C en completa oscuridad. Al término de
este periodo los tratamientos se sometieron a congelación a –30°C durante dos
días. Posteriormente se registró el número de larvas sobre cada sitio de manera
visual y con ayuda de un pincel. Los resultados fueron analizados por ANOVA y
prueba de Tukey para comparación de medias con una P≤0.05.
Fig. 3. Bioensayo de preferencia alimenticia.
Elaboración de las formulaciones insecticidas
Una vez obtenido el formulado seleccionado en el bioensayo de preferencia
alimenticia se elaboraron los formulados bioinsecticidas, de acuerdo a las
cantidades descritas en el Cuadro 3 para su utilización en los bioensayos de
toxicidad a nivel laboratorio e invernadero, de la misma manera que las
formulaciones granulares previamente descritas, adicionando el principio activo
(cepa de Bt) en concentraciones de 3, 7 y 10%.
La cepa de Bt utilizada en la elaboración de los formulados fue la cepa HD-125
donada por el Bacillus Genetic Stock Center (4L1). Las formulaciones insecticidas
fueron almacenadas en contenedores de plástico herméticos, a temperatura
ambiente, hasta su uso. Para la elaboración de estos bioensayos se utilizaron un
total de seis tratamientos que fueron: la matriz granular (formulado sin Bt.),
formulaciones granulares con Bt al 3, 7 y 10%, Bt comercial (Dipel Dunst®) y un
control (Sin formulado)

Cuadro 3. Porcentajes de los diferentes componentes utilizados
en la elaboración de las formulaciones granulares.
Determinación de la actividad tóxica de las formulaciones contra S. exigua a
nivel laboratorio. Se realizaron bioensayos en laboratorio para determinar la
actividad tóxica de Bt para formulados granulares de acuerdo al método reportado
por Dunkle y Shasha (1998), con seis tratamientos que consistieron en: a) una
matriz granular (formulado sin Bt); formulado con Bt: b) al 3%; c) al7%; d) al10%;
e) Bt comercial (Dipel Dunst®) y f) un control (trozo de hoja de maíz). Para ello se
utilizaron cajas petri desechables de 5 cm de diámetro con el fondo cubierto con
una capa de pasta de París y carbón activado para el fácil desplazamiento de las
larvas así como para la absorción de olores, se colocaron en el centro 0.2 g del
formulado dejando humedecer por espacio de una hora, posteriormente se
colocaron 20 larvas de dos días de edad y se les permitió alimentarse sobre el
formulado por 24 h. Para cada formulado se realizaron cinco repeticiones,
después de las 24 horas de exposición a los formulados, se determinó el
porcentaje de mortalidad y se seleccionaron cinco larvas sobrevivientes de cada
caja (25 en total para cada formulado) las cuales se transfirieron a copas
individuales conteniendo dieta artificial y se determinaron los porcentajes de
mortalidad a los siete días.
Determinación de la actividad toxica de las formulaciones contra S. exigua a
nivel invernadero. Para los bioensayos en invernadero se utilizaron plantas de
maíz de ocho semanas de edad, se aplicaron seis tratamientos que consistieron
en; a)una matriz granular (formulado sin Bt), formulaciones granulares con Bt al
b)3%, al c)7%, al d)10%, e) Bt comercial (Dipel Dunst®) y f) un control (sin
formulado). Para cada tratamiento se utilizaron diez plantas y en el cogollo se
colocaron 0.2 g del formulado. En cada planta se introdujeron en el cogollo 10
larvas recién eclosionadas a las cuales se les permitió alimentarse durante siete
días a temperatura ambiente.

La Figura 4 muestra parte del proceso del bioensayo de toxicidad a nivel
invernadero. Al término de este tiempo se registró el porcentaje de mortalidad.
RESULTADOS
Fig. 4. Bioensayo de toxicidad a nivel invernadero.
Preparación de los ingredientes fagoestimulantes
Al término del proceso de elaboración se obtuvieron tres tipos diferentes de
ingredientes fagoestimulantes de forma granulada a base de: grano de maíz, olote
y espata.
Elaboración de formulados granulares para bioensayos de preferencia
alimenticia. Se obtuvieron ocho matrices granulares diferentes como se muestra
en el Cuadro 3, con las cuales se realizaron un total de 36 combinaciones.
Bioensayo de preferencia alimenticia
En los bioensayos de preferencia alimenticia de S. exigua hacia las diferentes
matrices granulares elaboradas, se obtuvieron los resultados de cuatro análisis
estadísticos, en donde el análisis de varianza (ANOVA) general comparó a cada
uno de los soportes, indicando que existe diferencia significativa entre ellos como
se muestra en el Cuadro 4.
El Cuadro 5 se muestra que las formulaciones que contienen gelatina como
adherente tuvieron mayor preferencia por las larvas, sobresaliendo el formulado
compuesto por capsul-gelatina-olote.

