CONTROLE QUÍMICO

ABSTRACT - Conservation of natural enemies is an important component of integrated pest management. In this work, the selectivity of 11 insecticides used for management of Leucoptera coffeella (Guérin-Méneville) was studied to Protonectarina sylveirae (Saussure), Polybia scutellaris (White) and Protopolybia exigua (Saussure) (Hymenoptera: Vespidae). The insecticides were applied in concentrations corresponding to 50% and 100% of the field rates used for management of L. coffeella. The organophosphates (except to the 50% rate of ethion to P. scutellaris) were highly toxic to all three Vespidae species. Cartap was highly toxic to P. escutellaris and P. exigua but showed median selectivity to P. sylveirae. The pyrethroids cypermethrin, deltamethrin, betacyfluthrin, zetacypermethrin, and esfenvalerate were selective to at least one of wasp species. The mortality of P. scutelaris caused by ethion, cypermethrin, deltamethrin, betacyfluthrin and zetacypermethrin decreased when 50% of the recommended rates were used. This reduction was also observed for the mortality of P. exigua by permethrin and for the mortality of P. sylveirae by deltamethrin. P. sylveirae was the most tolerant species to cartap; P. scutellaris was the most tolerant to ethion, while P. exigua was more tolerant to pyrethroids than P. scutellaris and P. sylveirae. The results of this research indicate that pyrethroid insecticides are likely to be selective to predatory wasps in field settings given their overall selectivity in the conditions of extreme exposure of this study. The possible mechanisms underlying the selectivity of these compounds and the differential tolerance of the wasps are discussed.

KEY WORDS - Coffee leafminer, wasps, Protonectarina sylveirae, Polybia scutellaris, Protopolybia exigua

RESUMO - A conservação de inimigos naturais é um componente importante no manejo integrado de pragas. Neste trabalho, estudou-se a seletividade de 11 inseticidas usados para manejar Leucoptera coffeella (Guérin-Méneville) aos predadores Protonectarina sylveirae (Saussure), Polybia scutellaris (White) e Protopolybia exigua (Saussure) (Hymenoptera: Vespidae). Os inseticidas foram empregados em concentrações que correspondem a 50% e 100% da dosagem utilizada para o manejo de L. coffeella. Os organofosforados (exceto a subdose do etiom a P. scutellaris) foram altamente tóxicos aos três Vespidae estudados. Cartape não apresentou seletividade em favor de P. escutellaris e P. exigua, mas foi medianamente tóxico a P. sylveirae. Os piretróides cipermetrina, deltametrina, betaciflutrina, zetacipermetrina e esfenvalerato foram seletivos a pelo menos uma espécie de Vespidae estudada. As mortalidades causadas por etiom, cipermetrina, deltametrina, betaciflutrina e zetacipermetrina a P. scutellaris decresceram quando se utilizou metade das doses. Essa redução na mortalidade também foi observada para permetrina em P. exigua e para deltametrina em P. sylveirae. P. sylveirae foi mais tolerante ao cartape do que P. scutellaris e P. exigua. A vespa P. scutellaris foi mais tolerante ao etiom do que P. sylveirae e P. exigua. A espécie P. exigua foi a mais tolerante a piretróides. Os resultados dessa pesquisa foram obtidos em condições de exposição extrema e, portanto indicam que piretróides são possivelmente seletivos a vespas predadoras em condições de campo. Os possíveis mecanismos relacionados à seletividade e tolerância das vespas aos inseticidas são discutidos neste trabalho.

PALAVRAS-CHAVE - Bicho-mineiro do cafeeiro, vespas, Protonectarina sylveirae, Polybia scutellaris, Protopolybia exigua
 

Tabela 1

Tabela 2

O bicho-mineiro do cafeeiro, Leucoptera coffeella (Guérin-Méneville) (Lepidoptera: Lyonetiidae), é considerado praga-chave de Coffea arabica no Brasil e em alguns países da América Central e do Leste Africano por causar sérios prejuízos na produção e no rendimento do café produzido. Este inseto é favorecido por plantios mais espaçados e regiões de clima mais seco (Souza et al. 1998).

