El descubrimiento principal establece la viabilidad de optimizar el monitoreo de Drosophila suzukii mediante el uso de atrayentes microencapsulados en una matriz de alginato, logrando capturas de hembras de SWD reproductivamente inmaduras que alcanzan el 95.3 % del total de especímenes. Este porcentaje altamente sesgado hacia las hembras es fundamental para un manejo integrado de plagas (IPM) preventivo, ya que la interrupción del ciclo reproductivo reduce significativamente los niveles de infestación de frutos maduros, que es donde las hembras grávidas prefieren ovipositar. El cebo seleccionado para la microencapsulación, conocido como WVM (una mezcla de vino, vinagre de sidra de manzana y melaza de caña), demostró ser el más efectivo, atrayendo al 70 % de las hembras en bioensayos olfatométricos de laboratorio, validando su posterior evaluación en condiciones de campo.
El estudio evaluó un sistema innovador para contrarrestar las deficiencias del monitoreo de optimización de los sistemas de captura (SWD), una plaga global que pone en peligro la producción de frutales de piel blanda. Tradicionalmente, las trampas utilizan cebos líquidos que se degradan rápidamente y dificultan la identificación. Para superar esto, los investigadores desarrollaron una formulación de cebos microencapsulados en una matriz de alginato, un cbiopolímero biodegradable. Tras evaluar tres opciones de cebo mediante bioensayos olfatométricos en tubo Y, el cebo WVM fue seleccionado por su significativa superioridad, atrayendo al 70 % de las hembras de SWD, a diferencia de las formulaciones SAG I y SAG II, que no superaron el 40 % de atracción. La encapsulación garantizó una liberación controlada de los compuestos volátiles, proyectándose una durabilidad de hasta 25 días bajo las condiciones climáticas de la temporada de cerezos en la zona de estudio, un avance clave en la optimización de los sistemas de captura.
La investigación fue producto de una colaboración académica e interdisciplinaria internacional, contando con la participación de investigadores de Chile y España. Entre los autores se encuentran Dr. Marcelo Gonzalo Lizama Vera, Dr. Fernando Manuel Alves-Santos, Dr. Luis Manuel Navas-Gracia, Dr(c). Daniel Martínez-Cisterna, Dr. Cristian Mauricio Medina Medina, Dr. Ramón Eduardo Rebolledo Ranz, Dr. Manuel Alejandro Chacón-Fuentes y el autor de correspondencia, Dr. Leonardo Javier Bardehle Parra. Los investigadores pertenecen a instituciones destacadas, incluyendo el Programa de Doctorado en Ciencias Agroalimentarias y Medioambiente y el Laboratorio de Entomología Aplicada de la Universidad de La Frontera (Chile), el Programa de Doctorado en Ciencias e Ingeniería Agroalimentarias y de Biosistemas de la Universidad de Valladolid (España), y el CGNA. Este esfuerzo conjunto subraya el compromiso con la aplicación de nuevas tecnologías, como los nanomateriales, para la solución de problemas críticos en la entomología agrícola y el control de plagas.
Los ensayos de campo se llevaron a cabo en el Campo Experimental Maquehue, un área ubicada 17 km al sur de Temuco, en la Región de La Araucanía, en el sur de Chile. Esta región fue el sitio del primer registro confirmado de SWD en el país en 2017, haciendo que el monitoreo sea crucial. El estudio se centró en un huerto de cerezos de 25 años, utilizando un marco de plantación estándar y variedades de importancia comercial como Stella, Regina y Lapins. El periodo de instalación de las trampas adhesivas delta-type con el cebo microencapsulado inició en agosto de 2022, coincidiendo con el aumento de temperaturas que marca el inicio de la actividad de SWD. Los resultados demostraron que las variedades Lapins y Regina mostraron las capturas más altas, alineándose con estudios previos que señalan su alta vulnerabilidad, lo que confirma la efectividad del nuevo sistema de monitoreo bajo condiciones productivas reales en cerezos.
El periodo de experimentación de campo se extendió desde finales del invierno austral hasta el término de la temporada productiva de cerezas en la Región de La Araucanía. La instalación de las trampas adhesivas delta-type con el cebo microencapsulado inició el 31 de agosto de 2022. Los investigadores llevaron a cabo catorce visitas de monitoreo durante la temporada, registrándose la primera captura de D. suzukii durante la semana del 8 de septiembre. Este inicio de actividad se alinea con el umbral de 10 °C en la temperatura promedio que activa la plaga. Es relevante que las capturas significativas se concentraron en el mes de octubre, inmediatamente después del primer recambio del cebo microencapsulado, realizado el 30 de septiembre. La evaluación de la tasa de liberación de los compuestos volátiles se basó en las condiciones promedio de la temporada de cerezas (septiembre a diciembre de 2022), con una temperatura promedio de 21.2 °C y una humedad relativa del 75 %.
El monitoreo eficaz de Drosophila suzukii (SWD) es crucial debido a que esta plaga, al depositar huevos bajo la piel de la fruta madura, puede causar la pérdida total de su valor comercial. Las pérdidas económicas estimadas por SWD en cultivos de piel blanda alcanzaron los 511 millones de USD solo en 2008 en EE. UU.. En Chile, los modelos predictivos advierten de potenciales niveles de infestación de hasta el 79 % en cerezos. Históricamente, el monitoreo se ha visto obstaculizado por la rápida degradación de los cebos líquidos y la dificultad en la identificación de especímenes degradados. Este estudio es fundamental porque el nuevo sistema de cebos microencapsulados en cápsulas de alginato ofrece una liberación controlada de volátiles hasta por 25 días, resolviendo el problema de durabilidad. Además, al capturar al 95.3 % de hembras, se interviene directamente en el potencial reproductivo de la plaga, siendo una herramienta de alto valor estratégico para la entomología agrícola y la mitigación del daño económico.
