Influência do gás ozônio na taxa respirométrica
e massa corpórea de Rhyzoptertha dominica (F.)
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Mariane Borges Rodrigues de Ávila1; Lêda Rita D’Antonino
Faroni2; Fernanda Fernandes Heleno2; Luz Paola
Velasquez1; Handina da Graça Lurdes Langa Massango2
RESUMO
Este trabalho objetivou verificar o efeito do ozônio nas taxas respiratórias
(produção de CO2) e massa corpórea de R. dominica para estabelecer uma
associação com os níveis de susceptibilidade do inseto ao gás. Os insetos
utilizados na medição da taxa respiratória foram submetidos ao gás ozônio e ar
atmosférico, por um período de 5 h, subletal em relação ao período de exposição
utilizado na estimativa das curvas de tempo-mortalidade. Foram utilizados cinco
repetições de 20 insetos adultos (não-sexados) de cada população com idade
variando de uma a quatro semanas. A produção de dióxido de carbono (CO2)
produzida pelos insetos foi mensurada três horas depois, na temperatura de 28±2
°C. Para fazer a varredura de todo o CO2 produzido em cada câmara, procedeuse a passagem de ar isento de CO2 em fluxo de 600 mL min-1por um período
de 2 min. A taxa respiratória, equivalente à liberação de CO2 pelos insetos,
diferiu significativamente entre os tratamentos com ozônio e o controle. Não foi
observado correlação significativa entre a taxa respiratória e a toxicidade ao
ozônio nas populações de R. dominica. Uma vez que a toxicidade dos fumigantes
varia com a taxa respiratória dos insetos, e, existem relatos de associação entre
a resistência à fosfina e a baixa taxa respiratória em populações de pragas de
grãos armazenados, esse resultado permite concluir que não existe resistência
cruzada entre os fumigantes. Logo, pode-se inferir que a fumigação com ozônio
para controle de R. dominica é uma alternativa de manejo desse inseto em
unidades armazenadoras.
Palavras-chave: Fumigante, Controle de pragas, Armazenamento de Grãos.
Departamento de Entomologia, Campus Universitário, Universidade Federal de Viçosa, CEP: 36570900 Viçosa, MG. E-mail: [email protected]
1
Departamento de Engenharia Agrícola, Campus Universitário, Universidade Federal de Viçosa, CEP: 36570-900 Viçosa,
MG. E-mail: [email protected]
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INTRODUÇÃO
Frente ao crescimento da população mundial a indústria de alimentos é
desafiada a desenvolver, entre outras atividades, um manejo adequado dos grãos
armazenados e de outros produtos agrícolas, não só para evitar desperdícios,
mas para fornecer produtos que protejam a saúde humana (Nerio et al., 2009).
Os produtos agrícolas podem ser utilizados prontamente ou armazenados para
utilização em períodos de escassez, ou na espera de preços mais rentáveis.
Assim, o armazenamento destes produtos tem por objetivo manter suas
características qualitativas e quantitativas durante longos períodos de tempo
(Phillips e Throne 2009).
Uma parte considerável dos alimentos produzidos no mundo nunca
é consumida, pois é perdida ou desperdiçada causando uma crescente
preocupação devido a recente crise financeira nos preços dos alimentos
(FAO, 2012). Anualmente são registradas perdas significativas tanto em
quantidade como em qualidade causadas por condições climáticas adversas e
um inadequado manejo dos grãos, tanto na colheita como na pós-colheita. Os
produtos armazenados de origem agrícola e animal são atacados por mais de
600 espécies de besouros pragas, 70 de mariposas e cerca de 355 de ácaros
que causam perdas quantitativas e qualitativas (Rajendran, 2002). O resultado
da ação dos insetos em grãos armazenados se traduz em perdas de peso e de
poder germinativo, desvalorização comercial do produto por disseminação de
fungos e surgimento de bolsas de calor, presença de insetos vivos, fragmentos
de insetos, tais como excreções químicas ou de seda, insetos mortos e resíduos
químicos de inseticidas nos alimentos (Phillips e Throne, 2009).
O menor broqueador dos grãos, Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera:
Bostrichidae), é uma praga primária e de distribuição cosmopolita, de difícil
controle pelo fato de uma parte das suas fases de vida ser dentro do grão,
deixando-a assim, abrigada de inseticidas protetores. O fumigante fosfina (PH3)
é amplamente utilizado na proteção de produtos armazenados contra insetospraga devido ao seu baixo custo, eficácia, rápida difusão no ar e facilidade de
uso (Chaudhry, 1997; Bell, 2000). No entanto, o uso a longo prazo de um único
fumigante aumenta o risco de desenvolvimento de resistência em populações
de insetos-praga (Benhalima et al., 2004).
