Introduccion

Los insectos plaga representan una amenaza constante para la producción agrícola, Helicoverpa zea, conocido como el gusano del maíz, denominado asi por ser principal causa de perdidas en este cultivo de gran importancia económica, es una plaga polífaga que puede alimentarse de múltiples cultivos, se alimenta de cultivos económicamente importantes como el maíz (Zea mays L.), el algodón (Gossypium hirsutum L.) y la soja (Glycine max L.) además de otros huéspedes, (Arends, B et al., 2022) los daños más graves son los causados por el ataque a las partes reproductivas (botones y capítulos florales, bayas e inflorescencia del maíz).(Archer et al.,1994) El gusano del maíz, Helicoverpa zea (Boddie), pertenece a la familia Noctuidae, aunque tiene distribucion cosmopolita , se desarrolla mejor en las zonas cálidas. (Larraín, et al, 2001) Esta plaga esta activa durante todo el año en zonas tropicales y subtropicales pero siempre aumenta su población en meses cálidos del año, es multivoltino, completando cuatro o más generaciones por año, el clima es la variable que indica el momento del aumento de la población. (Archer et al.,1994)

Las prácticas de manejo difieren en función del cultivo dañado. Si hay que utilizar insecticidas, deben aplicarse en el momento de la puesta de huevos, normalmente con aplicaciones repetidas, se usan manejos de diferente naturaleza pero en su mayoria la aplicacion de agentes quimicos como clorantraniliprol, spinosad y spinetoram, al igual que el antiguo insecticida carbaril (Sevin),o insecticidas como Lorsban® (clorpirifós etil) (Pivaral L., 2015), un organofosforado, que actúa por contacto, ingestión e inhalación y que aunque moderadamente tóxico tiene efectos neurológicos, trastornos del desarrollo y autoinmunes en exposiciones crónicas. Otro insecticida que se usa con frecuencia es el piretroide Karate® (Lambda-cihalotrina), muy tóxico para organismos acuáticos, abejas y polinizadores como Bombus spp. (Syngenta 2015) tambien se usa control biologico como la aplicacion de formulaciones pulverizables de Bacillus thuringiensis si se desea un método de control menos tóxico. (Tabashnik et al., 2013)

Sin embargo segun IRAC en 2023 se reporta que en América del Norte y América Latina se ha notificado resistencia de H. zea a muchos insecticidas, principalmente de las familias de los carbamatos (MoA 1A), organofosforados (MoA # 1B), piretroides (MoA # 3A), o a compuestos BT (Bacillus thuringiensis) debido a su uso generalizado en la agricultura.

Con la finalidad de disminuir el impacto ambiental derivado del uso de insecticidas químicos para la protección de cultivos, se hace necesaria la búsqueda de estrategias alternativas para el control de las principales plagas de maíz. Entre ellas se pueden utilizar agentes de control biológico, como hongos entomopatógenos y extractos naturales derivados de plantas. Los hongos entomopatógenos producen micotoxinas que mata al huésped mediante la inducción degeneración progresiva de los tejidos del huésped, debido a la pérdida de la integridad estructural de las membranas seguido de deshidratación de las células como resultado de pérdida de fluido (Pivaral L., 2015). Anteriormente tambien se ha utilizado la azadiractina, extraída del árbol de neem (Azadirachta indica A. Juss), un tetranorditerpenoide (C 35H 44O 16), que inhibe la oviposición y el proceso de metamorfosis aunque también tiene efectos antialimentarios en otros lepidópteros, homópteros, coleópteros, himenópteros, hemípteros, dípteros y tisanópteros (Kamaraj C et al., 2018) Por lo cual, el presente informe se enfoca en la evaluación de la eficacia de tres potenciales agentes insecticidas: Beauveria bassiana, Cordyceps militaris y el extracto de neem (Azadirachta indica).

Materiales y metodos

Diseño del experimento

A continuación, se presenta el esquema estadistico y la representacion grafica del diseño experimental que se llevo a cabo.