Cuadro 4. Comparación mediante ANOVA de los soportes empleados
en el bioensayo de preferencia alimenticia con S. exigua.
Cuadro 5. Comparación de medias de los resultados de preferencia alimenticia
por la prueba de Tukey para todos los soportes.
a) Efecto de presencia o ausencia de fagoestimulante. Una vez corroborada la
diferencia de preferencia por las larvas entre los soportes, se procedió a hacer
el análisis del efecto de la presencia o ausencia del fagoestimulante, en las
larvas de S. exigua. El análisis de varianza indicó una alta diferencia
significativa entre los soportes que contienen fagoestimulante y los que no lo
contienen como se muestra en el Cuadro 6.

Cuadro 6. Análisis de varianza de la presencia o ausencia de los fagoestimulantes
en los soportes.
La comparación de medias por la prueba de Tukey indicó que la presencia de los
fagoestimulantes ejerce un mayor efecto en la ingestión por parte de las larvas de
S. exigua (Cuadro 7).
Cuadro 7. Comparación de medias por la prueba de Tukey del efecto de ausencia o
presencia de fagoestimulantes.
b) Comparación entre fagoestimulantes. En este análisis se compararon cada
uno de los ingredientes fagoestimulantes mostrándose en el Cuadro 8 que
existe diferencia significativa entre cada uno de ellos, resultando como mejor
ingrediente fagoestimulante el olote, según la prueba de comparación de
medias de Tukey

Cuadro 8. Análisis de varianza del efecto de cada fagoestimulante
Cuadro 9. Comparación de medias por la prueba de Tukey para el efecto
del fagoestimulante.
n=360 *valores en la columna con la misma letra no son significativamente diferentes.
Prueba de Tukey, P≤0.005
c) Comparación de matrices. El análisis del efecto de la matriz se realizó para
saber si las matrices utilizadas en la elaboración de los formulados causó algún
efecto de atracción o repelencia hacia las larvas de S. exigua. El análisis de
varianza indicó que sí existe diferencia significativa entre las matrices (Cuadro
10), causando un mejor efecto la combinación capsul- gelatina (Cuadro 11).

Cuadro 10. Análisis de varianza del efecto de la matriz.
Cuadro 11. Comparación de medias por la prueba de Tukey para el efecto de la matriz.
n=360 *valores en la columna con la misma letra no son significativamente diferentes.
Prueba de Tukey, P≤0.005
Elaboración de las formulaciones insecticidas
Se eligió la mezcla capsul-gelatina-olote de acuerdo a los resultados obtenidos.
Con la matriz granulada seleccionada al término del bioensayo de preferencia
alimenticia se elaboraron las formulaciones granulares, con las cuales se
realizaron los bioensayos de toxicidad a nivel laboratorio e invernadero.

Determinación de la actividad toxica de las formulaciones contra S. exigua a
nivel de laboratorio.
En el bioensayo de toxicidad a nivel laboratorio se observó un porcentaje de
mortalidad de las larvas de S. exigua mayor al 80% a las 24 h, sobresaliendo el
extracto de Bt como el tratamiento con mayor mortalidad, seguido por el Dipel® y
el formulado al 10% de Bt. El extracto de Bt por si solo mostró una mortalidad
cercana al 90% a las 24 h, sin embargo, su actividad no aumentó a los siete días,
mientras que la formulación al 10% de Bt y el Dipel® aumentaron su nivel de
mortalidad a los siete días.
Determinación de la actividad tóxica de las formulaciones contra S. exigua a
nivel invernadero.
En este bioensayo las formulaciones en las tres diferentes concentraciones
tuvieron un porcentaje de mortalidad mayor que el resto de las formulaciones
empleadas, destacando el formulado al 10 % de Bt de las concentraciones del 3 y
7%. La Fig. 5 muestra la mortalidad en bioensayo de toxicidad a nivel invernadero
después de siete días.
Bioensayo de invernadero.
Para el bioensayo de toxicidad a nivel invernadero se realizó un análisis
estadístico para saber cual de los tratamientos empleados resultó con mayor nivel
de mortalidad. En el Cuadro 12 la comparación de medias nos muestra que existe
una diferencia significativa entre cada uno de los tratamientos. En el Cuadro 13 se
muestra que tratamientos que contenían Bt al 3, 7 y 10% son los más efectivos.
Cuadro 12. Comparación de medias por la prueba de Tukey para la mortalidad
a nivel invernadero.

