منهجية لاختبار عوامل المكافحة والمبيدات الحشرية ضد حفار التوت القهوة Hypothenemus hampei
Summary
تم تطوير طريقة باستخدام ثمار البن الأخضر (GFs) لاختبار سمية المبيدات الحشرية ضد حفار التوت القهوة (CBB). تم تطبيق المبيدات الحشرية أو المواد السامة على GFs المطهرة قبل أو بعد الإصابة ب CBB. تم تقييم وفيات الحشرات وطاردها والقدرة على الإنجاب ، بالإضافة إلى معايير أخرى.
Abstract
قبل التوصية بالمبيدات الحشرية لعلاج حفار التوت البن (CBB) Hypothenemus hampei ، من المفيد معرفة معدل وفيات وصد هذه المبيدات الحشرية ضد الحشرات البالغة أو تأثيرها على الإنتاج التناسلي. ومع ذلك، فإن الأساليب المتاحة حاليا تقيم وفيات البالغين فقط، مما يحد من اختيار المبيدات الحشرية الجديدة ذات طريقة عمل مختلفة. في هذا العمل ، تم فحص طرق تجريبية مختلفة لتحديد الآثار المتنوعة على مصرف البحرين المركزي في ظل الظروف المختبرية. لهذا ، تم جمع ثمار البن الأخضر (GFs) وتطهيرها عن طريق الغمر في محلول هيبوكلوريت الصوديوم متبوعا بالأشعة فوق البنفسجية. في موازاة ذلك ، تم تطهير البالغين CBB من مستعمرة عن طريق الغمر في محلول هيبوكلوريت الصوديوم. لتقييم حماية الفاكهة (ما قبل الإصابة) ، تم وضع الثمار في صناديق بلاستيكية ، وتم تطبيق المبيدات الحشرية. بعد ذلك ، تم إطلاق سراح البالغين من مصرف البحرين المركزي بمعدل اثنين من CBB لكل GF. وتركت هذه المراكز المالية العامة في ظل ظروف خاضعة للرقابة لتقييم الإصابة بمصرف البحرين المركزي وبقائه على قيد الحياة بعد 1 و7 و15 و21 يوما. لتقييم فعالية المبيدات الحشرية بعد الإصابة ب CBB (بعد الإصابة) ، تم إطلاق البالغين CBB إلى GFs بنسبة 2: 1 لمدة 3 ساعات عند 21 درجة مئوية. تم اختيار الفواكه الموبوءة التي تظهر البالغين في CBB مع بطونهم المكشوفة جزئيا ووضعها في رفوف 96 بئرا ، وتم التعامل مع CBBs المملة في الثمار مباشرة. بعد 20 يوما ، تم تشريح الثمار ، وتم تسجيل المراحل البيولوجية CBB داخل كل فاكهة. كانت GFs بمثابة ركائز تحاكي الظروف الطبيعية لتقييم المبيدات الحشرية السامة والكيميائية والبيولوجية ضد CBB.
Introduction
تم اكتشاف حفار التوت البن (CBB) ، Hypothenemus hampei ، لأول مرة في عام 1988 في كولومبيا وأصبح منذ ذلك الحين أهم أنواع الآفات في محصول البن. تترك إناث CBB فاكهة الولادة المخصبة بالفعل ، بحثا عن ثمار جديدة تسترشد بالمواد الكيميائية المتطايرة التي تنبعث منها 1,2. يتم تحقيق دورة كاملة في غضون 23 يوما3 عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. تبدأ الدورة مع الأنثى المؤسسة التي تخترق البذور وتضع البيض في السويداء الفاكهة. اليرقات المغلقة تأكل البذور. إذا تم تشريح الثمار في هذه المرحلة ، فسيكون من الممكن مراقبة كل من الأنثى المؤسسة وذريتها. بعد 14 يوما ، تصبح اليرقات شرانق بشكل عام ، وتستمر مرحلة الشرانق 5 أيام. في مرحلة البلوغ ، تتزاوج الإناث مع أشقائهن ، وتطير الإناث المخصبات حديثا بعيدا عن الثمار التالفة بحثا عن ثمار قهوة جديدة لبدء دورة جديدة4.
كل من عملية الاختراق ونتيجة تغذية اليرقات تلحق الضرر ببذور القهوة ، مما يقلل من جودة مشروب القهوة ويقلل بشكل كبير من الإيرادات ؛ تعتبر الإصابة بنسبة تزيد عن 5٪ في مزارع البن عموما العتبة الاقتصادية.
وتستند مكافحة مصرف البحرين المركزي إلى استراتيجية الإدارة المتكاملة للآفات، بما في ذلك المكافحة الثقافية والممارسات الزراعية، والعوامل البيولوجية الطبيعية، واستخدام المبيدات الحشرية الكيميائية، الأمر الذي يتطلب شروط السلامة والتطبيق في الوقت المناسب4.
