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Luis Gerardo Amezcua-Urtiz et al. AIA. 2023. 27: 208-218
Issne 2683 1716
Avances en Investigación Agropecuaria 2023. 27: 208-218
ISSNe 2683 1716
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
http://doi.org/10.53897/RevAIA.23.27.71
Eficacia insecticida de spinetoram, Bacillus
thuringiensis Berliner y clorpirifos contra
Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) en
maíz
Insecticidal Efficacy of Spinetoram, Bacillus thuringiensis
Berliner and chlorpyrifos against Spodoptera frugiperda
(J.E. Smith, 1797) in Maize
Luis Gerardo Amezcua-Urtiz1 https://orcid.org/0009-0007-2194-6152
Lucía Teresa Fuentes-Guardiola2 https://orcid.org/0000-0002-5527-7870
José Manuel Gutiérrez-Campos1 https://orcid.org/0009-0007-9315-295X
Juan Carlos Sánchez-Rangel1 https://orcid.org/0000-0002-9301-7623
Herminia Alejandra Hernández-Ortega1 https://orcid.org/0000-0002-7063-8857
Jesús Enrique Castrejón-Antonio1* https://orcid.org/0000-0002-6561-5351
1Universidad de Colima, Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias. Tecomán, Colima, México.
2Universidad Autónoma Agraria “Antonio Narro”, Departamento de Parasitología,
Saltillo, Coahuila, México.
*Autor de correspondencia: jcastrejon3@ucol.mx
Recepción: 1 de agosto de 2023
Aceptado: 15 de octubre de 2023
Resumen
Objetivo. Evaluar la efectividad de spineto-
ram, Bacillus thuringiensis (Bt) y clorpirifos
para el control de Spodoptera frugiperda en
maíz. Materiales y métodos. El trabajo se
realizó en el municipio de Pihuamo, Jalisco,
en la localidad La Estrella. Se sembró la va-
riedad de maíz híbrido 24 kilates (Proseso®),
Abstract
Objective. To evaluate the effectiveness of
spinetoram, Bacillus thuringiensis (Bt) and
chlorpyrifos for the control of Spodoptera fru-
giperda in corn. Materials and methods.
The work was carried out in the municipality
of Pihuamo, Jalisco, in the town of La Estrella.
The 24 kilates hybrid corn variety (Proseso®)
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aplicando un diseño experimental en bloques
completamente al azar con cuatro tratamientos:
spinetoram (Exalt®), Bt (Dipel®), clorpirifos
(Chlorban 480EC®) y control, sin aplicación
de ningún otro producto. Se realizaron mues-
treos aleatorizados semanales y se aplicaron los
tratamientos de acuerdo con las recomendacio-
nes del fabricante considerando un umbral de
daño en planta del 30%. Al finalizar el ciclo se
determinó la altura de la planta (m), largo de
mazorca (cm), mazorcas por planta (número),
forraje húmedo (kg) y peso seco de elote (g)
y de grano (g). Durante el ciclo se realizó una
aplicación de spinetoram, mientras que de Bt
y clorpirifos se efectuaron tres. Se realizó una
descripción de costo económico de cada uno
de los productos. Resultados. Las plantas
tratadas con spinetoram mostraron promedios
de altura de 2.78 m, mazorcas de 32.2 cm de
longitud, forraje de 1.67 kg, peso seco de elote
de 542.5 g y 0.3 g en grano. Estos resultados
fueron estadísticamente significativos al resto de
los tratamientos (P=0.001). Entre las plantas
tratadas con Bt y clorpirifos, no se tuvieron dife-
rencias significativas en las mismas variables. El
costo total de la aplicación de los productos para
el manejo de S. frugiperda fue de $17.50 con
spinetoram, $45.00 con clorpirifos y $240.00
con Bt. Conclusión. El spinetoram fue el
mejor tratamiento para controlar al gusano co-
gollero a lo largo del ciclo fenológico del maíz.
De igual manera fue el producto que se aplicó
con menos frecuencia.
