ISSN 2244-7334 / Depósito legal pp201102ZU3769 Vol. 15 N° 1 • Enero - Junio 2025: 85 - 92
Nekate application: an innovative and sustainable solution for controlling Spodoptera frugiperda
larvae in modern agriculture
1Universidad Estatal de Milagro, 2Universidad Técnica Estatal de Quevedo, 3Unidad Educativa Santa Teresita del Niño Jesús, Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-5084-14601,
El efecto insecticida y acaricida de la aplicación de NEKATE a partir de extracto de hojas Neem, canela, ajo, ají, té verde, ortiga, tomillo y orégano, utilizada como alternativa sostenible al uso de in- secticidas sintéticos en el control de Spodoptera frugiperda, los métodos de control de plagas más seguros y ecológicos ha cobrado relevancia ante los efectos adversos de los pesticidas químicos so- bre el medio ambiente y la salud humana. En este contexto, NEKATE se perfila como una alternativa prometedora para el manejo de Spodoptera frugi- perda, una plaga altamente destructiva que genera pérdidas económicas significativas en la agricul- tura. Esta especie, además, ha desarrollado una notable resistencia a los insecticidas convenciona- les, lo que dificulta su manejo dentro de programas de control integrado de plagas. La importancia del NEKATE radica en la presencia de azadiractina, su compuesto activo principal, reconocido por sus pro- piedades insecticidas, repelentes y reguladoras del crecimiento de insectos. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la eficacia del extracto sobre larvas de S. frugiperda. La metodología in- cluyó la recolección de larvas, la preparación del extracto acuoso, la caracterización fitoquímica me- diante screening preliminar y la evaluación de la efi- cacia insecticida utilizando cromatografía líquida de alta resolución con detección ultravioleta (HPLC- UV). Los resultados indicaron que el tratamiento T1, correspondiente a una concentración del 75% de extracto acuoso, alcanzó la mayor eficacia con una mortalidad del 66,67% de las larvas a las 80
horas postratamiento. En comparación, los trata- mientos T2 (50%) y T3 (25%) presentaron tasas de mortalidad significativamente menores, de 24,7% y 11,13% respectivamente. Estos hallazgos sugieren que concentraciones elevadas del extracto, podrían constituir a una herramienta eficaz y sostenible en el manejo de S. frugiperda, reduciendo así la de- pendencia de insecticidas sintéticos.
Palabras clave: Azadiractina, Azadirachta indi- ca, control biológico, Spodoptera frugiperda, tami- zaje fitoquímico.
The insecticidal and acaricidal effects of applying NEKATE (an extract of neem leaves, cinnamon, garlic, chili, green tea, nettle, thyme, and oregano) are used as a sustainable alternative to synthetic insecticides for controlling Spodoptera frugiperda. These are the safest and most environmentally friendly pest control methods. NEKATE is emerging as a promising alternative for managing Spodopte- ra frugiperda, a highly destructive pest that causes significant economic losses in agriculture. This spe- cies has also developed a notable resistance to con- ventional insecticides, making it difficult to manage within integrated pest management programs. The importance of NEKATE lies in the presence of aza- dirachtin, its main active compound, recognized for its insecticidal, repellent, and insect growth-regula- ting properties. The present study aimed to evalua- te the extract’s efficacy on S. frugiperda larvae. The methodology included larval collection, preparation of the aqueous extract, phytochemical characteri-
zation through preliminary screening, and evalua- tion of insecticidal efficacy using high-performance liquid chromatography with ultraviolet (HPLC-UV) detection. The results indicated that treatment T1, corresponding to a 75% aqueous extract concen- tration, achieved the highest efficacy, with 66.67% larval mortality at 80 hours post-treatment. In com- parison, treatments T2 (50%) and T3 (25%) had significantly lower mortality rates, at 24.7% and 11.13%, respectively. These findings suggest that high concentrations of the extract could constitute an effective and sustainable tool for managing S. frugiperda, thus reducing dependence on synthetic insecticides.
En la actualidad, el sector agrícola enfrenta un
serio obstáculo debido a la persistencia de Spodop- tera frugiperda, comúnmente conocida como gusa- no cogollero, una plaga que afecta gravemente a cultivos como el maíz. Esta larva ocasiona severos daños al perforar los tallos y alimentarse del folla- je de las plántulas, lo que puede provocar una alta mortalidad en las plantas jóvenes y una considera- ble disminución en la productividad de los cultivos (Abang et al., 2021). Ante la creciente preocupación por los efectos adversos de los pesticidas quími- cos sobre el medio ambiente y la salud humana,
se vuelve crucial encontrar métodos de control de plagas más sostenibles. En este sentido, el Neem (Azadirachta indica) se perfila como una alternativa viable gracias a sus compuestos bioactivos, como la azadiractina, que han mostrado eficacia contra numerosos insectos de hábitos alimenticios varia- dos. Esta alternativa natural permite reducir el uso de insecticidas sintéticos y los problemas asocia- dos con su uso intensivo (Abbas et al., 2022).
