Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 2, April-June, 2023, ISSN: 2071-0054
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CU-ID: https://cu-id.com/2177/v32n2e09
TECHNICAL NOTE

Preliminary Analysis of Alternative Methods for the Elimination of Warehouse Pests

 

iDCarlos M. Martínez HernándezIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.*✉:carlosmh@uclv.edu.cu

iDDiana Alserhan RobainaIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

iDOrlando M. Saucedo CastilloIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

iDMarlen Cárdenas MoralesIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.


IUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

 

Author for correspondence: Dr.C. Carlos M. Martínez-Hernández, e-mail: carlosmh@uclv.edu.cu

ABSTRACT

The work consisted on the evaluation of several alternative methods for the elimination of one type of warehouse pest in grains (Sitophilus spp). Six treatments and a control were evaluated with three replicas each one, the grain object of study was sorghum (Sorghum bicolor Moench), UDG-110 cultivar. The studied variants were: 6 treatments (3 treatments with different methane dose and 3 treatments with different zeolite dose) and a control, with 3 replicas each one. All the treatments were executed inside test tubes of 50 mL. Methane application was by means of lethal injection with the doses specified in the respective treatments. The tests were carried out in the laboratories of agricultural microbiology, belonging to the Faculty of Agricultural Sciences of the Central University "Marta Abreu" of Las Villas. The objective of the investigation was to evaluate the effect of annihilation of these alternative treatments in the pest studied (Sitophilus spp) and its effect in the grains object of valuation (sorghum). The best result was obtained with treatment 6, with which 91.66% of elimination of the investigated pest was reached. The worst behavior was obtained with treatment 3 (0%). Different analysis of the soil utilized to see the possible effects of these treatments in the morphological properties of the grain and in the physical chemical properties of the soil were carried out.

Keywords: 
Sorghum, Zeolite, Treatment, Sitophilus spp, Physical-Chemical Properties of the Soil

Received: 07/6/2022; Accepted: 13/3/2023

Carlos M. Martínez-Hernández, Dr.C., Prof. Titular, Universidad Central “Marta Abreu”de las Villas. Carretera a Camajuaní km.5.5. CP: 54830. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. Tel: 53-42-281692. Fax: 53-42-281608, e-mail: carlosmh@uclv.edu.cu ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-1853-1195

Diana Alserhan-Robaina, Ing. Agricola, Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Carretera a Camajuaní km.5.5. CP: 54830. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. Tel: 53-42-281692. Fax: 53-42-281608. e-mail: carlosmh@uclv.edu.cu ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-4917-4218

Orlando M. Saucedo-Castillo Dr.C., Investigador Titular, Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP).Universidad Central “Marta Abreu”de las Villas. Carretera a Camajuaní km.5.5. CP: 54830. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. Tel: 53-42-281692. Fax: 53-42-281608, e-mail:carlosmh@uclv.edu.cu ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-1743-5265

Marlen Cárdenas-Morales, MSc., Ing. Agrónomo, Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP).Universidad Central “Marta Abreu”de las Villas. Carretera a Camajuaní km.5.5. CP: 54830. Santa Clara. Villa Clara. Cuba. Tel: 53-42-281692. Fax: 53-42-281608, e-mail: carlosmh@uclv.edu.cu ORCID iD: https://orcid.org/0000-0002-6387-9708

Conceptualization: C. Martínez. Data curation: C. Martínez. Formal analysis: C. Martínez; D. Alserhan. Investigation: C. Martínez; D. Alserhan. Methodology: C. Martínez. Supervision: C. Martínez; O. Saucedo; M. Cárdenas. Roles/Writing, original draft: C. Martínez. Writing, review & editing: C. Martínez; D. Alserhan; O. Saucedo; M. Cárdenas.

The authors of this work declare no conflict of interests.

The mention of trademarks of specific equipment, instruments or materials is for identification purposes, there being no promotional commitment in relation to them, neither by the authors nor by the publisher

CONTENT

INTRODUCTION

 

The entomofauna associated to warehouses of food has been informed by several investigators like García-Lara et al. (2007)GARCÍA-LARA, S.; ESPINOSA-CARRILLO, C.; BERGVINSON, D.J.: Manual de plagas en granos almacenado y tecnologías alternas para su manejo y control, Ed. CIMMYT, Texcoco, Edo. México, 55 p., 2007, ISBN: 970-648-154-0.; García-Leaños et al. (2007)GARCÍA-LEAÑOS, M. de L.; ALFONSO, J.A.; NARRO-SÁNCHEZ, J.; CORTÉS-BAHEZA, E.; RIVERA-REYES, J.G.: “Silo hermético para el control de plagas de granos almacenados en Guanajuato, México”, Agricultura técnica en México, 33(3): 231-239, 2007, ISSN: 0568-2517.; Oberbauer et al. (2007)OBERBAUER, S.F.; ESPINOSA-CARRILLO, C.; BERGVINSON, D.J.: Manual de plagas en granos almacenados y tecnologías alternas para su manejo y control/por Silverio García Lara, César Espinosa Carrillo y David J. Bergvinson., Inst. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, Texcoco, Edo. México, 2007.; García-Leguizamón & Peñuela-Moreno (2022)GARCÍA-LEGUIZAMÓN, L.D.; PEÑUELA-MORENO, E.P.: “Tratamiento de suelos contaminados por elementos traza hierro, cromo y aluminio mediante la aplicación de zeolitas como agente inmovilizador”, 2022.. Among them, they refer as coleopterons: Sitophylus oryzae (L), Rhizopertha dominica (F), Orizaephilus surinamensis (L), Tribolium castaneum (Hbst), Acantoscelides obtectus (Say), Lasioderma serricorne (F) and as lepidopterons they refer P. interpunctella Hubner, C. cephalonica Stainton. In Cuba, in Las Tunas Province, during the years since 2006 to 2013, affectations were quantified in rice, pea, bean, lentil, chickpea and other grains stored due to the attack of insects.

Pests in alimentary products stored, whether they are raw materials, semi-processed products or elaborated food, can cause important damages. On one hand, they can cause the decrease of the organoleptic quality of the product or directly their loss. On the other hand, they add a possible problem of food security, since the presence of these insects or remains of them in the product, can cause allergies to the final consumers.

Most of the affected food are desiccated products of vegetable origin like cereals, vegetables, dry fruits, cocoa or spices. Although these pests can appear in different phases of the elaboration process and food distribution, the main critical points are in the warehouses and raw material silos, in the facilities where food is elaborated and in the warehouses for finished products.

The best way to avoid them is to implement a Program of Integrated Pest Control in the company that, in proactive and holistic way, prioritize the prevention of this problem by means of inspections, monitoring and exclusion and hygiene measures that avoid the development of infestations.