As larvas do bicho-mineiro se alimentam do parênquima foliar ocasionando queda precoce das folhas (Matiello 1991, Souza et al. 1998, Reis & Souza 1996). As injúrias provocadas por esta praga afetam também a longevidade do cafeeiro uma vez que a planta despenderá muito mais energia para recuperar o que foi perdido com as desfolhas. Têm-se verificado reduções de 30 a 80% na produtividade dos cafeeiros devido ao ataque desta praga (Souza et al. 1998, Gallo et al. 2002).

O controle químico de L. coffeella é o método mais empregado pelos produtores de café. Os principais inseticidas utilizados apresentam amplo espectro de ação e pertencem principalmente aos grupos dos organofosforados e piretróides (Guedes & Fragoso 1999). Estes inseticidas podem apresentar boa eficiência de controle, entretanto o uso de forma intensiva tem causado impactos negativos ao homem e ao meio ambiente (Kay & Collins 1987), como a intoxicação de aplicadores, resistência de populações da praga aos inseticidas e redução da população de inimigos naturais (Brattsten et al. 1986, Guedes 1999).

Várias espécies benéficas residentes no agroecossistema cafeeiro podem manter a população do bicho-mineiro abaixo do nível de dano econômico. Dentre os agentes de controle biológico de L. coffeella, os adultos de Vespidae predadores de lagartas se destacam (Campos et al. 1989). As espécies de Vespidae mais importantes são Protonectarina sylveirae (Saussure), Polybia scutellaris (White) e Protopolybia exigua (Saussure) (Parra et al. 1977). Segundo Tuelher et al. (2003), estes inimigos naturais podem reduzir o ataque do bicho mineiro em até 90%. Dessa forma, para a implementação do manejo integrado de pragas (MIP) na cultura do cafeeiro, há necessidade de preservar e incrementar a densidade populacional dessas espécies no agroecossistema. Para a preservação das vespas predadoras é indispensável à utilização de inseticidas seletivos a estas espécies.

A seletividade pode ser classificada em seletividade ecológica e fisiológica. A seletividade ecológica consiste na utilização dos inseticidas de forma seletiva, isto é, que minimize a exposição das vespas aos inseticidas. Esta seletividade é normalmente alcançada através de aplicações em horários do dia com temperaturas mais amenas. Nestes horários há uma menor movimentação das vespas. Já a seletividade fisiológica consiste no uso de inseticidas que apresentem baixa toxicidade às vespas ou que sejam mais tóxicos ao bicho mineiro do que a estes inimigos naturais (Pedigo 1999).
Apesar da importância da seletividade fisiológica dos inseticidas a vespas predadoras do bicho mineiro, os trabalhos são escassos e quando existem, envolvem poucos inseticidas e poucas espécies de vespas. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar a seletividade fisiológica de onze inseticidas utilizados no controle de L. coffeella às vespas predadoras P. sylveirae, P. scutellaris e P. exigua.

Material e Métodos

Insetos. Adultos das vespas predadoras P. sylveirae, P. scutellaris e P. exigua foram coletados em ninhos localizados no Campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Utilizaram-se dois ninhos de P. sylveirae, três de P. scutellaris e cinco de P. exigua para a realização dos bioensaios. Os ninhos foram coletados em árvores e arbustos com o auxílio de podão e sacos plásticos de 1,0 × 1,0 m. Os ninhos foram mantidos em gaiolas de 50 × 50 × 50 cm, teladas com malha de aço. Exemplares das vespas estudadas foram coletadas, montadas e identificadas no Museu de Entomologia da UFV.

Determinação da Toxicidade dos Inseticidas aos Vespidae. Os bioensaios foram conduzidos no Laboratório de Manejo Integrado de Pragas da UFV. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial de 66 tratamentos (11 inseticidas, três vespas predadoras e duas doses de cada inseticida), com quatro repetições. A escolha dos inseticidas foi feita de forma a abranger os principais produtos recomendados no controle de L. coffeella no Brasil (Tabela 1).
 

