Introducción
La nanotecnología en la agricultura
En la actualidad, el mundo enfrenta nuevos retos frente a los recursos naturales, debido al incremento de la población, la búsqueda de nuevas fuentes de energía, la producción de alimentos, el cambio climático y un aprovechamiento más eficiente de los recursos hídricos (Sosa 2015). Una de las áreas con más demanda es la agricultura, donde cada día se requieren mejorar los procesos y aumentar la producción, debido a los nuevos retos para abastecer a la población mundial (Mesa y Esparcia, 2023).
La nanotecnología (NT) agrícola ha tenido un gran impacto en la agricultura durante los últimos años, recibiendo la atención en muchas de sus áreas, y mejorando significativamente la calidad e inocuidad de los insumos, materias primas, la mejora de procesos y el incremento del valor nutritivo de los productos (Dasgupta et al., 2015). La NT ha avanzado principalmente en países desarrollados, los cuales se han abierto a nuevas innovaciones en ramas muy específicas en la agricultura, Prasad et al. (2014) mencionan la importancia de dispersar la NT a todos los sectores de la agricultura en diferentes áreas. Lira et al. (2018) refieren las diferentes áreas de la NT en la agricultura: empaque de alimentos, agricultura de precisión (sensores remotos), productos (nanofertilizantes y nanopesticidas), trasferencia genética y nanoalimentos.
La nanotecnología en el control de plagas
El uso a gran escala de productos químicos contra artrópodos plaga ha afectado negativamente las poblaciones de enemigos naturales, generando contaminación ambiental, degradación del suelo y afectaciones a la salud humana (Hernández et al., 2019; Carranza et al., 2023). En los últimos años, se han explorado alternativas procedentes de la NT para el manejo de diferentes plagas (Correa et al., 2018; Hernández y Orozco, 2020). Las nanoformulaciones representan una alternativa para el manejo de artrópodos plaga, entre estas encontramos: nanoemulsiones, nanoencapsulaciones y nanodispersiones (Kumar et al., 2019; Hernández y Orozco, 2020), las cuales tienen ventajas como el aumento significativo de la velocidad de disolución, la solubilidad en agua y la uniformidad de dispersión en la aplicación, lo cual mejora significativamente el control de plagas en la agricultura (Ramos et al., 2021).
Las nanopartículas en el control de plagas
Las nanopartículas (NPs) se pueden definir como partículas ultrafinas producidas intencionalmente con dimensiones características de 1 a 100 nm y con propiedades únicas (Auffan et al., 2009). El tamaño, la forma (esférica, varillas, tubos e irregular), la relación superficie-volumen, la fase cristalina (cristalina, amorfa etc.) y la composición química (por ejemplo, metálica, de carbono, inorgánica, orgánica, polimérica, etc.) son parámetros clave para definir muchas propiedades tóxicas de estos materiales hacia el control de plagas (Athanassiou et al., 2018).
Parisi et al. (2016) enlistaron una amplia variedad de materiales a partir de compuestos naturales para fabricar NPs en diferentes formas y composiciones químicas, incluidos metales, óxidos metálicos, puntos cuánticos, semiconductores, carbono, cerámicas, silicatos, lípidos, polímeros, proteínas, dendrímeros y emulsiones. Algunos beneficios comunes de las formulaciones de pesticidas a base de NPs incluyen: mayor solubilidad, mayor estabilidad, eliminación de solventes orgánicos tóxicos en comparación con los pesticidas usados convencionalmente, liberación controlada de ingredientes activos, resistencia a la fotólisis e hidrólisis (descomposición temprana), mejor movilidad, mejor efecto a dosis más bajas (Sasson et al., 2007).
Las nanopartículas han sido probadas con éxito frente a una amplia gama de artrópodos perjudiciales, tanto en la agricultura (Pavela et al., 2017; Athanassiou et al., 2018), como en insectos vectores (Benelli, 2016; Benelli et al., 2017). Se sabe de efectos ovicidas, adulticidas y sobre la oviposición (Tunçsoy, 2018; Saranya et al., 2020; Shahzad y Manzoor, 2021). Algunos autores han reportado que las NPs provocan estrés oxidativo (propiciando las especies reactivas de oxígeno ROS) en tejidos de artrópodos (Mao et al., 2018; Benelli, 2018). Rai et al., (2014) mencionan un efecto físico por parte de las NPs sobre los insectos, afectando directamente el exoesqueleto, posicionándose en las células para degradar proteínas y enzimas, lo cual ocasionará la disminución de la permeabilidad de la membrana y la alteración de la fuerza motriz, provocando ataxia e inanición en insectos (Benelli, 2016). A continuación, se muestran los efectos y/o modos de acción de las NPs sobre insectos y ácaros plaga (Figura 1).
Figura 1
Modos de acción de las nanopartículas en artrópodos plaga.
Fuente: Adaptado de Benelli (2018).
Materiales y métodos
La recolección sistemática de información se inició en agosto de 2023, aplicando un criterio de inclusión a través de diferentes bases de datos como Scopus, Elsevier, EBSCO, Google Scholar, Springer, Redalyc y SciELO, e ingresando a la búsqueda la palabra clave principal: nanopartículas. Se seleccionaron publicaciones desde 2013 hasta 2023. Posteriormente, se aplicó el criterio de exclusión, seleccionando publicaciones donde intervinieron las palabras clave: control de plagas, ácaros e insectos fitófagos y nanopartículas. Se consultaron un total de 500 referencias. Después, se seleccionaron 150 artículos relevantes, excluyendo aquellos irrelevantes para nuestro estudio, conformando, así, un total de 62.
La síntesis y análisis de la información se realizó con la lista de verificación PRISMA 2020 (Page et al., 2021). Como resultado del análisis de las investigaciones consultadas sobre nanopartículas, encontramos lo siguiente: en los últimos 11 años los estudios se han centrado en el control de insectos y ácaros plaga. En esta revisión expondremos el rol de las NPs sobre el manejo y control de los insectos y ácaros plaga.
Nanopartículas de plata sobre insectos
Abdel-Gawad (2018) utilizó extracto de hoja de Moringa oleifera Lam (Mo-LE) (Moringaceae) para sintetizar nanopartículas de plata (Mo-AgNP) contra Musca domestica L. (Diptera: Muscidae). En el bioensayo larvicida, los valores de CL50 fueron 2.03 mg/mL para las Mo-AgNP. Asimismo, se determinó la CL50 para pupas, la cual fue de 9.604 mg/mL. A las larvas tratadas con CL50 se les ocasionó una reducción significativa en la fecundidad de las hembras y en la eclosión de los huevos. Las Mo-AgNP afectaron el contenido total de proteínas y la actividad de las enzimas esterasas no específicas, acetilcolina esterasa y glutatión S-transferasa en larvas alimentadas con dietas tratadas.
Kantrao et al. (2017) reportaron el efecto de las nanopartículas de plata (NPsAg) sobre la actividad de la proteasa intestinal de Helicoverpa armigera (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae). Se utilizaron los extractos de hojas de Ficus religiosa L. (FR) y Ficus benghalensis L. (FB) (Moraceae) como agentes reductores. Las NPsAg modularon la actividad de la enzima. También se redujo significativamente el peso de las larvas y la tasa de supervivencia; asimismo, las NPs estudiadas inhibieron la actividad de la proteasa en un 50 y un 70% desde 100 μg/L. Manimegalai et al. (2022) utilizaron el extracto de Dichrocephala integrifolia Kuntze (Asteraceae) como agente reductor para la síntesis de NPsAg contra Spodoptera litura F. (Lepidoptera: Noctuidae) y H. armigera. Las larvas tratadas con NPsAg exhibieron actividad antialimentaria contra S. litura (77%) y H. armigera (79%). Se obtuvieron tasas de mortalidad larvaria (68-70%) con valores de CL50 de 99 y 109 mg/L y tasas de afectaciones de 74-72% en pupas de S. litura y H. armigera, respectivamente; también se observaron daños histológicos en el mesenterón de larvas tratadas en comparación con el control. Baranitharan et al. (2021) evaluaron NPsAg utilizando el extracto de Areca catechu L. (Areceae) sobre S. litura y H. armigera. Las CL50 y CL90 fueron de 71-85 µg/mL y 96-129 µg/mL, respectivamente, para las dos especies. Además, se observaron efectos sobre pupas, donde las CL fueron menores; los autores mencionan que las NPsAg podrían tener un potencial en el control de S. litura y H. armigera. A partir del extracto de hoja de Ocimum basilicum L. (Lamiaceae), Jafir et al. (2021) sintetizaron NPsAg con el objetivo de evaluar el potencial insecticida contra S. litura, en comparación con algunos insecticidas sintéticos de diferentes modos de acción (Coragen®, Proclaim®, Tracer® y Talstar®). Los valores de CL50, CL90 y CL95 fueron estadísticamente diferentes en el segundo y cuarto estadio de S. litura. Las NPsAg causaron mortalidad de 22-97% en larvas de segundo estadio a una concentración de 100-1500 mg/L, seguidas de Coragen® (18-92%), Proclaim® (13-78%) y Talstar® (13-68%), mientras que Tracer® presentó la tasa de mortalidad larval más baja (12-67%) a una concentración de 60-120 mg/L. Los autores destacan la mortalidad de NPsAg por encima de los insecticidas comerciales; además, sugieren a las NPsAg como posible alternativa a los problemas de resistencia en estas plagas. En un estudio similar realizado por Ihegwuagu et al. (2016), se exploraron formulaciones de diclorvos y clorpirifos encapsulados con NPsAg y almidón, mostrando los tratamientos encapsulados con NPsAg mejor mortalidad que los tratamientos de los dos insecticidas solos, lo cual sugiere una posible sinergia.