La exploración del extracto etanólico de las ho- jas de Neem como método de control biológico de Spodoptera frugiperda tiene como objetivo dismi- nuir los daños causados por esta plaga y fomentar una agricultura más sostenible. Al promover el uso de soluciones amigables con el medio ambiente, esta investigación contribuye tanto a la seguridad alimentaria como al desarrollo agrícola respon- sable. Asimismo, al disminuir la dependencia de productos químicos sintéticos, se busca reducir la contaminación ambiental y prevenir la aparición de plagas resistentes, favoreciendo una relación más equilibrada entre la producción agrícola y el ecosis- tema (Bamisile et al., 2021).
Por lo tanto, este documento tiene como ob- jetivo evaluar la eficacia del extracto etanólico de hojas de Neem como método de control biológico de Spodoptera frugiperda, con el fin de ofrecer una solución viable que minimice el impacto ambiental y apoye la productividad agrícola.
Tipo | Materiales | Uso |
Vegetal | Hojas de Azadirachta indica (Neem), hojas de maíz | Elaboración del extracto y alimenta- ción larval |
Biológico | Larvas de Spodoptera frugiperda | Organismo modelo para pruebas de mortalidad |
Químico | Etanol, agua destilada | Extracción y lavado de hojas |
Reactivos | Mayer, Wagner, Liebermann-Bur- chard, cloruro férrico, Shinoda | Tamizaje fitoquímico |
Equipos y otros | Soxhlet, estufa, evaporador, reci- pientes plásticos, frascos oscuros, SPSS v.25 | Extracción, secado, almacenamien- to y análisis |
Nota. La tabla resume los insumos clave utilizados durante el desarrollo y evaluación del bioinsecticida Nekate en un enfoque sostenible de
control de plagas.
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024) basado en Tay et al. (2023).
La presente investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo de tipo experimental, con un diseño cuasiexperimental con tratamientos contro- lados. Su objetivo fue evaluar el efecto biológico del extracto etanólico de hojas de Azadirachta indica (neem) sobre larvas de Spodoptera frugiperda, de- terminando su eficacia como alternativa natural de control biológico. Este tipo de diseño permite es- tablecer relaciones de causa-efecto entre el bioex- tracto y la mortalidad larval en condiciones de labo- ratorio (Bateman et al., 2018).
El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de biología de la Universidad Estatal de Milagro, mientras que las larvas de S. frugiperda fueron re- colectadas en campos de cultivo de maíz ubicados en el cantón Simón Bolívar, provincia del Guayas. Las condiciones ambientales durante la prueba fueron controladas: temperatura de 27 ± 2°C, hu- medad relativa de 76 ± 5% y fotoperiodo de 16:8 h (luz/oscuridad). Las larvas fueron mantenidas in- dividualmente en recipientes plásticos estériles con dieta fresca de hojas de maíz.
Las hojas de neem fueron recolectadas, lava- das con agua destilada y secadas en estufa a 50°C durante 24 horas. Posteriormente, se procedió a la extracción por Soxhlet, empleando etanol como di- solvente orgánico. El extracto crudo obtenido fue concentrado por evaporación a baja presión y alma- cenado en frascos oscuros a 4°C hasta su utiliza- ción. Se prepararon tres soluciones experimentales con concentraciones de 25%, 50% y 75%, además de un grupo control tratado solo con etanol.
Se realizó un tamizaje fitoquímico cualitativo al extracto etanólico de neem para detectar la pre- sencia de metabolitos secundarios bioactivos. Las pruebas incluyeron ensayos estándar como Mayer y Wagner (alcaloides), Liebermann-Burchard (triter- penos y esteroides), cloruro férrico (fenoles y tani- nos) y la prueba de Shinoda (flavonoides). Estos compuestos son conocidos por su efecto repelente, inhibidor del crecimiento o acción letal en insectos fitófagos.
Nota. Se utiliza su extracto etanólico de Neem para detectar metabolitos secundarios con actividad biológica.
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024)
Tratamiento | Neem (%) | Control | n (larvas) |
T1 | 25% | No | 15 |
T2 | 50% | No | 15 |
T3 | 75% | No | 15 |
T4 | 0% | SI | 15 |
Nota. Se aplicaron cuatro tratamientos en total: tres con extracto de neem al 25%, 50% y 75%, y uno control (T4) con solo solvente etanólico. El extracto fue aplicado directamente sobre las larvas mediante aspersión estandarizada, una vez al día durante cinco días consecutivos. Cada tratamiento contó con un número igual de larvas (n = 15 por grupo) para asegurar la replicabilidad estadística.
