Efficacy of Piper (Piperaceae) extracts for control of common home and garden insect pests

Abstract

Extracts from three species of the plant family Piperaceae, Piper nigrum [L.], Piper guineense [Schum & Thonn], and Piper tuberculatum [Jacq.], were tested for efficacy against insects from five orders. All three species contain isobutyl amides, plant secondary compounds that act as neurotoxins in insects. These materials are considered safe to mammals because Piper spp. were used for centuries for spice and medicinal purposes. When 24-h P. nigrum LC50 values were compared between common insect pests from eastern Canada and the northeastern United States, the most sensitive species in order of increasing lethal concentration were eastern tent caterpillar, Malacosoma americanum (F.) European pine sawfly larvae, Neodiprion sertifer (Geoffroy) spindle ermine moth larvae, Yponomeuta cagnagella [Hübner] viburnum leaf beetle larvae, Pyrrhalta viburni [Paykull] stripped cucumber beetle adults, Acalymma vittatum (F.) Colorado potato beetle adults, Leptinotarsa decemlineata (Say) Japanese beetle adults, Popillia japonica [Newman] hairy chinch bug, Blissus leucopterus hirtis [Montandon]. The life stage tested was the point at which each species causes the greatest amount of damage to the host plant and the point at which most gardeners would likely choose to treat with a conventional synthetic insecticide. Greenhouse trials revealed that the pepper formulations also had a repellent activity, thus protecting plant leaves from 1) herbivory (lily leaf beetle, Lilioceris lilii [Scopoli], adults and larvae and stripped cucumber beetle adults) and 2) oviposition [European corn borer,Ostrinia nubilalis (Hübner)]. Combinations with other botanical extracts were additive at best in toxicity and repellent trials. Nontarget toxicity to beneficial invertebrates is a possibility because the P. nigrum LC50 for beneficial ladybird beetles was 0.2%. P. nigrum extracts can provide a reasonable level of control against lepidopteran and European pine sawfly larvae and also will work as a short-term repellent and feeding deterrent. It is recommended that the use of Piper extracts be restricted to small-scale spot treatments in residential areas where insect pest outbreaks have occurred.Se probó la eficacia de extractos de tres especies de la familia de plantas Piperaceae, Piper nigrum [L.], Piper guineense [Schum & Thonn] y Piper tuberculatum [Jacq.], contra insectos de cinco órdenes. Las tres especies contienen amidas isobutílicas, compuestos secundarios de las plantas que actúan como neurotoxinas en los insectos. Estos materiales se consideran seguros para los mamíferos porque Piper spp. se ha utilizado durante siglos con fines medicinales y como especia. Cuando se compararon los valores LC50 de P. nigrum en 24 horas entre plagas de insectos comunes del este de Canadá y del noreste de Estados Unidos, las especies más sensibles en orden de concentración letal creciente fueron la oruga de la carpa oriental, Malacosoma americanum (F. ) larvas de la mosca del pino, Neodiprion sertifer (Geoffroy) larvas de la polilla del armiño, Yponomeuta cagnagella [Hübner] larvas del escarabajo de la hoja del viburno, Pyrrhalta viburni [Paykull] adultos del escarabajo del pepino, Acalymma vittatum (F. ) adultos del escarabajo de la patata de Colorado, adultos del escarabajo japonés Leptinotarsa decemlineata (Say), Popillia japonica [Newman] hairy chinch bug, Blissus leucopterus hirtis [Montandon]. La etapa de vida probada fue el punto en el que cada especie causa la mayor cantidad de daño a la planta huésped y el punto en el que la mayoría de los jardineros probablemente elegirían tratar con un insecticida sintético convencional. Los ensayos en invernadero revelaron que las formulaciones de pimienta también tenían una actividad repelente, protegiendo así las hojas de las plantas de 1) la herbivoría (adultos y larvas del escarabajo de la hoja del lirio, Lilioceris lilii [Scopoli], y adultos del escarabajo del pepino rayado) y 2) la oviposición [barrenador europeo del maíz, Ostrinia nubilalis (Hübner)]. Las combinaciones con otros extractos botánicos fueron aditivas en el mejor de los casos en los ensayos de toxicidad y repelencia. La toxicidad no selectiva para los invertebrados beneficiosos es una posibilidad, ya que la CL50 de P. nigrum para los escarabajos mariquitas beneficiosos fue del 0,2%. Los extractos de P. nigrum pueden proporcionar un nivel razonable de control contra las larvas de lepidópteros y de la mosca del pino europeo y también funcionarán como repelente a corto plazo y disuasorio de la alimentación. Se recomienda que el uso de los extractos de Piper se limite a tratamientos puntuales a pequeña escala en zonas residenciales donde se hayan producido brotes de plagas de insectos.