However, besides having the services of pest control professionals, it is important to understand what type of pest can be found in the food stored and to know recognizing the indications of its presence in the facilities. Recently, zeolite has been utilized for different uses, among which the following ones have been reported:

  • Absorption: Zeolite is used for the absorption of a great variety of materials. This includes applications in drying, purification and separation.

  • Exchange of ions: This property allows its application like water softeners and the use of zeolite in detergents and soaps (LennteCh, 2021LENNTECH: Aplicaciones de la zeolita, [en línea], 2021, Disponible en:https://www.lenntech.es/zeolitas-aplicaciones.htm, [Consulta: 18 de mayo de 2021].). On the other hand, Romero (2016)ROMERO, G.: Control de plagas en productos almacenados, [en línea], 2016, Disponible en: file:///C:/Users/PERSONAL/Downloads/1888189258.5.%20Control%20de%20Plagas%20en%20granos%20Almacenados.pdf, [Consulta: 12 de septiembre de 2016]. reports that diatomeas earth is a form of physical control of insect-pests, because when the pests make contact with this powder, they suffer dehydration and die. Nevertheless, its effectiveness decreases when relative humidity increases. Applications of this product in dry grains after the crop have shown the best results. To store the grain below the 15 °C slows the development and reproduction of the biggest number of pests. Likewise, many insect pests are eliminated at temperatures higher than 35 °C. The great majority of insects in grains stored cannot live with less than 10% of humidity, being 14% or higher humidity, especially appropriate for the activity and reproduction of pest insects.

With the domestic economic situation and before the reinforcement of the blockade of the United States of North America against Cuba in the last 4 years, it has become difficult to import chemical insecticides for most of the basic grains cultivated in the country (corn, bean, soya and sorghum), which are of great importance in human and animal feeding. Before this situation, will it be possible through alternative methods of control of pests and diseases to solve this problem? To answer that question, the objective of this research is to determine the effect of alternative treatments for the control and the elimination of pests in basic grains (corn, bean, soya and sorghum) stored in warehouses.

MATERIALS AND METHODS

 

The investigation, to laboratory scale (lethal injection of methane) and (zeolite use), was develop at the laboratory of molecular biology of the Faculty of Agricultural Sciences in the Central University “Marta Abreu" of Las Villas. A breeding of weevils was fomented (Sitophilus spp) and they were classified by sex, starting in February 2022. Corn was used (Zea mays L) for its reproduction in the laboratory of Pathology of Insects of the Center of Agricultural Investigations (CIAP). The materials utilized were natural zeolite coming from the deposit of San Juan de los Yeras, Ranchuelo, Villa Clara. It contains more than 61% of zeolite material, with a grain among 0.5-2.5 mm and average diameter of 1.1 mm. This was collected in the green houses of the Institute of Plant Biotechnology (IBP) of Central University “Marta Abreu" of Las Villas.

Other materials used were:

  • sorghum grains

  • test tubes

  • methane bag

  • weevils

  • syringes

Because the zeolite collected possesses an irregular grain, it was ground in a mill and later sifted with sieve No.2.

These materials were taken to the laboratories of Soil and Biofertilizers and Microbiology and Bromatology, belonging to the Center of Agricultural Investigations (CIAP) of Central University "Marta Abreu" of Las Villas where the investigation was carried out. Twenty-one samples divided in 6 treatments and a control with 3 replicas per treatment. In each treatment, 4 couples of weevils were placed (Sitophilus spp), with their respective experimental designs to value. In the control treatment (Tc), the weevils remained without methane and zeolite applications.

In treatments T1 (10 mL), T2 (20 mL) and T3 (30 mL), lethal injections of methane were applied in increasing doses. In treatments T4 (16.27 g), T5 (32.20 g) and T6 (35.27 g), increasing volumes of zeolite were applied up to 35.27 g, due to the restrictive of the maxim volumetric capacity of the utilized test tubes (50 mL) that did not allow triplicating the zeolite volume (48.81 g) in treatment T6. In all the treatments with their respective replicas 12 g of sorghum were placed (Sorghum bicolor, variety UDG-110) in the inferior part of the test tubes.

The variables studied were:

  • Flow of design of treatments with methane and zeolite to use

  • Efficiency of the annihilation of pests by means of lethal injection of methane and by means of zeolite and grain mixtures.

  • Germination Tests in the grains tried with the different utilized treatments

  • Effect of the treatments on the physical and chemical soil indicators

For the processing of the statistical data the professional application software STATISTICA was used, Version 7 on Windows XP.

Design of Treatments with Methane

 

To determine the quantity of gas to inject, the necessary calculations were performed maintaining as premise the phosphamine dose that is inoculated in the metallic silos to real scale (3 g of phosphamine per each 181.4 kg of grains to be treated. Methane density considered is presented in expression (1) γ C H 4 = 0.717   k g / m 3 :

γ C H 4 = 0.717   k g / m 3  (1)

γ   ( C H 4 ) = 0.717 equivalent kg/m3 to (0.000717 g/mL).

Knowing the mass of grains inside the test tube (12 g), for simple rule of three, the equivalent mass of phosphamine.

In a metallic silo for grain storage of capacity similar to 181.4 kg (181 400 g), it is well-known that 3 g of phosphamine is used to treat the pest insects, then that quantity of phosphamine will be necessary to treat 12 g of sorghum.

  • 3 g phosphamine? 181 400 g

  • x phosphamine? 12 g.

From the calculation, it is obtained that:

x   e q u i v a l e n t   p h o s p h a m i n e = 0.00019   g.  

Substituting in the expression (1) γ C H 4 = 0.717   k g / m 3 (density of the methane), it is obtained that:

γ   C H 4 = m / v;  
v ( C H 4 ) = 0,00019   g / 0,000717   g / m L;  
v ( C H 4 ) = 0,0003   m L.  

This value represents the minimum dose (volume) of methane that, in theory, should be applied as lethal injection to eliminate the weevils inside the test tubes. It is necessary to reiterate that in the investigation was performed with a minimal dose of 10 mL, a medium dose of 20 mL and a maximum dose of 30 mL, values 3, 5 and 10 times above the minimal dose to apply, respectively.

In Table 1, the efficiency of the treatments by lethal injection of methane are presented.

TABLE 1.  Efficiency of the treatments by methane injection
Treatment (application dose, mL) Efficiency
(% of elimination)
T1- (10 mL CH4) (4.16 %)
T2- (20 mL CH4) (8.33 %)
T3- (30 mL CH4) (0 %)

From the analysis of Table 1, it could be observed that the increase of the dose does not report an increment in the insect mortality.

