Ozônio como alternativa para o controle de Callosobruchus maculatus em grãos de feijão-caupi

Abstract

O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma das leguminosas alimentares mais importantes nos trópicos semiáridos de várias regiões do mundo. As perdas durante o armazenamento de feijão-caupi são frequentes, principalmente devido a infestação por insetos-praga. O Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae) é um dos principais insetos-praga de feijão-caupi armazenado, e seu controle é realizado por meio do uso do gás fosfina (PH 3 ). O uso contínuo e indiscriminado da fosfina resultou em populações de insetos-praga resistentes a este inseticida. O gás ozônio (O 3 ) vem sendo utilizado como alternativa no controle destes insetos-praga durante o armazenamento. O objetivo deste estudo foi caracterizar a cinética de reação do gás ozônio em grãos de feijão-caupi, determinar sua a atividade inseticida sobre insetos adultos de C. maculatus e avaliar a qualidade dos grãos após o processo de ozonização. Amostras de feijão-caupi foram expostas ao gás ozônio em uma vazão especifica de 0,5 m 3 min -1 t -1 e concentrações de ozônio de 500, 1.500, 2.500 e 3.500 µg L -1 . Estas condições foram adotadas para caracterizar a cinética de reação e determinar os tempos letais para os insetos. O tempo de cocção, o percentual de germinação, o teor de água e a condutividade elétrica foram as variáveis de qualidade avaliadas após a exposição dos grãos ao ozônio. As variáveis de qualidade dos grãos foram avaliadas nos tempos de exposição correspondentes ao TL 95 de cada concentração de ozônio . Para cada tempo de exposição ao ozônio, os grãos também foram expostos ao ar atmosférico. As amostras de feijão-caupi expostas ao ozônio nas concentrações de 500, 1.500, 2.500 e 3.500 µg L -1 atingiram a condição de saturação após 45,18; 20,11; 16,86 e 14,70 min, respectivamente. O modelo cinético de primeira ordem foi o que melhor explicou o decaimento do ozônio nos grãos de feijão-caupi. As constantes da taxa de decomposição foram iguais a 0,0919; 0,0975; 0,1101 e 0,1050 min -1 nas concentrações de 500, 1.500, 2.500 e 3.500 µg L -1 , respectivamente. Os tempos letais para os insetos adultos expostos às concentrações de ozônio de 500, 1.500, 2.500 e 3.500 µg L -1 foram de 777,27; 133,27; 84,29 e 52,33 min (TL 50 ) e de 1.698,00; 331,20; 157,07 e 84,40 min (TL 95 ), respectivamente. A progênie adulta de C. maculatus foi reduzida com o aumento do tempo de exposição, em todas concentrações de ozônio. O tempo de cocção, percentual de germinação e teor de água dos grãos foram mantidos após a exposição ao ozônio, com exceção da condutividade elétrica, que diferiu entre os grãos expostos ao ozônio e ao ar atmosférico. Os resultados deste estudo indicam que o gás ozônio é eficaz no controle de C. maculatus e, em geral, não altera a qualidade dos grãos de feijão-caupi nas concentrações de entrada e tempos de exposição estudados. Palavras-chave: Armazenamento. Insetos-praga. Ozônio. Vigna unguiculata.

Cowpea beans (Vigna unguiculata (L.) Walp.) is one of the most important legumes cultivated for food purposes in many semiarid regions worldwide. However, storage-related losses are frequent, mostly due to infestation by plague insects. Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae) is the primary insect plaguing stored cowpea beans, and its control is usually done by applying phosphine gas (PH 3 ). Nevertheless, the continuous and indiscriminate use of phosphine has resulted in insect populations resistant to this insecticide. Alternatively, ozone gas (O 3 ) has been used for controlling this plague throughout storage. This study aimed to characterize the reaction kinetics of ozone gas in cowpea beans, determine its insecticidal activity against C. maculatus adult insects, and assess grain quality after ozonation. Samples of cowpea beans were exposed to the gas at a specific flow rate of 0.5 m 3 min -1 t -1 and ozone concentrations of 500, 1,500, 2,500, and 3,500 µg L -1 . Such conditions were adopted in order to establish the reaction kinetics and the lethal time to the insects. The quality parameters evaluated after the exposition to ozone included the cooking time, percentage of germination, water content, and electrical conductivity of the grains. These features were appraised considering the exposure times corresponding to the TL 95, for each concentration, and these times were also employed to analogously subject sets of grains to atmospheric air. The cowpea bean samples submitted to ozone concentrations of 500, 1,500, 2,500, and 3,500 µg L -1 reached the saturation conditions after 45.18, 20.11, 16.86, and 14.70 min, respectively. The ozone decay among the grains was best explained by a first- order model, which produced decomposition rate constants equal to 0.0919, 0.0975, 0.1101, and 0.1050 min -1 for the respective concentrations of 500, 1,500, 2,500, and 3,500 µg L -1 . The lethal times at the ozone concentrations of 500, 1,500, 2,500, and 3,500 µg L -1 were 777.27, 133.27, 84.29, and 52.33 min (TL 50 ), and 1,698.00, 331.20, 157.07, and 84.40 min (TL 95 ), respectively. C. maculatus adult progeny declined as the exposure time increased, at all ozone concentrations. The cooking time, germination percentage, and water content of the grains remained unaltered after the ozonation. In contrast, the electrical conductivity showed a difference between beans treated with ozone and those exposed to atmospheric air. The results of this study indicate that ozone gas controls C. maculatus effectively and, in general, does not change the quality of cowpea beans at the input concentrations and exposure times appraised. Keywords: Storage. Plague insects. Ozone. Vigna unguiculata.