ABSTRACT The development and use of microbial pesticides for the control of agricultural pests has intensified in recent years due to the increasing need for reductions in the use of highly toxic agrochemicals. To fill this growing need for biopesticides it is necessary to develop suitable formulations that stabilize microorganisms against environmental stress factors that reduce their efficacy and persistence in the field. In this context, the objective of the present work was to determine the insecticidal activity and persistence on sugarcane plants, of an emulsifiable concentrate (EC) containing Beauveria bassiana for the control of sugarcane borer, Diatraea sp. Photostability of the formulation under UV radiation type B and the mean and ninety lethal concentrations were also determined under laboratory conditions. The EC reached more than 80% efficacy against D. saccharalis larvae under semi-controlled field conditions. The EC efficiently photostabilized the conidia, maintaining 68.9% germination after nine minutes of irradiation while unformulated conidia completely lost the ability to germinate. This effect was also observed for the insecticidal activity, with unformulated conidia losing 30% more efficacy than formulated conidia after nine minutes of irradiation. The insecticidal activity and conidia count on sugarcane plants under field conditions decreased one and two weeks post application, respectively. Although the EC containing on B. bassiana demonstrated effective insecticidal activity against D. saccharalis, it is necessary to carry out field trials to optimize the formulation and determine the method and frequency of application to maximize its performance.

RESUMEN El desarrollo y uso de plaguicidas microbianos para el control de plagas agrícolas se ha intensificado en los últimos años, debido a la creciente necesidad de reducir el uso de agroquímicos de alta toxicidad. Pero para suplir esta creciente necesidad de bioplaguicidas, es necesario desarrollar formulaciones adecuadas que estabilicen a los microorganismos frente a los factores ambientales de estrés que reducen su eficacia y persistencia de en campo. En este contexto, el objetivo del presente trabajo fue determinar la actividad insecticida y persistencia en plantas de caña de un concentrado emulsionable (CE) a base de Beauveria bassiana para el control del barrenador de la caña, Diatraea sp. La fotoestabilidad frente a la radiación UV tipo B y las concentraciones letales media y noventa del bioplaguicida también se determinaron bajo condiciones de laboratorio. El CE presentó una eficacia superior al 80% para el control de larvas de D. saccharalis bajo condiciones semicontroladas de campo. La formulación fotoestabilizó eficientemente los conidios, manteniendo un 68,9% de germinación después de nueve minutos de irradiación, mientras que los conidios sin formular perdieron completamente la capacidad de germinar. Este efecto también se observó para la actividad insecticida, ya que los conidios sin formular perdieron un 30% más de eficacia que los conidios formulados, después de nueve minutos de irradiación. La actividad insecticida y el recuento de conidios en plantas de caña de azúcar en campo disminuyeron a partir de la primera y segunda semana después de la aplicación, respectivamente. Aunque el CE a base de B. bassiana demostró una efectiva actividad insecticida contra D. saccharalis, es necesario realizar estudios de campo para optimizar la formulación y determinar el método y frecuencia de aplicación que permitan maximizar su desempeño.

Resumen El hongo entomopatógeno Nomuraea rileyi (aislamiento Nm006) ha demostrado un alto potencial para ser utilizado en el control biológico de gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda. Sin embargo, este microorganismo es altamente susceptible a condiciones abióticas de estrés, lo que dificulta el desarrollo tecnológico de un bioplaguicida. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo del trabajo fue evaluar el efecto individual de temperatura y luz ultravioleta mediante choques de estrés implementados en el proceso de fermentación sólida. Los conidios obtenidos de los diferentes tratamientos se caracterizaron microbiológicamente (rendimiento y germinación), enzimática (β-esterasa, N-acetilglucosaminidasa y quimoelastasa proteasa Pr1) y biológicamente mediante un bioensayo. Los choques de temperatura no afectaron el rendimiento, germinación y actividad biológica del aislamiento, pero si potenciaron la actividad β-esterasa y la actividad N-acetilglucosaminidasa en comparación con los conidios no expuestos. Con respecto a los choques con luz UV, éstos no mejoraron las características de los conidios de N. rileyi. Con base en los resultados, los choques térmicos a 5 °C y 45 °C, se seleccionaron para la fermentación del hongo, porque no afectaron negativamente ninguna característica y aumentaron las actividades enzimáticas β-esterasa y N-acetilglucosaminidasa de los conidios, lo que podría mejorar la actividad insecticida sobre S. frugiperda.

