Insecticidal efficacy of the essential oils of Eucalyptus saligna and Steganotaenia araliacea and their major constituent to Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae)

NUKENINE E.N^1*, TOFEL H.K.² *AND ADLER C.³

¹  Department of Biological Sciences, University of Ngaoundere, PO Box 454 , Ngaoundere, Cameroon. Tel: +237-679 59 86 55; Email: elinchiwan@yahoo.fr

²  Department of Biological Sciences, University of Bamenda, PO Box 39,  Bambili, Cameroon.

³ Federal Research Centre for Cultivated Plants – Julius Kühn – Institut,

Institute for Ecological Chemistry, Plant Analysis and Stored Product Protection,

Königin-Luise-Str. 19, D-14195 Berlin, Germany

(*Author for correspondence)

Runing Title: Toxicity of two essential oils to Sitophilus zeamais

Abstract:

Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) is a dominant insect pest of stored maize in Cameroon and other tropical countries. Synthetic residual chemical insecticides, which are widely used to control the weevil have proven to be devastating to the environment, thus creating a window for the search of environmentally-friendly alternative control options.  The objective of this work was to evaluate the insecticidal and repellent effect of essential oils of Eucalyptus saligna (Myrtaceae) and Steganotaenia araliacea (Apiaceae)and their constituent to S. zeamais.  For adult toxicity bioassay, weevils were exposed to the essential oils and pure compounds, which were applied on filter paper in a petri dish at the dosages 0.19, 0.39, 0.78 and 1.56 µL/cm². Mortality was recorded every day for six days.  The repellence of the four test substances was evaluated at five rates (0.026, 0.052, 0.156, 0.260 and 0.519 µL/cm²) in a choice bioassay on filter paper. All the test substances caused significant dose-dependent mortality to S. zeamais. But for α-pinene, all the test substances caused 100% mortality to the weevil. 6-d LC₅₀ were 0.07, 0.37, 0.37 and 0.43 µL/cm² for α-copaene, S. araliacea, E. saligna and α-pinene , respectively. E. saligna oil evoked the highest repellency of 86%, while the lowest (31%) was recorded by α-pinene . Therefore, the essential oil of E. saligna, which demonstrated a high level of repellency and the pure compound, α-copaene with higher toxicity, have great potential as effective and safer alternative for the management of adult S. zeamais.

Key words: Essential oil, pure compounds, repellence, toxicity, stockage

Résumé

Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) est un insecte ravageur dominant du maïs stocké au Cameroun et dans d'autres pays tropicaux. Les insecticides chimiques résiduels de synthèse, qui sont largement utilisés pour la lutte contre le charançon du maïs, se sont montrés dévastateurs de l'environnement, donnant ainsi la voie à la recherche d'autres moyens alternatifs de lutte, respectueux de l'environnement. L'objectif de ce travail était d'évaluer l'efficacité insecticide et répulsive des huiles essentielles de Eucalyptus saligna (Myrtaceae)et de Steganotaenia araliacea (Apiaceae) ainsi que leurs constituants à l’égard de S. zeamais. Pour le test de toxicité sur adulte, les charançons ont été exposés aux huiles essentielles et aux composés purs, qui ont été appliqués sur du papier filtre dans des boîtes de Pétri aux doses de 0,19, 0,39, 0,78 et 1,56 µL/cm2. La mortalité a été enregistrée chaque jour pendant six jours. La répulsion des quatre substances testées a été évaluée à cinq différentes concentrations (0,026, 0,052, 0,156, 0,260 et 0,519 µL/cm2) dans un essai de choix sur papier filtre. Toutes les substances testées ont entraîné une mortalité significative, dose-dépendante de S. zeamais. Excepté l'alpha-pinène, toutes les substances testées ont causé une mortalité de 100% du charançon de maïs. Les concentrations létales CL50 à 6 jours d’exposition étaient de 0,07, 0,37, 0,37 et 0,43 µl / cm2 pour respectivement l’alpha-copaène, S. araliacea, E. saligna et l’alpha-pinène. L’huile de E. saligna a provoqué la répulsion la plus élevée (86%) et celle la plus faible (31%) par l’alpha-pinène. Par conséquent, l'huile essentielle de E. saligna qui a démontré un haut degré de répulsion, et le composé pur, l’alpha-copaène, présentant une toxicité plus élevée, ont un grand potentiel en tant qu'alternative efficace et moins dangereuse pour la gestion de l’adulte de S. zeamais.

Mots clés : Huile essentielle, composés purs, répulsion, toxicité, stockage