Fuente Cagua-Montaño et al. (2024)
La mortalidad larval se registró a intervalos de 24 horas durante un periodo de 120 horas. El por- centaje de mortalidad se calculó utilizando la fórmu- la estándar y la corrección de Abbott (1925) para considerar la mortalidad natural del grupo testigo. Finalmente, los datos obtenidos fueron analizados mediante un análisis de varianza (ANOVA) y la prueba post hoc de Tukey, estableciendo un nivel de significancia de α = 0.05, a fin de determinar di- ferencias significativas entre los tratamientos.
Los resultados fueron procesados utilizando
análisis de varianza (ANOVA) de un factor para de- terminar la existencia de diferencias significativas entre los tratamientos. Posteriormente, se aplicó la prueba de Tukey como análisis post hoc, con un ni- vel de significancia establecido en α = 0.05. El sof- tware estadístico utilizado fue SPSS v.25.0
Los datos obtenidos se encuentran en la siguien- te tabla:
Compuesto fitoquímico | Extracto etanólico 96% Azadirachta indica |
Triterpenos/Esteroles | |
Reactivo Lierbermann-Burchard | + |
Alcaloides | |
Reactivo Mayer | + |
Reactivo Wagner | + |
Reactivo Dragendorff | + |
Flavonoides | |
Shinoda | + |
Taninos/Fenoles | |
Cloruro férrico | + |
Saponina | |
Espuma | - |
Azúcares reductores | |
Fehling | - |
Aminoácidos | |
Ninhidrina | - |
Nota. El análisis fitoquímico confirmó la presencia de metabolitos secundarios con potencial bioactivo, fundamentales para la acción insecticida
del extracto.
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024)
Los análisis fitoquímicos evidenciaron un perfil diverso de metabolitos secundarios. La prueba de Liebermann-Burchard reveló triterpenos mediante una tonalidad verde intenso similar a la esmeralda, mientras que el ensayo de Salkowski detectó es- teroles con un brillo anaranjado tan característico como el atardecer. Los alcaloides se confirmaron con los reactivos de Dragendorff y Mayer, cuyos precipitados blancos contrastaban con el fondo oscuro del tubo de ensayo, y los flavonoides mos-
traron su presencia a través de un rojo anaranjado vibrante como llamas en la prueba de Shinoda.
Los taninos se identificaron por una reacción azul-negra tan oscura como la noche, mientras los fenoles exhibieron un violeta intenso comparable a la amatista. Sin embargo, en marcado contras- te, las saponinas no formaron espuma estable, los azúcares reductores evitaron el precipitado rojo la- drillo, y los aminoácidos libres permanecieron inde- tectables sin la coloración púrpura esperada.
Muestra | Lectura [y] | Conc. Vial [x] | FD (mL) | Peso muestra (g) | Concentración (ppm) |
Extracto eta- nólico 96% de Neem | 24125 | 207,86 | 200 | 20,49 | 2028,50 |
Nota. La lectura espectrofotométrica permitió calcular la concentración final del extracto en partes por millón (ppm).
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024)
La cuantificación reveló que la azadiractina co- ronó el extracto con una concentración de 2028,50 ppm, cifra que brilla en el universo de los metabo- litos vegetales como el fulgor plateado de la luna llena. Este tesoro bioquímico, disuelto en 200 mL de solución, emerge de una matriz vegetal de 20,49 g de hojas deshidratadas de neem, lo que equivale
a que cada gramo de muestra alberga 99,2 mg de este compuesto bioactivo, una eficiencia extractiva que supera 15 veces el umbral de actividad biológi- ca reportado para azadiractina (130 ppm) en estu- dios con insectos fitófagos (Karakkottil et al.,2024).
Nota. Se muestra el incremento en la mortalidad de larvas en función del tiempo para diferentes concentraciones de Neem y control.
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024)
El tratamiento T1 evidenció los primeros signos de mortalidad a las 40 horas, con un aumento pro- gresivo que culminó en su máxima eficacia alrede- dor de las 80 horas. Este comportamiento refleja una acción bioactiva acelerada del principio activo contra las larvas de Spodoptera frugiperda. En con- traste, el tratamiento T2 alcanzó su mayor impacto letal hacia las 100 horas, demostrando una latencia 20% superior respecto al T1. La reducción del 28% en la concentración del compuesto explicaría este retraso en la manifestación del efecto biocida.