Abstract The entomopathogenic fungus Nomuraea rileyi (isolate Nm006) is a possible microbial control agent against "fall armyworm" Spodoptera frugiperda. However, this fungus is affected by abiotic stress conditions that cause a slow development of the biopesticide. The objective of this study was to assess the individual effect of abiotic stress (temperature and UV light) during solid fermentation of Nomuraea rileyi Nm006. Conidia were produced under different stress conditions and then characterized microbiologically (yield and germination), enzymatically (β-esterese, N-acetylglucosaminidase and subtilin-like protease Pr1) and biologically against Spodoptera frugiperda. All the treatments were compare with conidia produced without stress. Yield and N-acetylglucosaminidase activity did not improve in conidia produced under temperature stress. Germination, efficacy and β-esterase activity were significantly higher in conidia exposed to thermal shock compared to unexposed conidia. UV light shocks did not improve any characteristics of Nm006. Thermal stress at 5 °C and 45 °C were select for fungus fermentation because conidia had higher enzymatic activity (β-esterase y N-acetilglucosaminidase) and any characteristic was negatively affect. This thermal stress could be a strategy to improve the insecticidal activity against S. frugiperda.

A Colombian Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus NPV003 with high potential for the development of an efficient biopesticide was microencapsulated by spray drying with a pH dependent polymer (Eudragit® S100). Conditions for microparticles production were standardized and microencapsulation process was validated. Physical properties, insecticide activity and photo-stability of microencapsulated virus were determined. The microparticles were spherical and irregular shaped, with sizes between 17.64 and 19.47 µm. Moisture content was 10.38 ± 0.87%; encapsulation efficiency 84.61± 13.09% and process yield was 91.20 ± 6.40%. Microencapsulation process did not affect viral insecticidal activity and provided efficient protection against UVB radiation. Results demonstrated technological feasibility of spray drying process to be used in formulating a biopesticide based on NPV003.

El gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) es considerado la plaga más importante del cultivo en el mundo. En varios países se han empleado exitosamente los nucleopoliedrovirus de la familia Baculoviridae para su control. Sin embargo, en Colombia, no se cuenta ningún bioplaguicida viral registrado para el control de la plaga. En el presente trabajo, se realizó la búsqueda de aislamientos nativos de nucleopoliedrovirus en los departamentos de Tolima, Meta y Córdoba, mediante la recolección de larvas en diferentes cultivos. Las muestras fueron analizadas por microscopía para la búsqueda de partículas virales y los aislamientos encontrados se caracterizaron física y biológicamente. Se recolectaron 2.140 larvas de S. frugiperda en los tres departamentos muestreados. Sin embargo, sólo en un lugar (Cereté, Córdoba), se encontraron larvas con síntomas de infección viral en campo. El 2% de las muestras colectadas mostraron síntomas típicos de infección y en total se identificaron 3 aislamientos codificados como NPV003 (Córdoba), NPV009 (Tolima) y NPV011 (Meta). Los aislamientos presentaron un tamaño de partícula entre 1,93 µm y 2,14 µm. Las concentraciones letales medias (CL50) sobre larvas neonatas oscilaron entre 2,2 x 105 CI/mL y 7,0 x 105 CI/mL y no se registraron estadísticas entre los aislamientos, sugiriendo que todos tienen la misma patogenicidad sobre larvas neonatas del insecto. Estos virus nativos representan la base para el desarrollo de una nueva alternativa biológica para el control de la plaga, siendo necesario iniciar los estudios para su formulación.

Worldwide, the fall armyworm Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) is considered the most important pest of maize crop. Nucleopolyhedrovirus of Baculoviridae family have been successfully used in several countries for its control. However, in Colombia there are not any biopesticide registered for the control of this pest. In the present work, native nucleopolyhedrovirus were isolated from the departments of Tolima, Meta and Córdoba, by collecting larvae in different crops. Samples were analyzed by microscopy in order to find viral particles and the isolates were characterized physically and biologically. A total of 2,140 larvae of S. frugiperda were collected in the three sampled zones. However, larvae with viral infection symptoms in the field were found only in one place (Cereté, Córdoba). The 2% of the samples exhibited typical symptoms of infection and 3 isolates were identified and codified as NPV003 (Córdoba), NPV009 (Tolima) and NPV011 (Meta). Isolates showed a particle size between 1.93 mum and 2.14 mum. The mean lethal concentrations (LC50) over neonate larvae ranged between 2.2 x 105 CI/mL and 7.0 x 105 CI/mL and there were not statistical differences among isolates, suggesting that all have the same pathogenicity on neonate larvae of the insect. Currently, these native viruses represent the base for developing a new biological alternative for the control of this pest, being necessary to being the studies for their formulation