Fumigasi Jagung untuk Pengendalian Kumbang Menggunakan Tanaecium Nocturnum

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pengaruh pengasapan biji jagung dengan segmen batang Tanaecium nocturnum yang terluka pada kontrol Sitophilus zeamais. Rancangan percobaan adalah acak lengkap, dengan tujuh ulangan, dalam petak terpisah. Perlakuan fumigasi dianggap sebagai parsel dan, sebagai sub parsel, interval waktu berturut-turut yang diambil setiap 23 hari untuk evaluasi.

Perlakuannya adalah: pengasapan dengan 50 g ruas batang hijau T. nocturnum per kilogram biji jagung, yang mengandung antara 800 dan 900 mg kg-1 HCN; pengasapan dengan 60 mg pelet aluminium fosfida per kilogram biji jagung yang mengandung 57% bahan aktif; dan saksi (tanpa aplikasi fumigan). Infestasi S. zeamais dan penurunan bobot gabah dievaluasi sembilan kali selama 207 hari. Penggunaan 50 g kg-1 segmen batang T. nocturnum untuk mengendalikan S. zeamais memberikan pengurangan infestasi hama dan penurunan berat biji sebanding dengan aluminium fosfida. Kontrol alternatif ini dapat disesuaikan dengan kondisi penyimpanan jagung di properti kecil di Amazon Barat.

Sitophilus zeamais; asam hidrosianat; fumigasi biji-bijian; insektisida nabati



Di Brazil, insektisida fumigan banyak digunakan untuk pengobatan kuratif dari biji-bijian yang disimpan, menggunakan teknik fumigasi atau pembersihan. Dalam dua dekade terakhir, fumigan utama yang digunakan untuk mengendalikan hama serangga dalam biji-bijian yang disimpan adalah fosfin (PH3) dan metil bromida (CH3Br), yang terakhir saat ini dilarang sebagai perusak lapisan ozon. Penggunaan fosfin telah dibatasi karena kemungkinan memilih populasi serangga hama yang tahan / resisten (Pimentel et al., 2007).

Permasalahan terkait penggunaan insektisida konvensional dalam pengendalian hama serangga pada biji-bijian yang disimpan meningkatkan kebutuhan untuk mengembangkan alternatif baru, terutama yang dapat digunakan pada properti pedesaan kecil, di mana menurut Santos (1993), hama utama adalah Sitophilus. zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidae) dan hewan pengerat. Kumbang jagung dianggap sebagai hama utama untuk menyerang biji-bijian utuh. Aksinya lebih intens pada biji jagung, tetapi juga menyerang sorgum, gandum, beras dan beberapa produk makanan industri seperti pasta (Rees, 1996).

Dalam pengendalian hama ini, efek mematikan yang ditimbulkan oleh fumigan dari minyak atsiri dapat disorot (Coitinho et al., 2006; Estrela et al., 2006). Di Acre, Fazolin et al. (2007) menggunakan minyak atsiri Tanaecium nocturnum (Barb. Rodr.) Bur. & K.Sum. (Bignoniaceae) untuk pengendalian S. zeamais, setelah mengamati bahwa cara keracunan melalui kontak dengan permukaan yang terkontaminasi dan pengasapan lebih efektif dalam kaitannya dengan cara kontak topikal. Para penulis menghubungkan kematian dengan adanya asam hidrosianat (HCN), senyawa sekunder yang dilepaskan oleh hidrolisis mandelonitril, sianohidrin yang berasal dari benzaldehida, yang umumnya dilepaskan sebagai mekanisme pertahanan untuk tanaman dan serangga.

Menurut Castro dkk. (2004), ada variasi yang luas dalam produksi metabolit sekunder, menurut hubungan ekologis, yang berubah terus menerus dari waktu ke waktu dan ruang. Konsentrasi komponen kimia dalam tanaman tergantung pada kontrol genetik dan rangsangan yang diberikan oleh lingkungan, yang dapat mengaktifkan gen biosintetik yang merangsang kelebihan produksi zat pertahanan, seperti dalam kasus agresi oleh mikroorganisme atau serangga hama. Dalam kasus T. nocturnum, tidak ada referensi mengenai variasi dalam produksi, dalam periode waktu yang telah ditentukan, dari kandungan asam hidrosianat.

