The Effect of Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) Oil on Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera: Chrysomelidae) Damage in Mung Bean (Vigna radiata L.) Seeds

Year 2024, Volume: 19 Issue: 2, 75 - 84, 31.12.2024

Zühranur Aldemir , Ruziye Karaman , Cengiz Türkay , Ali Kemal Birgücü

https://doi.org/10.54975/sduzfd.1571863

Abstract

The aim of this study was to explore the effects of fennel essential oil on Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera: Chrysomelidae) and mung bean seeds. For this purpose, fennel oil was diluted and 6 different concentrations of 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, and 20 µL/L were prepared. In addition, mung bean seeds with different levels of contamination with the eggs of the pest were used. The experiments were continued until all insects emerged from the seeds. Sprout lengths of germinated seeds according to different contamination levels were found to be 6.77 cm for clean seed, 6.42 cm for 1-3 egg contamination, 5.99 cm for 4-6 egg contamination, 5.68 cm for clean seed, 6.59 cm for 1-3 egg contamination and 6.02 cm for 4-6 egg contamination. According to the results obtained in this study, fennel oil may have an effect on the increase of the pest population. Research on the extraction of essential oils in pure form and their subsequent use against stored product pests will increase the potential for the use of essential oils in pest control. In addition, more research should be conducted to determine whether essential oils of plant origin have adverse effects on the environment and human health.

Keywords

Cowpea weevil, essential oil, fennel, germination properties, mung bean

Maş fasulyesi (Vigna radiata L.) Tohumlarında Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera: Chrysomelidae) Zararı Üzerine Rezene (Foeniculum vulgare Mill.) Yağının Etkisi

Abstract

Çalışmada rezene uçucu yağının Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera: Chrysomelidae)’a ve maş fasulyesi tohumlarına etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, rezene uçucu yağının 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 ve 20 µL/L olmak üzere 6 farklı dozu ve zararlının yumurtaları ile farklı bulaşıklık düzeylerindeki maş fasulyesi tohumları kullanılmıştır. Denemelere tohumlardan tüm böceklerin çıkışı tamamlanana kadar devam edilmiştir. Farklı bulaşıklık düzeyine göre çimlenen tohumların filiz uzunlukları temiz tohumda 6.77 cm, 1-3 yumurta ile bulaşıklık düzeyinde 6.42 cm, 4-6 yumurta ile bulaşıklık düzeyinde 5.99 cm, kök uzunlukları temiz tohumda 5.68 cm, 1-3 yumurta ile bulaşıklık düzeyinde 6.59 cm, 4-6 yumurta ile bulaşıklık düzeyinde 6.02 cm bulunmuştur. Filiz yaş ve kuru ağırlıkları; kuru tohum uygulamasında sırasıyla 2.42, 0.38 mg iken 12.5 µL/L doz uygulamasında 1.07 ve 0.58 mg olmuştur. Kök yaş ve kuru ağırlıkları ise ağırlıkları; kuru tohum uygulamasında 0.68 ve 0.14 mg iken 12.5 µL/L doz uygulamasında 0.20 ve 0.06 mg bulunmuştur. Çalışmanın sonuçlarına göre rezene uçucu yağının zararlının popülasyonunun artışı üzerine etkisinin olabileceği görülmüştür. Uçucu yağların depo zararlılarına karşı kullanılmasına yönelik yapılacak ileri araştırmalar, bunların zararlılarla mücadelede kullanılabilme ihtimalini arttıracaktır. Ayrıca bitkisel kökenli uçucu yağların çevre ve insan sağlığı açısından yan etkilerinin olup olmadığının belirlenmesi adına birçok araştırmaların yürütülmesi gerekmektedir.Uçucu yağların ana bileşenlerinin saf halde elde edilmesi ve bunların depolanmış ürün zararlılarına karşı formüle edilerek kullanılmasına yönelik araştırmalar, uçucu yağların potansiyellerinin fark edilmesine katkı sağlayacaktır. Bunun yanında, bitkisel kökenli uçucu yağların çevreye ve canlıların sağlığına yan etkilerinin bulunup bulunmadığının belirlenerek, yapılacak çalışmalarla güvenilirliklerinin tespit edilmesi gerekmektedir.
Uçucu yağların ana bileşenlerinin saf olarak elde edilmesi ve bunların depolanmış ürün zararlılarına karşı formülasyon haline getirilerek kullanımına yönelik çalışmalar uçucu yağların potansiyellerinin anlaşılmasında faydalı olacaktır. Ayrıca bitkisel kökenli uçucu yağların çevre ve insan sağlığı açısından yan etkilerinin olup olmadığı tespit edilerek güvenilirliğinin yapılacak olan çalışmalarla ortaya konulması gerekmektedir.