Os inseticidas foram empregados em concentrações que correspondem a 50% e 100% da dosagem utilizada para o controle de L. coffeella. O uso de subconcentração teve como objetivo observar o impacto dos inseticidas sobre as vespas quando estes forem decompostos à metade de suas concentrações originais. Utilizou-se o espalhante adesivo polioxietileno alquil fenol éter (Haiten 200), na concentração de 15 mL p.c./100 L de calda, em todos os tratamentos (Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento 2006). Na testemunha foi utilizado somente água mais espalhante adesivo.

Para instalação dos bioensaios, folhas de café da cultivar Catuaí foram imersas em caldas inseticidas por cinco segundos (Bacci et al. 2001, Galvan et al. 2002). As folhas foram postas para secar à sombra em um varal por duas horas. Após a secagem, as folhas foram acondicionadas em placas de Petri de 9 cm de diâmetro por 2 cm de altura de forma a cobrir todo o fundo da placa. Adicionou-se uma solução de mel a 10% para alimentar as vespas durante o período experimental. As placas foram cobertas com organza e presas por elástico. Em cada placa, foram liberados 10-15 insetos adultos de cada espécie, com o auxílio de um sugador de mangueira plástica, constituindo-se assim a unidade experimental. As placas de Petri foram levadas para estufa incubadora à temperatura de 25 ± 0,5°C e umidade relativa de 75 ± 5%. Vinte e quatro horas depois foram realizadas avaliações do número de insetos mortos por unidade experimental, sendo considerados como mortos os insetos que não eram capazes de voar.

Análise e Interpretação dos Dados. Os resultados de mortalidade obtidos para as três espécies de vespas foram corrigidos em relação à mortalidade ocorrida na testemunha usando-se a fórmula de Abbott (1925). Os resultados foram transformados em arco seno (x/100)^0,5 para realização de análise de variância (ANOVA) e comparação das médias pelo teste agrupamento de médias de Scott-Knott a 5% de significância (Scott & Knott 1974). O teste de agrupamento de médias de Scott-Knott é utilizado na comparação de um grande número de médias por facilitar a interpretação dos resultados se comparado a um teste de média.

Os inseticidas foram classificados em não seletivos ou altamente tóxicos (mortalidades entre 100-70%), medianamente seletivos ou medianamente tóxicos (mortalidades entre 69-30%) e seletivos ou pouco tóxicos (mortalidades entre 29-0%). Estes grupos foram definidos pelo teste de agrupamento de média de Scott-Knott. A redução da toxicidade dos inseticidas com a subdose e a tolerância das vespas foi determinada por comparação entre as médias através do teste de Scott-Knott.

Resultado

Foram detectadas diferenças significativas na mortalidade das vespas P. sylveirae, P. scutellaris e P. exigua em função dos inseticidas (F = 176,92; gl = 10, 218; P < 0,001), das espécies (F = 24,18; gl = 2, 218; P < 0,001), das dosagens (F = 52,40; gl = 1, 218; P < 0,001), interações entre inseticidas e espécies (F = 17,56; gl = 20, 218; P < 0,001), interações entre inseticidas e dosagens (F = 3,35; gl = 10, 218; P < 0,001) e interações entre dosagens e espécies (F = 4,98; gl = 2, 218; P = 0,008).

Seletividade dos Inseticidas (Tabela 2). Os inseticidas clorpirifós, fenitrotiom, fenpropatrina e permetrina não foram seletivos, nas respectivas dose e subdose, às três espécies de vespas predadoras. Também foi observada alta toxicidade do etiom a P. sylveirae e P. exigua e do cartape a P. scutellaris e P. exigua, nas duas doses testadas. Etiom não foi seletivo na dose, mas apresentou seletividade na subdose em favor de P. scutellaris. Cartape foi medianamente seletivo a P. sylveirae nas duas doses testadas e não seletivo para as demais espécies de vespas testadas.
Cipermetrina não foi seletiva a P. sylveirae (dose e subdose) e a P. scutellaris (dose), foi medianamente tóxica a P. scutellaris (subdose) e pouco tóxica a P. exigua (dose e subdose). Deltametrina foi altamente tóxica na dose e medianamente tóxica na subdose a P. sylveirae e P. scutellaris, sendo que para P. exigua este inseticida foi seletivo.
 

