Este trabalho objetivou verificar o efeito do ozônio nas taxas respiratórias (produção de CO 2

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1 Influência do gás ozônio na taxa respirométrica e massa corpórea de Rhyzoptertha dominica (F.) 58 Mariane Borges Rodrigues de Ávila 1 ; Lêda Rita D Antonino Faroni 2 ; Fernanda Fernandes Heleno 2 ; Luz Paola Velasquez 1 ; Handina da Graça Lurdes Langa Massango 2 RESUMO Este trabalho objetivou verificar o efeito do ozônio nas taxas respiratórias (produção de CO 2 ) 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 (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 em cada câmara, procedeuse a passagem de ar isento de CO 2 em fluxo de 600 ml min -1 por um período de 2 min. A taxa respiratória, equivalente à liberação de CO 2 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. 1 Departamento de Entomologia, Campus Universitário, Universidade Federal de Viçosa, CEP: Viçosa, MG. avilamariane@hotmail.com 2 Departamento de Engenharia Agrícola, Campus Universitário, Universidade Federal de Viçosa, CEP: Viçosa, MG. lfaroni@ufv.br 563

2 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

3 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 (O 3 ) (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 CO 2 ) 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 (MIP- Grãos) 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 2 SO 4 ) 1 N. Depois, foi realizada a titulação com tiossulfato de sódio (Na 2 S 2 O 3 ) 0,01 N, até que a coloração amarela do iodo se apresentasse quase transparente. Em seguida, foi adicionado 1 ml 565

4 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 -1 inseto -1 ) pelo uso do método adaptado de Guedes et al., 2006 e Sousa et al., 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 -1 por 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 CO 2 pelos insetos (Figura 1), diferiu significativamente entre os tratamentos com ozônio e o controle 566

5 (F 1,48 =7,85; P<0,01); todavia, não apresentou diferença significativa entre as populações de R. dominica quando expostas ao tratamento com o gás ozônio (F 4,20 =2,66; P=0,06) e ao tratamento controle (F 4,20 =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 O 3 (r=0,11; P=0,85), assim como na ausência do gás O 3 (r=-0,17; P=0,78). Não houve correlação significativa entre a produção de CO 2 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 CO 2 ou consumo de O 2 (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 CO 2 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

6 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. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BELL, C.H. Fumigation in the 21 st century. Crop Protection, v.19, p , BENHALIMA, H.; CHAUDHRY, M.Q.; MILLS, K.A.; PRICE, N.R. Phosphine resis- 568

7 tance in stored product insects collected from various grain storage facilities in Morocco. Journal of Stored Products Research, v.40, n.3, p , CHAUDHRY, M.Q. A review of the mechanism involved in the action of phosphine as an insecticide and phosphine resistance in stored product insects. Pesticide Science, v.49, p , CLARKE, A. Seasonal acclimatization and latitudinal compensation in metabolism: do they exist Functional Ecology, v.7, n.2, p , COTTON, R.T. The relation of respiratory metabolism of insects to their susceptibility to fumigants. Journal of Economic Entomology, v.25, n. 5, p , EATON, A.D.; CLESCERI, L.S.; RICE, E.W.; GREENBERG, A.E. Standard methods for examination of water and wastewater. Washington: APHA, 2005, 1368p. EMEKCI, M.; NAVARRO, S.; DONAHAYE, E.; RINDNER, M.; AZRIELI, A. Respiration of Tribolium castaneum (Herbst) at reduced oxygen concentrations. Journal of Stored Products Research, v.38, n.5, p , EMEKCI, M.; NAVARRO, S.; DONAHAYE, E.; RINDNER, M.; AZRIELI, A. Respiration of Rhyzopertha dominica (F.) at reduced oxygen concentrations. Journal of Stored Products Research, v.40, n.1, p.27-38, FAO, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Estado de la labor de la FAO relativa a las pérdidas postcosecha, Adopción de un nuevo planteamiento para reducir las pérdidas y el desperdicio de alimentos. Mayo/2012. Disponível em: Acesso em: 8 de abril GUEDES, R.N.C.; OLIVEIRA, E.E.; GUEDES, N.M.P.; RIBEIRO, B.; SERRÃO, J.E. Cost and mitigation of insecticide resistance in the maize weevil, Sitophilus zeamais. Physiological Entomology, v.31, n.1, p.30-38, HAGSTRUM, D.W.; SUBRAMANYAM, B. A review of stored-product entomology information sources. American Entomologist, v.55, n.3, p , KELLS, S.A.; MASON, L.J.; MAIER, D.E.; WOLOSOSHUK, C.P. Efficacy and fumigation characteristics of ozone in stored maize. Journal of Stored Products Research, v.37, n.4, p , MARAIS, E.; CHOWN, S.L. Repeatability of standard metabolic rate and gas exchange characteristics in a highly variable cockroach, Perisphaeria sp. Journal of Experimental and Biology, v.206, n.4, p ,

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