Cuadro 13. Comparación de medias por la prueba de Tukey para el nivel de mortalidad
hacia S. exigua.
DISCUSION
n=60 *valores en la columna con la misma letra no son significativamente diferentes.
Prueba de Tukey, P≤0.005
Spodoptera exigua es una plaga secundaria del cultivo del maíz y muchos otros,
sin embargo, su importancia reside en que ataca follaje y fruto de manera
frecuente. Esto ocasiona daños al producto y a la economía de quienes lo
cosechan ya que reducen su comercialización, por lo que es importante crear
nuevas alternativas para el combate de este tipo de plagas.
Varios estudios se han realizado para encontrar el mejor método de control hacia
este insecto plaga entre los que destaca la aplicación de los Baculovirus; la
utilización de bacterias como Bacillus thuringiensis no ha sido muy empleada
como método de control de este insecto debido a que S. exigua es muy resistente
a esta bacteria. La cepa de Bt utilizada como principio activo fue la HD-125 la cual
resultó ser muy potente ya que en los bioensayos de toxicidad realizados en
laboratorio e invernadero tuvo un alto porcentaje de mortalidad, esto, gracias a los
componentes de la formulación que ayudaron a que la larva ingiriera el
bioinsecticida. Siendo esta una de las grandes ventajas del formulado granular
elaborado contra otros métodos de control por su rápida destrucción hacia las
larvas, a diferencia de los baculovirus que su modo de acción es muy lento
permitiéndole a la larva infectada seguir dañando las cosechas.
La poderosa cepa de Bt utilizada, así como cada uno de los ingredientes nos dio
como resultado una formulación insecticida exitosa, esto, debido al alto nivel de
mortalidad, a su especificidad hacia el insecto a controlar, a la fácil aplicación del
producto y al nulo efecto negativo al medio ambiente.

Para la realización de los formulados granulares se utilizó como soporte el
Capsul® debido a su eficacia comprobada en otros estudios como matriz
encapsulante; es un polímero de almidón de maíz modificado muy soluble en
agua. Los adherentes utilizados en las mezclas fueron gelatina porcina y pectina
de limón, estos ingredientes fueron utilizados debido a su fácil disponibilidad.
La gelatina incluida como adherente no causó ningún efecto negativo en la
preferencia alimenticia del insecto al igual que la pectina. Los formulados
elaborados que contenían gelatina fueron los de mayor preferencia por las larvas
de S. exigua. El grano de maíz, el olote y las espatas funcionaron adecuadamente
como fagoestimulantes, de estos tres materiales se optó por la elección del olote
debido a que es subproducto, barato y fácilmente asequible.
De acuerdo a los resultados obtenidos en las pruebas de preferencia alimenticia la
formulación seleccionada fue capsul-gelatina-olote. Se observó que el extracto
solo de Bt no es tan eficiente, lo que indica que la mezcla de formulación ayuda a
la ingestión por parte del insecto haciendo más eficiente al ingrediente activo. La
finalidad de la elaboración de formulados granulares a base de ingredientes
naturales de plantas es que sea especifico para el control de este insecto. Además
de que en conjunto con los demás elementos de la formulación se logre tener un
producto fácil de aplicar en las cosechas y sea atractivo al insecto debido a la
presencia de los fagoestimulantes. Es importante también que el producto tenga
una residualidad corta para la protección del cultivo, pero que sea altamente
biodegradable para evitar la contaminación ambiental (Morales-Ramos, 1996).
Los ingredientes utilizados para la elaboración de las formulaciones en este
trabajo, fueron cuidadosamente seleccionados, desde el punto de vista ambiental
en donde los materiales utilizados son completamente biodegradables y no son
tóxicos ni al hombre ni a los animales, ya que todos ellos son grado alimenticio.
Así mismo se tuvo el cuidado de seleccionar materiales económicos, para elaborar
un formulado costeable y redituable al sector agrícola con la ventaja de poder
aprovechar algunos subproductos de la industria del maíz, colaborando con ello al
manejo de residuos. Por otra parte se ofrece al sector agrícola la posibilidad de
utilizar un insecticida biológico con una cepa altamente tóxica y con una
formulación específicamente dirigida al gusano trozador, con la seguridad de estar
utilizando un insecticida que no causará ningún efecto adverso al ambiente, ni al
hombre ni a los animales y con una residualidad muy corta.
Se observa, así mismo, que las formulaciones desarrolladas son tan eficientes
como el bioinsecticida comercial Dipel®, sin embargo éste está formulado a una
concentración del 20% de Bt, mientras que las formulaciones van de 3 al 10%,
siendo el de 3% tan efectivo como el comercial, lo que indica una reducción
significativa del principio activo con una capacidad tóxica igual o superior. Este
trabajo demuestra la alta efectividad de una formulación cuando se conjuntan el
soporte y el principio activo adecuados.

CONCLUSIONES
-Los resultados del bioensayo de preferencia alimenticia demostraron que los
ingredientes fagoestimulantes tuvieron el mismo efecto hacia las larvas, siendo
mejores atrayentes que el sustrato natural (hoja fresca de maíz)
-En el bioensayo de toxicidad a nivel laboratorio se cumplió el objetivo: que los
formulados elaborados contaran con la mayor mortalidad de las larvas de S.
exigua, siendo estos más efectivos que el formulado comercial.
-Se observó mayor porcentaje de mortalidad con los formulados elaborados en
laboratorio al 3, 7, 10% de Bt en comparación al formulado comercial en los
bioensayos de invernadero.
-La cepa HD-125 de Bt tiene mayor toxicidad a 3, 7 y10% cuando se formula con
fagoestimulantes, que al aplicar el extracto puro.
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