Corrected mortality, according to Abbott (1925ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, J. econ. Entomol, 18(2): 265-267, 1925.; 1987)ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, Journal of the American Mosquito Control Association, 3(2): 302-303, 1987, ISSN: 8756-971X.:

In accordance with expression (2) M c 1 = ( M o r t a l i t y   i n   t h e   t r e a t m e n t - m o r t a l i t y   i n   t h e   c o n t r o l ) ( 100 - m o r t a l i t y   i n   t h e   c o n t r o l ) .   100 , it is obtained that:

M c 1 = ( M o r t a l i t y   i n   t h e   t r e a t m e n t - m o r t a l i t y   i n   t h e   c o n t r o l ) ( 100 - m o r t a l i t y   i n   t h e   c o n t r o l ) .   100  (2)
M c 1 = ( 1 - 0 ) ( 100 - 0 ) .   100  
M c 1 = 1.  

The same procedure is applied in treatments 2 and 3, being:

M c 2 = 2  
M c 3 = 0  

Design of Treatments with Zeolite

 

To calculate the thickness of zeolite layer to be placed in each test tube, different thicknesses were tested, taking like reference previous studies made by Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.; Cruz-Lorenzo et al. (2013)CRUZ-LORENZO, M.; AGUILERA, R.; CASTELLANOS-GONZÁLEZ, L.: “Efectividad de formulados a base de extractos de Nim, Paraíso y Eucalipto para el control Sitophilus oryzae (L).”, Revista Científica Agroecosistemas, 1(2): 157-164, 2013, ISSN: 2415-2862.; Castellanos-Alemán et al. (2017)CASTELLANOS-ALEMÁN, L.; LORENZO-CRUZ, M.; JIMÉNEZ-CARBONELL, R.: “Acción insecticida más tardía con bioproductos de tres plantas para el control del gorgojo pardo Acanthoscelides obtectus.”, Journal of Negative and No Positive Results, 2(6): 157-164, 2017, ISSN: 2529-850X, Disponible en:http://www.researchgate.com. with alternative methods of pest control. They develop studies with three zeolite volumes; one minimum (15 mL, equivalent to 16.27 g), one medium (30 mL, equivalent to 32.20 g) and one maximum (35 mL, equivalent to 35.27 g), in all cases zeolite was crushed and sifted looking for uniformity of this material.

RESULTS AND DISCUSSION

 

Analysis of Efficiency of Treatments by Means of Lethal Injection of Methane

 

In accordance with Abbot’s expression, this means that in treatment 1, this value was an inferior point to the case of treatment 2. In such a sense, it can be summarized that in the replicas of treatment 1, an insect was eliminated and two in those of treatment 2, of 8 (four couples). In treatment 3, dead insects were not reported.

Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005. reported good effectiveness of weevil annihilation with methane in sorghum grains inoculated in periods of evaluation of 3, 12 and 30 days, reporting the best results 30 days after inoculation of methane 91.66%. In this work, a negative effect of methane was not reported on the germinative qualities of the grain (89.66% germination). These authors did not quantify the volume of methane applied to the weevils, but a comparison among different alternative methods of elimination of this type of warehouse pest was carried out. They report good efficiency of the treatment that used methane (91.66% annihilation) compared to the other alternative methods used in green paradise (Philodendron), dry paradise (Philodendron), green Neem (Azadirachta indicates) and dry Neem.

Martínez et al. (2021)MARTÍNEZ, H.C.; PÉREZ, A.; CUPULL, R.: “Use of Methane for Elimination one Kind of Warehouse Plague in Grains”, Asian Journal of Agriculture and Allied Sciences, 4(1): 28-35, 2021. applied lethal injection of methane in dose of 6, 15 and 30 mL to test tubes with 2,5 g of grains of white beans (Phaseolus vulgaris L), cultivar Bat-482 and 5 couples of weevils placed in its interior. They obtained values of efficiency of the annihilation by means of injection of methane of 96,66%, 8 days after inoculation which corroborates the results obtained by Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005.; Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.. These investigations were reproduced in 2022 to verify the possible feasibility of this type of alternative method of elimination of warehouse pests.

The authors of this study consider that in the investigative results obtained, some qualitative aspects influenced. They are:

  • Quality of the methane used

  • Limited homogeneous distribution of methane gas in the inter granular spaces of sorghum, which are small, causing low effectiveness

  • Resistance to methane gas passing through sorghum inter granular spaces, which are small. It allows insect pests to refuge under the sorghum grains and to infest them before their possible annihilation

  • Time of exposition of weevils to methane (7 days).

However, these hypotheses are not conclusive, which opens the possibility to continue investigating in this field.

Analysis of Efficiency of Treatments Using Zeolite

 

In Table 2, the obtained results of zeolite treatment efficiency are presented.

TABLE 2.  Efficiency of treatment with zeolite use
Treatment (application dose, g) Efficiency
(% elimination)
T4- (16.27 g zeolite) (70.83%)
T5- (32.20 g zeolite) (16.66%)
T6- (35.27 g zeolite) (91.66%)

As it can observed in the Table 2, the best behavior was presented with treatment T6, in which 91.66% of the weevils valued was eliminated. In this case, a contradictory result was also presented among treatments T4 and T5, since treatment T5 was inferior to treatment T4. However, in experiments reported by Soca-Nuñez et al. (2015)SOCA-NUÑEZ, M.; PEÑA, W.; MARTÍNEZ, F.: “La zeolita como alternativa para el control de plagas en la conservación de granos de Maíz (Zea Maíz) en Cuba”, Repertorio Científico, 18(2): 103-107, 2015, ISSN: 2215-5651., with different doses of zeolite mixed with insects (Sitophilus spp and Prostephanus truncatus), it was demonstrated that the effectiveness of these annihilation methods depends on the contact the insects have with the zeolite and of the time of exposition to it. On the other hand, according to Gaviria (2021)GAVIRIA, J.: Cuanto tiempo demoran en eclosionar los huevos de los insectos almacenados como Rhizopertha y Sitophilus?, [en línea], 2021, Disponible en:http://www.ergomix.com/agricultura/foros/almacenaje-cereales-granos-silos-t49630/?src_ga=50, [Consulta: 3 de agosto de 2022]., at the present time, experiments are carried out with mineral salts manufactured in Spain whose main direct and residual effect is to modify the pH in the inter granular space and in the surfaces of the silos and storage cellars. That effect eliminates adults when penetrating their quitine exoskeleton and also inhibits the development of eggs and larva. This author points out that it is necessary to remember that the female of Sitophilus spp, deposits her eggs in singular form drilling the grain and leaving there, in the hole, an egg that is protected by a seal that she elaborates. Then, when the larva is born, it finds the grain from which feeding itself, without being noticed in the external surface of the grain. That condition of living inside the grain makes the effect of gaseous insecticides as phosphamine, to be very low and that the mortality of eggs and larva because of the fumigation is minimum. This situation causes that in the following weeks there is a continuity of the infestation, although the adults that are outside the grain have been completely eliminated. Many people say that it is due to the grain is infested again, but it is not this way, it is the same infestation that is developed starting from the eggs and hidden larva inside the grains. Maybe the effect of the gaseous insecticides outlined in the investigation of Gaviria (2021)GAVIRIA, J.: Cuanto tiempo demoran en eclosionar los huevos de los insectos almacenados como Rhizopertha y Sitophilus?, [en línea], 2021, Disponible en:http://www.ergomix.com/agricultura/foros/almacenaje-cereales-granos-silos-t49630/?src_ga=50, [Consulta: 3 de agosto de 2022]., could have a direct relationship with the low percent of elimination of the pest investigated in the case of the treatments that used methane procedure.