Sayed et al. (2017) sintetizaron NPsAg utilizando la bacteria entomopatógena Bacillus thuringiensis var. kurstaki Berliner (Bacillaceae), evaluaron la eficacia insecticida sobre larvas de Trichoplusia ni (Hübner) y Agrotis ipsilon (Hufnagel) (Lepidoptera: Noctuidae). Los resultados demostraron ser significativamente más virulentos los tratamientos de NPsAg hacia las larvas de T. ni que con A. ipsilon. Las NPsAg fueron sintetizadas utilizando extracto de Sargassum muticum (Yendo) Fensholt (Sargassaceae) por Moorthi et al. (2015), su actividad insecticida fue evaluada contra Ergolis merione (Cramer) (= Ariadne merione) (Lepidoptera:Nymphalidae), los autores observaron cambios prominentes en el perfil proteico de la hemolinfa, la morfología de los hemocitos, el deterioro del intestino medio, la membrana basal, el cuerpo adiposo y los ciegos gástricos. Asimismo, se observó que los fitoquímicos de S. muticum son un precursor destacado para la síntesis de nanopartículas.
Amjad et al. (2022) sintetizaron NPsAg utilizando cáscara de arroz, las NPsAg fueron evaluadas sobre el pulgón de la espiga Sitobion avenae (F.) (Hemiptera: Aphididae). Los resultados mostraron que la mortalidad más alta de pulgones fue de 93.3% con una concentración de nanopartículas de 600 mg/L, mientras que la mortalidad más baja se observó con 200 mg/L. Del mismo modo, los resultados revelaron que las actividades enzimáticas de la catalasa y la glutatión-s-transferasa aumentaron en respuesta al incremento de la concentración de NPs. Khatami et al. (2019) evaluaron el extracto de alas de la cucaracha americana Periplaneta americana (L.) (Blattodea: Blattidae) como un nuevo biomaterial para sintetizar NPsAg. Se examinó el efecto insecticida de las NPsAg resultantes sobre la mortalidad de Aphis gossypii Glover (Hemiptera: Aphididae) en condiciones de laboratorio; 48 h después de los tratamientos con las NPsAg (100 mg/L), se observó una mortalidad promedio del 40%. Bhattacharyya et al. (2016) evaluaron el efecto de NPsAg utilizando el extracto de Solanum lycopersicum L. (Solanaceae) contra Macrosiphum rosae (L.) (Hemiptera: Aphididae), explorando diferentes concentraciones de NPsAg (200, 300, 400 y 500 mg/L), los datos de mortalidad de pulgones revelaron que las NPsAg fueron efectivas a una concentración de 500 mg/L, y a medida que aumentaron la concentración también aumentó la tasa de mortalidad, obsevando diferencias estadísticamente significativas en la mortalidad de M. rosae entre las concentraciones (DSM al 5%).
Almadiy et al. (2018) estudiaron el efecto de la síntesis verde de NPsAg con el extracto de Peganum harmala L. (Nitrariaceae). Las NPsAg mostraron actividad insecticida contra Trogoderma granarium (Everts) (Coleoptera: Dermestidae). Las CL50 fueron de 31-62 µg/cm2 y 24-46 µg/cm2 24 h postratamiento contra larvas y adultos, respectivamente. La alimentación de las larvas del segundo estadio con los granos tratados con NPsAg en concentraciones subletales provocó efectos negativos en el crecimiento y desarrollo normales del insecto. Estos efectos se manifestaron con un alto porcentaje de larvas y pupas malformadas, un ciclo de vida prolongado y una reducción significativa en la aparición de adultos. Rouhani et al. (2013) realizaron ensayos en laboratorio para determinar la efectividad de las NPsAg sobre larvas y adultos de Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae) en semillas de Vigna unguiculata (L.) Walp. (Fabaceae). En los experimentos, las CL50 en larva fueron de 1.0 g kg-1 y en adultos 2.06 g kg-1 de semilla. Los resultados muestran que las NPsAg fueron altamente efectivas en adultos y larvas (mortalidad 83%).
Alif y Thangapandiyan (2019) realizaron una formulación con NPsAg y la evaluaron contra Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae). El objetivo principal del estudio fue comparar la eficacia insecticida de las NPs contra malatión. Se evaluó la tasa de mortalidad, disuasión de la oviposición, actividad repelente y actividad antialimentaria de diferentes concentraciones. Los resultados en los ensayos mostraron que la combinación de NPsAg más malatión ejerce una alta eficacia insecticida superior, resaltando respecto a los otros tratamientos.
Mosa et al. (2022) utilizaron árboles de limón (Citrus limon L. cv. Eureka) (Rutaceae) en dos temporadas para investigar el efecto de las NPsAg sobre el cultivo. Evaluaron tres concentraciones (5, 7.5 y 10 mg/L) en aplicación foliar, considerando el crecimiento vegetativo, rendimiento y calidad de la fruta. Los resultados indicaron que la aplicación foliar de NPsAg mejoró la longitud de los brotes, la clorofila total, el porcentaje de cuajado de flores y frutos, el rendimiento de frutos, las características físicas y químicas de los frutos y la composición mineral de las hojas (macro y micronutrientes) en comparación con el control en ambas temporadas. La aplicación foliar de NPsAg a 10 mg/L mostró los mejores valores. Más adelante, los autores realizaron la evaluación de un aceite esencial (AE) con material vegetal de esos árboles sobre Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae). Los resultados indicaron un mejor efecto del AE de cáscara de limón tratado con las diferentes concentraciones de las NPsAg en comparación con los no tratados.
Ahmed et al. (2023) utilizaron hongos para sintetizar NPsAg debido a sus especificaciones de menor toxicidad e impacto ecológico. Se realizó una micosíntesis extracelular de NPsAg de Lecanicillium lecanii R. Zare & W. Gams (Cordycipitaceae), evaluándose como insecticidas contra los adultos de la plaga solar Eurygaster testudinaria (Geoffroy) (Hemiptera: Scutelleridae). Las NPsAg mostraron una fuerte actividad en la mortalidad de adultos durante diferentes periodos de tiempo hasta registrar el 100% a una concentración de 100 mg/L después de 10 días de tratamiento.
Al-Shammari y Al-Zubaidi (2016) evaluaron la efectividad de cuatro extractos de plantas (jengibre, neem, ajo y eucalipto) y sus NPsAg contra Planococcus citri (Risso) (Hemiptera: Pseudococcidae). Todos los extractos de plantas y sus NPsAg causaron mortalidad en el segundo y tercer estadio, en todas las concentraciones y tiempos de evaluación. El extracto de jengibre y sus NPsAg causaron la mortalidad máxima sobre el segundo y tercer estadio de P. citri (94 y 90%, respectivamente). Los extractos de neem ocuparon el segundo lugar, seguidos del ajo y el eucalipto. Se observó que la CL50 para ninfas disminuía con el paso del tiempo.
Ramanathan et al. (2021) realizaron experimentos in vitro para evaluar la actividad insecticida de NPsAg sintetizadas a partir de extractos de hojas de Acalypha indica L. (Euphorbiaceae) contra Dysdercus cingulatus (F.) (Hemiptera: Pyrrhocoridae). Los insectos se expusieron a diversas concentraciones (1.25, 2.5, 5, 10 y 15 mg/L) de NPsAg para determinar la DL50, las cuales fueron de 5 mg/L (38%), 10 mg/L (75%), 15 mg/L (83%), 20 mg/L (100%) y 25 mg/L (100%) y el valor DL50 de NPsAg biosintetizadas contra D. cingulatus fue de 4.66 mg/L (24 horas), 1.64 mg/L (48 horas), 0.3 mg/L (72 horas) y 0.18 mg/L (96 h). Los autores indicaron que las NPsAg sintetizadas a partir de extractos de hojas de A. indica tienen potencial para aplicarse con un enfoque ecológico para controlar D. cingulatus.
Rouhani et al. (2012) evaluaron el efecto insecticida de NPsAg sobre el pulgón de la adelfa, Aphis nerii Boyer (Hemiptera: Aphididae). En los experimentos, el valor de la CL50 para imidacloprid y las NpsAg fue de 0.13 y 425 mg/L, respectivamente. Adicionalmente, el estudio mostró que 1 mg/L imidacloprid y 700 mg/L de NPsAg tuvieron el mayor efecto en mortalidad de los insectos. Los resultados revelaron que las NPsAg pueden ser usadas como una herramienta valiosa en programas de manejo integrado hacia A. nerii.
La Tabla 1, muestra las diferentes especies de insectos plaga estudiadas con las NPsAg, el tipo de evaluación, viabilidad de uso y sus efectos y/o daños.