Betaciflutrina foi medianamente tóxica a P. sylveirae na dose e subdose, medianamente tóxica e seletiva a P. scutellaris na dose e subdose, e seletiva nas duas dosagens a P. exigua. Zetacipermetrina foi seletiva a P. sylveirae e P. exigua nas duas dosagens e medianamente tóxica e seletiva a P. scutellaris na dose e subdose, respectivamente.

O inseticida esfenvelerato mostrou-se seletivo em favor dos predadores P. sylveirae, P. exigua e P. scutellaris mesmo quando estes foram expostos à dose e à metade da dose.

Redução da Toxicidade com a Subdose (Tabela 2). As mortalidades causadas por clorpirifós, fenitrotiom, fenpropatrina cartape e esfenvalerato aos três predadores, mantiveram-se as mesmas quando se utilizou a metade das doses. Etiom, cipermetrina, betaciflutrina e zetacipermetrina também mantiveram as mesmas mortalidades à P. sylveirae e P. exigua com a redução das doses pela metade. Da mesma forma, deltametrina apresentou o mesmo impacto a P. exigua mesmo com a metade de seu princípio ativo.

As mortalidades causadas por etiom, cipermetrina, deltametrina, betaciflutrina e zetacipermetrina a P. scutellaris, deltametrina a P. sylveirae e permetrina a P. exigua decresceram quando se utilizou metade das doses.

Tolerância aos Inseticidas (Tabela 2). As espécies P. sylveirae, P. scutellaris e P. exigua foram igualmente tolerantes as doses e subdoses de clorpirifós, fenitrotiom, fenpropatrina e esfenvalerato, a dose de permetrina, e subdose de zetacipermetrina.

P. sylveirae e P. exigua foram mais tolerantes a dose de zetacipermetrina do que P. scutellaris. P. sylveirae foi mais tolerante as doses e subdoses de cartape do que P. scutellaris e P. exigua. A vespa P. scutellaris foi mais tolerante a dose e subdose de etiom do que P. sylveirae e P. exigua. A espécie P. exigua foi mais tolerante as doses e subdoses de deltametrina e betaciflutrina, subdose de permetrina, e dose de cipermetrina do que P. sylveirae e P. scutellaris. P. exigua foi a espécie mais tolerante a subdose de cipermetrina, enquanto P. sylveirae foi a mais susceptível, ficando P. scutellaris em situação intermediária.

Discussão

A seletividade dos piretróides foi variável entre as espécies de vespas e inseticidas. De uma forma geral, o grupo foi seletivo com exceção da fenpropatrina e permetrina. Estudos têm demonstrado a seletividade de piretróides em favor de Vespidae predadores. Gonring et al. (1999) observaram baixa toxicidade de piretróides a P. sylveirae, P. exigua e Polistes versicolor versicolor (Olivier). Moura et al. (2000) estudando a seletividade de inseticidas a Vespidae predadores de Dione juno juno (Cramer) (Lepidoptera: Heliconidade) no maracujazeiro, verificaram alta seletividade da deltametrina a P. scutellaris, P. sylveirae e Polybia fastidiosuscula (Saussure).

Os possíveis mecanismos de seletividade fisiológica desses inseticidas não se encontram devidamente esclarecidos devido à falta de estudos bioquímicos e fisiológicos que possam elucidar tais mecanismos. A seletividade dos piretróides aos Vespidae pode estar associada à baixa taxa de penetração no integumento (Guedes 1999), alterações no sítio de ação destes compostos e/ou a alta taxa de metabolização do inseticida (Yu 1988). A taxa de penetração do inseticida no integumento da vespa é resultante da relação entre a afinidade do inseticida com a espessura e composição química da cutícula. Assim, considerando que a lipofilicidade é inversamente proporcional à solubilidade do inseticida na água, compostos lipofílicos geralmente penetram em maiores taxas no corpo do inseto, dada a semelhança com sua cutícula (Leite et al. 1998). Alterações nos canais de sódio mudando a sensibilidade das enzimas (Na-K)-ATPase e Mg²-ATPase podem também ser responsáveis pela redução da ação neurotóxica desses inseticidas (Zhao et al. 1992, Leng & Xiao 1995). Da mesma forma, a metabolização dos piretróides por oxidases microssomais e esterases pode acarretar maior destoxificação destes inseticidas no corpo das vespas (Yu 1988).