Results Referred to the Germination Tests in Sorghum Grains with the Different Treatments Used

 

The percent of germination obtained in sorghum seeds, at level of Petri dish was of 60%. This value was the reference to contrast with the actual studies at level of flowerpot (polyethylene bags) with 1 kg of soil (dark leached plastic) previously sifted.

In each bag, three irrigations were applied to reason of 200, 100 and 100 mL in intervals of 12 days, with distilled water, on each sowed seed (5 seeds per bag of a 1 kg of soil), for a total of 400 mL of distilled water per bag according to the different treatments and their respective replicas.

In Figure 1, the behavior of the germination percent is observed in the different treatments.

FIGURE 1.  Effects of treatments on the germination of the indicator plant (sorgum)

It was observed that treatments T1, T2 and T3 are below the control in the variable germination percent. An increment of this variable in treatments T4, T5 and T6 was evidenced which could be influenced by the use of zeolite in these last ones, although the best result obtained in this indicator (T6), is similar to the value obtained at level of Petri dish. It is important to highlight that from the culmination of the experiment until the stage of sowing the sorghum grains in bags, a period of 60 days lapsed, which could have influenced negatively in the viability of the sorghum grains. In such a sense the obtained result is not conclusive and needs new investigative studies. That coincides with investigations reported by Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005.; Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.; Cuniberti (2020)CUNIBERTI, M.: Almacenamiento de granos (silo bolsa) y calidad, Inst. EEA Marcos Juárez, Informe de actualización técnica, 2020..

Results Referred to the Physical-Chemical Properties of the Soil with the Different Treatments Used

 

In Table 3, average values of the different indicators of the physical-chemical properties of the soil in the different treatments are presented.

TABLE 3.  Physical - chemical properties of the soil per treatment
SOIL. PHYSICAL - CHEMICAL ANALYSIS. (*)
Treatment pH P MO FE AE Perm.
KCl H2O mg/100g % % % Log 10K
1 Control 6.68 7.66 3.02 8.39 70.63 50.58 3.09
2 T 1 10 mL methane 6.66 7.59 3.53 8.60 69.77 53.56 3.12
3 T 2 20 mL methane 6.71 7.53 3.24 8.71 76.79 52.02 3.13
4 T 3 30 mL methane 6.68 7.44 3.07 8.87 69.53 47.80 3.12
5 T 4 16.27g zeolite 6.68 7.45 3.79 8.28 71.90 50.32 3.25
6 T 5 32.20g zeolite 6.70 7.37 4.00 8.50 58.77 57.28 3.10
7 T 6 35.27g zeolite 6.82 7.43 3.45 8.39 77.60 59.06 3.25

(*)-Group of Soils and Biofertilizers, Center of Agricultural Research (CIAP), Faculty of Agricultural Sciences (FCA), Central University “Marta Abreu" of Las Villas. (UCLV). Nov, 2022.

Of the analysis of Table 3, it could be observed that in all the variables valued significant differences were not presented between the control and their respective treatments, either in treatments with methane or in treatments with zeolite. That confirms that these alternative treatments of elimination of warehouse pests did not influence on the physical-chemical properties of the soil studied.

CONCLUSIONS

 
  • The treatments with methane T1 (10 mL), T2 (20 mL) and T3 (30 mL) did not demonstrate good effectiveness in the elimination of the pest insect Sitophilus spp.

  • The treatments with zeolite registered a satisfactory control of Sitophilus spp, especially treatment T6 with 91.66% of effectiveness.

  • The treatments studied did not show significant differences regarding their effects on the physical and chemical properties of the soil studied which evidences that the alternative treatments of elimination of warehouse pests do not influence on them.

RECOMMENDATIONS

 
  • To develop investigative studies in the control of Sitophilus spp, using the zeolita with inferior grain to 2 mm.

  • To value the storage of sorghum grains using zeolita to real scale, as environmental sustainable method for the elimination of Sitophilus spp.

  • To continue these investigations in the control of warehouse plagues.

REFERENCES

 

ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, J. econ. Entomol, 18(2): 265-267, 1925.

ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, Journal of the American Mosquito Control Association, 3(2): 302-303, 1987, ISSN: 8756-971X.

ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.

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Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 32, No. 2, April-June, 2023, ISSN: 2071-0054
 
NOTA TÉCNICA

Análisis preliminar de métodos alternativos para la eliminación de plagas de almacén

 

iDCarlos M. Martínez HernándezIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.*✉:carlosmh@uclv.edu.cu

iDDiana Alserhan RobainaIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

iDOrlando M. Saucedo CastilloIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

iDMarlen Cárdenas MoralesIUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.


IUniversidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

 

*Autor para correspondencia: Dr.C. Carlos M. Martínez Hernández, e-mail: carlosmh@uclv.edu.cu

RESUMEN

El trabajo consistió en la evaluación de varios métodos alternativos para la eliminación de un tipo de plagas de almacén en granos (Sitophilus spp). Se evaluaron 6 tratamientos y un control con tres réplicas cada uno, el grano objeto de estudio fue el sorgo (Sorghum bicolor Moench, cultivar UDG-110. Las variantes estudiadas fueron: 6 tratamientos (3 tratamientos con diferentes dosis de metano y 3 tratamientos con diferentes dosis de zeolita) y un control, con 3 réplicas cada uno. Todos los tratamientos fueron ejecutados dentro de tubos de ensayo de capacidad igual a 50 mL. La aplicación de metano fue mediante inyección letal con las dosis especificadas en los respectivos tratamientos. Las pruebas se llevaron a efecto en los laboratorios de microbiología agrícola, pertenecientes a la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. El objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de aniquilación de estos tratamientos alternativos en la plaga estudiada (Sitophilus spp.) y su efecto en los granos objeto de valoración (sorgo). El mejor resultado obtenido de los tratamientos empleados se presentó con el tratamiento 6, con el cual se obtuvo un 91,66% de eliminación de la plaga investigada. El peor comportamiento se presentó con el tratamiento 3 (0%). Se realizaron diferentes análisis del suelo utilizado para ver el posible efecto de estos tratamientos en las propiedades morfofisiológicos del grano; así como en las propiedades físico-químicas del suelo.