Palabras clave
Espinosinas, gusano cogollero, organofosfora-
dos, proteínas Cry.
was planted, applying an experimental design
in completely randomized blocks with four
treatments: spinetoram (Exalt®), Bt (Dipel®),
chlorpyrifos (Chlorban 480EC®) and control
without application of no product. Weekly ran-
dom sampling was carried out and treatments
were applied according to the manufacturer’s
recommendations considering a plant damage
threshold of 30%. At the end of the cycle, the
height of the plant (m), ear length (cm), ears
per plant (number), wet forage (kg) and corn
dry weight (g) and grain (g) were determined.
During the cycle, one application of spinetoram
was carried out, while three applications of Bt
and chlorpyrifos were carried out. A descrip-
tion of the economic cost of each of the products
was made. Results. Plants treated with spine-
toram showed average heights of 2.78 m, ears
of 32.2 cm in length, forage of 1.67 kg, corn
weight of 542.5 g and 0.3 g in grain. These
results were statistically significant to the rest
of the treatments (P=0,001). Between the
plants treated with Bt and chlorpyrifos, there
were no significant differences in the same va-
riables. The total cost of applying the products
for the management of S. frugiperda was $17.50
with spinetoram, $45.00 with chlorpyrifos and
$240.00 with Bt. Conclusion. Spinetoram
was the best treatment to control the fall ar-
myworm at throughout the phenological cycle
of corn. Likewise, it was the product that was
applied least frequently.
Keywords
Cry proteins, fall armyworm, organophospha-
tes, spinosyns.
Introducción
El control de las plagas insectiles en la agricultura es una preocupación constante para
los productores, ya que una infestación puede tener efectos devastadores en los rendi-
mientos del cultivo. Una de las plagas más dañinas a nivel mundial es Spodoptera frugi-
perda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), una polilla nativa de las regiones
tropicales y subtropicales del continente americano (Jing et al., 2020; Sun et al., 2021).
Su etapa larvaria es capaz de alimentarse de más de 350 especies vegetales, incluyendo
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arroz, trigo, cebada, avena, soja, tabaco, tomate, patata, cacahuete, algodón, remolacha
azucarera, alfalfa, cebolla y maíz (Montezano et al., 2018).
En el control de las poblaciones de S. frugiperda se incluyen múltiples estrategias:
la captura de adultos con feromonas (Akutse et al., 2020); control larvario mediante
parasitoides (Hou et al., 2022); hongos entomopatógenos como Metarhizium rileyi
(Grijalba et al., 2018); bacterias como Bacillus thuringiencis, la más explotada para el
control de dicha plaga (Herrero et al., 2016); así como nucleopoliedrovirus (Hussain
et al., 2021) e insecticidas de origen natural y sintéticos (Kirst, 2010; Berg y Plessis
et al., 2022). Dentro de estos últimos se encuentran las espinosinas, productos de la
fermentación de Saccharopolyspora spinosa, de baja toxicidad para los humanos que
demostraron tener una buena actividad insecticida. Aunque todas las estrategias antes
mencionadas, en conjunto o de forma individual, son efectivas, la realidad es que en
muchos países los químicos sintéticos representan los productos empleados con mayor
frecuencia (Gutiérrez-Moreno et al., 2019), debido a sus precios y al requerimiento técnico
mínimo que se necesita para su uso; en comparación, por ejemplo, con los organismos
biológicos; sin embargo, es necesario seguir generando evidencias que sirvan de apoyo a
los agricultores y a los profesionistas de la agricultura para la correcta selección y manejo
de los productos que deben incluir dentro del manejo integrado de S. frugiperda.
El objetivo del presente trabajo fue el de evaluar la efectividad de tres grupos de
insecticidas comercializados para el control de S. frugiperda: spinetoram, Bacillus
thuringiensis y clorpirifos, en cultivo de maíz en el municipio de Pihuamo, Jalisco, México.
Materiales y métodos
Lugar de experimentación
El trabajo se desarrolló en la localidad de La Estrella, municipio de Pihuamo, ubicada
al sur del estado de Jalisco: 19°12’36,86” latitud N y 103°29’37,91” longitud O, a
639 msnm (Google Earth, 2022). El clima de la región es cálido subhúmedo. La tem-
peratura media anual es de 23.9 °C, y su temperatura mínima y máxima promedio oscila
entre los 13.4 y 34.6 °C, respectivamente. Con una precipitación media anual de 998
mm (IIEG,2021). El estudio se realizó durante 12 semanas, en los meses de octubre de
2022 a enero de 2023.