Tabla 1
Nanopartículas de plata (NPsAg) evaluadas contra insectos plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| Aphis nerii | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas y alta mortalidad comparado con imidacloprid) | Mortalidad | Rouhani et al. (2012) |
| Callosobruchus maculatus | In vitro | - | Prometedora (CL bajas para alcanzar mortalidad de 80% sobre larvas y adultos) | Mortalidad | Rouhani et al. (2013) |
| Ergolis merione | In vitro | - | Prometedora (múltiples efectos sobre la plaga) | Daño al perfil proteico, deterioro del intestino medio, membrana basal, cuerpo adiposo y los ciegos gástricos | Moorthi et al. (2015) |
| Macrosiphum rosae | In vitro | - | Regular (CL intermedias comparado con otras especies de áfidos plaga) | Mortalidad | Bhattacharyya et al. (2016) |
| Planococcus citri | In vitro | - | Prometedora (CL bajas menores a 1500 mg/L) | Mortalidad en diferentes etapas de la plaga | Al-Shammari y Al-Zubaidi (2016) |
| Trichoplusia n | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Mortalidad | Sayed et al. (2017) |
| Agrotis ipsilon | In vitro | - | Regular (CL intermedias comparado con otras especies de lepidópteros plaga) | Mortalidad | Sayed et al. (2017) |
| Helicoverpa armigera | In vitro | - | Prometedora (mejor control que la permetrina y CL bajas de control) | Efecto sobre la mortalidad de larvas y regulación de enzimas | Kantrao et al. (2017); Baranitharan et al. (2021); Manimegalai et al. (2022) |
| Musca domestica | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Efectos sobre larvas, pupas y enzimas | Abdel-Gawad (2018) |
| Trogoderma granarium | In vitro | - | Prometedora (CL bajas para alcanzar mortalidad considerable, 80% contra larvas y adultos | Efectos negativos en el crecimiento y desarrollo del insecto | Almadiy et al. (2018) |
| Aphis gossypii | In vitro | - | Prometedora (CL bajas para alcanzar mortalidad considerable 80%) | Mortalidad | Khatami et al. (2019) |
| Tribolium castaneum | In vitro | - | Prometedora (múltiples efectos sobre la plaga) | Mortalidad, disuasión de la ovoposición, actividad repelente y actividad antialimentaria | Alif y Thangapandiyan (2019) |
| Dysdercus cingulatus | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas menores a 100 mg/L) | Mortalidad | Ramanathan et al. (2021) |
| Sitobion avenae | In vitro | - | Prometedora (CL intermedias para alcanzar mortalidad considerable 80%) | Efecto sobre la mortalidad de estadios móviles y la enzima glutation s-transferasa | Amjad et al. (2022) |
| Spodoptera litura | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad comparado con insecticidas de diferente grupo toxicológico) | Mortalidad y daños histológicos y modulación enzimática | Baranitharan et al. (2021); Jafir et al. (2021); Manimegalai et al. (2022) |
| Sitophilus oryzae | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Mortalidad | Mosa et al. (2022) |
| Eurygaster testudinaria | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Mortalidad | Ahmed et al. (2023) |
| Diaphorina citri | In vitro | Invernadero (C. aurantifolia) | Prometedora (CL muy bajas) | Mortalidad | Zavala Zapata et al. (2024) |
Nanopartículas de plata contra ácaros
Sharifian et al. (2016) reportaron la toxicidad de las NPsAg contra Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). Se ensayaron seis concentraciones (190, 285, 356, 441, 551 y 685 mg/L) por el método de inmersión de hojas. El resultado mostró que las NPsAg fueron altamente efectivas contra este ácaro, causando una mortalidad mayor al 96% en la concentración más alta, lo cual indica la eficacia de NPsAg para controlar esta plaga. Los valores CL50 y CL95 para NPsAg fueron 363 y 629 mg/L, respectivamente. Los autores concluyen que las NPsAg pueden usarse como una herramienta en programas de manejo de plagas sobre T. urticae.
En otro estudio realizado por Abdel Ghani et al. (2022), para evaluar la actividad acaricida de las NPsAg contra ácaros fitófagos y depredadores en naranja trifoliada Citrus trifoliata L. (Rutaceae), las NPsAg mostraron actividad acaricida mayor que la bifentrina sobre las tres especies de ácaros estudiados. Las CL50 de NPsAg fueron 29.3, 43.9 y 27.4 mg/L y 43.3, 38.9 y 31.6 mg/L para bifentrina sobre Phyllocoptruta oleivora Ashmead (Acari: Eriophyidae), Eutetranychus orientalis Klein (Acari: Tetranychidae) y Brevipalpus obovatus Donnadieu (Acari: Tenuipalpidae), respectivamente. Las NPsAg también mostraron una toxicidad altamente selectiva (23 veces la CL50 de la bifentrina) hacia los ácaros fitófagos en comparación con los depredadores. Las NPsAg mostraron una eficacia comparable a la bifentrina para el control de las etapas móviles de las tres especies de ácaros y superaron a la bifentrina en actividad ovicida. Los autores concluyeron que las NPsAg se pueden utilizar como alternativa de control de P. oleivora, E. orientalis y B. obovatus en el cultivo de naranja trifoliada.
Al-Azzazy et al. (2019) evaluaron los efectos de las NPsAg en diferentes etapas del ácaro eriófido P. oleivora, el ácaro rojizo del tomate, Aculops lycopersici (Massee) (Acari: Eriophyidae) y el ácaro T. urticae. Además, incluyeron el impacto sobre los depredadores, Euseius scutalis (Athias-Henriot) y Neosiulus cucumeris Oudemans (Acari: Phytoseiidae), en tomate. Se exploraron cuatro concentraciones de NPsAg (54, 108, 162 y 216 mg/L). Se descubrió que las NPsAg fueron efectivas para matar A. lycopersici y T. urticae con efectos mínimos sobre E. scutalis y N. cucumeris. El porcentaje de mortalidad según las concentraciones evaluadas fue de 21, 45, 72, y 93% para A. lycopersici y de 19, 43, 73 y 85% para T. urticae, para E. scutalis fue de 3, 9, 17 y 24% y para N. cucumeris fue de 4, 13, 14 y 20%, una semana después de la exposición, respectivamente. Además, los hallazgos mostraron que las NPsAg provocaron una reducción en el porcentaje de eclosión de huevos. Los porcentajes de larvas que eclosionaron huevos fueron 68, 50, 34 y 20% para A. lycopersici, para T. urticae fueron de 79, 64, 43 y 30% una semana después de la exposición a 54, 108, 162 y 215 mg/L de NPsAg, respectivamente.
Pavela et al. (2017) evaluaron NPsAg fabricadas a partir del extracto de raíz de Saponaria officinalis L. (Caryophyllaceae) contra T. urticae. El extracto de raíz de S. officinalis como las NPsAg mostraron efecto acaricida, con una CL50 para las NPsAg de 1.2 g/L (CL90 = 2.8 g/L) y el extracto de raíz solo con una CL50 7.8 (CL90 = 11.9 g/L). Ambos tratamientos mostraron alta toxicidad ovicida con CL50 de 3.1 y 13.8 g/L para las NPsAg y el extracto acuoso de raíz, respectivamente. Los autores también reportan reducción significativa de la oviposición en hembras de T. urticae. Asimismo, concluyen que las NPsAg pueden llegar a ser prometedoras, al mostrar una alta eficacia biológica y ser relativamente simple y barato el método de producción.
Ghani et al. (2022) evaluaron la actividad acaricida sobre el ácaro datilero Oligonychus afrasiaticus (McGregor) (Acari: Tetranychidae) y su ácaro depredador Neoseiulus barkeri Hughes (Phytoseiidae) bajo condiciones de laboratorio. Las NPsAg mostraron actividad significativa sobre O. afrasiaticus (CL50 de 40 mg/L) comparado con N. barkeri (CL50 de 1588 mg/L) lo cual representa aproximadamente 40 veces selectividad sobre el enemigo natural. Las NPsAg también presentaron actividad ovicida sobre O. afrasiaticus (CL50 de 68 mg/L). En el estudio en campo, las NPsAg (a 216 mg/L) alcanzaron una eficiencia ligeramente mayor a la del estudio en laboratorio, con una reducción del 86% de la población de O. afrasiaticus, y viéndose afectada solo el 18% de la población de N. barkeri. Las NPsAg redujeron la eclosión del 57% de los huevos de O. afrasiaticus.
En la Tabla 2, se observan las diferentes especies de ácaros plaga estudiadas con las NPsAg, el tipo de evaluación, viabilidad de uso y efectos y/o daños.