ولتقييم المبيدات الحشرية الجديدة لرقابة مصرف البحرين المركزي، هناك حاجة إلى منهجيات منخفضة التكلفة تسمح بالحصول على نتائج سريعة. يتم حاليا استخدام كل من الإجراءات المختبرية والميدانية ، بما في ذلك الوجبات الغذائية الاصطناعية التي تحتوي على القهوة التي يتم فيها دمج المبيدات الحشرية 5,6 ، أو رش المبيدات الحشرية على قهوة الرق الجاف 7,8,9. وبالإضافة إلى ذلك، أبلغ عن تجارب أجريت في الميدان باستخدام أغصان أشجار البن المغطاة بأكمام حشرية10,11؛ ومع ذلك ، تتطلب هذه الأساليب عمالة مكثفة وفترات تقييم طويلة.
حالة تشبه الظروف الميدانية الطبيعية ، والتي هي أيضا سريعة وغير مكلفة ، هي استخدام ثمار القهوة الخضراء أو الناضجة. ومع ذلك ، يجب الحفاظ على هذه الثمار في ظل ظروف مناسبة لتطوير CBB ، وتجنب التعديلات والملوثات من قبل الكائنات الحية الدقيقة للحفاظ على جودتها وخصائصها. تحقيقا لهذه الغاية ، تم استخدام مطهرات مختلفة ، وكذلك الإجراءات التي تنطوي على الحرارة والإشعاع7،9،12،13،14،15،16.
بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب طرق تقييم المبيدات الحشرية ضد مصرف البحرين المركزي محاكاة للإناث البالغات اللواتي يطرن بحثا عن الفواكه أو يخترقن تلك الثمار17،18. لهذا ، تم تنفيذ إصابات الفاكهة الاصطناعية في الحقل8،11،19 ، على الرغم من أن هذه العملية كثيفة العمالة وتعتمد على الظروف البيئية.
وهنا نصف منهجية موحدة لتقييم المنتجات التي يمكن أن يكون لها آثار مختلفة على مصرف البحرين المركزي في ظل ظروف بيئية خاضعة للرقابة تشبه الظروف الميدانية.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا البروتوكول ، يعد تطهير الثمار وكذلك الحشرات خطوات حاسمة. عندما يتم استخدام الفواكه من الحقل في المختبر ، فإنها غالبا ما تظهر تلوثا عاليا وجفافا لأن الكائنات الحية الدقيقة والعث موجودة في البشرة7،15،16. لذلك ، فإن استخدام الفواكه أو ا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويعرب المؤلفون عن شكرهم للاتحاد الوطني لمزارعي البن في كولومبيا، ومساعدي قسم علم الحشرات (ديانا مارسيلا جيرالدو، وغلوريا باتريشيا نارانجو)، ومحطة التجارب نارانجال، وجون فيليكس تريجوس.
Materials
| Beaker with spout, low form 500 mL | BRAND PP | BR87826 | |
| Benchtop Shaker | New Brunswick Scientific Innova 4000 Incubator Shaker | ||
| Dishwashing liquid soap-AXION | Colgate-Palmolive | AXION | |
| Hood; Horizontal Laminar Flow Station | Terra Universal | Powder-Coated Steel, 1930 mm W x 1118 mm D x 1619 mm H, 120 V (https://www.terrauniversal.com/hood-horizontal-laminar-flow-station-9620-64a.html) | |
| Insects CBB | BIOCAFE | (http://avispitas.blogspot.com/p/biocafe.html). | |
| Multi Fold White paper towels | Familia | 73551 | |
| Preval Spray unit | Preval Merck | Z365556-1KT | https://www.sigmaaldrich.com/CO/es/product/sigma/z365556?gclid=Cj0KCQiAweaNBhDEARIsAJ 5hwbfZOy1TWGj6huatFtRQt AzOyHe5-oBiKnOUK2T1exuuk WwJLdvxkvsaAjoYEALw_wcB |
| Reversible Racks 96-Well | heathrowscientific | HEA2345A | https://www.heathrowscientific.com/reversible-racks-96-well-i-hea2345a |
| Scalpel blades N 11 | Merck | S2771-100EA | |
| Scalpel handles N3 | Merck | S2896-1EA | |
| Sodium Hypochloride | The clorox company | Clorox | |
| Stereo Microscope | Zeiss | Stemi 508 | https://www.zeiss.com/microscopy/int/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-508.html |
References
- Mendesil, E., et al. Semiochemicals used in host location by the coffee berry borer, Hypothenemus hampei. Journal of Chemical Ecology. 35 (8), 944-950 (2009).
- Jaramillo, J., et al. Coffee berry borer joins bark beetles in coffee klatch. PLoS ONE. 8 (9), 74277 (2013).
- Giraldo-Jaramillo, M., Garcia, A. G., Parra, J. R. Biology, thermal requirements, and estimation of the number of generations of Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae) in the state of São Paulo, Brazil. Journal of Economic Entomology. 111 (5), 2192-2200 (2018).