Material biológico
Se utilizó la variedad de maíz híbrido 24 kilates® de grano amarillo, marca Proseso®.
Esta semilla es de ciclo intermedio, recomendado para zonas tropicales de 0 a 1 500
msnm. Genera altura de planta de 2.20 a 2.40 m, altura a la mazorca de 1.10 a 1.20
m, 60 a 65 días para floración y cosecha de entre 130 a 140 días.
Siembra y manejo agronómico
El terreno se preparó con la aplicación de herbicida glufosinato de amonio, con una dosis
de 300 mL en 20 L de agua. La siembra de Z. mays se realizó de forma manual con coa,
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colocando tres semillas por pozo, con un marco de siembra de 60 cm entre surco y 40 cm
entre planta. El riego del cultivo fue por agua rodada los lunes y jueves. La fertilización
se aplicó con NPK triple 16 (Yara Mila) con las dosis recomendadas por el fabricante.
Tratamientos
Los tratamientos y las dosis empleadas fueron: spinetoram (Exalt®, 100 mL/ha), Ba-
cillus thuringiensis var Kurstaki (Bt, Dipel®, 1 kg/ha), Clorpirifos (Chlorban 480EC®,
0,75 L/ha) y un testigo, donde no se aplicó producto alguno para el control del gusano
cogollero. Se consideró un volumen de 400 L/ha. Los tratamientos se aplicaron mediante
aspersor manuales de 20 L, con boquilla de abanico, calibrada a un gasto de 1.25 L/min.
Para todos los tratamientos se realizó el primer muestreo a los 21 días de emergencia y
posteriormente cada 15 días. Se hicieron las aplicaciones de los tratamientos únicamente
cuando se tuvo daño promedio en 30% de las plantas por S. frugiperda, bajo un muestreo
al azar de 10 plantas por repetición. Las aplicaciones se realizaron de 7:00 a 10:00 h.
Variables
Se determinó el porcentaje de plantas con daño tomando 10 plantas al azar por repeti-
ción. A los 90 días se tomaron muestras al azar en cada tratamiento y se midió la altura
de la planta (m), el largo de mazorca (cm), mazorcas por planta (número), peso de fo-
rraje húmedo (kg), peso seco de elote (g) y granos, estas últimas tres variables medidas a
los 120 días después de la siembra. Se realizó un análisis de costos considerando precio
unitario por aplicación, por el total de aplicaciones y por hectárea.
Diseño experimental y análisis de datos
Se realizó una evaluación en bloques completos al azar con cuatro repeticiones, en un
área experimental de 172.8 m² comprendida por 16 unidades experimentales con un área
de 10.8 m² cada una. Se ejecutó un análisis exploratorio de componentes principales
(PCA) utilizando la configuración del método Pearson, con la finalidad de determinar
correlación entre variables y el comportamiento de las mismas en cada uno de los trata-
mientos. Las correlaciones se consideraron significativas cuando el valor P de la prueba
de esfericidad de Bartlett fue ≤0.05 y relevantes con un coeficiente de correlación ≥0.6.
De igual forma, los datos fueron sometidos a un análisis de varianza univariante (ANO-
VA) y comparación múltiple de medias de Tukey, con significancia cuando el valor de
p< 0.05. Los datos expresados en porcentajes se transformaron utilizando la función
arcoseno. Se empleó el programa estadístico R con las librerías Factoextra y FactoMineR.
Resultados
Transcurridos 21 días de la siembra se detectaron daños en poco más de 30% de las
plantas muestreadas en cada una de las unidades experimentales (cuadro 1), por lo que
a todos ellas se les aplicó su tratamiento correspondiente. A los 35 días, las plantas a las
que se les aplicó Bt y clorpirifos tuvieron, nuevamente, porcentajes de infestación, supe-
riores al umbral definido razón por la que se llevó a cabo una segunda aplicación. Esta
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situación se repitió a los 50 días, donde nuevamente se observó daño en más de 30%
de plantas. No ocurriendo lo mismo para el caso de las plantas tratadas con spinetoram,
donde se mantuvieron niveles de daño en planta por debajo del umbral de daño después
de la primera aplicación, que fue la única realizada.