Keywords

Börülce tohum böceği, çimlenme özellikleri, maş fasulyesi, rezene, uçucu yağ

Ethical Statement

Bu çalışmanın yazarları olarak herhangi bir etik kurul onay bilgileri beyanımız bulunmadığını bildiririz.

References

• Akkuş, S., Gözüaçık, C., & Gültekin, L. (2021). Thymus sipyleus (Boiss.) subsp. rosulans (Borbas) Jalas ve Mentha longifolia subsp. longifolia (Lamiaceae) ait uçucu yağların bazı depolanmış ürün zararlılarına karşı fumigant etkileri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(4), 2487-2497.
• Angioni, A., Barra, A., Coroneo, V., Dessi, S., & Cabras, P. (2006). Chemical composition, seasonal variability, and antifungal activity of Lavandula stoechas L. ssp. stoechas essential oils from stem/leaves and flowers. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(12), 4364–4370.
• Anonim, (1975). European Pharmacopoeia Commission, Maisonneuve 1975, Series: European treaty series, no. 50. Edition.
• Anonim, (1994). Türkiye’de Yetiştirilen Bazı Okaliptüs (Eucalyptus) Türlerinin Uçucu Yağ Verim ve Bileşimlerinin ve Üretim Teknolojilerinin Belirlenmesi. T:C: Tarım ve Orman Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü; Orman Bakanlığı Yayın No: 084, Ankara.
• Anonim, (2020). Maş fasulyesinin ekim alanı, üretim miktarı ve İthalat hacmi. https://www.tuik.gov.tr/
• Anonim, (2023). Maş fasulyesinin üretim miktarı. https://www.tuik.gov.tr/
• Baidoo, P. K., Mochiah, M. B., & Owusu-Akyaw, M. (2010). The effect of time of harvest on the damage caused by the cowpea weevil Callosobruchus maculatus (Fab.)(Coleoptera: Bruchidae). Journal of Stored Products and Postharvest Research. 1(3), 24-28.
• Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., & Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils- A review. Food and Chemical Toxicology 46(2), 446- 475.
• Bhaduri, N., Ram, S., & Patil, B. D. (1985). Evaluation of some plant extract as protectants against pulse betle, Callosobruchus maculatus F. infesting cowpea seeds. Journal of Entomological Research, 9(2), 183-187.
• Bittner, M. L., Casanueva, M. E., Arbert, C. C., Aguilera, M. A., Hernández, V. J., & Becerra, J. V. (2008). Effects of essential oils from five plant species against the granary weevils Sitophilus zeamais and Acanthoscelides obtectus (Coleoptera). Journal of the Chilean Chemical Society, 53(1), 1455-1459.
• Boxall, R. A. (2001). Post-harvest losses to insects—a world overview. International Biodeterior Biodegradation, 48(1-4), 137-152.
• Bozoğlu, H., & Topal, N. (2005). Ülkemiz İçin yeni yemeklik tane baklagil türleri. In Türkiye VI. Tarla Bitkileri Kongresi Bildiriler 1 (Tahıllar, Bitki ıslahı ve Biyoteknoloji, Yemeklik Tane Baklagiller) (ss. 5-9). Atatürk Üniversitesi Yayınları.
• Brounce, F. (2002). Soya is flavones: a new and promising ingredient for the health food sector. Food Research Institute, 35, 187-193.
• Chawe, K. G., Venkataramana, P. B., & Ndakidemi, P. A. (2019). Assessment of farmers’ indigenous knowledge and preferences: A tool for sustainable lablab bean (Lablab purpureus L. Sweet) improvement and utilization in Northern Tanzania. Journal of Advances in Biology & Biotechnology, 21, 1-14.
• Chu, S. S., Liuand Q. R., & Liu, Z. L. (2010). Insecticidal activity and chemical composition of the essential oil of Artemisia vestita from China against Sitophilus zeamais. Biochemical Systematics and Ecology, 38(4), 489- 492.
• Çam, H., Karakoç, Ö. C., Gökçe, A., Telci, İ., & Demirtaş, İ. (2012). Farklı nane türlerine ait klonların uçucu yağlarının buğday biti [(Sitophilus granarius L.) (Coleoptera: Curculionidae)]’ne fumigant etkisi. Türkiye Entomoloji Dergisi, 36(2), 255-263.
