Filmes híbridos de acetato de celulose/Laponita RD® associados a fenpropatrina: liberação gradual e toxicidade a Brevicoryne brassicae (Hemiptera: Aphididae)

Abstract

Brevicoryne brassicae (Linnaeus, 1758) (Hemiptera: Aphididae), é um inseto sugador, que ao se alimentar ocasiona em danos a diversas culturas de interesse agrícola. O controle de espécies-praga por meio da pulverização de inseticidas sintéticos, gera grandes impactos ao meio ambiente. A crescente demanda pela mitigação dos danos ocasionados por moléculas inseticidas, tem impulsionado o setor para o investimento em novas tecnologias. Materiais híbridos orgânico- inorgânicos associados a ativos fitossanitários tem apresentado excelentes resultados para o setor agrícola. Este estudo teve como objetivos produzir um filme híbrido de acetato de celulose e Laponita RD® contendo o inseticida/acaricida fenpropatrina (AF e AFL) para o controle de B. brassicae e observar a capacidade de liberação do ativo fenpropatrina, por meio do nanocompósito formado. Os filmes AF e AFL, assim como os tratamentos que não continham o inseticida (AC e AL) foram preparados pelo método casting. Os filmes foram caracterizados por meio das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier- reflectância total atenuada (FTIR- ATR), espectroscopia de Raman e análise termogravimétrica com calorimetria exploratória diferencial (TGA- DSC). A eficácia do nanocompósito assim como da forma comercial do inseticida, fenpropatrina 300 E.C, foi verificada por meio de bioensaios, onde B. brassicae foi colocado em contato com os materiais contendo o inseticida. A capacidade de liberação bem como a quantificação do ativo por meio do nanocompósito também foram investigadas. O preparo dos filmes resultou em membranas homogêneas. As técnicas de caracterização, confirmaram a presença do inseticida fenpropatrina nos filmes obtidos. A exposição de B. brassicae aos filmes contendo fenpropatrina em uma concentração de 0,2 mg mL-1 resultou em uma mortalidade corrigida de 71,5 % em um período de avaliação de até 31 horas. Também foi realizada uma curva dose- resposta com concentrações de 0,1; 0,2; 0,5 e 1,0 mg mL-1 a partir de uma solução estoque de fenpropatrina 300 C.E, onde obteve-se mortalidade corrigida de até 81,4% em 31 horas de avaliação, além de obter as concentrações letais para causar mortalidade de 50%, 80% e 90% (CL50, CL80 e CL90) dos indivíduos, por meio da análise de Probit. Não foi possível quantificar fenpropatrina no nanocompósito formado, devido a uma possível degradação da molécula. Este estudo contribui para um manejo mais sustentável de pragas agrícolas, pois a liberação gradual do inseticida e a mortalidade obtida em baixas concentrações do ativo, sugerem eficácia no controle e a possibilidade de aplicação do nanocompósito no manejo de B. brassicae. Palavras-chave: Nanocompósitos poliméricos; nanoinseticidas; manejo de pragasBrevicoryne brassicae (Linnaeus, 1758) (Hemiptera: Aphididae) is a sucking insect that causes damage to various crops of agricultural interest when feeding. The control of pest species through the spraying of synthetic insecticides generates significant impacts on the environment. The increasing demand for the mitigation of damage caused by insecticide molecules has driven the sector towards investment in new technologies. Organic-inorganic hybrid materials associated with phytosanitary active ingredients have shown excellent results for the agricultural sector. This study aimed to produce a hybrid film of cellulose acetate and Laponite RD® containing the insecticide/acaricide fenpropathrin (FA and LFA) for the control of B. brassicae and to observe the release capacity of the active ingredient fenpropathrin through the formed nanocomposite. The FA and LFA films, as well as the treatments that did not contain the insecticide (CA and LA), were prepared by the casting method. The films were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FTIR-ATR), Raman spectroscopy, and thermogravimetric analysis with differential scanning calorimetry (TGA-DSC). The efficacy of the nanocomposite, as well as the commercial form of the insecticide, fenpropathrin 300 EC, was verified through bioassays, where B. brassicae was placed in contact with the materials containing the insecticide. The release capacity, as well as the quantification of the active ingredient through the nanocomposite, were also investigated. The preparation of the films resulted in homogeneous membranes. The characterization techniques confirmed the presence of the insecticide fenpropathrin in the obtained films. The exposure of B. brassicae to films containing fenpropathrin at a concentration of 0,2 mg mL-1 resulted in a corrected mortality of 71,5% over an evaluation period of up to 31 hours. A dose-response curve was also performed with concentrations of 0,1; 0,2; 0,5; and 1,0 mg mL-1 from a stock solution of fenpropathrin 300 EC, where a corrected mortality of up to 81,4% was obtained in 31 hours of evaluation, in addition to obtaining the lethal concentrations to cause mortality of 50%, 80%, and 90% (LC50, LC80, and LC90) of the individuals through Probit analysis. It was not possible to quantify fenpropathrin in the formed nanocomposite due to possible degradation of the molecule. This study contributes to a more sustainable management of agricultural pests, as the gradual release of the insecticide and the mortality obtained at low concentrations of the active ingredient suggest efficacy in control and the possibility of applying the nanocomposite in the management of B. brassicae. Keywords: Polymeric nanocomposites; nanoinsecticides; pest management