El análisis de componentes principales (ACP) agrupó todas las variables determinadas
en una sola componente (variación explicada 66.4%), observándose mejor correlación
entre el largo y peso del elote, forraje y altura de la planta (figura 1). La exploración de
los resultados muestra que el manejo de S. frugiperda con spinetoram tuvo una tendencia
a obtener mejores pesos y dimensiones de material vegetal, tanto en planta como en fruto
(figura 1, óvalo rojo), además de tener mayor número de plantas con dos mazorcas.
Dichas características no se observaron en el tratamiento sin manejo de la plaga (figura
1, óvalo morado), donde se apreciaron bajos pesos y dimensiones en el material vegetal,
así como una cantidad más elevada de plantas con una mazorca. En lo que respecta a
las plantas manejadas con Bt y clorpirifos (figura 1, óvalos verde y azul) se observó que
ambos tienden a generar resultados similares de las variables previamente descritas, con la
particularidad de que se tuvo un poco más de plantas que dieron un solo elote. Mediante
el análisis estadístico de cada una de las variables evaluadas es posible confirmar lo que
se observó en la exploración global a través del ACP. El manejo con spinetoram mostró
diferencias significativas con el resto de los tratamientos para la mayoría de las variables
evaluadas (cuadro 2). La excepción se presentó en el número de mazorcas, donde sólo
se encontraron diferencias con el tratamiento testigo.
Cuadro 1
Porcentaje de plantas dañadas por Spodoptera frugiperda en el cultivo de maíz durante
el ciclo productivo octubre del 2022 a enero del 2023 en la localidad de la Estrella,
Pihuamo, Jalisco
Tratamiento Plantas dañadas (%)
M1(21 días) M2(35 días) M3(50 días) M4(65 días)
Spinetoram 32.5ª 2.5c27.5c7.5c
Bt 32.5ª 57.5b50.0b30.0b
Clorpirifos 35.0ª 62.5b55.0b25.0b
Sin aplicación 32.5a100.0a100.0a100.0a
P0.01 0.01 0.01 0.01
Se muestra el valor promedio de cada variable. Tratamientos con distinta literal en las columnas implica
diferencia significativa (Prueba Tukey P<0.05). M: Muestreo; Bt: Bacillus thuringiensis.
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Figura 1
Gráfica Biplot de análisis de componentes principales variables agronómicas de plantas
con distintos tratamientos para Spodoptera frugiperda
Granos= peso seco de granos. Altura= altura de la planta. Largo= largo de mazorca. Forraje= peso de
forraje húmedo. Elote= peso seco de elote. Bt= Bacillius thuringiensis. ST= sin tratamiento.
Cuadro 2
Variables agronómicas de plantas con distintos tratamientos para Spodoptera frugiperda
durante el ciclo productivo de octubre de 2022 a enero de 2023 en la localidad de La
Estrella, en Pihuamo, Jalisco
Tratamiento
Spinoteram Bt Clorpirifos Sin aplicación EEM P
Altura planta (m) 2.78ª 2.13b2.07b1.28c0.05 0.001
Largo mazorca(cm) 32.20ª 27.23b27.70b21.60c0.69 0.001
Mazorca (número)* 2(0)a2(1)a2(1)a1(0)b0.08 0.001
Peso forraje (kg) 1.67a1.11c1.20b0.46d0.05 0.001
Peso elote (g) 542.5a435.0b460.0b252.5c17.39 0.001
Peso de grano (g) 0.30a0.24b0.25b0.21c0.21 0.001
Se muestra el valor promedio de cada variable. Tratamientos con distinta literal en las filas implica diferencia
significativa (Prueba Tuke P<0,05).*Se reporta mediana y rango intercuartílico. Bt: Bacillus thuringiensis.
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De los tres tratamientos empleados para el manejo de S. frugiperda, clorpirifos en su
presentación, Chlorban 480EC® fue el más económico en términos de precio unitario,
con apenas de $0.30 por mL, seguido del Bt en su presentación Dipel® y el más costoso
fue el spinetoram en su presentación de Exalt® (cuadro 3). Al final del experimento,
con este último tratamiento fue con el que se tuvo el menor costo, considerando
el total de aplicaciones y al hacer la estimación del costo por hectárea, es 1.9 veces
menor en comparación con el producto químico. Mientras que con respecto al Bt fue
13.7 veces menor.
