ESCUELA INTERNACIONAL DE DOCTORADO PROGRAMA DE DOCTORADO EN BIOLOGÍA INTEGRADA USO DE EXTRACTOS VEGETALES DE PLANTAS AMAZÓNICAS PARA EL DISEÑO DE PROGRAMAS DE MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS (MIP) EN ECUADOR Memoria presentada por Da. María de los Angeles Simbaña Rojas para optar por el grado de Doctora en Biología Integrada por la Universidad de Sevilla Fdo. María de los Angeles Simbaña Rojas Sevilla, enero de 2018 USO DE EXTRACTOS VEGETALES DE PLANTAS AMAZÓNICAS PARA EL DISEÑO DE PROGRAMAS DE MANEJO INTEGRADO DE PLAGAS (MIP) EN ECUADOR Memoria presentada por Da. María de los Angeles Simbaña Rojas para optar por el grado de Doctora en Biología Integrada por la Universidad de Sevilla Sevilla, enero de 2018 Vo. Bo. Los Directores Fdo. Dra. Da. Ma Ángeles López Martínez. Fdo. Dra. Da. Agustina Jiménez Pino. Fdo. Dr. D. Antonio Gallardo Cano. ii DEDICATORIA A Wagner Raúl con todo mi amor No te rindas por favor no cedas, aunque el frio queme, aunque el miedo muerda, aunque el sol se ponga y se calle el viento, aun hay fuego en tu alma, aun hay vida en tus sueños, porque cada dia es un comienzo, porque esta es la hora y el mejor momento, porque no estas sola,… No te rindas - Mario Benedetti iii AGRADECIMIENTO Al personal del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias de Ecuador, INIAP, Estación Experimental Santa Catalina, Quito. Departamento de Protección Vegetal: Dra. Sandra Garcés, Ing. Patricio Gallegos, Ing. Francisco Báez. Programa Nacional de Leguminosas y Granos Andinos: Ing. Diego Mina. Departamento de Nutrición y Calidad: Ing. Elena Villacrés e Ing. María Belén Quelal. Programa Nacional de Fruticultura, Granja Experimental Tumbaco: Ing. Michelle Noboa e Ing. William Viera. Mis sentidos agradecimientos por toda la ayuda brindada con la asesoría técnica y por proporcionar las facilidades de infraestructura y equipos para que se haya realizado la parte experimental y de laboratorio: obtención de los extractos de las diferentes plantas probadas, colecta y mantenimiento de las plagas de insectos y ejecución de los bioensayos. Al Dr. D. Omar Malagón y Dr. D. Vladimir Morocho, por facilitar las instalaciones del Departamento de Química de la Universidad Técnica Particular de Loja UTPL, Ecuador. De manera especial a la Dra. Da. Paola Ordóñez Vivanco por su predisposición, paciencia, apoyo, acompañamiento y dirección durante todo el desarrollo de la parte Fitoquímica. A Patricia Rodríguez, por su agradable compañía y su valiosa ayuda durante las largas horas de trabajo en el laboratorio de Fitoquímica. Al Dr. D. Nelson Rodríguez Vicerector Académico de la Universidad Central del Ecuador y al Lcdo. Fernando Pico Delgado de la Estación Científica Amazónica Juri Juri Kawsay por todas las facilidades prestadas para que se haya llevado a cabo el desarrollo de la fase de campo concerniente a la colecta de plantas Amazónicas. iv Al Dr. D. Lenin Ron Profesor de la Universidad Central del Ecuador-UCE e Investigador del Centro Internacional de Zoonosis (CIZ-UCE), por su ayuda con los análisis estadísticos de esta Tesis Doctoral. A la Familia Kichwa Tanguila-López por su amistad e invaluable ayuda durante los días de trabajo de campo en la Amazonía ecuatoriana en especial a D. Silverio Tanguila runa sabio Kichwa por compartir sus conocimientos de las plantas de la selva Amazónica. A mi familia y amigos por apoyarme en los momentos difíciles y alentarme siempre a seguir adelante. Finalmente, quiero expresar de forma particular mi agradecimiento a mis Directores: Al Dr. D. Antonio Gallardo Cano por haberme dado la oportunidad de desarrollar esta investigación y por toda su ayuda prestada durante el desarrollo de la misma. A la Dra. Da. Agustina Jiménez Pino por su apoyo y ayuda con el desarrollo y revisión de este documento. A la Dra. Da. Ma Ángeles López Martínez Profesora Titular del Departamento de Zoología de la Universidad de Sevilla, por el apoyo mostrado para que esta Tesis Doctoral llegue a su finalización. v ÍNDICE DE CONTENIDO CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................ 2 1.1. Objetivos de la Tesis Doctoral .................................................................................. 4 1.2. Importancia de la Agricultura ecológica y del empleo de insecticidas botánicos ..... 5 1.3. Importancia Etnobotánica en Ecuador ..................................................................... 7 CAPÍTULO 2. MATERIAL Y MÉTODOS ..................................................................... 9 2.1. Descripción de las zonas de muestreo ..................................................................... 9 2.1.1. Descripción geobotánica de las zonas de recolección del material vegetal... 27 2.1.2. Descripción de las zonas de recolección de insectos ..................................... 