Palabras clave: 
sorgo, zeolita, tratamiento, Sitophilus spp, propiedades físico-químicas del suelo

INTRODUCCIÓN

 

La entomofauna asociada a almacenes de alimentos ha sido informada por varios investigadores García-Lara et al. (2007)GARCÍA-LARA, S.; ESPINOSA-CARRILLO, C.; BERGVINSON, D.J.: Manual de plagas en granos almacenado y tecnologías alternas para su manejo y control, Ed. CIMMYT, Texcoco, Edo. México, 55 p., 2007, ISBN: 970-648-154-0.; García-Leaños et al. (2007)GARCÍA-LEAÑOS, M. de L.; ALFONSO, J.A.; NARRO-SÁNCHEZ, J.; CORTÉS-BAHEZA, E.; RIVERA-REYES, J.G.: “Silo hermético para el control de plagas de granos almacenados en Guanajuato, México”, Agricultura técnica en México, 33(3): 231-239, 2007, ISSN: 0568-2517.; Oberbauer et al. (2007)OBERBAUER, S.F.; ESPINOSA-CARRILLO, C.; BERGVINSON, D.J.: Manual de plagas en granos almacenados y tecnologías alternas para su manejo y control/por Silverio García Lara, César Espinosa Carrillo y David J. Bergvinson., Inst. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo, Texcoco, Edo. México, 2007.; García-Leguizamón y Peñuela-Moreno (2022)GARCÍA-LEGUIZAMÓN, L.D.; PEÑUELA-MORENO, E.P.: “Tratamiento de suelos contaminados por elementos traza hierro, cromo y aluminio mediante la aplicación de zeolitas como agente inmovilizador”, 2022., entre ellas, se destacan como coleópteros: Sitophylus oryzae (L), Rhizopertha dominica (F), Orizaephilus surinamensis (L), Tribolium castaneum (Hbst), Acantoscelides obtectus (Say), Lasioderma serricorne (F), y lepidópteros como P. interpunctella Hubner, C. cephalonica Stainton. En Cuba, provincia Las Tunas, durante los años 2006 a 2013, se cuantificaron afectaciones en arroz, chícharo, frijol, lenteja, garbanzo y otros granos almacenados debido al ataque de insectos plaga.

Las plagas en productos alimentarios almacenados, ya sean materias primas, productos semiprocesados o alimentos elaborados, pueden provocar importantes daños. Por una parte, pueden provocar la disminución de la calidad organoléptica del producto o directamente su pérdida. Por otra parte, hay que añadir un posible problema de seguridad alimentaria, ya que la presencia de estos insectos, o restos de ellos, en el producto puede provocar alergias a los consumidores finales.

La mayoría de los alimentos afectados son productos desecados de origen vegetal, como por ejemplo los cereales, las legumbres, los frutos secos, el cacao o las especias. Aunque estas plagas pueden aparecer en las diferentes fases del proceso de elaboración y distribución de los alimentos, los principales puntos críticos se dan en los almacenes y silos de materia prima, en las instalaciones donde se elaboran los alimentos y en los almacenes de producto acabado.

La mejor manera de evitarlas es implementar un Programa de Control Integrado de Plagas en la empresa, que de manera proactiva y holística de prioridad a la prevención de este problema mediante inspecciones, monitorización y medidas exclusión e higiene que eviten el desarrollo de infestaciones.

Sin embargo, además de contar con los servicios de profesionales del control de plagas, es importante entender qué tipo de plagas podemos encontrar en los alimentos almacenados y saber reconocer los indicios de su presencia en las instalaciones. En los últimos tiempos la zeolita ha sido utilizada para diferentes usos, entre los cuales se reportan los siguientes;

Absorción: Las zeolitas se usan para la absorción de una gran variedad de materiales. Esto incluye aplicaciones en secado, purificación y separación.

Intercambio de iones: Esta propiedad permite su aplicación como ablandadores de agua, y el uso de zeolitas en detergentes y jabones (LennteCh, 2021LENNTECH: Aplicaciones de la zeolita, [en línea], 2021, Disponible en:https://www.lenntech.es/zeolitas-aplicaciones.htm, [Consulta: 18 de mayo de 2021].). Por otra parte, Romero (2016)ROMERO, G.: Control de plagas en productos almacenados, [en línea], 2016, Disponible en: file:///C:/Users/PERSONAL/Downloads/1888189258.5.%20Control%20de%20Plagas%20en%20granos%20Almacenados.pdf, [Consulta: 12 de septiembre de 2016]., reporta que la tierra de diatomeas es una forma de Control físico de los insectos-plagas. Cuando los insectos-plaga entran en contacto con este polvo sufren deshidratación y mueren. Debido a que su efecto es la desecación, la eficacia se reduce cuándo se incrementa la humedad relativa. Aplicaciones de este producto en granos secos después de la cosecha ha mostrado los mejores resultados. Almacenar el grano por debajo de los 15 °C retarda el desarrollo y reproducción del mayor número de plagas. Así también, a más de 35 °C se elimina a muchos insectos plaga. La gran mayoría de los insectos en granos almacenados no pueden vivir con menos de 10 % de humedad, siendo un 14 % o más de humedad, especialmente adecuado para la actividad y reproducción de insectos - plaga.

Con la situación económica del país y ante el reforzamiento del bloqueo de los Estados Unidos de Norteamérica contra Cuba en el último cuatrienio, se ha hecho difícil importar insecticidas químicos para la mayoría de los granos básicos (maíz, frijol, soya, sorgo) que se cosechan en el territorio, los cuales son de relevante importancia en la alimentación humana y animal. Ante esta problemática: ¿Será posible a través de métodos alternativos de control de plagas y enfermedades, resolver este problema? Sobre esta base, se planteó como objetivo: Determinar el efecto de tratamientos alternativos para el control y la eliminación de plagas en granos básicos (maíz, frijol, soya y sorgo) en almacenes.