Cuadro 3
Análisis de costos de las aplicaciones de los tratamientos empleados en el control de
Spodoptera frugiperda en el cultivo de maíz durante el ciclo productivo octubre de
2022 a enero de 2023 en la localidad de La Estrella, en Pihuamo, Jalisco
Producto Presentación Costo (pesos mexicanos)
unitario Por aplicación* Total Total/ha
Spinoteram Exalt® (500 mL) $3.50/mL $17.50 $17.50 $350.00
Bt Dipel® (500 g) $1.60/g $80.00 $240.00 $4 800.00
Clorpirifos Chlorban 480EC®
(1000 mL) $0.30/mL $15.00 $45.00 $675.00
*Volumen de aplicación:20 L.
Discusión
En el presente trabajo se evidenció la efectividad en el control de S. frugiperda en maíz,
que tuvo el espinoteram de la marca Exalt® comparadas con el clorpirifos y el producto
Dipel®, cuyo ingrediente principal es Bacillus thuringiensis subsp kurstaki, lo anterior
considerando un umbral de daño de 30% de las plantas muestreadas. Este valor está por
arriba de 25% reportado por Vélez et al. (2021), dando un margen ligeramente mayor
para la aplicación de los tratamientos. Se reconoce que las plantas de maíz son capaces
de recuperarse de daños foliares relativamente elevados, tanto como 50% (Fernández,
2002). Esta forma de tomar decisiones, basada en un umbral daño, aunque debería ser
el común denominador en las actividades agrícolas para la aplicación de cualquier pro-
ducto, es poco utilizado por los responsables del cultivo. En este sentido, los umbrales
propuestos por los fabricantes de productos suelen ser en ocasiones bajos, lo que se traduce
en aplicaciones innecesarias con elevación de los costos y disminución de las ganancias
(Pineda et al., 2007).
Transcurridos 65 días del experimento, se tuvieron porcentajes de daños similares en
los tres tratamientos aplicados al cultivo, destacando que únicamente se tuvo una aplicación
del espinoteram, comparadas con las tres del resto de tratamientos, lo que se refleja en
una disminución de gastos de aplicación (cuadro 2). Una de las posibles explicaciones a
lo descrito anteriormente puede estar en la propia formulación de los productos, la cual
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debe, idealmente, conferir fijación y estabilidad en la superficie de las plantas
(Mulqueen, 2003). Considerando lo anterior, la formulación de Exalt® confiera más
estabilidad sobre la planta, razón por la que su efectividad se mantuvo con una sola
aplicación. Caso contrario fue con el producto con cristales de B. thuringiensis donde es
probable que la radiación UV haya reducido su actividad, como se tiene documentado
en diversos estudios (Jalali et al., 2020; Pinos et al., 2021) y es la razón por lo cual se
recomienda que este y otros productos biológicos sean aplicados antes de medio día o
por la tarde; aunque es importante tomar en cuenta que para el caso de S. frugiperda en
sus primeros instares larvales, prefieren alimentarse por la mañana.
Por otra parte, también es importante considerar la evidencia que sustenta la diferencia
de susceptibilidad de S. frugiperda a diversas subespecies y serotipos de B. thuringiensis
como lo describe el trabajo de Arango et al. (2002) quienes demuestran que en una
misma muestra de suelo se pueden encontrar cepas de B. thuringiensis con una potencia
variable frente a larvas de primer estadio de S. frugiperda, encontrando diferencias en las
magnitudes de DL50 de hasta cuatro veces entre cepas de la misma subespecie y el mismo
serotipo. Por lo que se debe tomar en cuenta que, aunque un producto comercial contenga
B. thuringiensis como ingrediente activo, no garantiza la efectividad esperada, pues esta
dependerá de la cepa de Bacillus con la que se encuentra formulado. En el presente
trabajo el producto evaluado fue B. thuringiensis subsp kurstaki una cepa que demuestra
ser menos efectiva que otras, como B thuringiensis subsp aizawai, para el control de S.
frugiperda (Lara-Becerra et al., 2021). Sin embargo, la primera de ellas forma parte de
la subespecie que se comercializa con mayor frecuencia en el estado de Colima.
