Evaluation of new and promising botanical preparations on insecticidal activity of brassica vegetable pests

Ing. Nambe Jababu

Doctoral thesis

Hodnocení nových a slibných botanických přípravků na insekticidní aktivitu rostlinných škůdců kultur Brassica.

Abstract:

Bylo vynaloženo velké úsilí na nalezení alternativních způsobů, jak účinně hubit hmyzí škůdce v rostlinné výrobě. Mezi nimi jsou rostlinné insekticidy (botanické insekticidy), o nichž je známo, že jsou bezpečnější a ekologičtější. Jsou považovány za cenný zdroj jedinečného přírodního produktu proti různým škůdcům. Tato studie byla provedena za účelem vyhodnocení účinku vybraných botanických insekticidů a jejich směsí na škůdce brassica v laboratoři a v terénu. Extrakty z Azadirachta indica, Tanacetum cinerariifolium, Quassia amara a jejich směsí byly testovány proti různým škůdcům zelí. Studie zahrnovala test krmení, tarsální kontaktní test, test proti stárnutí a experimenty na polní úrovni. Všechny vybrané botanické extrakty a jejich směsi vedly k významnému poklesu populací škůdců a odstrašování krmiva jak v laboratorních, tak v terénních experimentech. V laboratoři byla nejvyšší úmrtnost zaznamenána ošetřením v tarsálním kontaktním testu; konkrétně pyrethrin (76% úmrtnost) a azadirachtin + pyrethrin (64% úmrtnost). Při testu krmení zaznamenala směs azadirachtin + pyrethrin + kassin a pyrethrin nejvyšší úmrtnost (58%, respektive 54%) po expozici larev ošetřeným listovým kotoučům. V testu proti stárnutí; léčba pyrethrinem jako jedinou aktivní složkou a azadirachtinem + pyrethrinem zaznamenala nejvyšší odstrašující účinek při krmení (99% odrazující při krmení). Ošetření pyrethrinem jako jedinou účinnou látkou a směsmi pyrethrin + azadirachtin přineslo konzistentní výsledky ve všech laboratorních biologických testech, což mělo za následek významnou úmrtnost a odrazování od krmení. Také ve studii na úrovni terénu všechny botanické extrakty použité ve studii vedly k více než 80% poklesu počtu larev diamantových můr na plot. Mezi jednotlivými extrakty pyrethrin a azadirachtin jako jediné aktivní složky; vedlo k nejvyššímu účinku (pokles larev diamantového můra o 89%, respektive o 88%). Ze směsí, azadirachtin + pyrethrin a azadirachtin + pyrethrin + quassin, kombinace vedly k nejvyššímu poklesu populace larev diamantového můra (91%, respektive 92%). Účinek ošetření při poklesu počtu mšic na rostlinu a počtu rostlin napadených mšicemi byl docela podobný účinku extraktu proti larvám kosočtverců. Konzistentně samotný pyrethrin a směs azadirachtinu a pyrethrinu poskytovaly nejlepší výsledky v laboratorních i terénních studiích.

Abstract:

A lot of efforts have been made to find alternative ways of controlling insect pests efficiently in crop production efficiently. Among them are plant based insecticides (botanical insecticides) which are known to be safer and ecologically friendly. They are considered as a valuable source of unique natural product against various pests. This study was carried out to evaluate the effect of selected botanical insecticides and their mixtures on brassica pests in the laboratory and in the field. Extracts from Azadirachta indica, Tanacetum cinerariifolium, Quassia amara, and their mixtures were tested against various pests of cabbage. The study included a feeding test, tarsal contact test, antifeeding test and a field level experiments. All selected botanical extracts and their mixtures resulted in significant pest populations decline and feeding deterrence in both the laboratory and the field level experiments. In the laboratory, the highest mortality was recorded by treatments in the tarsal contact test; specifically, pyrethrin (76% mortality), and azadirachtin + pyrethrin (64% mortality). In the feeding test, azadirachtin + pyrethrin + quassin mixture and pyrethrin recorded the highest mortality (58% and 54% respectively) after larval exposure to treated leaf discs. In the antifeedant test; treatment with pyrethrin as a sole active component and azadirachtin + pyrethrin recorded the highest feeding deterrence (99% feeding deterrence). Treatment with pyrethrin as a sole active ingredient and pyrethrin + azadirachtin mixtures, produced consistent results in all the laboratory bioassays, resulting in significant mortalities and feeding deterrence. Also, in the field level study, all botanical extracts used in the study resulted in over 80% decline in number of diamondback moth larvae per plot. Among the individual extracts, pyrethrin and azadirachtin as sole active components; resulted in the highest effect (89% and 88% decline in diamondback moth larvae decline respectively). Among the mixtures, azadirachtin + pyrethrin, and azadirachtin + pyrethrin + quassin, combinations resulted in highest level of diamondback moth larvae population decline (91% and 92% respectively). Effect of treatments in decline in number of aphids per plant and number of plants infested with aphids was quite similar to that of extract performance against the diamondback larvae. Consistently pyrethrin alone, and azadirachtin + pyrethrin mixture, produced the best results in both the laboratory and field studies.

Keywords

Pyrethrin, Azadirachtin, můra Diamondback, škůdci Brassica, mšice, botanické insekticidy, Quassin

Keywords

Brassica pests, Diamondback moth, Aphids, Botanical insecticides, Azadirachtin, Pyrethrin, Quassin

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 8. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Robert Pokluda, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Horticulture

Doctoral programme / field:
Horticultural Engineering / Horticulture