• Çelik, E., & Çelik, G. Y. (2007). Bitki uçucu yağlarının antimikrobiyal özellikleri. Orlab On-Line Mikrobiyoloji Dergisi 5(2), 1-6.
• Çetin, H., & Elma, F. N. (2017). Bazı bitki ekstraktlarının börülce tohum böceği [Callosobruchus maculatus F. (Coleoptera: Chrysomelidae)] erginlerine etkileri. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 21(4), 404-411.
• Çetin, H., & Güdek, M. (2020). Effect of essential oil from the leaves of rosemary used in the control of Callosobruchus maculatus (F.) on the hydration coefficient, cookability, taste and color of the edible chickpea. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 23(2), 301-310.
• Dongre, T. K., Pawar, S. E., Thakare, R. G., & Harwalkar, M. R. (1996). Identification of resistant sources to cowpea weevil (Callosobruchus maculatus (F.)) in Vigna sp. and inheritance of their resistance in black gram (Vigna mungo var. mungo). Journal of Stored Products and Postharvest Research, 32(3), 201-204.
• Elma, F. N., & Çetin, H. (2022). Biberiye [Rosmarinus officinalis L.] uçucu yağının Callosobruchus maculatus (F.)’un yumurta bırakma davranışına etkisi ve erginlere karşı toksisitesi. KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi, 25(3), 504-510.
• Gosh, S., Roy, A., & Kundagraml, S. (2020). Screening of mungbean (Vigna radiata) genotypes against bruchid (Callosobruchus maculatus) attack to reduce post-harvest losses. Legume Research, 1, 9-11.
• Grassmann, J., & Elstner, E. F. (2003). Essential oils/properties and uses. Encyclopaedia of Food Science, Food Technology and Nutrition (Elsevier Science Ltd.).
• Güdek, M., & Çetin, H. (2016). Fumigant toxicity of Rosmarinus officinalis L. (Lamiales: Lamiaceae) essential oil against immature stages of Callosobruchus maculatus (Fabricius, 1775) (Coleoptera: Chrysomelidae). Turkish Journal of Entomology, 40(4), 455-466.
• Heydarzade, A., & Moravvej, G. (2012). Contact toxicity and persistence of essential oils from Foeniculum vulgare, Teucrium polium and Satureja hortensis against Callosobruchus maculatus (Fabricius) (Coleoptera: Bruchidae) adults. Turkish Journal of Entomology, 36(4), 507-518.
• Karakoç, Ö. C., Gökçe, A., & Telci, İ. (2006). Bazı bitki uçucu yağlarının Sitophilus oryzae L., Sitophilus granarius L. (Col.: Curculionidae) ve Acanthoscelides obtectus Say. (Col.: Bruchidae)'a karşı fumigant etkileri. Türkiye Entomoloji Dergisi, 30(2), 123-135.
• Kaya, K., Sertkaya, E., Üremiş, İ., & Soylu, S. (2018). Determination of chemical composition and fumigant insecticidal activities of essential oils of some medicinal plants against the adults of cowpea weevil, Callosobruchus maculatus. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 21(5), 708-714.
• Lawn, R. J., & Russell, J. S. (1978). Mungbeans: a grain legume for summer rainfall cropping areas of Australia. The Journal of Australian Instute of Agricultural Science, 44(1), 28-41.
• Lee, B. H., Annis, P. C., Tumaalii, F., & Choi, W. S. (2004). Fumigant toxicity of essential oils from the myrtaceae family and 1,8-cineole against 3 major stored-grain insects. Journal of Stored Products Research, 40, 553-564.
• Madhujith, T., Naczk, M., & Shahidi, F. (2004). Antioxidant activity of common beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Food Lipids, 11, 220-233.
• Majhi, P. K., & Mogali, S. C. (2020). Characterization and selection of bruchid [Callosobruchus maculatus (F.)] tolerant greengram [Vigna radiata (L.) Wilczek] genotypes. Indian Journal of Agricultural Research, 54(6), 679-688.