Uma associação entre resistência à fosfina e redução da respiração foi
observada nestas espécies, sugerindo que a resistência a este fumigante está
associada com a redução de sua absorção (Pimentel et al., 2007). A nível
mundial existe a necessidade de desenvolvimento de estratégias sustentáveis
564
paro o manejo de pragas de grãos armazenados, para evitar a evolução de
resistência e controlar suas infestações (Shi et al., 2012). Dentre as principais
alternativas pode-se citar a atmosfera modificada, empregando o gás ozônio
(O3) (Kells et al., 2001; Sousa et al., 2008). Este gás é um forte oxidante com
propriedades inseticidas já demonstradas em estudos sobre sua eficácia como
fumigante contra insetos-praga de grãos armazenados. Neste contexto, esse
trabalho objetiva verificar o efeito do ozônio nas taxas respiratórias (produção
de CO2) e massa corpórea de R. dominica para estabelecer uma associação
com os níveis de susceptibilidade do inseto ao gás.
MATERIAL E MÉTODOS
Foram utilizadas cinco populações de R. dominica, provenientes de três
localidades dos estados do Mato Grosso (MT), Minas Gerais (MG) e Paraná (PR).
Os insetos foram criados em frascos de vidro de 1,5 L, em câmaras climáticas do
tipo B.O.D, sobre condições constantes de temperatura (30±2 °C), umidade relativa
(70±5%) e escotofase de 24 h, no Laboratório de Manejo Integrado de Pragas (MIPGrãos) do DEA. O substrato utilizado para manutenção das populações foram
grãos de trigo com 13% umidade base úmida (b.u.), previamente expurgados
e mantidos sob refrigeração (-18 °C), para evitar reinfestação.
O gás ozônio foi obtido por meio do gerador de ozônio, baseado no
método de Descarga por Barreira Dielétrica (DBD), desenvolvido pela
empresa Ozone & Life, São José dos Campos, São Paulo (SP), Brasil. No
processo de geração do gás, foi utilizado como insumo o oxigênio com grau
de pureza de 90±3%, isento de umidade, obtido pelo concentrador Mark
5 Plus Oxygen Concentrator desenvolvido pela empresa Oxxisul Industrial
Ltda, Curitiba, Paraná (PR), em fluxo contínuo de 1,5 L min -1.
A concentração do ozônio foi quantificada, utilizando-se o método
iodométrico, pela titulação indireta conforme recomendado pela International
Ozone Association (Eaton et al., 2005). Este método, consiste no borbulhamento
do ozônio em uma solução de 50 mL de iodeto de potássio (KI) 1 N. Desta
reação, ou seja, da oxidação do KI pelo ozônio, ocorre liberação de iodo (I 2).
Para garantir a produção de I 2, foi necessário acidificar o meio pela adição
de 2,5 mL de ácido sulfúrico (H 2SO 4) 1 N. Depois, foi realizada a titulação
com tiossulfato de sódio (Na 2S 2O 3) 0,01 N, até que a coloração amarela do
iodo se apresentasse quase transparente. Em seguida, foi adicionado 1 mL
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de uma solução indicadora de amido 1% e titulado até o desaparecimento
da coloração azul. Devido à instabilidade do ozônio, a quantificação da sua
concentração no meio foi realizada logo após o borbulhamento do gás.
Os bioensaios de respirometria foram realizados no Laboratório
de Ecotoxicologia da UFV, em condições de laboratório, utilizando-se
um respirômetro do tipo TR3C (Sable System International, Las Vegas,
EUA), para mensurar a produção de dióxido de carbono (CO 2) (µL de CO 2
h -1inseto -1) pelo uso do método adaptado de Guedes et al., 2006 e Sousa
et al., 2008. Os insetos utilizados na medição da taxa respiratória foram
submetidos ao gás ozônio (concentração de 500 ppmv) e ar atmosférico, por
um período de 5 h. A escolha deste tempo foi baseada nas curvas de tempo
mortalidade determinadas para as cinco populações. Este tempo torna-se
então subletal, em relação ao período de exposição utilizado na estimativa
das curvas de tempo-mortalidade. Foram utilizados cinco repetições de 20
insetos adultos (não-sexados) de cada população com idade variando de
uma a quatro semanas acondicionados em câmaras respirométricas, com
capacidade volumétrica de 25 mL, conectadas a um sistema completamente
fechado. A produção de dióxido de carbono (CO 2) produzida pelos insetos
foi mensurada três horas depois, na temperatura de 28±2 °C. Para fazer a
varredura de todo o CO 2 produzido no interior de cada câmara, procedeu-se
a passagem de ar isento de CO 2 em fluxo de 600 mL min -1por um período
de 2 min. Essa corrente de ar faz com que todas as moléculas de CO 2
produzidas passem por um leitor de infravermelho acoplado ao sistema, que
continuamente faz a mensuração do CO 2 produzido pelos insetos contido
no interior de cada câmara. Após a mensuração do CO 2, os insetos foram
removidos das câmaras e, em seguida, foram pesados usando uma balança
analítica (Sartorius BP 210 D, Göttingen, Alemanha). Os ensaios foram
conduzidos em temperatura de 27±2 °C e umidade relativa de 70±5%.