MATERIALES Y MÉTODOS

 

Para el montaje del set de investigación a escala de laboratorio (inyección letal de metano) y (utilización de zeolita) se utilizó el laboratorio de biología molecular de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Se fomentó una cría de gorgojos (Sitophilus spp) y fueron sexados por parejas, a partir del mes de febrero, 2022. Para la cual se utilizó maíz (Zea mays L) para su reproducción, en el laboratorio de Patología de Insectos del Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP). Los materiales utilizados fueron;

La zeolita natural procedente del yacimiento de San Juan de los Yeras, Ranchuelo, Villa Clara, presentando más de 61% de material zeolítico, con una granulometría entre 0,5 - 2,5 mm y diámetro medio de 1,1 mm. Esta fue colectada en las casas de cultivo del Instituto de Biotecnología de las Plantas (IBP) de nuestra Universidad.

Otros materiales usados en el presente trabajo investigativo fueron:

  • granos de sorgo;

  • tubos de ensayo;

  • bolsa de metano;

  • gorgojos;

  • jeringas.

La zeolita colectada posee una granulometría irregular por lo que se decidió pasar la misma por un molino para estos fines y posteriormente tamizarla con el tamiz No.2.

Estos materiales se llevaron a los laboratorios de: En los laboratorios de: suelos y biofertilizantes, microbiología y bromatología, pertenecientes al Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP) perteneciente a la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, se realizó el montaje y conducción de las investigaciones. En los anteriores laboratorios se prepararon 21 muestras: divididas en 6 tratamientos y un control con 3 réplicas por tratamiento. En cada tratamiento, se colocaron 4 parejas de gorgojos (Sitophilus spp), con sus respectivos diseños experimentales a valorar. En el tratamiento control (Tc), los gorgojos permanecieron sin la aplicación de metano y zeolita.

En los tratamientos T1 (10 mL), T2 (20 mL) y T3 (30 mL), se aplicó inyección letal de metano en dosis ascendentes. En los tratamientos T4 (16,27 g), T5 (32,20 g) y T6 (35,27 g), se aplicaron volúmenes ascendentes de zeolita hasta 35,27 g, motivado por la limitante de la capacidad volumétrica máxima de los tubos de ensayos utilizados (50 mL), que no permitió triplicar el volumen de zeolita (48,81 g) en el tratamiento T6. En todos los tratamientos con sus respectivas réplicas se colocaron 12,0 g de sorgo, (Sorghum bicolor), variedad UDG-110, en la parte inferior de los tubos de ensayos.

Las variables objeto de estudio fueron:

  • Caudal de diseño de los tratamientos con metano y zeolita a utilizar;

  • Eficiencia de la aniquilación de plagas mediante inyección letal de metano y mediante mezclas de zeolita y granos;

  • Pruebas de germinación en los granos tratados con los diferentes tratamientos utilizados;

  • Efecto de los tratamientos sobre los indicadores físicos y químicos de suelo.

Para el procesamiento de los datos estadísticos se utilizó el paquete de programas profesional STATISTICA, Versión 7 sobre Windows XP.

Diseño de los tratamientos con metano

 

Se procedió a determinar la cantidad de gas a inyectar, para lo cual fue necesario realizar los cálculos necesarios manteniendo como premisa la dosis de fosfamina que se inocula en los silos metálicos a escala real (3 g de fosfamina por cada 181,4 kg de granos a tratar). En este sentido se comenzó a partir de la densidad del metano la cual se presenta en la expresión (1) γ C H 4 = 0,717   k g / m 3 :

γ C H 4 = 0,717   k g / m 3  (1)

γ ( C H 4 ) = 0,717   k g / m 3 equivalente a (0,000717 g/mL);

Conociendo la masa de granos en el interior del tubo de ensayo (12 g), por simple regla de tres se determina la masa equivalente de fosfamina.

En un silo metálico para almacenamiento de granos de capacidad igual a: 181,4 kg (181 400 g), es conocido que se utilizan 3 g de fosfamina para tratar los insectos-plagas, entonces que cantidad de fosfamina será necesaria utilizar para 12 g de sorgo.

  • 3 g fosfamina → 181 400 g

  • x fosfamina → 12 g.

Del cálculo, se tiene que:

  • x fosfamina equivalente = 0,00019 g.

Sustituyendo en la expresión (1) γ C H 4 = 0,717   k g / m 3 (densidad del metano), tenemos que:

γ   C H 4 = m / v;  
v ( C H 4 ) = 0,00019   g / 0,000717   g / m L;  
v ( C H 4 ) = 0,0003   m L.  

Este valor representa la dosis (volumen) de metano mínimo en teoría que debe ser aplicado como inyección letal para eliminar los gorgojos en el interior de los tubos de ensayos. Es necesario reiterar que en la investigación se utilizó una dosis mínima (10 mL), una dosis medio (20 mL) y una máxima (30 mL), valores 3, 5 y 10 veces por encima de la dosis mínima a aplicar.

En la Tabla 1, se presentan la eficiencia de los tratamientos por inyección letal de metano.

TABLA 1.  Eficiencia del tratamiento por inyección de metano
Tratamiento (dosis de aplicación, mL) Eficiencia
(% de eliminación)
T1- (10 mL CH4) (4,16%)
T2- (20 mL CH4) (8,33%)
T3- (30 mL CH4) (0%)

Del análisis de la Tabla 1, se pudo observar que el aumento de la dosis no reporto una mejora en la mortalidad del insecto plaga.

Mortalidad corregida, según Abbott (1925ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, J. econ. Entomol, 18(2): 265-267, 1925.; 1987)ABBOTT, W.S.: “A method of computing the effectiveness of an insecticide”, Journal of the American Mosquito Control Association, 3(2): 302-303, 1987, ISSN: 8756-971X.:

De acuerdo con la expresión 2 M c 1 = M o r t a l i d a d   t r a t a m i e n t o s - M o r t a l i d a d   e n   e l   c o n t r o l 100 - M o r t a l i d a d   e n   e l   c o n t r o l .   100 se tiene que:

M c 1 = M o r t a l i d a d   t r a t a m i e n t o s - M o r t a l i d a d   e n   e l   c o n t r o l 100 - M o r t a l i d a d   e n   e l   c o n t r o l .   100  (2)
M c 1 = 1 - 0 100 - 0 .   100  
M c 1 = 1  

El mismo procedimiento se aplica en los tratamientos 2 y 3. Quedando:

M c 2 = 2  
M c 3 = 0  

Diseño de los tratamientos con zeolita

 

