Washington, DC, USA
November 22, 2011
A custom-made machine for packaging mealworms infected with beneficial nematodes could improve the delivery, timing and use of the wormlike organisms as biological control agents.
The machine is the result of a cooperative research and development agreement involving U.S. Department of Agriculture (USDA) scientists and Southeastern Insectaries, Inc., of Perry, Ga.
The Heterorhabditis and Steinernema nematodes being used can infect and kill a wide array of insect crop pests, including Japanese beetles, vine weevils, root borers and fungus gnats. About 10 years ago, entomologist David Shapiro-Ilan and colleagues with USDA's Agricultural Research Service (ARS) and Virginia Polytechnic Institute and State University showed that the nematodes performed best when applied in the dead bodies of the insect hosts used to mass-produce them. Pest control is then achieved by the nematode progeny that emerge from the insect cadavers. ARS is USDA's principal intramural scientific research agency.
A technical hurdle that's kept the insect-cadaver approach from gaining widespread commercial acceptance is the tendency of some commonly used host insects to rupture or stick together during storage, transport and application.
Southeastern Insectaries owner Louis Tedders came up with a solution, namely, packaging the insects in masking tape. He also devised a prototype device to automate the process, which ARS scientists Juan Morales-Ramos and Guadalupe Rojas in Stoneville, Miss., subsequently refined.
Using off-the-shelf parts, for example, they built a device to mechanically sort mealworms by size, with the biggest ones chosen for placement in shallow dishes where nematodes could infect them. After a few days, a mechanical arm reaches in and places the dead, infected mealworms between strips of masking tape at the rate of one insect every two seconds. Eventually, an entire roll is formed, allowing for easy storage, transport and application to pest-infested soils.
Shapiro-Ilan's laboratory tests of the insect-cadaver taping system showed no adverse effects on the nematodes' survival and pest-control ability. Indeed, 15 days after application, nematodes from the taped cadavers killed up to 78 percent of small hive beetles and 91 percent of root weevils used in the tests.
Read more about this research in the November-December 2011 issue of Agricultural Research magazine.
Photo: Entomologists Juan Morales-Ramos and Maria Guadalupe Rojas view first-instar larvae through a microscope and evaluate the fertility of the mealworms to determine the effectiveness of diet formulations. Photo by Stephen Ausmus.
Entrega especial: Cadáveres de insectos llenos de nematodos
Una máquina hecha a la medida para empaquetar los gusanos de la harina infectados con los nematodos beneficiosos podría mejorar la entrega, el momento escogido de aplicación y la utilización de los nematodos como agentes de control biológico.
La máquina resulta de un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo entre científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y la empresa Southeastern Insectaries, Inc., en Perry, Georgia. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés).
El sistema usa nematodos de las familias Heterorhabditis y Steinernema, los cuales pueden infectar y matar una gama amplia de insectos plaga, incluyendo las larvas del escarabajo japonés, el gorgojo de la vid, el barrenador de la raíz, y el mosquito de los hongos.
Aproximadamente hace 10 años, entomólogo David Shapiro-Ilan y sus colegas en ARS y en el Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia demostraron que los nematodos son más eficaces cuando aplicados dentro de los cadáveres de los insectos hospederos usados para producir en masa los nematodos. Los nematodos que emergen de los cadáveres se usan para controlar los insectos plaga.
Un obstáculo técnico que ha impedido la aceptación comercial del enfoque de los nematodos dentro de los cadáveres es la tendencia de algunas especies de insectos hospederos de romper o mantenerse unidas durante el almacenaje, el transporte y la aplicación.
Louis Tedders, quien es propietario de Southeastern Insectaries, desarrolló una solución: empaquetar los insectos en cinta adhesiva. También desarrolló un prototipo de un aparato para automatizar el proceso, y luego los científicos Juan Morales-Ramos y Guadalupe Rojas en Stoneville, Misisipí, mejoraron el aparato.
Utilizando piezas comercialmente disponibles, ellos construyeron un aparato para separar los gusanos de la harina basados en su tamaño, poniendo los gusanos más grandes en platos poco profundos donde los nematodos pueden infectarlos. Después de pocos días, un brazo mecánico pone los gusanos muertos y infectados entre dos pedazos de cinta adhesiva a la tasa de un insecto cada dos segundos. Con el tiempo, el sistema forma un rollo entero de la cinta adhesiva, facilitando el almacenaje, el transporte y la aplicación de los nematodos beneficiosos a los suelos infectados con insectos plaga.
Las pruebas de laboratorio por Shapiro-Ilan con el sistema de los cadáveres de gusanos en la cinta demostraron que no hay ningunos efectos adversos en la supervivencia de los nematodos y su capacidad de controlar los insectos plaga. De hecho, 15 días después de la aplicación, los nematodos entregados en los cadáveres mataron al 78 por ciento del pequeño escarabajo de las colmenas y el 91 por ciento de los gorgojos de la vid usados en las pruebas.
Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de noviembre-diciembre del 2011.
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