El tratamiento T3, con la concentración más
baja, registró su pico de mortalidad en la fase final
del ensayo (120 horas). La relación inversa entre concentración y tiempo de acción se manifiesta cla- ramente, donde la menor disponibilidad del princi- pio activo prolonga el periodo necesario para alcan- zar la efectividad letal. Estudios previos en modelos de cinética toxicológica confirman este patrón: con- centraciones reducidas incrementan exponencial- mente el tiempo requerido para la interacción mo- lecular completa con los sistemas enzimáticos del insecto.
Nota. T1 mostró mayor eficacia en el manejo de larvas con Nekate.
Fuente: Cagua-Montaño et al. (2024)
La eficacia de los extractos se evaluó aplican- do la fórmula corregida de Abbott (1925), tomando en cuenta la mortalidad observada en las larvas del gusano cogollero tras 120 horas de exposición. Los resultados, ilustrados en la figura 9, revelan que el tratamiento T1, con una concentración del 75%, alcanzó la mayor efectividad, con un rendimiento del 66,67%, brillando con intensidad como el sol al mediodía. Por otro lado, el tratamiento T2, con una concentración del 50%, mostró una eficacia consi- derablemente menor, del 24,7%, como una luz te- nue que apenas ilumina. Finalmente, el tratamiento
T3, con solo el 25% de concentración, presentó la menor eficacia, 11,13%, una sombra apenas per- ceptible en comparación con los otros tratamientos.
Los resultados obtenidos muestran que el ex- tracto etanólico de Azadirachta indica (NEKATE®) tiene un efecto positivo en la mortalidad de larvas de Spodoptera frugiperda, observándose una ten- dencia creciente conforme se incrementa la con- centración del extracto. La mayor mortalidad (67%)
se registró con la concentración del 75 % a las 80 horas, mientras que las concentraciones menores presentaron efectos más leves y retardados. Esta respuesta podría estar relacionada con el modo de acción de la azadiractina, principal componente del neem, cuya acción es más lenta en comparación con insecticidas químicos, pero con potencial para reducir impactos ambientales y retrasar el desarro- llo de resistencia (Reavey et al., 2022).
Además, el análisis fitoquímico indicó la presen- cia de compuestos como flavonoides, alcaloides y taninos, los cuales podrían estar actuando de ma- nera complementaria a la azadiractina, reforzando su efecto al modificar la fisiología o el comporta- miento alimenticio del insecto. La ausencia de mor- talidad en el grupo control respalda que los efectos fueron atribuibles al tratamiento.
No obstante, la mortalidad no fue total, lo que podría explicarse por variaciones individuales en las larvas, cierta tolerancia biológica o una posible degradación del extracto con el tiempo. Cabe seña- lar que las condiciones controladas del laboratorio no reflejan completamente el entorno agrícola, don- de factores como temperatura, humedad y radia- ción solar pueden modificar la eficacia del producto (Tepa-Yotto et al., 2022).
Por tanto, es recomendable realizar evaluacio- nes en condiciones de campo y explorar distintas formulaciones o partes de la planta para mejorar la estabilidad y efectividad del extracto. En conjunto, los hallazgos permiten considerar al extracto de A. indica como una herramienta potencial dentro del manejo integrado de plagas, con posibilidades de contribuir a una agricultura más sostenible.
En síntesis, la amenaza que representa Spo- doptera frugiperda para cultivos esenciales como el maíz subraya la urgencia de adoptar estrategias de control de plagas más ecológicas y sostenibles. La dependencia de pesticidas químicos no solo aca- rrea riesgos ambientales y para la salud, sino que también fomenta la resistencia en las plagas.
En este contexto, el extracto etanólico de hojas de Neem (Azadirachta indica) emerge como una al- ternativa prometedora. Sus compuestos bioactivos, particularmente la azadiractina, ofrecen una vía natural para mitigar el daño causado por el gusa- no cogollero, promoviendo así una agricultura más responsable y reduciendo la huella ecológica de la producción alimentaria.
Los hallazgos de esta investigación confirman la eficacia del extracto de Neem, especialmente en concentraciones elevadas, para inducir la mortali- dad larval de Spodoptera frugiperda en condiciones controladas. La presencia de triterpenos, alcaloi- des, flavonoides y taninos, identificados median- te tamizaje fitoquímico, sugiere un mecanismo de acción multifacético que complementa el efecto de la azadiractina. Si bien se observaron variaciones en la respuesta y la mortalidad no fue total, lo que podría deberse a factores biológicos o ambienta- les, los resultados validan el potencial del Neem como componente clave en un manejo integrado de plagas.
Por consiguiente, se recomienda extender estas evaluaciones a escenarios de campo y explorar dis- tintas formulaciones para optimizar su estabilidad y efectividad, consolidando su papel en la construc- ción de sistemas agrícolas resilientes y sostenibles.
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