38 2.2. Selección, descripción y recolección de las plantas ................................................ 44 2.2.1. Selección de plantas ...................................................................................... 44 2.2.2. Descripción de las plantas seleccionadas ...................................................... 47 2.2.3. Recolección de las plantas ............................................................................. 73 2.3. Selección, descripción, recolección y mantenimiento de insectos ......................... 74 2.3.1. Selección de los insectos plaga ...................................................................... 74 2.3.2. Descripción de los insectos plaga seleccionados ........................................... 76 2.3.2.1. Neoleucinodes elegantalis (Guenée, 1854) ............................................ 76 2.3.2.2. Delia platura (Meigen, 1826) ................................................................ 89 2.3.2.3. Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) ........................................... 102 2.3.2.4. Premnotrypes vorax (Hustache, 1933) ................................................. 104 2.4. Obtención de extractos brutos ............................................................................. 107 2.5. Bioensayos ........................................................................................................... 110 2.5.1. Bioensayos de selección (preliminares) ....................................................... 112 2.5.2. Bioensayos definitivos ................................................................................. 115 2.6. Fitoquímica ........................................................................................................... 118 2.6.1. Metodología de la extracción, purificación y elucidación de Ambrosia arborescens ................................................................................................................. 128 vi CAPÍTULO 3. RESULTADOS .................................................................................137 3.1. Bioensayos preliminares....................................................................................... 137 3.2. Bioensayos definitivos .......................................................................................... 139 3.3. Resultados fitoquímicos ....................................................................................... 144 CAPÍTULO 4. DISCUSIÓN ....................................................................................148 CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES .............................................................................163 CAPÍTULO 6. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................166 vii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Distribución geográfica de las plantas estudiadas. .................................................. 37 Tabla 2. Plantas seleccionadas para la obtención de extractos. ........................................... 46 Tabla 3. Porcentaje de mortalidad para Neoleucinodes elegantalis. .................................. 141 Tabla 4. Porcentaje de mortalidad para Delia platura. ....................................................... 141 viii ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. División política y administrativa de Ecuador (provincias y parroquias rurales) (IGM, 2013). .......................................................................................................................... 10 Figura 2. Vista aérea de la parroquia Arajuno (GADMIPA, 2017). ......................................... 12 Figura 3. Miembros de las comunidades Indígenas Kichwas (GADMIPA, 2017). .................. 12 Figura 4. A. Vista panorámica del Bosque y Vegetación Protector El Oglán Alto. B. Transporte fluvial en canoa usado por las comunidades Kichwas (GADMIPA, 2017)............ 13 Figura 5. Fauna del cantón Arajuno, parroquia Arajuno (GADMIPA, 2017). A. Primate mono chorongo Lagotrix poeppigii. B. Ave tucan Ramphastos sp. ................................................. 14 Figura 6. Artesanías de las comunidades Kichwas (GADMIPA, 2017). A. Mocahuas (vasijas artesanales realizadas por mujeres Kichwas). B. Bisutería artesanal. ................................... 14 Figura 7. Zona alta del Parque Nacional Sumaco Napo-Galeras. (Fotografía por cortesía de Luis Espinoza). ....................................................................................................................... 16 Figura 8. Cascada de San Rafael, Parque Nacional Cayambe-Coca. ...................................... 17 Figura 9. Volcán Antisana y Laguna de la Mica, Reserva Ecológica Antisana. (Fotografía por cortesía de Augusto Granda G.). ..........................................................................................