Inseticidas via solo, mortalidade do bicho-mineiro-do-cafeeiro, morfofisiologia e metaboloma de coffea arabica L. | Soil insecticides, mortality of the coffee leaf miner, morphophysiology and metabolome of coffea arabica L

The alleged bioactivating effect of insecticides that are often used to control leafminers in coffee plantations in Brazil adds another layer to the concern about the inappropriate use of this technology. With this in mind, bioassays were conducted to evaluate whether insecticides traditionally applied via soil provide changes in the morphophysiology, metabolome and control of Leucoptera coffeella in Arabica coffee seedlings. To this end, Catuaí Vermelho IAC 144 coffee seedlings were transplanted into 3.8 L pots. Each treatment consisted of the application of insecticides based on thiamethoxam, dinotefuram, dinotefuram + pyriproxifen, imidacloprid and flupyradifurone according to field recommendations. The control treatment consisted of seedlings treated with water, the design used was completely randomized with 4 repetitions of each bioassay. The seedlings were kept inside entomological cages inside a greenhouse. Every 10, 20, 40, 60 and 80 days after the application of insecticides, a bioassay was carried out, for which 4 seedlings were drawn per treatment in each bioassay, with each seedling being a repetition. Gas exchange was analyzed at 10, 20 and 40 days after insecticide application. In the aerial part, stem diameter, seedling height, number of leaves, leaf area and dry mass yield were evaluated. In the root system, the diameter, number of fine roots, total area, total volume and dry mass yield of the roots were evaluated. An assessment of the coffee miner infestation was also carried out. To evaluate the metabolome, 4 seedlings per treatment were grown under the same conditions for evaluating morphophysiology. At 80 days after insecticide application, leaves from the third pair were collected to evaluate the seedlings' metabolome. Non-target analyzes were conducted on a gas chromatograph coupled to a mass spectrometer. The results indicate that there were no significant differences in the gas exchange of the seedlings at 10, 20 and 40 days after the application of the insecticides. However, the imidacloprid-based neonicotinoid insecticide resulted in reduced seedling height and leaf area at 60 and 80 days after application, with a further decline in stem dry mass observed at 80 days. There was no bioactivating effect on the aerial part of the seedlings with any of the insecticides tested, however the neonicotinoid insecticide containing thiamethoxam 250 g a.i ha-1 demonstrated an increase in root volume and area at 80 days. The insecticides were effective in protecting seedlings throughout the bioassay period, from 10 to 80 days after application. The insecticide based on thiamethoxam 250 g a.i ha-1 exerted a bioactivating effect on the volume and area of the roots of coffee seedlings. Applications of insecticides caused an increase in the expression of free sugars in the seedlings. The insecticides, based on thiamethoxam 250 g a.i ha-1, thiamethoxam 300 g a.i ha-1 and dinotefuram demonstrated different galactose metabolism pathways than control seedlings. Insecticides cause effects on the metabolome of Catuaí Vermelho IAC 144 coffee seedlings.

Tese (Doutorado)

O alegado efeito bioativador dos inseticidas que são frequentemente para o controle do bichomineiro nos cafezais do Brasil, adiciona mais uma camada na preocupação do uso inadequado dessa tecnologia. Pensando nisso, foram conduzidos bioensaios para avaliar se os inseticidas tradicionalmente aplicados via solo proporcionam alterações na morfofisiologia, metaboloma e controle de Leucoptera coffeella em mudas de café arábica. Para tanto, mudas de café Catuaí Vermelho IAC 144 foram transplantadas em vasos de 3,8 L. Cada tratamento consistiu na aplicação dos inseticidas a base de tiametoxam, dinotefuram, dinotefuram + piriproxifem, imidacloprido e flupiradifurona conforme a recomendação de campo. O tratamento controle foi composto por mudas tratadas com água, o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com 4 repetições cada bioensaio. As mudas foram mantidas dentro de gaiolas entomológicas no interior de uma casa de vegetação. A cada 10, 20, 40, 60 e 80 dias após a aplicação dos inseticidas foram realizados um bioensaio, para isso foram sorteadas 4 mudas por tratamento em cada bioensaio, sendo cada muda uma repetição. As trocas gasosas foram analisadas aos 10, 20 e 40 dias após a aplicação dos inseticidas. Na parte aérea, foram avaliados o diâmetro do caule, altura das mudas, número de folhas, área foliar e rendimento de massa seca. No sistema radicular foram avaliados o diâmetro, número de raízes finas, área total, volume total e rendimento de massa seca das raízes. Também foi realizada avaliação da infestação do bicho-mineiro-do-cafeeiro. Para avaliação do metaboloma, 4 mudas por tratamento foram conduzidas nas mesmas condições para a avaliação da morfofisiologia. Aos 80 dias após a aplicação dos inseticidas, folhas do terceiro par foram coletadas para avaliação do metaboloma das mudas. As análises não-alvo foram conduzidas em um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massas. Os resultados indicam que não houve diferenças significativas nas trocas gasosas das mudas aos 10, 20 e 40 dias após a aplicação dos inseticidas. No entanto, o inseticida neonicotinoide à base de imidacloprido resultou em redução da altura e da área foliar das mudas aos 60 e 80 dias após a aplicação, com um declínio adicional na massa seca do caule observado aos 80 dias. Não houve efeito bioativador na parte aérea das mudas com nenhum dos inseticidas testados, porém o inseticida neonicotinoide contendo tiametoxam 250 g i.a ha-1 demonstrou aumento no volume e na área das raízes aos 80 dias. Os inseticidas mostraram eficácia na proteção das mudas durante todo o período dos bioensaios, de 10 a 80 dias após a aplicação. O inseticida à base de tiametoxam 250 g i.a ha-1 exerceu efeito bioativador no volume e na área das raízes das mudas de café. As aplicações dos inseticidas provocaram aumento da expressão dos açúcares livres das mudas. Os inseticidas, a base de tiametoxam 250 g i.a ha-1, tiametoxam 300 g i.a ha-1 e dinotefuram demonstraram via do metabolismo da galactose diferentes das mudas controle. Os inseticidas provocam efeitos sobre o metaboloma de mudas de café Catuaí Vermelho IAC 144