El propósito central del estudio fue doble: determinar la eficacia de un cebo encapsulado en alginato para el monitoreo de Drosophila suzukii y optimizar la capacidad de captura mediante la aplicación de nanomateriales. La finalidad práctica es generar curvas de población precisas de SWD en la zona, información esencial para la toma de decisiones dentro de un programa de Manejo Integrado de Plagas (IPM). Al proporcionar un formato de cebo con una mejor tasa de liberación y durabilidad, se apoya la labor del Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) en la vigilancia cuarentenaria. Además, el alto porcentaje de captura de hembras (95.3 %) tiene un objetivo directo en el control poblacional: evitar que las hembras grávidas ovipositen, reduciendo así los niveles de infestación de la fruta, que es el objetivo último de la prevención de daños.
El proceso comenzó con la selección del atrayente más eficiente mediante bioensayos olfatométricos en tubo Y, donde el cebo WVM (vino Merlot, vinagre de sidra de manzana y melaza) mostró un 70 % de atracción de hembras de SWD. Posteriormente, el cebo WVM se microencapsuló utilizando una solución de alginato de sodio al 3 %, la cual se dispersó por goteo en una solución de cloruro de calcio, formando perlas de cebo de liberación controlada. La tasa de liberación se evaluó en una cámara ambiental a 21.2 °C y 75 % HR, demostrando una vida útil proyectada de 25 días. Finalmente, se utilizaron trampas adhesivas delta-type instaladas en un huerto de cerezos en La Araucanía (variedades Stella, Regina y Lapins), donde 12 gramos del cebo microencapsulado WVM se compararon con un control de alginato puro para medir la atracción en campo.
El uso del cebo WVM se fundamenta en la ecología química de SWD, la cual se siente atraída por sustratos dulces fermentados y volátiles de vino y vinagre, como el ácido acético y el etanol. Esta preferencia se replicó en los bioensayos olfatométricos, donde el WVM fue significativamente más atractivo. Los autores señalan que la sencillez de fabricación de la cápsula de alginato sugiere un potencial de producción a gran escala, y su éxito en la conservación y durabilidad es consistente con estudios previos sobre la estabilidad térmica de nanovehículos entre 20 °C y 30 °C. En cuanto a la alta selectividad de captura (95.3 % de hembras), Swoboda-Bhattarai, K.A. et al.1 mencionan que las hembras inmaduras reproductivamente presentan una mayor atracción hacia los cebos basados en fermentación que hacia la fruta madura, un factor determinante para el monitoreo y el control de plagas.
Los resultados abren un amplio abanico de investigación entomológica futura, crucial para consolidar este sistema de monitoreo en el Manejo Integrado de Plagas (IPM) en Chile. Los investigadores delinean cuatro líneas de acción prioritarias. En primer lugar, se buscará determinar la respuesta electrofisiológica de D. suzukii a los volátiles emitidos por el cebo WVM, lo que permitirá comprender la interacción sensorial. En segundo lugar, es imperativo evaluar la eficiencia de este sistema de monitoreo en huertos de cerezos a escala comercial. Adicionalmente, se planea probar la eficacia de las cápsulas de alginato en otras plantas hospedantes de SWD. Finalmente, se comparará la eficiencia de captura del cebo WVM encapsulado versus su formato líquido convencional, para cuantificar plenamente el beneficio de la microencapsulación en la entomología agrícola.
Esta investigación ha demostrado de manera concluyente la factibilidad de optimizar el sistema de monitoreo de mosca de alas manchadas (Drosophila suzukii) mediante la incorporación de nanomateriales en los cebos. El éxito radica en el uso del cebo WVM microencapsulado en una matriz de alginato, el cual ofreció una durabilidad de 25 días y una notable selectividad sexual, capturando al 95.3 % de hembras. Este sesgo en la captura es un activo invaluable para la reducción de infestaciones en frutos maduros. Por ende, el sistema ofrece una herramienta robusta y tecnológicamente avanzada que facilita la obtención de curvas de vuelo poblacionales precisas en la Región de La Araucanía, lo que representa un componente crítico para implementar un programa de manejo integrado de plagas (IPM) efectivo y sostenible frente a este insecto de alto impacto económico.
EQUIPO DE INVESTIGADORES
Marcelo Lizama
* Program of Doctorado en Ciencias Agroalimentarias y Medioambiente, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera
* Program of Doctorado en Ciencias e Ingeniería Agroalimentarias y de Biosistemas, University of Valladolid
* Applied Entomology Laboratory, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera
Fernando Manuel Alves-Santos
* Departament of Vegetal Production and Forest Resources, University of Valladolid
* Sustainable Forest Management Research Institute, University of Valladolid-La Yutera Campus
Luis Manuel Navas-Gracia
* TADRUS Research Group, Departament of Agricultural and Forestry Engineering, University of Valladolid
Daniel Martínez-Cisterna
* Applied Entomology Laboratory, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera
* Program of Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales, Universidad de La Frontera
Cristian Medina
* Department of Physics and Chemistry, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Chile
Ramón Rebolledo
* Applied Entomology Laboratory, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera
Manuel Chacón-Fuentes
* Agriaquaculture Nutritional Genomic Center, CGNA
Leonardo Bardehle
* Applied Entomology Laboratory, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera
* Departamento de Producción Agropecuaria, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Medioambiente, Universidad de La Frontera