Tabla 2
Nanopartículas de plata (NPsAg) evaluadas contra insectos plaga, viabilidad y sus efectos.
| Ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tetranychus urticae | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas en diferentes etapas) | Mortalidad sobre móviles y huevos | Sharifian et al. (2016); Pavela et al. (2017); Al-Azzazy et al. (2019) |
| Aculops lycopersici | Campo | Tomate (Solanum lycopersicum) | Prometedora (reducción de la población de las etapas móviles) | Eficacia significativa sobre instares larvales y huevos | Al-Azzazy et al. (2019) |
| Eutetranychus orientalis, Phyllocoptruta oleivora, Brevipalpus obovatu | Campo | Naranjo trifoliado (Citrus trifoliata) | Prometedora (eficacia similar a la bifentrina para el control de las etapas móviles) | Eficacia significativa sobre instares móviles y huevos | Abdel Ghani et al. (2022) |
| Oligonychus afrasiaticus | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Mortalidad sobre móviles y huevos | Ghani et al. (2022) |
Nanopartículas de oro sobre insectos
Small et al. (2016) evaluaron el efecto de las nanopartículas de oro (NPsAu) administradas por vía oral sobre la reproducción y desarrollo de la cucaracha alemana Blattella germanica (L.) (Blattodea: Blattellidae). A las hembras recién emergidas se les proporcionó alimento que contenía NPsAu (87.44 mg/L) y se les permitió aparearse con los machos. Los adultos de B. germanica acumularon oro de las NPsAu con un factor de bioacumulación de 0.1. La ingestión de NPsAu no afectó el tiempo de formación de la ooteca ni su eclosión. Sin embargo, la viabilidad de la ooteca disminuyó casi un 25% en las hembras tratadas con NPsAu en comparación con los controles. Al mismo tiempo, el número de ninfas nacidas disminuyó en un 33% en los tratamientos con NPsAu con respecto al control. La ingestión de NPsAu provocó efectos subletales en B. germanica que comprometen los rasgos de vida involucrados en la dinámica poblacional. Los autores proponen a B. germanica como especie modelo en estudios nanotoxicológicos para estimar los efectos de las NPsAu. Raliya et al. (2017) reportaron un nuevo método in vivo para estudiar las interacciones entre las NPsAu y el sistema nervioso de la cucaracha discoide Blaberus discoidalis Serville (Blattodea: Blaberidae). Se inyectaron NPsAu cargadas negativamente de 50 nm de diámetro en el sistema nervioso central (SNC) del insecto. En este estudio se demostró que las partículas cargadas afectaban la locomoción del insecto. Asimismo, afectaron el comportamiento del insecto, pero no tuvieron efectos importantes en la esperanza de vida de la cucaracha después de dos meses de observación.
Sahayaraj et al. (2016) realizaron un experimento de laboratorio para evaluar el impacto de la solución acuosa de oro sintetizada a partir de haba de la india (Pongamia pinnata), sobre la mortalidad y el desarrollo de las larvas de Pericallia ricini (F.) (Lepidoptera: Erebidae). Los resultados mostraron que las NPsAu causaron más mortalidad que el insecticida comercial de neem (vijayneem®). Las NPsAu redujeron drásticamente el peso corporal de las larvas de P. ricini. Además, se observaron diferencias entre los tratamientos sobre los periodos de desarrollo, fecundidad, eclosión de larvas, pupas y adultos. Los autores señalan haber realizado evaluaciones de campo y de bioseguridad antes de recomendar la utilización de estas NPs. Chakravarthy et al. (2012) estudiaron el efecto de NPsAu sobre S. litura. Los datos revelaron que las NPs fueron efectivas y causaron un 50% de mortalidad larvaria a una concentración de 500 mg/L. La CL50 (216-938) incrementando a medida que aumentaban las etapas de desarrollo de la larva. El estudio demostró que las NPsAu son efectivas contra S. litura, por lo tanto, serían un componente útil de una estrategia de manejo integrado de plagas (MIP).
El-Ashram et al. (2020) estudiaron los efectos de las NPsAu sobre el escarabajo Trachyderma hispida (Coleoptera: Tenebrionidae). El estudio mostró daños sobre el tejido ovárico de los escarabajos, inducido por una dosis subletal de las NPsAu (0.01 mg/L). También se reportó una supresión significativa en sus niveles transcripcionales, aumento significativo en la apoptosis de las células ováricas, cambios patológicos en las células ováricas y modulación de enzimas de los escarabajos tratados. Zainol et al. (2023) estudiaron otro coleóptero, Oryctes rhinoceros (Coleptera: Scarabaeidae) pero para fines de síntesis de NPs, las pruebas citotóxicas indican un rasgo de toxicidad leve en diferentes estudios de evaluación. En conclusión, NPsAu sintetizadas de O. rhinoceros mejoran en estabilidad y no son tóxicas, lo cual sugiere que podrían ser prometedoras para el control de diferentes plagas.
Oliveira et al. (2015) investigaron a la mosca soldado negra Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomydae) como un método in vivo para observar la absorción y biodistribución de NPsAu en su tracto digestivo. En este estudio, se utilizó microscopía electrónica de barrido para describir el crecimiento y desarrollo de este insecto, además de detallar la morfología externa tanto de larvas como de adultos. Se encontraron NPsAu en el sistema digestivo, así como efectos amorfos sobre los estadios larvales y el adulto. Las NPsAu afectaron diferentes procesos de H. illucens, lo cual podría ser un modelo de estudio para determinar el efecto o los modos de acción de las NPsAu sobre dípteros.
En la Tabla 3, se muestran las especies de insectos y ácaros plaga estudiadas con NPsAu, viabilidad y daños y/o efectos.
Tabla 3
Nanopartículas de oro (NPsAu) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| S. litura | In vitro | - | Regular (CL1 intermedias comparado con otras especies de lepidópteros plaga) | Mortalidad sobre diferentes etapas larvales | Chakravarthy et al. (2012) |
| Hermetia illucens | In vitro | - | Modelo de estudio de los efectos de las NPsAu | El sistema digestivo, así como efectos amorfos sobre los estadios larvales y el adulto | Oliveira et al. (2015) |
| Blattella germanica | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas menores a 100 mg/L) | Efectos en reproducción y desarrollo | Small et al. (2016) |
| Pericallia ricini | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) los resultados mostraron más mortalidad que el insecticida comercial de neem (vijayneem®) | Desarrollo, fecundidad, eclosión de larvas, pupas y adultos | Sahayaraj et al. (2016) |
| Blaberus discoidalis | In vitro | - | Modelo de estudio de los efectos de las NPsAu | Afectaciones al sistema nervioso central y algunos parámetros poblacionales | Raliya et al. (2017) |
| Trachyderma hispida | In vitro | - | Prometedora (concentraciones subletales muy bajas menores a 1 mg/L) | Efectos celulares y en sistema endocrino | El-Ashram et al. (2020) |
Nanopartículas de polímeros contra insectos y ácaros
Bonser et al. (2023))evaluaron los efectos de las nanopartículas de biopolímeros (NPsB) sobre el crecimiento y el rendimiento de soya Glycine max (L.) (Fabaceae). Se aplicaron NPsB, elaboradas a partir de lignina o zeína, como tratamientos para semillas de soya y pulverizaciones foliares (solo zeína) para plantas de soya. Los ensayos de alimentación de las hojas y los índices de daño indican que la susceptibilidad al ataque de herbívoros no aumentó debido a las NPsB. Las aplicaciones foliares de las NPsB mejoraron variables agronómicas del cultivo; además, indicaron efectos sobre la mortaliad de Chrysodeixis includens comparado con metoxifenocide (Intrepid 2F®).
Ahmadi et al. (2018) evaluaron el aceite esencial de Satureja hortensis L. (Lamiaceae) encapsulado en NPs de quitosano/tripolifosfato. Los resultados obtenidos demostraron efectos ovicidas, adulticidas y de persistencia contra T. urticae. Los valores de la CL50 contra ácaros adultos fueron de 47 µL/L después de 24 h, y 31 µL/L después de 72 h de exposición. También reportan un efecto fumigante de las NPs a las 24 h con valores de CL50 212 µL/L. Se observó una liberación prolongada durante los 25 días del estudio, lo cual indica la persistencia de la actividad acaricida durante un largo tiempo. Los autores destacan que el aumento de la toxicidad residual de los fumigantes puede estar relacionado con la lenta liberación del ingrediente activo, pudiendo ser potencialmente aplicable en el control de T. urticae. También Zhou et al. (2023) evaluaron el quitosano, como nanoportador genético, para mejorar la eficiencia de la interferencia de ARN (ARNi). Los resultados mostraron que las NPs de quitosano/ARNds mejoraron significativamente la estabilidad y la eficiencia de la absorción celular. Los ensayos revelaron que las NPs de quitosano/dsRNA regulaban positivamente el gen clave de cadena pesada de clatrina (CHC) para activar la vía endocitosis dependiente de clatrina (CDE); además, la inhibición de CDE obstaculizó las respuestas robustas de ARNi de las NPs de quitosano/ARNds. También se confirmó que las NPs de quitosano/ARNds se unían directamente a la proteína CHC, componente central de la CDE, para mejorar la eficiencia del ARNi. Los autores resaltan la relevancia del mecanismo molecular mediante el cual el ARNi basado en NPs de quitosano administra ARNds para mejorar la eficiencia del ARNi. El mecanismo anterior promoverá la utilización de ARNi basado en nanoportadores en el manejo de plagas y la entrega de genes. En la Tabla 4, se observan las dos especies de insectos y ácaros plaga, el polímero evaluado, su viabilidad y daños.
