Propiedades repelentes, antialimentarias e insecticidas de nanoemulsiones de bioactivos volátiles sobre pulgones (hemiptera: aphididae) en cultivos hortícolas
- Autores: Félix Martín Pérez
- Directores de la Tesis: María Jesús Pascual Villalobos (dir. tes.), Pedro Luis Guirao Moya (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Miguel Hernández de Elche ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: M. Ángeles Marcos García (presid.), Miguel Juarez Gomez (secret.), María del Pilar Medina Vélez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Recursos y Tecnologías Agrarias, Agroambientales y Alimentarias por la Universidad Miguel Hernández de Elche
- Materias:
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- Resumen
Los pulgones (Hemiptera: Aphididae) son una de las plagas que mayores pérdidas económicas ocasionan en los cultivos a nivel mundial. En los últimos años, en las principales zonas productoras del sureste español, la incidencia de daños producidos por pulgones, concretamente las especies Myzus persicae (Sulzer) y Aphis gossypii Glover, se ha visto incrementada sobre todo en los cultivos ecológicos de pimiento y melón. El control químico de pulgones resulta complicado debido a la aparición de poblaciones resistentes a numerosas materias activas, lo que unido a las iniciativas promovidas por la Unión Europea como El Pacto Verde Europeo y la estrategia De la Granja a la Mesa, que buscan reducir el uso de plaguicidas, han propiciado un escenario muy complejo para el sector agrícola, dadas las dificultades que encuentran para llevar a cabo un buen manejo de las herramientas de gestión integrada de plagas para la protección de cultivos.
Ante la falta de alternativas a los productos fitosanitarios convencionales tan problemáticos, surge la necesidad de buscar en la naturaleza aquellas sustancias que sean capaces de controlar las plagas sin comprometer la integridad del medio ambiente, la salud humana y que además sean compatibles con la fauna auxiliar. Se sabe que los aceites esenciales de algunas plantas y los compuestos puros que se pueden extraer de ellas tienen propiedades repelentes, insecticidas, antialimentarias e inhibidoras de la reproducción, entre otras. Pero tienen la particularidad de que son inmiscibles en agua, muy volátiles y se degradan fácilmente.
Por ello, el objetivo de esta tesis doctoral es desarrollar emulsiones de aceite en agua, empleando surfactantes y/o estabilizantes y aplicando la energía necesaria para obtener una mezcla homogénea y estable en el tiempo, con tamaños de partícula del ingrediente activo a una escala nanométrica y evitar así su rápida degradación, volatilización y mejorar la persistencia de su efecto insecticida, con la finalidad de que estos formulados sean una herramienta más de control químico para la protección de cultivos.
Las nanoemulsiones se han elaborado empleado tanto un homogeneizador de alta velocidad como la técnica de ultrasonidos y se han caracterizado para conocer el tamaño de partícula del ingrediente activo y la estabilidad de la mezcla. En este aspecto, los resultados indican que con la técnica de ultrasonidos se consiguen nanoemulsiones con tamaños de partícula pequeños y buena estabilidad. Además, se ha evaluado el efecto insecticida y su persistencia sobre M. persicae tanto en condiciones de laboratorio como en condiciones de campo en invernadero con plantas de pimiento y se ha obtenido que un 1% de la mezcla de citral, (E)-anetol, farnesol, (Z)-jasmona y aceite de limón, a partes iguales, en combinación con lecitina de soja y aceite de girasol en formulación 1:1:1, produce a los 4 días de la pulverización una mortalidad del 73% que se mantiene hasta los 14 días en condiciones de laboratorio y del 30% en condiciones de campo sin causar fitotoxicidad al cultivo del pimiento. Por otro lado, la (Z)-jasmona al 0,25% hace buena emulsión con Tween80® (1:2) y en condiciones de campo produce un 83% de mortalidad a los 4 días de la pulverización. En el caso del aceite de semillas de algodón al 3%, formulado al 1:1 con jabón potásico como surfactante en agua, da como resultado una mortalidad del 82% a los 4 días de la aplicación en campo. En cuanto al farnesol, la nanoemulsión al 0,2% con Tween80® (1:2), reduce la tasa de crecimiento poblacional de M. persicae con un efecto que persiste hasta 7 días después de la pulverización de las plantas de pimiento.
También se ha estudiado el comportamiento alimentario de los pulgones mediante la técnica de Gráficos de Penetración Eléctrica (EPG) y se ha comprobado por un lado que tanto el aceite esencial de anís como el (E)-anetol, formulados individualmente al 0,2% con Tween80® (1:2), causan deshidratación sobre las formas ápteras de M. persicae y, por otro lado, que el aceite destilado de limón al 0,2% con Tween80® (1:2), altera el comportamiento alimentario de los individuos ápteros de M. persicae, ya que estos estuvieron más tiempo sin mostrar actividad que los que fueron alimentados de plantas control y además, la duración total de la ingestión de floema fue significativamente menor para los individuos alimentados con plantas tratadas con aceite destilado de limón en relación al control.
En cuanto a la repelencia olfativa de las formas aladas de M. persicae, los resultados del bioensayo de elección con plantas de pimiento indican que los esteres metílicos de ácidos grasos de coco al 0,2%, en adelante coco, mostraron propiedades repelentes (I.R. = 28,93%), siendo el primer informe de la actividad repelente de este producto contra una plaga agrícola. Además, (E)-anetol produce repelencia olfativa sobre las formas aladas de M. persicae, tanto de forma individual (I.R. = 30,85%) al 0,2% con Tween80® (1:2), como formando mezclas al 0,1% con coco + aceite destilado de limón + Tween80® (1:1:1:2) (I.R. = 30,63%) o con farnesol + aceite destilado de limón + Tween80® (1:1:1:2) (I.R. = 36,55%). Por su parte, el aceite esencial de anís al 0,25% con aceite de cártamo (1:1) también repele (I.R. = 25,87%) las formas aladas de M. persicae. Si bien es cierto, la nanoemulsión al 0,2% de farnesol con Tween80® (1:2) ha sido la que ha tenido un mayor efecto repelente vía olfativa (I.R. = 40,24%), además, en formulación (1:1:1:2) con aceite destilado de limón + coco + Tween80®, redujo significativamente la fertilidad (0,65 ninfas/hembra y día) de los individuos alados de M. persicae en comparación con el control (0,97 ninfas/hembra y día).
Por último, se ha demostrado que las nanoemulsiones de los bioactivos volátiles estudiadas no se transportan por los vasos conductores de savia de la planta, aunque no hay que descartar efectos translaminares en las hojas que tendrían que ser estudiados en futuros trabajos. Por otro lado, se puede concluir que la mortalidad que producen las nanoemulsiones de bioactivos volátiles sobre los pulgones se deben principalmente al contacto vía tópica y que los efectos sobre la alimentación ocurren cuando el estilete del pulgón entra en contacto con el producto en los tejidos foliares, mientras que la repelencia se da por la interacción olfativa con los receptores de las antenas de los pulgones.
En definitiva, los bioactivos volátiles estudiados en esta tesis doctoral son un ejemplo más de sustancias naturales con potencial a ser incluidas como materias activas de los productos fitosanitarios del futuro, no obstante, se necesita la colaboración de otros organismos e instituciones (públicas o privadas) para hacer llegar el producto final al usuario. Sin pasar por alto la evaluación de riesgos, ya que, aunque sean productos de origen natural, no están exentos de poder producir algún efecto desfavorable en los cultivos, seres humanos, animales y el medio ambiente, dada su naturaleza química.