Pimentel (2007) menetapkan bahwa benzaldehida adalah komponen utama dari minyak atsiri ini (74,7%), diikuti oleh benzil alkohol (7,9%), mandelonitril (3,9%) dan benzil benzoat (3,3%) dan campuran benzoat, aldehida dan alkohol (4,5%). Namun, jika penggunaan praktisnya dalam pengendalian S. zeamais dipertimbangkan, Fazolin et al. (2007) memverifikasi beberapa keterbatasan terkait dengan reversibilitas tinggi dan ketidakstabilan produk, terkait dengan hasil ekstraksi yang rendah, selain kemungkinan, menurut Paes (2008), bahwa minyak atsiri secara negatif mengganggu potensi perkecambahan biji. Para penulis tersebut juga menemukan bahwa asam hidrosianat secara alami dilepaskan oleh daun dan batang tanaman T. nocturnum ketika rusak. Karena alasan ini, suku Indian di desa Gotira, di sungai Fresco-Xingu (Gottlieb et al., 1981), Kayapós, di Pará (Kerr & Posey, 1991), dan Wayãpi, di Guyana Prancis (Gentry, 1992) , gunakan pohon anggur ini untuk, di antara banyak aplikasi lainnya, mengendalikan atau melemahkan lebah dan semut.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pengaruh fumigasi biji jagung dengan segmen batang T. nocturnum yang terluka pada kontrol S. zeamais.

Bahan dan metode
Percobaan dilakukan di lahan percobaan Embrapa Acre (67º42'19"S, 10º01'30"W, ketinggian 184,4 m) yang terletak di Rodovia BR 364, Km 14 menuju Rio Branco-Porto Velho, di kotamadya Rio Branco.

Dengan mempertimbangkan variasi produksi metabolit sekunder tanaman selama periode yang ditentukan sebelumnya, struktur tanaman T. nocturnum yang berbeda dikumpulkan di kawasan hutan Embrapa Acre, untuk menentukan konsentrasi HCN. Koleksi bulanan dilakukan selama satu tahun, mengingat nilai rata-rata konsentrasi HCN akibat musim hujan di wilayah tersebut.

Di laboratorium, bahan dipisahkan dan diklasifikasikan menjadi batang tebal (berdiameter 0,7 hingga 1,5 cm), batang tipis (berdiameter 0,6 hingga 0,7 cm), daun tua dan daun baru, dan diserahkan ke kuantifikasi asam hidrosianat. konten menurut metode Bradbury et al. (1999).
Diputuskan untuk menggunakan segmen tipis batang T. nocturnum untuk perawatan pembersihan, meskipun mereka tidak menyajikan tingkat asam hidrosianat tertinggi dibandingkan dengan struktur tanaman lain sepanjang tahun, karena aspek pelestarian tanaman anggur. , saat mengumpulkan materi di tempat.

Juga diamati bahwa daun melepaskan lebih banyak air dibandingkan dengan batang dan meningkatkan kelembaban massa biji jagung, yang mendukung infeksi jamur.

Evaluasi laboratorium dilakukan untuk mengetahui terlebih dahulu konsentrasi batang T. nocturnum yang akan digunakan pada perlakuan biji jagung yang disimpan dalam magasin. Toples kaca dengan kapasitas 1,44 L, dengan penutup kedap udara, digunakan sebagai petak percobaan. Di setiap pot 800 g biji jagung cv. BR-473, dengan kandungan air yang diketahui, yang berfungsi sebagai substrat untuk 25 dewasa S. zeamais tanpa usia yang ditentukan, dilepaskan secara bebas dalam massa butir. Setelah 15 hari adaptasi, kisaran konsentrasi batang T. nocturnum antara 10 dan 100 g kg-1 ditentukan dan dipilih yang menyebabkan kematian dalam nilai antara 0 dan 100%.

Segmen batang tipis T. nocturnum, yang mengandung rata-rata 850 mg kg-1 HCN dalam bahan hijau, digunakan. Bahan tersebut, setelah mengalami cedera mekanis akibat penghancuran, ditimbang dan dimasukkan ke dalam massa biji jagung pada setiap konsentrasi untuk dievaluasi. Semua pot dipindahkan ke ruang aklimatisasi dengan suhu 25±2°C, kelembaban relatif 60±5% dan fotofase 12 jam.

S. zeamais dewasa yang digunakan diperoleh dari pemeliharaan dalam kantong polietilen yang berisi biji jagung cv. BR-473 secara alami dipenuhi oleh hama. Individu yang digunakan dalam evaluasi memiliki berat rata-rata 3,2 mg, tidak memiliki usia yang ditentukan dan tidak berjenis kelamin.

Rancangan percobaan adalah acak lengkap, dengan empat ulangan. Setiap bioassay diulang tiga kali. Setelah 120 jam, kematian serangga dievaluasi untuk melakukan analisis Probit, model yang didasarkan pada model toksikologi yang telah ditetapkan sebelumnya. Namun, analisis ini tidak memadai untuk menentukan konsentrasi mematikan 50 (LC50) batang tanaman, yang ditunjukkan oleh nilai probabilitas rendah yang disajikan oleh uji chi-square Pearson (p = 0,00001), yang mengukur kesesuaian model ini untuk hubungan dosis-respon, serta nilai interval kepercayaan (CL50) (1,0898 mg) yang berkisar antara 0,03988 hingga 18,45339 mg batang T. nocturnum per gram gabah.