Tabla 4
Nanopartículas de polímeros (NPsP) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Polímero | Insectos y ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Quitosano / tripolifosfato | T. urticae | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas) | Efectos ovicidas y adulticidas | Ahmadi et al. (2018); Zhou et al. (2023) |
| Zeína | Chrysodeixis includens | Campo | Soya (G. max) | Prometedora (CL muy bajas) comparadas con metoxifenocide | Efectos sobre la fluctuación poblacional de C. includens | Bonser et al. (2023) |
Nanopartículas de sílice y aluminio contra insectos y ácaros
Rouhani et al. (2019) reportaron efectos importantes de nanopartículas de silicio (NPsSi) sobre plagas de granos almacenados. Se realizaron pruebas de laboratorio para determinar la eficacia de las NPsSi contra larvas y adultos de Sitophilus granarius (L.) (Coleoptera: Curculionidae) en trigo almacenado. Se descubrió que las NPsSi fueron muy efectivas contra S. granarius y causaban una mortalidad del 100% después de 2 semanas. Otro estudio en plagas de almacén lo realizaron Haroun et al. (2020), quienes evaluaron la eficiencia insecticida de NPsSi en adultos del gorgojo del arroz S. oryzae, T. castaneum y C. maculatus. Los resultados mostraron que las NPsSi presentaron efecto tóxico sobre S. oryzae y C. maculatus en la concentración más alta, mientras que T. castaneum mostró alta resistencia contra las NPsSi. Al final del experimento, la mortalidad registrada fue de 82, 98 y 58% a la mayor concentración (0.3, 2 y 8 mg/kg) de NPsSi contra C. maculatus, S. oryzae y T. castaneum, respectivamente. Además, las NPs provocaron altas reducciones en la progenie F1 contra C. maculatus y S. oryzae.
NPsSi fueron elaboradas por Pavitra et al. (2018) como una alternativa para el pulgón A. gossypii y la cochinilla del algodón Phenacoccus solenopsis Tinsley (Hemiptera: Pseudococcidae). Las NPsSi causaron mortalidad a la concentración de 2000 mg/L, tanto en el pulgón como en la cochinilla. La actividad pesticida de las NPsSi reveló que, a una concentración de 2000 mg/L, se registró la mortalidad máxima de las dos especies de insectos.
Un estudio realizado por Wang et al. (2023), sobre el barrenador del maíz Ostrinia furnacalis (Guenee) (Lepidoptera: Crambidae) con NPsSi en un sistema de nanorrespuesta acompañadas del insecticida spinosad, se encontró que el spinosad resultante demostró una alta capacidad de carga (39%) y una fotoestabilidad mejorada para responder de manera inteligente al microambiente intestinal del barrenador del maíz y lograr la liberación inteligente. En comparación con el pesticida convencional, el spinosad mostró una eficacia superior en el control de O. furnacalis y pudo ser absorbido y transportado en las plantas de maíz sin efectos adversos sobre su crecimiento. Las NPsSi acompañadas con spinosad mejoraron significativamente el control, liberación, activación, y el efecto sobre los organismos no objetivo se redujo significativamente. Martins et al. (2019) caracterizaron y evaluaron un sistema de administración a base de aceite de neem (AN) y nanosílice. Los resultados mostraron que el desempeño reproductivo de Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) se vio afectado negativamente y estuvo influenciado por el tipo de sistema (NPsSi y AN) y su concentración en la dieta. Este impacto en el desarrollo de la palomilla puede explicarse por los efectos sobre la fisiología nutricional y utilización de alimentos en larvas alimentadas con la dieta, sugiriendo una afectación enzimática. Los autores resaltan los hallazgos y sugieren una posible alternativa para el manejo integral de S. frugiperda.
Alimohamadian et al., (2022), evaluaron el efecto de las NPsSi en el control del segundo estadio larvario del gusano soldado Spodoptera exigua Hubner (Lepidoptera: Noctuide), en condiciones de laboratorio y de campo. El valor de la CL50 de las NPsSi contra el segundo estadio larvario después de 24, 48 y 72 horas en aspersión de polvo, inmersión de hojas y aspersión de solución fue (660, 43, 893), (460, 833, 690) y (279, 565, 323) mg/L, respectivamente. En campo, el resultado de la evaluación de mortalidad y daño mostró que los tratamientos del polvo tuvieron diferencias significativas con el tratamiento control (p ≤ 0.05). Un estudio similar, pero con otra especie de este género, lo realizaron El-Bendary y El-Helaly (2013) sobre Spodoptera littoralis Boisduval (Lepidoptera: Noctuide) con NPsSi en tomate. Las NPsSi resultarón tener acción tóxica alta en todas las concentraciones utilizadas sobre S. littoralis. Además, las NPsSi le confirieron una alta resistencia a las plantas de tomate contra esta plaga, especialmente a 300 y 350 mg/L. Las NPsSi mejoraron la resistencia a la plaga, además de tener un efecto tóxico sobre la misma.
Thabet et al. (2021) emplearon NPsSi en diferentes concentraciones (75-425 mg/L) en habas y soya. Se monitorearon las plagas, el pulgón Aphis craccivora Koch (Hemiptera: Aphididae), Liriomyza trifolii (Burgess) (Diptera: Agromyzidae) y S. littoralis, junto con sus depredadores. En los experimentos de campo, las NPsSi redujeron las poblaciones de los tres insectos plaga asociados con los cultivos y sus depredadores asociados. Sin embargo, en los campos de soya, el número total de depredadores aumentó después de aplicar la concentración más baja. Las NPsSi afectaron la antixenosis. En laboratorio, las NPsSi a 400 mg/L inhibieron el desarrollo de las raíces de haba, pero no afectaron el porcentaje y el tiempo de germinación, además de la longitud de los tallos.
Elsadany et al. (2015) evaluaron el efecto de las NPsSi para controlar la araña roja Tetranychus cucurbitacearum (Sayed) (Acari: Tetranychidae) en plantas de soya. Se pulverizaron tres concentraciones de NPsSi (250, 350 y 450 mg/L) en dos variedades de soya: Giza 35 y Giza 111, durante la temporada 2014. Los resultados indicaron que la reducción de la población de ácaros dependió de la concentración ensayada. La concentración de 450 mg/L de NPsSi obtuvo el porcentaje de reducción más alto de ácaros en las dos variedades (79-62%). Las etapas móviles del ácaro en la variedad Giza 111 fueron más susceptibles a las NPsSi que en la variedad Giza 35. En un estudio similar, Emam et al. (2021) evaluaron el efecto de las NPsSi para controlar T. urticae bajo condiciones de invernadero en el cultivo de pepino. Las NPs mostraron mortalidad sobre el estado larvario (99%), seguido del huevo con 98%. Además, en la etapa de ninfa se observó una alta mortalidad (94%) a una concentración de 1500 mg/L. Mientras que las hembras adultas registraron una mortalidad de 92% a las 72 h. En las hembras tratadas después de 96 h, se observó una fuerte disminución en el promedio de huevos a las concentraciones de 1000 y 1500 mg/L. En los ácaros, la actividad de la acetilcolinesterasa (AChE) se inhibió significativamente a 1500 mg/L, mientras que la glutatión-S-transferasa aumentó significativamente después de 72 h. Las NPsSi afectaron estados inmaduros de T. urticae en condiciones de invernadero y laboratorio.
Otro estudio sobre este ácaro lo realizó Zayed (2022), quien evaluó bajo condiciones de laboratorio la sílice a granel, NPsSi, y dos agentes de síntesis (sílice a granel-abamectina y NPsSi-abamectina) contra T. urticae. Los resultados mostraron que las NPsSi recubiertas con abamectina tuvieron una influencia significativa en la disminución de los huevos ovipositados por las hembras adultas. Además, las NPsSi-abamectina fueron el tratamiento más eficaz para la disminución de huevos y su viabilidad. Esta investigación revela que el sílice en masa y NPsSi podrían emplearse como sustitutos o complementos de los acaricidas convencionales y son compatibles con los diferentes componentes de MIP. En la Tabla 5, se muestran las especies de insectos y ácaros plaga, las cuales han sido evaluadas con nanopartículas de sílice y/o aluminio (NPsSi -NPsAl).