Os dados da produção de CO 2 e de massa corpórea de R. dominica
foram submetidos à análise de variância (ANOVA), e as médias comparadas
pelo teste LSD (Least Significant Difference) (P<0,05), utilizando-se o
procedimento PROC GLM do programa SAS (SAS Institute, 2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A taxa respiratória, equivalente à liberação de CO2 pelos insetos (Figura
1), diferiu significativamente entre os tratamentos com ozônio e o controle
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(F1,48=7,85; P<0,01); todavia, não apresentou diferença significativa entre as
populações de R. dominica quando expostas ao tratamento com o gás ozônio
(F4,20=2,66; P=0,06) e ao tratamento controle (F4,20=1,73; P=0,18). Não houve
correlação significativa entre a taxa respiratória e a toxicidade ao gás ozônio
das populações de R. dominica na presença de O3 (r=0,11; P=0,85), assim como
na ausência do gás O3 (r=-0,17; P=0,78). Não houve correlação significativa
entre a produção de CO2 e a massa corpórea dos insetos tanto no tratamento
com ozônio (r=0,03; P=0,95) como no controle (r=-0,21; P=0,73).
A toxicidade dos fumigantes varia com a taxa respiratória dos insetos
(Cotton, 1932), que pode ser mensurada pela produção de CO2 ou consumo de
O2 (Emekci et al., 2002; 2004; Mitcham et al., 2006). No presente estudo, não
foi observado correlação significativa entre a taxa respiratória e a toxicidade ao
ozônio nas cinco populações de R. dominica. Resultados semelhantes foram
encontrados em populações de T. castaneum, O. Surinamensis e R. dominica
(Sousa et al., 2008). Desta forma, estes resultados reforçam que não existe
resistência cruzada ao ozônio e fosfina, já que Pimentel et al. (2007) relatou
uma estreita associação entre a resistência à fosfina e a baixa taxa respiratória
em populações de T. castaneum, O. Surinamensis e R. dominica. Apesar da
absorção de oxigênio representar o somatório dos requisitos de energia para os
processos fisiológicos dos insetos (Clarke, 1993), os resultados indicam que na
presença do ozônio, os insetos das diferentes populações de R. dominica podem
reduzir suas taxas respiratórias sofrendo algum tipo de distúrbio em termos
de trocas gasosas, o que pode ser um mecanismo de defesa da espécie para
escapar aos efeitos tóxicos do gás. Estes resultados são interessantes, pois
podem demonstrar a capacidade de adaptação das populações a diferentes
condições ambientais através de seus processos fisiológicos básicos (Marais e
Chown, 1993).
Não foi observado correlação significativa entre a produção de CO2 e a massa
corpórea dos adultos de R. dominica. Este resultado pode ser devido ao fato de
não ter ocorrido variação significativa na taxa respiratória dos insetos entre as
populações. Van et al. (2004) também não reporta correlação significativa entre a
massa corpórea e a taxa metabólica em Drosophila melanogaster. Sendo assim,
a falta de correlação entre os parâmetros comportamentais é um fenômeno já
documentado. Ressalta-se a necessidade de estudos adicionais com o uso do
gás ozônio, a fim de verificar se este gás interfere na reprodução, longevidade
e crescimento dos insetos, uma vez que, estes parâmetros são indicadores de
efeitos letais.
567

Figura 1. Taxa respiratória (±E.P.M.) das populações de Rhyzopertha dominica na
presença e na ausência do gás ozônio.
Diante do exposto, a adoção de estratégias para a utilização do gás ozônio
é necessária, a fim de minimizar a possível ocorrência da evolução de resistência
ao gás ou pelo menos para diminuir a velocidade de fixação do fenômeno de
resistência nos insetos-praga de grãos armazenados. Vale ressaltar também, que
é necessária a adoção de estratégias de manejo integrado de pragas, como por
exemplo, o uso da concentração e período de exposição do gás de forma correta,
assim como a aplicação do gás de forma intercalada com outros inseticidas,
tendo como consequência, a manutenção dos padrões de susceptibilidade das
populações ao gás, além de realizar o monitoramento da massa de grãos para
detecção de infestações (Metcalf, 1980; McKenzie e Batterham, 1998; Sousa et
al., 2008, 2009; Hagstrum e Subramanyam, 2009).
Considerando os resultados obtidos neste estudo, pode-se inferir que a
fumigação com ozônio para controle de R. dominica é uma alternativa para uso
nos programas de manejo desse inseto em unidades armazenadoras.
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