Dengan demikian, hubungan antara batang T. nocturnum dan kematian dewasa S. zeamais dievaluasi dengan analisis regresi polinomial menggunakan SAS (SAS Institute, 2001).

Eksperimen lain dilakukan, dari bulan Maret sampai Oktober 2008, di sebuah magasin kayu yang digantung di tanah dan ditutup dengan ubin asbes. Dengan termometer digital, suhu maksimum dan minimum di dalam majalah dicatat setiap hari selama periode percobaan. Variasi rata-rata yang disajikan masing-masing adalah 38,5±2°C dan 18,3±1°C untuk suhu maksimum dan minimum.

Petak percobaan terdiri dari kantong polietilen dengan 25 kg biji jagung.
Setiap kantong dipenuhi 200 orang dewasa S. zeamais dan tetap demikian, dalam adaptasi, selama 45 hari.

Batang T. nocturnum yang terluka pada konsentrasi 50 g kg-1 biji jagung, ditentukan oleh evaluasi laboratorium awal, dimasukkan ke dalam botol 2 L polietilen tereftalat (PET) dengan lubang hanya di satu sisi, sehingga hanya HCN yang masuk kontak dengan massa biji jagung, dan kelembaban yang berasal dari segmen batang hijau tanaman diisolasi.

Rancangan percobaan adalah acak lengkap, dengan tujuh ulangan, dalam petak terpisah, mengingat sebagai petak perlakuan pengasapan dan sebagai anak petak interval waktu yang diambil setiap 23 hari untuk evaluasi. Perlakuan fumigasi berikut dievaluasi: 50 g segmen batang hijau T. nocturnum per kilogram biji jagung yang mengandung, rata-rata, antara 800 dan 900 mg kg-1 HCN; 60 mg pelet aluminium fosfida per kilogram biji jagung dengan bahan aktif 57%; saksi (tidak ada aplikasi). Setiap unit percobaan diperlakukan secara individual dengan produk dan kemudian ditutup dengan kanvas plastik selama empat hari.

Perlakuan diterapkan pada hari ke-23 dan hari ke-92, dengan durasi 207 hari. Setiap 23 hari, sampel 100 cm3 gabah diambil dari setiap kantong untuk menilai tingkat kelembaban, menggunakan perangkat elektronik presisi Geole 400 (Gehaka, São Paulo, SP), dan infestasi, menurut Aturan Analisis Benih (Brasil , 1992). Penurunan berat biji-bijian juga ditentukan dengan menggunakan metode Martins et al. (1984/1985).

Sebelum setiap pengumpulan, kantong-kantong dibalik untuk menghomogenkan distribusi biji-bijian yang rusak dan sehat dan serangga hidup dan mati, karena ada kontroversi mengenai distribusi S. zeamais dalam massa biji-bijian yang disimpan, apakah itu agregat atau seragam ( Hagstrum , 2000; Santos et al., 2003). Persentase data dikirimkan ke transformasi arc sin x0.5. Sebuah program analisis statistik SAS (SAS Institute, 2001) digunakan untuk analisis varians, dan nilai rata-rata dari variabel setiap perlakuan dibandingkan dengan menggunakan uji Tukey, pada probabilitas 5%.



Hasil dan Diskusi
Kandungan asam hidrosianat dalam materi hijau dari berbagai struktur tanaman T. nocturnum disajikan, sepanjang tahun, variasi 799,1 mg kg-1 pada batang halus selama musim kemarau, pada 3.014,7 mg kg-1 pada daun baru selama musim kemarau. musim hujan (Gambar 1). Nilai-nilai ini dapat dianggap tinggi dibandingkan dengan beberapa spesies tanaman sianogenik yang dipelajari oleh Buhrmester et al. (2000), Valle dkk. (2004) dan Miller et al. (2006).

Banyak tanaman mampu mensintesis senyawa yang melepaskan asam hidrosianat ketika jaringan tanaman rusak. Senyawa ini dapat berupa sianoglikosida atau sianolipid yang bila dihidrolisis oleh enzim akan membentuk gula, asam lemak, aldehida atau keton bersama-sama dengan asam hidrosianat (Buhrmester et al., 2000).

Terlepas dari bagian tanaman T. nocturnum yang dievaluasi, kadar HCN tertinggi diamati pada musim hujan tahun ini, yaitu berkisar antara 1.848,7 mg kg-1 pada batang tebal hingga 3.014,7 mg kg-1 pada daun baru. Hasil ini menunjukkan pengaruh yang kuat dari rezim curah hujan pada produksi metabolit sekunder ini.

Analisis regresi menunjukkan signifikansi (p = 0,045) untuk hubungan kuadrat dari konsentrasi batang T. nocturnum x kematian dewasa S. zeamais .