Para el cálculo del espesor de la capa de zeolita a colocar en cada tubo de ensayo, se probó con diferentes espesores, tomando como referencia estudios anteriores efectuados por Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.; Cruz-Lorenzo et al. (2013)CRUZ-LORENZO, M.; AGUILERA, R.; CASTELLANOS-GONZÁLEZ, L.: “Efectividad de formulados a base de extractos de Nim, Paraíso y Eucalipto para el control Sitophilus oryzae (L).”, Revista Científica Agroecosistemas, 1(2): 157-164, 2013, ISSN: 2415-2862.; Castellanos-Alemán et al. (2017)CASTELLANOS-ALEMÁN, L.; LORENZO-CRUZ, M.; JIMÉNEZ-CARBONELL, R.: “Acción insecticida más tardía con bioproductos de tres plantas para el control del gorgojo pardo Acanthoscelides obtectus.”, Journal of Negative and No Positive Results, 2(6): 157-164, 2017, ISSN: 2529-850X, Disponible en:http://www.researchgate.com. con métodos alternativo de control de plagas (Soca-Nuñez et al., 2015SOCA-NUÑEZ, M.; PEÑA, W.; MARTÍNEZ, F.: “La zeolita como alternativa para el control de plagas en la conservación de granos de Maíz (Zea Maíz) en Cuba”, Repertorio Científico, 18(2): 103-107, 2015, ISSN: 2215-5651.). En la investigación se condujeron estudios con tres volúmenes de zeolita; uno mínimo (15 mL, equivalente a 16,27 g), uno medio (30 mL, equivalente a 32,20 g) y uno máximo (35 mL, equivalente a 35,27 g), en todos los casos la zeolita fue triturada y tamizada buscando uniformidad de este material.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

Análisis de la eficiencia de los tratamientos mediante inyección letal de metano

 

De acuerdo con la expresión de Abbot. Esto significa que en el tratamiento 1, este valor fue un punto inferior al caso del tratamiento 2. En tal sentido podemos resumir que en las réplicas del tratamiento 1, se eliminó un insecto y dos en las del tratamiento 2, de un total de 8 (4 parejas). En el tratamiento 3 no se reportaron insectos muertos.

En estudios anteriores publicados por Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005. reportaron buena efectividad de la aniquilación de gorgojos con metano en granos de sorgo inoculadas en periodos de evaluación de 3, 12 y 30 días, reportando los mejores resultados al cabo de 30 días de inoculado el metano 91,66 %; en dicho trabajo no se reportó un efecto negativo del metano sobre las cualidades germinativas del grano (89,66 % de germinación). Sin embargo en el trabajo de Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005. no se cuantificó el volumen de metano aplicado a los gorgojos. Pero si realizó una comparación entre diferentes métodos alternativos de eliminación de este tipo de plaga de almacén, reportando un buen comportamiento del tratamiento que utilizó metano (91,66 % de aniquilación) con respecto a los otros métodos alternativos utilizados en paraiso verde (Philodendron), paraiso seco (Philodendron), Neem verde (Azadirachta indica) y Neem seco.

Es necesario destacar que en investigaciones reportadas por Martínez et al. (2021)MARTÍNEZ, H.C.; PÉREZ, A.; CUPULL, R.: “Use of Methane for Elimination one Kind of Warehouse Plague in Grains”, Asian Journal of Agriculture and Allied Sciences, 4(1): 28-35, 2021., mediante la aplicación de inyección letal de metano en dosis de 6, 15 y 30 mL a tubos de ensayos que contenían 2,5 g de granos de frijoles blancos (Phaseolus vulgaris L), cultivar Bat-482 y 5 parejas de gorgojos colocados en su interior, obteniendo valores de eficiencia de la aniquilación mediante inyección de metano de 96,66 %, al cabo de 8 días de inoculados, lo cual corrobora los resultados obtenidos por Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005.; Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.. Basados en estos estudios, se retomaron estas investigaciones en el año2022 para verificar la posible factibilidad de este tipo de método alternativo de eliminación de plagas de almacén.

Consideramos que en los resultados investigativos obtenidos influyeron aspectos cualitativos, tales como;

  • A la calidad del metano empleado;

  • Limitada distribución homogénea del gas metano en los espacios inter granulares del sorgo, al ser de pequeño tamaño, ocasionando una baja efectividad;

  • A la resistencia al paso del gas metano por los espacios intergranulares del sorgo, los cuales son pequeños; dificultando el paso del gas y permitiendo al mismo tiempo que el insecto plaga se refugie debajo de los granos de sorgo y pueda infestar determinados granos anterior a su posible aniquilamiento;

  • Al tiempo de exposición de los gorgojos al metano (7 días).

Sin embargo, todas estas hipótesis no son conclusivas, lo cual abre la posibilidad de seguir investigando en este campo.

Análisis de la eficiencia de los tratamientos utilizando la zeolita como control de la plaga investigada

 

En la Tabla 2, se presentan los resultados obtenidos de la eficiencia del tratamiento mediante la utilización de zeolita.

TABLA 2.  Eficiencia de los tratamientos por utilización de zeolita
Tratamiento (dosis de aplicación, g) Eficiencia
(% de eliminación)
T4- (16, 27 g zeolita) (70, 83 %)
T5- (32, 20 g zeolita) (16, 66 %)
T6- (35, 27 g zeolita) (91, 66 %)

Como se puede observar en la Tabla 2, el mejor comportamiento se presentó con el tratamiento 6, en el cual fueron eliminados el 91,66 % de los gorgojos evaluados. En este caso también se presentó un resultado contradictorio entre los tratamientos T4 y T5, ya que el tratamiento T5 fue inferior al tratamiento T4, sin embargo en investigaciones reportadas por Soca-Nuñez et al. (2015)SOCA-NUÑEZ, M.; PEÑA, W.; MARTÍNEZ, F.: “La zeolita como alternativa para el control de plagas en la conservación de granos de Maíz (Zea Maíz) en Cuba”, Repertorio Científico, 18(2): 103-107, 2015, ISSN: 2215-5651., en experimentos con diferentes dosis de mezcla de zeolita e insectos (Sitophilus spp y Prostephanus truncatus), se demostró que la efectividad de estos métodos de aniquilamiento dependen del contacto que tengan los insectos con la zeolita y del tiempo de exposición a la misma. Por otra parte, según Gaviria (2021)GAVIRIA, J.: Cuanto tiempo demoran en eclosionar los huevos de los insectos almacenados como Rhizopertha y Sitophilus?, [en línea], 2021, Disponible en:http://www.ergomix.com/agricultura/foros/almacenaje-cereales-granos-silos-t49630/?src_ga=50, [Consulta: 3 de agosto de 2022]., en la actualidad se está experimentando con sales minerales fabricadas en España, cuyo principal efecto directo y residual es modificar el pH en el espacio intergranular y en las superficies de los silos y bodegas de almacenamiento, eliminando los adultos al penetrar su exoesqueleto quitinoso y además inhibiendo el desarrollo de los huevos y las larvas. Este autor señala que: hay que recordar que la hembra de Sitophilus spp, deposita sus huevos en forma individual taladrando el grano y dejando allí, en el orificio, un huevo que es protegido por un sello que ella elabora, para que al nacer la larva encuentre el grano del cual se alimenta, sin que se note su presencia en el exterior. Esa condición de vivir dentro del grano hace que el efecto de los insecticidas gaseosos como la fosfamina sea muy bajo y que la mortalidad de huevos y larvas como resultado de la fumigación sea mínima. Esta situación ocasiona que en las siguientes semanas haya una continuidad de la infestación, a pesar de que los adultos, que están afuera del grano, hayan sido totalmente eliminados. Muchas personas dicen: es que el grano se volvió a infestar, pero no es así, es la misma infestación que se está desarrollando a partir de los huevos y larvas ocultos dentro de los granos. Quizás el efecto de los insecticidas gaseosos planteada en la investigación de Gaviria (2021)GAVIRIA, J.: Cuanto tiempo demoran en eclosionar los huevos de los insectos almacenados como Rhizopertha y Sitophilus?, [en línea], 2021, Disponible en:http://www.ergomix.com/agricultura/foros/almacenaje-cereales-granos-silos-t49630/?src_ga=50, [Consulta: 3 de agosto de 2022]., pudiera tener una relación directa con los bajos porcientos de eliminación de la plaga investigada en el caso de los tratamientos que utilizaron metano.