Con el grafico anterior se pretende dilusidar la metodologia utilizada para la realización del experimento. En la cual se desea conocer la eficacia de 3 insecticidas biológicos, Beauveria bassiana, Cordyceps militaris y extracto de Azadirachta indica.Para esto, se realizaron dos concentraciones de cada producto. La dosis baja se realizo agregando 1ml de producto comercial en 1000ml de agua lo que dio como resultado una solucion a una concentracion de 2X10^5conidias/ ml en el caso de Beauveria bassiana y 4x10^-6 de Azadirachtina/ml en el caso del extracto de Neem. En el caso del Cordyceps militaris se realizo un conteo de conidias y se preparo una solucion inicial de 2X10^8conidias/ml, de la cual se tomo 1ml y se diluyo en 1000ml para lograr una concentracion similar a la del producto comercial de Beauveria bassiana. Para la dosis Alta se tomaron 3ml del producto lo que dio como resultado soluciones de 6X10^5conidias/ml en el caso de Beauveria bassiana, Cordyceps militaris y de 1.2x10^-5 de Azadirachtina/ml en el caso del extracto de Neem. Por otro lado, se utilizaron 14 individuos de Helicoverpa zea en cada uno de los tratamientos. y fueron puestos en contacto con los respectivos productos utlizando un pincel, En el caso de los hongos entomopatogenos la pincelada con la solucion se realizo en el cuerpo del insecto, mierntras que para el extracto de Neem la pincelada se realizo sobre el alimento que estaba dispuesto para las larvas. Una vez realizada la aplicacion de los tratamientos, se realizaron observaciones cada 24 horas para contabilizar los individuos que habian fallecido en cada uno de los tratamientos.

Resultados

El experimento finalizo 15 dias despues de la aplicacion de los tratamientos, los datos obtenidos se muestran a continuacion.
Primero se mostrara la matrix de datos que se diseño para el experimetno, donde se observan algunos de los datos tomados en el primer y ultimo dia del experimento.

Ahora, se muestran representaciones graficas de los datos obtenidos cada uno de los dias que duro el experimento.

# Registro fotografico

Analisis de datos

A continuacion, se presenta un breve analisis realizado a los datos recopilados. Para empezar se presenta una tabla de contingencia la cual resume y muestra los datos de los individuos vivos y muertos por tratamiento, observados el ultimo dia del experimento.
##          
##           Muerta Viva
##   B1           5    9
##   B2           6    8
##   Control      6    8
##   Cr1         11    3
##   Cr2         11    3
##   N1           6    8
##   N2           7    7

Ahora se presenta la tabla de contingencia, mostrando el porcentaje de individuos vivos y muertos por tratamiento, observados el ultimo dia del experimento.

##          
##           Muerta Viva
##   B1          36   64
##   B2          43   57
##   Control     43   57
##   Cr1         79   21
##   Cr2         79   21
##   N1          43   57
##   N2          50   50

Continuando, se realizo la prueba de chi cuadrado a la tabla de contingencia para determinar si existe alguna asocioacion entre los tratamientos y la mortalidad de las larvas.

## 
##  Pearson's Chi-squared test
## 
## data:  tabla_contingencia
## X-squared = 10.816, df = 6, p-value = 0.09423

El P valor de la prueba chi cuadrado (0.094) nos ayuda a determinar que no existe ninguna asociacion estadistica entre la mortalidad de las larvas y los tratamientos aplicados.

A pesar, de que la prueba chi cuadrado no determino asociacion alguna entre la variable respuesta y el factor del experimento. Se realizo una prueba de V cramer y e coeficiente de contingencia para confirmar el dato brindado por el test chi cuadrado

##                     X^2 df P(> X^2)
## Likelihood Ratio 11.371  6 0.077559
## Pearson          10.816  6 0.094231
## 
## Phi-Coefficient   : NA 
## Contingency Coeff.: 0.315 
## Cramer's V        : 0.332

Los valores de la prueba de V cramer y del coeficiente de contingencia fue de 0.3, lo cual indica que existe una asociacion baja del factor frente a la respuesta. Lo cual corrobora el valor obtenido en la prueba de chi cuadrado.

Para finalizar, se realizo el porcentaje de eficacia propuesto por Schneider-Orelli para cada uno de los tratamietos. Los cuales se muestran a continuacion:

% de eficacia Beauveria bassiana 1 (B1)

## [1] -1.06383

% de eficacia Beauveria bassiana 2 (B2)

## [1] 0

% de eficacia Cordyceps militaris 1 (Cr1)

## [1] 5.319149

% de eficacia Cordyceps militaris 2 (Cr)

## [1] 5.319149

% eficacia Extracto de Neem 1 (N1)

## [1] 0

% eficacia Extracto de Neem 2 (N2)

## [1] 1.06383

Discusion de resultados

En base a los resultados obtenidos en el experimento, se observa que los tratamientos con los hongos entomopatógenos Beauveria bassiana (B1 y B2) y Cordyceps militaris (Cr1 y Cr2) han tenido un impacto significativo en la mortalidad de Helicoverpa zea. En ambos casos, la mayoría de los individuos están muertos al final del experimento. Esto sugiere una alta eficacia de estos hongos como agentes de control.