Dapat diamati bahwa peningkatan konsentrasi batang halus T. nocturnum berhubungan dengan peningkatan kematian S. zeamais, yang mencapai nilai maksimumnya pada 50 g kg-1, konsentrasi yang diadopsi untuk digunakan dalam fase percobaan di majalah. Dari konsentrasi tersebut tidak terjadi perubahan nilai mortalitas yang hampir 100%.

Nilai derajat kelembaban butir tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan selama masa percobaan. Rata-rata perlakuan adalah 14,3±0,1%; 14,1±0,1% dan 14,1±0,2% untuk T. nocturnum, aluminium fosfida dan kontrol, masing-masing. Dalam empat evaluasi awal, diamati bahwa, terlepas dari perlakuan, kadar air biji jagung tetap sekitar 13% , yang dianggap ideal untuk penyimpanan, terutama untuk benih, menurut Lollato (1989). Namun, dari evaluasi keempat, ketika perlakuan pembersihan diterapkan lagi, ditemukan bahwa kadar air butir meningkat hingga mendekati 15% dan tetap pada tingkat ini sampai akhir periode percobaan.

Sedangkan untuk serangan S. zeamais tidak ada perbedaan antara perlakuan dengan ruas batang T. nocturnum dan aluminium phosphide sampai dengan 184 hari setelah aplikasi fumigan. Keduanya berbeda dari kontrol (p<0,0001) selama periode ini (Tabel 1). Perbedaan diamati antara waktu perlindungan biji jagung yang diberikan oleh dua fumigan dievaluasi. Aluminium fosfida menunjukkan kemanjuran yang lebih besar dan mempertahankan nilai infestasi yang sama oleh S. zeamais selama periode percobaan. Nilai infestasi biji-bijian yang diperlakukan dengan batang T. nocturnum tidak berbeda dari nilai infestasi biji-bijian yang diperlakukan dengan aluminium phosphide hingga 138 hari setelah aplikasi, yang menunjukkan perlunya aplikasi ulang batang setelah periode ini.

Secara umum, nilai infestasi rendah diamati dalam perawatan ini menunjukkan kesetaraan mereka dalam efektivitas mempromosikan kematian S. zeamais, dari mana dapat disimpulkan bahwa efek fumigan dari batang T. nocturnum mungkin terkait dengan kapasitas tinggi difusi HCN yang dihasilkan oleh tanaman tersebut.

Celaro (2002) menunjukkan sebagai properti utama fumigan kemampuannya untuk berdifusi ke dalam massa butir, karena difusi gas tergantung terutama pada berat molekul dan titik didihnya. Semakin kecil nilai-nilai ini, semakin cepat laju difusi.

Mengenai penurunan bobot gabah akibat serangan S. zeamais, tidak ada perbedaan antara perlakuan dengan aluminium phosphide dan dengan batang T. nocturnum selama masa percobaan (Tabel 2). Keduanya berbeda dengan kontrol yang menunjukkan peningkatan nilai susut bobot yang signifikan jika dibandingkan dengan kedua perlakuan pengasapan ini pada awal masa penyimpanan (46 hari). Pada 207 hari, nilai susut bobot 38% pada petak tanpa perlakuan, berbeda (p<0,0001) dengan perlakuan pengasapan yang nilainya 18% baik untuk aluminium fosfida maupun untuk batang T. nocturnum.

Secara umum, nilai penurunan berat badan meningkat pada semua perlakuan yang dievaluasi selama masa penyimpanan, dan dapat dianggap tinggi jika dibandingkan dengan nilai yang diharapkan dengan menggunakan hubungan linier antara variabel-variabel ini, yang ditetapkan oleh Santos & Mantovani (1997) untuk 20 jagung komersial. kultivar di Minas Gerais. Untuk nilai infestasi 3, 16,4 dan 52% (Tabel 1), hubungan linier ini akan memproyeksikan nilai penurunan berat badan 0,03, 3,72 dan 13,7% untuk biji jagung yang diberi phosphide, aluminium, batang T. nocturnum dan kontrol, masing-masing. Meskipun demikian, perbedaan hampir 13% infestasi yang diamati antara perlakuan dengan aluminium phosphide dan T. nocturnum pada akhir 207 hari tidak tercermin dalam perbedaan yang signifikan dalam penurunan berat biji jagung yang diperlakukan dengan produk ini (Tabel 2). yang menunjukkan bahwa kontrol alternatif ini dapat disesuaikan dengan kondisi penyimpanan jagung di properti kecil di Amazon Barat.

Kesimpulan
Penggunaan 50 g kg-1 segmen batang T. nocturnum untuk mengendalikan S. zeamais memberikan pengurangan infestasi hama dan penurunan berat biji jagung sebanding dengan aluminium fosfida.