Tabla 5
Nanopartículas de sílice y aluminio (NPsSi -NPsAl) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos y ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tetranychus cucurbitacearum | Campo | Soya (G. max) | Prometedora (reducción de las poblaciones de ácaros a dosis inferiores a 500 mg/L) | Eficacia biológica y mejora de las característica agronómicas de cultivo | Elsadany et al. (2015) |
| Aphis gossypii y Phenacoccus solenopsis | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas y alto nivel de mortalidad comparado con dinotefuran) | Efecto sobre la mortalidad | Pavitra et al. (2018) |
| Sitophilus granarius | In vitro | Trigo (Triticum aestivum) | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad) | Efectos sobre larvas y adultos | Rouhani et al. (2019) |
| Spodoptera frugiperda | In vitro | - | Prometedora (control competitivo comparado con el testigo comercial, además de múltiples modos de acción) | Efectos sobre el desarrollo de la plaga, antialimentarios y sobre las enzimas | Martins et al. (2019) |
| S. oryzae, T. castaneum y C. maculatus | In vitro | - | Prometedora ( CL bajas y alto nivel de mortalidad), excepto en T. castaneu, donde el control fue regular | Efecto sobre la mortalidad, progenie (F1) y daños histológicos | Haroun et al. (2020) |
| Spodoptera littoralis | In vitro y campo | - | Prometedora (efecto en todas las etapas de desarrollo de la plaga) | Efecto sobre todo el ciclo de la plaga, además de efectos sobre oviposición (F1) | El-Bendary y El-Helaly (2013); Thabet et al. (2021) |
| Aphis craccivora y Liriomyza trifolii | Campo | Haba (Vicia faba) y Soya (G. max) | Prometedora (efecto sobre las plaga, además de un impacto mínimo en sus enemigos naturales) | Reducción de la densidad de las dos plagas (eficacia biológica), mínimo impacto a poblaciones de EN2 e incremento en variables agronómicas en los dos cultivos | Thabet et al. (2021) |
| Spodoptera exigua | In vitro | - | Prometedora (control competitivo en campo por diferentes vías de exposición) | Mortalidad sobre instares larvales | Alimohamadian et al. (2022) |
| T. urticae | In vitro e Invernadero | Pepino (Cucumis sativus) | Prometedora (efecto sobre todos los instares de T. urticae a dosis inferiores a 1500 mg/L) además de alta competitividad comparado con abamectina | Eficacia biológica, además de reducción de la actividad de la acetilcolinesterasa, glutatión-S-tranferasa y progenie | Emam et al. (2021); Zayed (2022) |
| Ostrinia furnacalis | Campo | Maíz | Prometedora (control competitivo comparado con el spinosad, además de CL bajas y bajo impacto en especies no objetivo) | Eficacia biológica sobre O. furnacalis | Wang et al. (2023) |
Nanopartículas de titanio contra insectos y ácaros
Shaker et al. (2017) evaluaron los efectos de la aplicación de nanopartículas de dióxido de titanio (NPsTiO2) sobre la supervivencia y biología de S. littoralis. El ensayo consistió en 6 concentraciones: 1000, 500, 250, 125, 62.5 y 31.25 mg/L. El valor de la CL50 en las larvas del segundo estadio tratadas con NPsTiO2 fue de 62 mg/L y el valor de la CL50 fue de 125 mg/L para el cuarto estadio. Vía ingesta, estas Nps afectaron en mayor medida al segundo instar. Hameed et al. (2023) evaluaron el extracto acuoso de Chlorella vulgaris Beijerinck (Chlorellaceae) como agente reductor de NPsTiO2 para controlar Musca domestica L. (Diptera: Muscidae), los porcentajes de mortalidad alcanzaron el 100% frente al primer estadio larvario, 70% frente al tercer estadio larvario y el 93% sobre moscas adultas. También se observaron deformidades en moscas tratadas con NPsTiO2, incluyendo no emergencia de huevos y pupas, desarrollo incompleto de la cabeza, patas y alas, además de la desaparición de los órganos genitales. El estudio demostró que C. vulgaris es un buen candidato para la nanofabricación de NPsTiO2 y un rico nanopesticida de origen natural.
Gutiérrez et al. (2021) evaluaron el efecto de NPsTiO2 sobre ninfas de Bactericera cockerelli Sulc. (Hemiptera: Triozidae) en tomate bajo condiciones de laboratorio e invernadero. En laboratorio, las NPsTiO2 causaron mortalidad de 99% a 96 horas después de la aplicación (dda). La aspersión directa en plantas de tomate presentó baja mortalidad con 32%, 96 horas dda. Estos resultados son un primer avance del control de B. cockerelli con NPsTiO2 en invernadero.
Dentro de los estudios con ácaros, Senbill et al. (2023) evaluaron bajo condiciones de laboratorio e invernadero la toxicidad y eficacia residual de las NPsTiO2 en comparación con la abamectina contra hembras adultas de T. urticae y sus efectos sobre el ácaro depredador Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae). En los bioensayos de laboratorio, el valor de la CL50 de NPsTiO2 fue de 5.82 mg/L, en comparación con 4.90 mg/L en abamectina 72 horas después del tratamiento. Los porcentajes más altos de mortalidad en las poblaciones de T. urticae fueron de 92% después de 24 h de aspersión con NPsTiO2, en comparación con 98% en abamectina. Además, las NPsTiO2 probadas mostraron menos toxicidad sobre las poblaciones de N. californicus.
En la Tabla 6, se muestran los insectos y ácaros plaga estudiados con NPsTiO2, el tipo de evaluación, viabilidad de uso, daños y/o efectos.
Tabla 6
Nanopartículas de titanio (NPsTiO2) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos y ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| S. littoralis | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas menores a 1000 mg/L) | Mortalidad larval y efectos sobre la pupa | Shaker et al. (2017) |
| Bactericera cockerelli | Invernadero | Tomate (S. lycopersicum | Prometedora (CL inferiores a 3000 mg/L) | Mortalidad | Gutiérrez et al. (2021) |
| Musca domestica | In vitro | - | Prometedora (control similar que el imidacloprid y CL menores a 1000 mg/L) | Mortalidad, deformidades, no emergencia de huevos y pupas, desarrollo incompleto de la cabeza, patas y alas, además de la desaparición de los órganos genitales | Hameed et al. (2023) |
| T. urticae | In vitro | - | Prometedora (CL competitivas con abamectina y menores a 10 mg/L) | Mortalidad sobre adultos, además de mostrar selectividad sobre EN2 | Senbill et al. (2023) |
Nanopartículas de zinc contra insectos y ácaros
Abdel-Gawad (2018) utilizó el extracto de hoja de M. oleifera Lam (Mo-LE) para sintetizar nanopartículas de óxido de zinc (Mo-ZnONP) contra M. domestica. En el bioensayo larvicida, el valor de CL50 fue de 6.41 mg/mL. Además, se determinó la CL50 para pupas, la cual fue de 17, 10 mg/mL. Las larvas tratadas con CL50 de Mo-ZnONP redujeron de forma significativa la fecundidad de las hembras y la eclosión de los huevos. El contenido total de proteínas y las actividades de las enzimas esterasas no específicas, acetilcolina esterasa y glutatión S-transferasa disminuyeron significativamente después de que las larvas se alimentaron con dietas tratadas con CL50 de las Mo-ZnONP.
Gutiérrez et al. (2021) evaluaron el efecto de nanopartículas de óxido de zinc (NPsZnO) sobre ninfas de B. cockerelli en tomate, bajo condiciones de laboratorio e invernadero. En laboratorio, las NPsZnO causaron mortalidad del 88% a 96 dda. La aspersión directa en plantas presentó baja mortalidad con 27% a 96 horas dda. Rouhani et al. (2012) estudiaron otro insecto chupador: A. nerii, en este estudio se investigó la actividad insecticida de NPsZnO. En los experimentos, la CL50 para las NPsZnO fue de 424 mg/L. El resultado mostró que las NPsZnO pueden ser usadas como una herramienta valiosa en programas de manejo del pulgón A. nerii.
En plagas de almacén, Haroun et al. (2020) evaluaron la eficiencia insecticida de nanopartículas de zinc (NPsZn) contra: adultos de S. oryzae, T. castaneum y C. maculatus. Los resultados para T. castaneum y C. maculatus mostraron que las NPsZn presentaron un efecto tóxico significativo contra S. oryzae y C. maculatus, mientras que T. castaneum mostró alta resistencia contra las NPsZn. La mortalidad fue de 88, 100 y 38% en C. maculatus, S. oryzae y T. castaneum a una concentración de 0.6, 2.5 y 8 mg/kg de NPsZn, respectivamente. Además, las NPs provocaron altas reducciones en la progenie (F1) contra C. maculatus y S. oryzae. Rouhani et al. (2019) reportaron efectos de NPsZn sobre S. granarius, plaga importante de granos almacenados. Se realizaron pruebas contra la etapa larvaria y los adultos de S. granarius en trigo almacenado. Se descubrió que las NPsZn fueron moderadamente efectivas contra esta plaga, teniendo efecto de protección en los granos durante 15 días dda, pero los efectos sobre la mortalidad no fueron significativos.
Attia et al. (2015) realizaron ensayos para evaluar las NPsZn en comparación con pirmifos metílico sobre adultos de S. oryzae en condiciones de laboratorio. Las CL50 van desde 0.44-0.45 mg/L a los 3 y 15 días dda, respectivamente. Además, las Nps afectaron significativamente el número de descendencia (progenie). Méndez et al. (2022) determinaron el efecto de las NPsZn de Crotalaria longirostrata Hook. & Arn. (Fabaceae) sobre la mortalidad de insectos y la viabilidad celular de la cochinilla del algodón P. solenopsis. Las NPsZn mostraron una actividad insecticida contra P. solenopsis mayor al 60% de mortalidad, después de 96 h dda. Los estudios de viabilidad celular muestran un efecto de las NPs; sin embargo, los autores sugieren más estudios acerca de modos de acción de las NPs sobre los insectos chupadores.
La mosca blanca Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae) y su parasitoide Eretmocerus mundus (Mercet) (Hymenoptera: Aphelinidae) fueron tratados con NPsZnO (Taheri et al., 2020). Los valores de la CL50 en huevos y ninfas de B. tabaci fueron 7.49 y 6.93 mg/L, 3 días dda, respectivamente. El valor de la CL50 sobre E. mundus fue de 11.30 mg/L mostrando susceptibilidad a la aplicación de las NPsZnO. En los estudios de campo sobre B. tabaci las NPsZnO mostraron eficacia menor al 50%. Otro estudio similar realizado fue por Khooshe et al., (2016) sobre Trialeurodes vaporariorum Westwood (Hemiptera: Aleyrodidae), donde examinaron los efectos de las NPsZnO y Beauveria bassiana en adultos. En los bioensayos, los adultos fueron expuestos a diferentes concentraciones de NPsZnO (3, 5, 10, 15, 20 mg/L) y B. bassiana (104, 105, 106, 107, 108 esporas mL-1). Los valores de la CL50 para NPsZnO y hongos fueron de 7.35 mg/L y 3.28 × 105 esporas mL-1, respectivamente. Las tasas de mortalidad obtenidas con NPsZnO y hongos en la concentración más alta fueron de 92 y 89%, respectivamente. Los resultados indican un efecto positivo de las NPsZnO y de B. bassiana en adultos de esta mosca blanca.