En el caso de clorpirifos, se sospecha que los insectos en el cultivo evaluado ya
presentaban un grado de resistencia a dicho producto, lo que generó la necesidad de tres
aplicaciones durante el experimento y lograr así disminuir las poblaciones del insecto y
con ello el número de plantas dañadas, es conveniente realizar pruebas de susceptibilidad
al químico para poder corroborar dicha afirmación, lo que daría evidencia sobre de
la necesidad de generar una rotación de productos para evitar un incremento de las
poblaciones resistentes (Bisset, 2002; Garlet et al., 2021).
Adicionalmente, se debe tomar en consideración que el experimento se llevó a cabo
en temporada seca, por lo que los productos en teoría permanecieron un tiempo suficiente
en la superficie del cultivo como para poder actuar sobre los insectos. Esto implica que los
resultados aquí expuestos no necesariamente serán reproducibles en periodo de lluvias, en
donde su persistencia será menor debido al lavado, requiriendo, por lo tanto, un mayor
número de aplicación en el ciclo del cultivo (Gautam et al., 2016).
Las espinosinas que se encuentran en productos como el Exalt®, tienen una actividad
biológica bien documentada contra S. frugiperda (Worku y Ebabuye, 2019; Santos y
Pereira, 2020). Por lo que los resultados mostrados en el presente trabajo no distan de
dichos antecedentes; por el contrario, resulta interesante cómo a pesar de la evidencia, su
empleo por parte de productores no es común. Lo anterior puede atribuirse a una baja
aceptación debido al costo unitario del producto, con respecto al producto químico; el
mL de espinoteram tiene un costo 11.6 veces mayor que el del químico, sin embargo, este
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trabajo evidencia que la efectividad del producto fue mayor a la del químico al requerirse
sólo una aplicación durante el experimento, junto con los requerimientos
operativos que eso involucra. Así también se traduce en un menor costo final
por hectárea, aproximadamente la mitad de lo invertido con el químico.
No se debe perder de vista que al igual que con los productos químicos sintéticos, S.
frugiperda puede generar resistencia a las espinosinas, si se aplican de manera excesiva (Lira
et al., 2020); por lo que es importante rotarlo o combinarlo con otros insecticidas (Daglish
et al., 2008) o considerar su combinación con otros agentes de control biológico, como
hongos entomopatógenos (Rivero-Borja et al., 2018), antagonistas como Trichoderma
(Gad et al., 2021) o virus (Méndez et al., 2002). Así también, debe tomarse en cuenta
que las espinosinas no son completamente inocuas a la fauna benéfica dentro de los
cultivos (Cisneros et al., 2002; Penagos et al., 2005) al ser productos que actúan sobre
receptores neuronales. Lo anterior nos permite sugerir la realización de trabajos de
investigación con la evaluación de formulaciones que aborden a la plaga de una manera
selectiva, como los fagoestimulantes (Williams et al., 2004; Tamez-Guerra et al., 2018),
permitiendo así un impacto menor en individuos no objetivo.
El presente trabajo pone en evidencia que S. frugiperda puede ser controlado de
manera satisfactoria con productos clásicamente conocidos para dicho fin, como las
espinosinas, y que deben considerarse dentro de un programa de manejo de la plaga donde
exista rotación de productos e incluso su combinación (Salama et al., 2009).
Conclusión
El producto comercial espinetoram (Exalt®) fue eficaz para controlar al gusano cogollero
(Spodoptera frugiperda) durante el ciclo fenológico del maíz. Las plantas a las que se les
aplicó dicho producto mostraron mayor altura, número y largo de mazorca; peso de elote
y mazorca. De igual manera, al sólo aplicarse en una sola ocasión, Exalt® fue el producto
más económico en controlar a S. frugiperda comparado con Bacillus thuringiensis (Bt,
Dipel®) y el clorpirifos (Chlorban 480EC®).
Literatura citada
Arango, J.A.; Romero, M. y Orduz, S. (2002). Diversity of Bacillus thuringiensis strains from Colombia
with insecticidal activity against Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae). J. Appl. Microbiol.
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Akutse, K.S.; Khamis, F.M.; Ambele, F.C.; Kimemia, J.W.; Ekesi, S. y Subramanian, S. (2020). Com-
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