- Benavides, P., Góngora, C., Bustillo, A. IPM Program to Control Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei, with Emphasis on Highly Pathogenic Mixed Strains of Beauveria bassiana, to Overcome Insecticide Resistance in Colombia. IntechOpen. , (2012).
- Martínez, C. P., Echeverri, C., Florez, J. C., Gaitan, A. L., Góngora, C. E. In vitro production of two chitinolytic proteins with an inhibiting effect on the insect coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae) and the fungus Hemileia vastatrix the most limiting pests of coffee crops. AMB Express. 2, 1-11 (2012).
- Padilla, B. E., Acuña, Z., Velásquez, C. S., Rubio, G. J. D. Inhibitors of [alpha]-amylases from the coffee berry borer Hypothenemus hampei in different plant species. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 125-130 (2006).
- Alvarez, J. H., Cortina, H. A., Villegas, J. F. Methods to evaluate antibiosis to Hypothenemus hampei Ferrari in coffee under controlled conditions. Cenicafé. 52 (3), 205-214 (2001).
- . New Product in the Integrated Management of the Coffee Berry Borer in Colombia. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/477 (2014)
- Jaramillo, J., Montoya, E., Benavides, P., Góngora, C. Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae for the control of coffee brocade in fruits on the ground. Revista Colombiana de Entomología. 41, 95-104 (2015).
- Bastidas, A., Velásquez, E., Benavides, P., Bustillo, A., Orozco, C. Evaluation of preformulated Beauveria bassiana (Bálsam) Vuillemin, for the control of the coffee berry borer. Agronomia. 17, 44-61 (2009).
- Villalba-Gault, D., Bustillo, A., Chaves Cordoba, B. Evaluation of insecticides for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 46, 152-163 (1995).
- Bustillo, A. E., Orozco, J., Benavides, P., Portilla, M. Mass production and use of parasitoids for the control of the coffee berry borer in Colombia. Cenicafe. 47 (4), 215-230 (1996).
- Celestino, F. N., Pratissoli, D., Machado, L. C., Santos Junior, H. J. G. D., Mardgan, L., Ribeiro, L. V. Adaptation of breeding techniques of the coffee berry borer [Hypothenemus hampei (Ferrari). Coffee Science. 11 (2), 161-168 (2016).
- Domínguez, L., Parzanese, M. Ultraviolet light in food preservation. Argentine Foods. 52 (2), 70-76 (2012).
- Jaramillo, J., Chabi-Olaye, A., Poehling, H. M., Kamonjo, C., Borgemeister, C. Development of an improved laboratory production technique for the coffee berry borer Hypothenemus hampei, using fresh coffee berries. Entomologia Experimentalis et Applicata. 130 (3), 275-281 (2009).
- Pérez, J., Infante, F., Vega, F. E. Does the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) have mutualistic fungi. Annals of the Entomological Society of America. 98 (4), 483-490 (2005).
- Benavides, P., Gil, P., Góngora, C., Arcila, A. Integrated pest management. Cenicafe. Manual of the Colombian coffee grower: Research and technology for the sustainability of coffee growing. Manizales: FNC: Cenicafé. 3, 179-214 (2013).
- Bustillo, P. A review of the coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), in Colombia. Revista Colombiana de Entomología. 32 (2), 101-116 (2006).
- New Chemical Control Alternative for the Integrated Management of the Coffee Berry Borer. National Coffee Research Center (Cenicafé) Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/handle/10778/557 (2015)
- Tapias, L., Martinez, C., Benavides, P., Gongora, C. Laboratory method to evaluate the effect of insecticides on the coffee berry borer. Cenicafé. 68 (2), 76-89 (2017).
- Bustillo, A. E., Marín, P. How to reactivate the virulence of Beauveria bassiana to control the coffee berry borer. Manejo Integrado de Plagas. 63, (2002).
- Constantino, L. M., et al. morphological and genetic aspects of Hypothenemus obscurus and Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae). Revista Colombiana de Entomología. 37 (2), 173-182 (2011).
- Estrela, C., et al. Mechanism of action of sodium hypochlorite. Brazilian Dental Journal. 13 (2), 113-117 (2002).
- Diffey, B. L. Solar ultraviolet radiation effects on biological systems. Physics in Medicine and Biology. 36 (3), 299-328 (1991).
- . Integrated Management of the Coffee Berry Borer: Hypothenemus hampei Ferrari in Colombia Available from: https://biblioteca.cenicafe.org/hangle/10778/848 (1998)
- Portilla, R. Development and evaluation of an artificial diet for the rearing of Hypothenemus hampei. Cenicafé. 50, 24-38 (1999).
- Portilla, R. M., Streett, D. A. New techniques for automated mass production of Hypothenemus hampei on the modified Cenibroca artificial diet. Cenicafé. 57, 37-50 (2006).
