Avaliação da atividade inseticida de compostos ativos de origem vegetal na broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Fabricius) (Lepidoptera: Crambidae), e no predador de ovos Xylocoris sordidus (Reuter) (Hemiptera: Anthocoridae)

Abstract

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma das principais culturas agroindustriais do Brasil, e tem na broca-da-cana, Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), sua principal praga. O Manejo Integrado da broca é baseado no controle biológico e em aplicações de inseticidas sintéticos. Entretanto, a preocupação crescente com impactos ambientais e riscos a organismos não alvo reforça a necessidade de alternativas mais sustentáveis, como compostos botânicos com atividade inseticida e maior seletividade. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade inseticida de compostos ativos de origem vegetal sobre D. saccharalis e sua seletividade ao predador de ovos Xylocoris sordidus (Hemiptera: Anthocoridae), visando gerar subsídios para sua inserção em programas de MIP na cultura da cana-de-açúcar. Foram conduzidos bioensaios em condições de laboratório e de casa de vegetação com três monoterpenos (timol, carvacrol e 1,8-cineol), aplicados em diferentes concentrações e vias de exposição. Em laboratório, o carvacrol apresentou a maior toxicidade larval (CL₅₀ = 2,20 mg/L), seguido de 1,8-cineol (CL₅₀ = 4,43 mg/L) e timol (CL₅₀ = 9,60 mg/L). Para ovos, timol e carvacrol promoveram 100% de inviabilidade embrionária a 5,0 mg/L, enquanto 1,8-cineol alcançou 47,6% de efeito ovicida a 8,0 mg/L. Em casa de vegetação, os três compostos mantiveram efeito ovicida relevante, embora com redução de eficácia em relação ao laboratório, com timol e carvacrol atingindo 98,43% e 89,25% de inviabilidade, respectivamente, e 1,8-cineol 60,76%. Esses resultados demonstram que timol e carvacrol são particularmente promissores para o controle de ovos e larvas de D. saccharalis, mas evidenciam também a influência de fatores ambientais sobre a estabilidade e o desempenho dos monoterpenos. Doses subletais dos compostos afetaram componentes de aptidão da praga. A pupação foi reduzida por carvacrol e 1,8-cineol, a eclosão de ovos decaiu em todos os tratamentos, e a fecundidade foi reduzida apenas pelo carvacrol. As tabelas de vida indicaram que o carvacrol promoveu a maior supressão populacional, reduzindo a taxa líquida de reprodução (R₀) e a taxa intrínseca de crescimento (rₘ) e aumentando o tempo de duplicação (Dₜ); o 1,8-cineol apresentou efeito intermediário, centrado na viabilidade dos ovos, enquanto o timol manteve um perfil demográfico próximo ao controle. Esses resultados mostram que, mesmo sem alterar a cronologia do ciclo, monoterpenos podem desacelerar o crescimento populacional de D. saccharalis por meio de efeitos subletais cumulativos sobre pupação, eclosão e fecundidade. No quarto capítulo, foi investigada a seletividade desses compostos ao predador X. sordidus, utilizando ovos de D. saccharalis tratados com timol, carvacrol ou 1,8-cineol. Bioensaios de toxicidade por contato e ingestão indicaram que a via de contato é mais nociva para ninfas de quarto ínstar e adultos, com timol e carvacrol exibindo maior toxicidade, enquanto 1,8-cineol foi o menos prejudicial. Em testes de consumo, X. sordidus manteve maior atividade predatória sobre ovos tratados com 1,8-cineol, ao passo que timol e carvacrol reduziram significativamente o consumo, evidenciando efeitos negativos sobre o desempenho alimentar do predador. Em conjunto, os resultados indicam que timol e carvacrol possuem elevado potencial para o controle de D. saccharalis, combinando efeitos letais e subletais sobre ovos e larvas, enquanto o 1,8-cineol se destaca como o composto mais compatível com X. sordidus. Do ponto de vista aplicado, essas informações reforçam que compostos botânicos podem integrar o manejo de D. saccharalis, desde que suas estratégias de uso considerem simultaneamente eficácia sobre a praga e segurança aos inimigos naturais, incluindo a definição de doses, janelas de aplicação e combinações com liberações de parasitoides e predadores.

Sugarcane (Saccharum spp.) is one of the main agro-industrial crops in Brazil and has the sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), as its key pest. Integrated management of this borer is based on biological control and applications of synthetic insecticides. However, growing concern about environmental impacts and risks to non-target organisms reinforces the need for more sustainable alternatives, such as botanical compounds with insecticidal activity and greater selectivity. In this context, the aim of this study was to evaluate the insecticidal activity of plant-derived active compounds against D. saccharalis and their selectivity to the egg predator Xylocoris sordidus (Hemiptera: Anthocoridae), in order to provide support for their integration into IPM programs in sugarcane crops. Laboratory and greenhouse bioassays were conducted with three monoterpenes (thymol, carvacrol, and 1,8-cineole), applied at different concentrations and via different exposure routes. Under laboratory conditions, carvacrol showed the highest larval toxicity (LC₅₀ = 2.20 mg/L), followed by 1,8-cineole (LC₅₀ = 4.43 mg/L) and thymol (LC₅₀ = 9.60 mg/L). For eggs, thymol and carvacrol caused 100% embryonic inviability at 5.0 mg/L, whereas 1,8-cineole achieved 47.6% ovicidal effect at 8.0 mg/L. In the greenhouse, all three compounds maintained relevant ovicidal activity, although with reduced efficacy compared with the laboratory, with thymol and carvacrol reaching 98.43% and 89.25% inviability, respectively, and 1,8-cineole 60.76%. These results show that thymol and carvacrol are particularly promising for the control of D. saccharalis eggs and larvae, but also highlight the influence of environmental factors on monoterpene stability and performance. Sublethal doses of the compounds affected pest fitness components. Pupation was reduced by carvacrol and 1,8-cineole, egg hatching declined in all treatments, and fecundity was reduced only by carvacrol. Life-table analyses indicated that carvacrol promoted the greatest population suppression, reducing the net reproductive rate (R₀) and intrinsic rate of increase (rₘ) and increasing the doubling time (Dₜ); 1,8-cineole had an intermediate effect, mainly on egg viability, whereas thymol maintained a demographic profile close to the control. These results show that, even without altering the timing of the life cycle, monoterpenes can slow D. saccharalis population growth through cumulative sublethal effects on pupation, hatching, and fecundity. In the fourth chapter, the selectivity of these compounds to the predator X. sordidus was investigated using D. saccharalis eggs treated with thymol, carvacrol, or 1,8-cineole. Contact and ingestion toxicity bioassays indicated that the contact route is more harmful to fourth-instar nymphs and adults, with thymol and carvacrol exhibiting higher toxicity, whereas 1,8-cineole was the least detrimental. In prey-consumption tests, X. sordidus maintained higher predatory activity on eggs treated with 1,8-cineole, whereas thymol and carvacrol significantly reduced consumption, revealing negative effects on the predator’s feeding performance. Taken together, the results indicate that thymol and carvacrol have high potential for the control of D. saccharalis, combining lethal and sublethal effects on eggs and larvae, whereas 1,8-cineole stands out as the most compatible compound with X. sordidus. From an applied perspective, these findings reinforce that botanical compounds can be integrated into D. saccharalis management, provided that their use strategies simultaneously consider efficacy against the pest and safety to natural enemies, including the definition of doses, application windows, and combinations with parasitoid and predator releases.