• Moravvej, G., Hassanzadeh-Khayyat, M., & Abbar, S. (2010). Vapor activity of essential oils extracted from fruit peels of two Citrus species against adults of Callosobruchus maculatus (Fabricius, 1775) (Coleoptera: Bruchidae). Turkish Journal of Entomology, 34(3), 279-288.
• Nair, R. M., & Schreinemachers, P. (2020). Global status and economic importance of mungbean, In R. M., Nair, R. Schafleitner, & S.-H. Lee (Ed.), The mungbean genome (pp. 1-8). Springer, Cham.
• Ofuya, T. L., Olotuah, O., & Akinyoade, D. (2010). The effect of storage on the efficacy of Eugenia aromatica (Baill.) in the control of Callosobruchus Maculatus (Fabricius) (Coleoptera: Bruchidae) pest. The Journal of Applied Sciences & Environmental Management, 14(1), 97-100.
• Oplinger, E. S., Hardman, L. L., Kaminski, A. R., Combs, S. M., & Doll, J. D. (1990). Mungbean, Alternative Field Crops Manual. University of Wisconsin Extension.
• Ponnusamy, D., Pratap, A., Singh, K. S., & Gupta, S. (2014). Evaluation of screening methods for bruchid beetle (Callosobruchus chinensis) resistance in greengram (Vigna radiata) and blackgram (Vigna mungo) genotypes and influence of seed physical characteristics on its infestation. Vegetos, 27, 60-67.
• Rajendran, S., & Sriranjini, V. (2008). Plant products as fumigants for stored-product insect control. Journal of Stored Products Research, 44(2), 126-135.
• Samyuktha, S. M., Malarvizhi, D., Mariyammal, I., Karthikeyan, A., Seram, D., Dhasarathan, M., & Senthil, N. (2022). The hunt for mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek) genotypes and breeding lines resistance to South Indian bruchid strain. Agriculture, 12(7), pp 1050.
• Selimoğlu, T., Gökçe, A., & Yanar, D. (2015). Bazı bitki uçucu yağlarının Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae) üzerindeki fumigant toksisiteleri. Türkiye Entomoloji Dergisi, 39(1), 109-118.
• Shaaya, E., Kostjucovski, M., Eilberk, J., & Sukprakarn, C. (1997). Plant oils as fumigants and contact insecticides for the control of stored product insect. Journal of Stored Product Research, 33, 7-15.
• Somta, P., Ammaranan, C., Ooi, P. A-C., & Srinives, P. (2007). Inheritance of seed resistance to bruchids in cultivated mungbean (Vigna radiata L. Wilczek). Euphytica, 155, 47-55.
• Tapondjou, L. A., Adler, C., Bouda, H., & Fontem, D. A. (2002). Efficacy of powder and essential oil from Chenopodium ambrosioides leaves as post-harvest grain protectants against six-stored product beetles. Journal of Stored Products Research, 38, 395-402.
• Taş, M. N., Uysal, M., & Çetin, H. (2015). Bazı bitki ekstraktlarının Callosobruchus maculatus (F.) (Col.: Bruchidae)’e olan kontak toksisiteleri. Bitki Koruma Bülteni, 55(3), 195-205.
• Tripathi, A., Tripathi, D. K., Chauhan, D. K., Kumar, N., & Singh, G. S. (2016). Paradigms of climate change impacts on some major food sources of the world: A review on current knowledge and future prospects. Agriculture, Ecosystems & Environment, 216, 356–373.
• Udo, I. O., & Epidi, T. T. (2009). Biological effect of ethanolic extract fractions of Ricinodendron heudelotii (Baill) Pierre ex Pax against Sitophilus zeamais Motschulsky and Callosobruchus maculatus Fabricius on stored grains. African Journal of Agricultural Research, 4(10), 1080-1085.
• Wang, S. Y., Wu, J. H., Ng, T. B., Ye, X. Y., & Rao, P. F. (2004). A non-specific lipid transfer protein with antifungal and antibacterial activities from the mung bean. Peptides, 25(8), 1235-1242.
• Yiğit, N., Gözüaçık, C., & Gültekin, L. (2023). Adaçayı (Salvia sp.) (Lamiaceae) türlerine ait uçucu yağların bazı depolanmış ürün zararlılarına karşı fumigant etkilerinin araştırılması. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 10(1), 51-59.