En contraste, el extracto de neem (N1 y N2) parece tener un efecto menos pronunciado en la mortalidad de Helicoverpa zea, ya que el número de individuos vivos es similar al número de individuos muertos en ambos tratamientos. Esto indica que el extracto de neem puede ser menos eficaz en comparación con los hongos entomopatógenos en las condiciones del laboratorio.

El grupo de control muestra una mortalidad similar en individuos vivos y muertos, lo que sugiere que los insectos no fueron afectados significativamente en ausencia de tratamiento.

Dosis de tratamiento:

Se observa que se utilizaron dos concentraciones de cada producto, una dosis baja y una dosis alta. Los resultados sugieren que las dosis altas de Beauveria bassiana y Cordyceps militaris tuvieron un efecto más pronunciado en la mortalidad de Helicoverpa zea en comparación con las dosis bajas. Esto indica que la concentración del agente insecticida puede ser un factor importante en la efectividad del control.

En el caso del extracto de neem, aunque se utilizaron dos dosis diferentes, ambas parecen tener un efecto limitado en la mortalidad de los insectos, ya que el número de individuos vivos es similar en ambos tratamientos.

Tiempo de evaluación:

Se realizaron observaciones cada 24 horas durante 15 días después de la aplicación de los tratamientos. Esto permitió seguir la evolución de la mortalidad de Helicoverpa zea a lo largo del tiempo. Es importante notar que, en el caso de los hongos entomopatógenos, la mortalidad aumenta con el tiempo, lo que indica que estos agentes pueden tener un efecto letal progresivo en la plaga.

Análisis Estadístico:

El P-valor de la prueba chi cuadrado (0.094) nos indica que no existe una asociación estadística significativa entre la mortalidad de las larvas y los tratamientos aplicados. Esto significa que, a nivel estadístico, los tratamientos no parecen estar influyendo de manera significativa en la mortalidad de Helicoverpa zea. A pesar de que la prueba chi cuadrado no determinó ninguna asociación estadística entre la variable respuesta y el factor del experimento, se realizó una prueba de V Cramer y el coeficiente de contingencia para confirmar este resultado. Estas pruebas adicionales ayudan a reafirmar la falta de asociación estadística entre los tratamientos y la mortalidad de las larvas.

Referencias

Arends, B. R., Reisig, D. D., Gundry, S., Greene, J. K., Kennedy, G. G., Reay-Jones, F. P. F., & Huseth, A. S. (2022). Helicoverpa zea (Lepidoptera: Noctuidae) feeding incidence and survival on Bt maize in relation to maize in the landscape. Pest management science, 78(6), 2309–2315. https://doi.org/10.1002/ps.6855 Archer TL, Bynum Jr. ED. 1994. Corn earworm (Lepidoptera: Noctuidae) biology on food corn on the High Plains. Environmental Entomology 23: 343-348

B.W. Hopkins and P.V. Pietrantonio (2010),The Helicoverpa zea (Boddie) (Lepidoptera: Noctuidae) voltage-gated sodium channel and mutations associated with pyrethroid resistance in field-collected adult males, Insect Biochemistry and Molecular Biology, vol 40, pages 385-393, issn 0965-1748, doi https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2010.03.004, url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0965174810000809

Pivaral L. F (2015) Evaluación De Entomopatógenos Para Control De Helicoverpa Zea En Tomate; Santa Rosa Guatemala De La Asunción, Universidad Rafael Landívar Facultad De Ciencias Ambientales Y Agrícolas Campus Central pages 60 http://recursosbiblio.url.edu.gt/tesisjcem/2015/06/14/Pivaral-Luis.pdf

Kamaraj C, Gandhi PR, Elango G, Karthi S, Chung IM, Rajakumar G. Novel and environmental friendly approach; Impact of Neem (Azadirachta indica) gum nano formulation (NGNF) on Helicoverpa armigera (Hub.) and Spodoptera litura (Fab.). Int J Biol Macromol. 2018 Feb;107(Pt A):59-69. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.08.145. Epub 2017 Aug 30. PMID: 28860055.

SYNGENTA. 2015. Karate® con tecnología zeon 050 CS. Disponible en: http://www3.syngenta.com/country/cl/cl/soluciones/ proteccioncultivos/Documents/Etiquetas/KarateZeon.pdf. (Fecha revisión: 18 de junio 2015).
Tabashnik, BE, Brévault T, Carrière Y. 2013. Insect resistance to Bt crops: Lessons from the first billion acres. Nature Biotechnology 31: 510-521.