En un estudio realizado por Thakur et al. (2022), se evaluaron NPsZnO sintetizadas a partir de Zingiber officinale Roscoe (Zingiberaceae) sobre plagas asociadas con el tomate (S. litura y M. euphorbiae). Tras la aplicación de NPsZnO en diferentes concentraciones, las larvas del tercer estadio de S. litura y los adultos de M. euphorbiae mostraron una mortalidad del 100% a 500 mg/L de NPsZnO en un periodo de exposición de 144 h. Los hallazgos demostraron la eficacia de las NPsZnO sintetizadas a partir del extracto de Z. officinale. Jameel et al. (2020) estudiaron los efectos de NPsZnO con tiametoxam sobre el cuarto estadio de S. litura. A estas larvas se les permitió alimentarse del compuesto de NPsZnO con tiametoxam (10-90 mg/L) y hojas de ricino (Ricinus comunis) impregnadas de tiametoxam. Las observaciones mostraron un aumento de la mortalidad larvaria (27%), malformación de pupas y adultos, emergencia tardía y reducción de la fecundidad y la fertilidad en los diferentes tratamientos de las NPsZnO. También se observó una variación significativa en las enzimas como en la superóxido dismutasa (SOD), la glutatión- S -transferasa (GST) y las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) en las larvas tratadas con las NPs.
Otro estudio con integrantes del género Spodoptera lo realizó Pittarate et al. (2021) con S. frugiperda, donde se determinó la eficacia de las NPsZnO. El desarrollo del insecto, que se alimentó con las NPsZnO se vio afectado significativamente; además, el número de días que tardó en completar su ciclo de vida tuvo una diferencia significativa respecto al control. Asimismo, existió una diferencia significativa en la emergencia de los adultos, varias malformaciones a lo largo del ciclo de vida y la fecundidad de las hembras se vio muy afectada en todas las concentraciones de NPsZnO. Los hallazgos de este estudio sugieren la posibilidad de explotación NPsZnO no solo para erradicar S. frugiperda, sino también para reducir significativamente su población.
Un ensayo con H. armigera fue realizado por Murugan et al., (2018). En esta investigación documentaron la eficacia de NPsZnO sintetizadas a partir de la macroalga Sargassum wightii (Sargassaceae). Dosis bajas del extracto de S. wightii y NPsZnO mostraron toxicidad larvicida y efectos sobre la pupa. La CL50 de NPsZnO osciló entre 12 mg/L (L1) y 20 mg/L para la pupa. Las larvas tratadas dejaron de alimentarse, además los índices nutricionales y la digestibilidad disminuyeron significativamente.
Senbill et al. (2023) estudiaron el efecto de NPsZnO sobre T. urticae y su depredador N. californicus. En laboratorio, el valor de la CL50 fue de 7 mg/L, en comparación con 4.9 mg/L en abamectina 72 horas después del tratamiento. Las NPsZnO tuvieron un efecto de prolongación del desarrollo, acortan de 33 a 24 días el promedio de vida de los adultos de T. urticae, además las hembras tratadas produjeron menos huevos. Los porcentajes de mortalidad más altos en las poblaciones de T. urticae fueron 90% después de 24 h con 98% en la abamectina. Por el contrario, las NPsZnO demostraron menos toxicidad en poblaciones de N. californicus, sin fitotoxicidad en las hojas tratadas. Otro estudio con T. urticae lo realizaron Rasim et al. (2021), en el cual efectuaron experimentos de laboratorio y de invernadero para valorar la eficacia de NPsZnO comerciales. En laboratorio, las NPsZnO a 100 mg/L causaron una mortalidad del 100%. En invernadero, las NPsZnO a100 mg/L causaron fitotoxicidad, caso contrario al tratamiento de 5 mg/L donde no causó ninguna fitotoxicidad y disminuyó la densidad de ácaros. El porcentaje promedio de área foliar dañada fue del 25% en las plantas no tratadas y de 0.9% en las plantas tratadas con NPsZnO a 5 mg/L. Estos resultados sugieren que la aplicación de NPsZnO a 5 mg/L puede usarse como estrategia de manejo integrado de T. urticae.
En la Tabla 7, se muestran las especies de insectos y ácaros plaga estudiados con nanopartículas de óxido de zinc (NPsZnO), viabilidad de uso y efectos y/o daños.
Tabla 7
Nanopartículas de zinc (NPsZnO) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos y ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| A. nerii | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas y alta mortalidad comparado con imidacloprid) | Mortalidad | Rouhani et al. (2012) |
| Trialeurodes vaporariorum | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad en concentraciones menores a 20 mg/L, además de competitividad en control comparada con B. bassiana) | Mortalidad sobre adultos de T. vaporariorum | Khooshe et al. (2016) |
| M. domestica | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas) | Efectos sobre larvas, pupas y enzimas | Abdel-Gawad (2018) |
| H. armigera | In vitro | - | Prometedora (CL menores a 50 mg/L, afectan a todos los estadios expuestos a las NPs) | Toxicidad larvicida y efectos sobre la pupa | Murugan et al. (2018) |
| S. granarius | In vitro | Trigo (T. aestivum) | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad) | Efectos sobre larvas y adultos | Rouhani et al. (2019) |
| S. oryzae, T. castaneum y C. maculatus | In vitro | - | Prometedora (CL bajas y alto nivel de mortalidad), excepto en T. castaneu, donde el control fue regular | Efecto sobre la mortalidad, progenie (F1) y daños histológicos | Attia et al. (2015); Haroun et al. (2020) |
| Bemisia tabaci | In vitro | - | Regular (las dosis más altas controlan 50% de población) | Mortalidad y selectividad al EN2 de la plaga | Taheri et al. (2020) |
| S. litura | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad en concentraciones menores a 500 mg/L, además de competitividad comparada con tiametoxam) | Mortalidad sobre larvas y modulación de enzimas | Thakur et al. (2022); Jameel et al. (2020) |
| S. frugiperda | In vitro | - | Prometedora (CL1 muy bajas, alta mortalidad y múltiples efectos) | Emergencia de los adultos, Malformaciones en el ciclo de vida y afectaciones a la fecundidad de las hembras | Pittarate et al. (2021) |
| B. cockerelli | In vitro | - | Prometedora (CL inferiores a 3000 mg/L) | Mortalidad | Gutiérrez et al. (2021) |
| P. solenopsis | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad) | Mortalidad y daño celular | Méndez et al. (2022) |
| M. euphorbiae | In vitro | - | Prometedora (CL muy bajas y alta mortalidad en concentraciones menores a 500 mg/L, además de competitividad comparada con Imidacloprid) | Mortalidad sobre adultos | Thakur et al. (2022) |
| T. urticae | In vitro e Invernadero | Tomate (S. lycopersicum) | Prometedora (CL competitivas con abamectina y menores a 10 mg/L) | Mortalidad sobre móviles y huevo, además de mostrar selectividad sobre EN2 | Rasim et al. (2021); Senbill et al. (2023) |
Nanopartículas de cobre sobre insectos y ácaros
Méndez et al. (2022) evaluaron el impacto de las nanopartículas de cobre (NPsCuO) de C. longirostrata sobre la mortalidad y la viabilidad celular de la cochinilla del algodón P. solenopsis. Las NPsCuO de C. longirostrata mostraron una actividad insecticida contra P. solenopsis con un 63% de mortalidad después de 96 h dda. Sin embargo, se necesitan más estudios sobre la nanotoxicidad de las NPsCuO de C. longirostra para revelar el mecanismo exacto de la toxicidad de las NPs en los insectos.
Vivekanandhan et al. (2021) evaluaron NPsCuO utilizando el extracto de Annona squamosa L. (Annonaceae), sobre Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae). Las larvas del insecto fueron expuestas a una dosis de 170 μg/L, generando una mortalidad significativa 24 horas dda sobre T. molitor. El presente estudio sugiere que este nanopesticida puede afectar el crecimiento y desarrollo de las larvas de T. molitor. Además, los resultados de las evaluaciones sobre las especies no objetivo, señalan baja toxicidad por parte de las NPsCu.
Al-Hamdani y Hameed (2023) realizaron evaluaciones de NPsCuO utilizando el extracto acuoso de Citrus aurantium (Rutaceae) sobre mosca blanca (B. tabaci). Los resultados del estudio mostraron que las NPsCuO fueron efectivas en la mortalidad de ninfas, huevos e insectos a las concentraciones de 100, 200 y 300 mg/L, los porcentajes de mortalidad respondieron a las dosis evaluadas.
Rahman et al. (2022) estudiaron las NPsCuO sobre S. frugiperda. Cuatro concentraciones fueron evaluadas (10, 100, 300 y 500 mg/L), 24 h dda con las NPsCuO en la concentración más alta evaluada, se observó una notable actividad larvicida (97%, 94% y 81% en larvas del tercer, cuarto y quinto estadio, respectivamente). Las NPsCuO causaron una alta actividad antialimentaria de 98% en las larvas del tercer, cuarto y quinto estadio. Asimismo, se redujeron significativamente los niveles de hemocitos 24 h dda, los recuentos y tamaños de hemocitos cambiaron en el tratamiento con NPsCuO en comparación con el control. Después de 24 h dda los niveles de la enzima acetilcolinesterasa disminuyeron. Otro estudio realizado por Pittarate et al. (2023) con NPsCuO y hongos entomopatógenos muestra resultados prometedores a dosis de 1000-10,000 mg/L, teniendo cierta compatibilidad con cada uno de ellos, es decir, las NPsCuO según la concentración pueden ser compatibles con los hongos entomopatógenos. La mortalidad observada va de 63 hasta el 98%. Las NPsCuO causaron bajo impacto en el suelo (ph y nutrientes). Los autores mencionan toxicidad en el cuarto estadio de S. frugiperda; además, no reportan fitotoxicidad en el cultivo de maíz.