Resultados referidos a las pruebas de germinación en los granos de sorgo con los diferentes tratamientos utilizados

 

El porciento de germinación obtenido en las semillas de sorgo, a nivel de placa Petri fue de 60%. Este valor fue la referencia para contrastar con los estudios efectuados a nivel de macetas (bolsas de polietileno) conteniendo 1 kg de suelo (oscuros plásticos lixiviados) previamente tamizado.

En cada maceta se aplicaron 3 riegos de agua a razón de 200, 100 y 100 mL en un intervalo de 12 días, con agua destilada, sobre cada semilla sembrada (5 semillas por bolsas de un 1 kg de suelo), para un total de 400 mL agua destilada/bolsa según los diferentes tratamientos y sus respectivas réplicas.

En la Figura 1 se observa el comportamiento del porciento de germinación en los diferentes tratamientos evaluados.

FIGURA 1.  Efecto de los tratamientos sobre la germinación de la planta indicadora (sorgo)

Del análisis de la Figura 1, se observó que los tratamientos T1, T2 y T3, están por debajo del control en la variable porciento de germinación, presentándose un incremento de esta variable en los tratamientos T4, T5 y T6, lo cual pudiera estar influenciado por la utilización de zeolita en estos últimos, aunque el mejor resultado obtenido en este indicador (T6) es igual al valor obtenido a nivel de placa Petri. Es importante destacar que desde la culminación del experimento hasta la etapa de la siembra en macetas de los granos de sorgo, transcurrió un lapso de tiempo de 60 días, lo cual pudo haber influido negativamente en la viabilidad del grano de sorgo. En tal sentido el resultado obtenido no es conclusivo y amerita nuevos estudios investigativos”. Lo cual coincide con investigaciones reportadas por Caballero et al. (2005)CABALLERO, A.; LÓPEZ, E.; SAUCEDO, L.E.R.: “Estudio preliminar de conservación de semillas de sorgo con biogás”, Revista Centro Agrícola, 32(4), 2005.; Alemán-Hurtado (2015)ALEMÁN-HURTADO, L.: Estudio de la obtención de alcohol etílico a partir de sorgo, Inst. Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, Informe técnico, Santa Clara, Villa Clara, Cuba, publisher: Universidad Central" Marta Abreu" de Las Villas, 2015.; Cuniberti (2020)CUNIBERTI, M.: Almacenamiento de granos (silo bolsa) y calidad, Inst. EEA Marcos Juárez, Informe de actualización técnica, 2020..

Resultados referidos a las propiedades físico - químicas del suelo con los diferentes tratamientos utilizados

 

En la Tabla 3 se presentan los valores medios de los diferentes indicadores de las propiedades físico - químicas del suelo en los diferentes tratamientos evaluados.

TABLA 3.  Propiedades físicas - químicas del sustrato suelo analizado por tratamiento
RESULTADOS DE ANÁLISIS QUÍMICOS Y FÍSICOS. (*)
Tratamientos pH P MO FE AE Perm.
KCl H2O mg/100g % % % Log 10K
1 Control 6,68 7,66 3,02 8,39 70,63 50,58 3,09
2 Trat 1 10 mL metano 6,66 7,59 3,53 8,60 69,77 53,56 3,12
3 Trat 2 20 mL metano 6,71 7,53 3,24 8,71 76,79 52,02 3,13
4 Trat 3 30 mL metano 6,68 7,44 3,07 8,87 69,53 47,80 3,12
5 Trat 4 16,27g zeolita 6,68 7,45 3,79 8,28 71,90 50,32 3,25
6 Trat 5 32,20g zeolita 6,70 7,37 4,00 8,50 58,77 57,28 3,10
7 Trat 6 35,27g zeolita 6,82 7,43 3,45 8,39 77,60 59,06 3,25

(*)-Grupo de Suelos y Biofertilizantes, Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP), Facultad de Ciencias Agropecuarias (FCA), Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Nov, 2022.

Del análisis de la Tabla 3, se pudo observar que en todas las variables evaluadas no se presentaran diferencias significativas entre el control y sus respectivos tratamientos, ya sea en los tratamientos que utilizaron metano, como los tratamientos que utilizaron zeolita, lo cual confirma que estos tratamientos alternativos de eliminación de plagas de almacén no influyeron en las propiedades físicos - químicas del suelo evaluado.

CONCLUSIONES

 
  • Los tratamientos que utilizaron metano T1 (10 mL), T2 (20 mL) y T3 (30 mL) no demostraron una buena efectividad en la eliminación del insecto plaga Sitophilus spp.

  • Los tratamientos que utilizaron zeolita registraron un satisfactorio control de Sitophilus spp, destacándose el tratamiento T6 con 91,66 % de efectividad.

  • Los tratamientos evaluados respecto al control referido a las propiedades físicas y químicas del suelo utilizado como sustrato, no mostraron diferencias significativas lo cual evidencia que los tratamientos alternativos de eliminación de plagas de almacén no influyeron en las propiedades físicas y químicas del suelo estudiado.

RECOMENDACIONES

 
  • Desarrollar estudios investigativos en el control de Sitophilus spp, utilizando la zeolita con granulometría inferior a 2 mm.

  • Valorar el almacenamiento de granos de sorgo utilizando zeolita a escala real, como un método de sostenibilidad ambiental para la eliminación de Sitophilus spp.

  • Continuar estas investigaciones en el control de plagas de almacén.