León et al. (2019) llevaron a cabo un estudio contra P. solenopsis, especie invasora asociada con plantas de algodón en varios países. Se investigó el efecto pesticida de NPsCuO, sintetizadas a partir de extracto de hoja de Prosopis juliflora (Sw.) DC. (Fabaceae) y Pluchea sericea Coville (Asteraceae). La toxicidad de NPsCuO fue significativa en ambas plantas contra P. solenopsis después de 96 h. Los porcentajes de mortalidad de P. solenopsis fueron de 14 y 20% ante la exposición a NPsCuO de P. sericea y P. julifora, respectivamente. Los ensayos de viabilidad para las NPsCuO de P. sericea y P. julifora indicaron reducción significativa de la viabilidad celular de P. solenopsis de 30 y 38%, respectivamente.
Diferentes investigaciones se han realizado con ácaros fitófagos con NPsCuO; Al-Azzazy y Ghani (2024) evaluaron la efectividad de las NPsCuO contra los estadios del ácaro P. oleivora, E. orientalis y B. obovatus, incluyendo sus impactos sobre los ácaros depredadores, Amblyseius swirskii y E. scutalis en naranjos en campo abierto. Los resultados obtenidos indicaron que la tasa de mortalidad de ácaros fitófagos y depredadores estaba asociada con un aumento en las concentraciones de las NPsCuO. Las NPsCuO fueron significativamente efectivas para controlar P. oleivora, E. orientalis y B. obovatus con efectos mínimos sobre A. swirskii y E. scutalis. Según los resultados, el uso de NPsCuO tuvo un efecto significativo en la reducción de la población de ácaros fitófagos asociados a los naranjos, con bajos efectos perjudiciales sobre los ácaros depredadores.
En la Tabla 8, se muestran las especies de insectos y ácaros plaga estudiados con nanopartículas de cobre (NPsCuO), su viabilidad de uso, además de sus daños y/o efectos.
Tabla 8
Nanopartículas de cobre (NPsCuO) evaluadas contra insectos y ácaros plaga, viabilidad y sus efectos.
| Insectos y ácaros plaga | Tipo de evaluación | Cultivo | Viabilidad de uso (mala, regular o prometedora) | Daños/efectos | Autor(es) |
|---|---|---|---|---|---|
| Tenebrio molitor | In vitro | - | Prometedora (CL1 bajas menores a 200 mg/L) | Mortalidad larval | Vivekanandhan et al. (2021) |
| P. solenopsis | In vitro | - | Regular - Prometedora (susceptibilidad depende de concentraciones altas de las NPs) | Mortalidad y viabilidad celular | León et al. (2019); Méndez et al. (2022) |
| S. frugiperda | In vitro | - | Prometedora (concentraciones menores a 500 mg/L afectan los diferentes estados de desarrollo del lepidóptero) | Mortalidad, actividad antialimentaria, redujeron significativamente los niveles de hemocitos y afectaciones a la enzima acetilcolinesterasa | Rahman et al. (2022) |
| B. tabaci | In vitro | - | Prometedora (CL menores a 300 mg/L afectan los diferentes estados de desarrollo de la plaga) | Efectivas sobre la mortalidad de ninfas, huevos e insectos adultos | Al-Hamdani y Hameed (2023) |
| Agrotis ipsilon | In vitro | - | Regular (concentraciones de 10% de las NPsCu fueron evaluadas sobre el lepidóptero) | Mortalidad | Pittarate et al. (2023) |
| P. oleivora, E. orientalis y B. obovatus | Campo | Naranja (Citrus sinensis) | Prometedora (concentraciones menores a 320 mg/L afectaron las poblaciones de las diferentes especies de ácaros) | Efecto sobre la mortalidad y la oviposición de las especies ácaros | Al-Azzazy y Ghani (2024) |
Nanopartículas de calcio contra insectos
Dentro de la exploracion de las NPsCa encontramos a Hua et al. (2015), quienes compararon los efectos del carbonato de nanocalcio y el carbonato de calcio coloidal. Las pruebas de campo con la cochinilla roja de California Aonidiella aurantii (Maskell) (Hemiptera: Diaspididae) y la mosca oriental de la fruta Bactrocera dorsalis (Hendel) (Diptera: Tephritidae) mostraron que el nanocalcio produjo mejores tasas de control. Además, los bioensayos contra B. dorsalis con partículas de carbonato de calcio arrojaron valores de CL50 más bajos para el nanocalcio. Asimismo, el nanocalcio tuvo mejores resultados de eficacia protectora contra los pinchazos de oviposición de las moscas orientales de la fruta en Ziziphus mauritiana. Lam. (Rhamnaceae). El nanocalcio produjo mejores resultados generales que el calcio coloidal para la fertilización, la protección de plantas y el control de plagas.
Perspectivas de las nanopartículas
El presente análisis mostró una tendencia en el uso de las nanopartículas de diferente tipo de síntesis, específicamente dirigido a los estudios realizados en los últimos 11 años sobre insectos y ácaros fitófagos. Con el 35% de los artículos revisados, las NPsAg muestran un dominio amplio sobre el control de plagas, ya sean insectos o ácaros en la agricultura. Las nanopartículas de zinc (NPsZn-NPsZnO) y el grupo de las NPs de silicio-aluminio contemplan un 18% c/u, estos grupos se han explorado de forma interesante en diferentes trabajos de sistemas integrales con los cultivos, pues estos elementos están asociados con respuestas por parte del cultivo. Asimismo, las NPs de cobre (NPsCu- NPsCuO) ocupan otro nicho interesante con poco más del 10%, las características de estas NPs son los efectos sobre el cultivo y la eficiencia de liberación del Cu. Las NPsAu ocupan un 11% c/u, cabe mencionar haber sido estas estudiadas ampliamente en áreas como la veterinaria, para el control de artrópodos de interés médico-veterinario (Benelli, 2018), pero en la agricultura, aún falta explorar si las comparamos con las NPsAg. Existe un pequeño sector donde se han explorado polímeros o compuestos similares con el 5%. La Figura 2 muestra la distribución de la información acorde con las nanopartículas anteriormente mencionadas.
Conclusiones
La nanotecnología ha demostrado inferencia en diversas disciplinas de la agricultura como la preservación de alimentos, la agricultura de precisión, transferencia genética, nanoalimentos y productos nanobasados aplicados a la fitosanidad vegetal. En la actualidad, los productos nanobasados han tenido un auge importante, debido a que entre ellos encontramos a los nanopesticidas, los cuales se han explorado en el manejo y control de diferentes especies de artrópodos plaga.
El uso de nanopartículas dentro de esquemas de manejo integrado de plagas (MIP) comienza a generar expectativas dentro del compendio de alternativas de manejo viable de plagas. La mayoría de los estudios de eficacia de las NPs sobre plagas son bioensayos realizados en condiciones de laboratorio, los cuales suponen múltiples efectos según la especie plaga objetivo, siendo predominantes algunos grupos de plagas chupadoras como ácaros, pulgones y cochinillas, masticadores como el grupo de noctuidos del género Spodoptera, algunas plagas de almacén, y modelos de estudio muy específicos con cucarachas y algunos dípteros. Asimismo, existe poca información de los efectos en cultivos agrícolas, aunque se sabe que algunas NPs llegan a estimular las plantas, los estudios en el campo de lo aplicado son limitados específicamente en condiciones de mallasombras, invernaderos y campo abierto.
Otro aspecto importante es el proceso de síntesis de estos nanomateriales, se debe considerar la viabilidad de este proceso pues la síntesis piloto o semindustrial podría llegar a ser no rentable, principalmente por el costo de los precursores de las NPs. Una alternativa pueden ser las nuevas síntesis, como la verde, la cual sugiere una optimización del proceso y un menor impacto en los agroecosistemas, evitando así el uso de solventes. Otro aspecto importante es la regulación de este tipo de nanomateriales en esquemas legales, derivado del desconocimiento de su ubicación comparado con los productos típicos de insecticidas y acaricidas comúnmente usados en la agricultura.
Definitivamente, se requiere más información acerca de los procesos de síntesis, del uso y/o espectro de control, los modos de acción de las Nps sobre las plagas (insectos y ácaros), el impacto en especies no objetivo como polinizadores, depredadores y parasitoides, además de conocer sus efectos en el agroecosistema y la cadena agroalimentaria. Todo lo anterior en un marco integral de evaluación crítica de estos nanomateriales, desde la eficacia biológica, aspectos toxicológicos, residuos en alimentos y efectos en medio ambiente, aunado a un tema regulatorio claro, el cual permita la introducción y escalamientos de estas herramientas provenientes de la nanotecnología al manejo integral de plagas en la agricultura moderna.
Referencias
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