A diferença na sensibilidade dos Vespidae predadores encontradas neste trabalho entre a fenpropatrina e permetrina (não seletivos) em relação a cipermetrina, esfenvalerato, betaciflutrina, zetacipermetrina e deltametrina (seletivos), possivelmente está relacionada aos pesos moleculares destes compostos. Substâncias com pesos moleculares menores possuem maior capacidade de penetração na cutícula do inseto (Stock & Holloway 1993). Suportando esta hipótese podemos observar os menores pesos moleculares da fenpropatrina (349,0) e permetrina (391,3) em relação aos pesos moleculares da cipermetrina (416,3), esfenvalerato (419,91), betaciflutrina (453,3), zetacipermetrina (459,9) e deltametrina (505,2) (Berg et al. 2003).

Os organofosforados, exceto o etiom na subdose em relação a P. scutellaris, não foram seletivos em favor dos Vespidae predadores nas duas doses testadas. A utilização de inseticidas organofosforados em cafezais para o controle de L. coffeella reduz o número de minas predadas por Vespidae (Carvalho et al. 2004). Gusmão et al. (2000) estudando a seletividade de inseticidas a vespas predadoras de L. coffeella verificaram elevada toxicidade de organofosforados à P. versicolor versicolor, Apoica pallens (Fabricius) e Brachygastra lecheguana (Latreille). Fragoso et al. (2001) observaram elevada mortalidade dos Vespidae B. lecheguana, P. exigua e Polybia paulista (Ihering) quando expostos ao clorpirifós nas concentrações obtidas a partir da estimativa das CLs₉₉ para L. coffeella.

A alta toxicidade dos organofosforados às vespas predadoras pode estar relacionada à atividade pró-inseticida deste grupo. Ao penetrar no organismo estes compostos sofrem reações e passam a formas mais tóxicas. Outro fator possivelmente relacionado à toxicidade dos organofosforados está no caráter lipofílico de alguns inseticidas associado à espessura e composição lipídica da cutícula dos insetos. Esta relação é responsável pela penetração do produto na cutícula e translocação até o alvo de ação (Leite et al. 1998). Os compostos lipofílicos apresentam maior afinidade com a cutícula do inseto e são mais facilmente absorvidos e translocados até o sítio de ação. Esta hipótese se baseia na baixa solubilidade em água dos inseticidas etiom (0,6 ppm), clorpirifós (2 ppm) e fenitrotion (21 ppm) (Kidd & James 1991, Berg et al. 2003).

As elevadas mortalidades causadas por clorpirifós, fenitrotiom e fenpropatrina aos três predadores, mantiveram-se as mesmas quando se utilizou a metade das doses. Dessa forma, infere-se que além do alto impacto desses inseticidas no momento da aplicação, este efeito persiste mesmo após a decomposição de metade dos princípios ativos. Galvan et al. (2002) verificaram resultados semelhantes em relação às vespas P. sylveirae, B. lecheguana e P. exigua para os inseticidas fenitrotiom e fenpropatrina. Gusmão et al. (2000) também verificaram a manutenção de elevadas mortalidades às vespas B. lecheguana, A. pallens e P. versicolor versicolor com a redução pela metade da concentração do clorpirifós.
As altas mortalidades causadas por etiom, cipermetrina e deltametrina a P. scutellaris; deltametrina a P. sylveirae e permetrina a P. exigua decresceram quando se utilizou metade das doses. Portanto, estes inseticidas apresentam alto impacto aos Vespidae no momento da aplicação e seus efeitos são reduzidos com a decomposição de metade da concentração dos princípios ativos. Gusmão et al. (2000) verificaram redução das mortalidades de A. pallens e P. versicolor versicolor com a decomposição destes princípios ativos pela metade. Galvan et al. (2002) verificaram redução da toxicidade da deltametrina a P. sylveirae com a metade do princípio ativo deste composto.

P. exigua foi mais tolerante aos piretróides fenpropatrina, permetrina, cipermetrina, deltametrina e betaciflutrina; P. scutellaris ao organofosforado etiom e P. sylveirae a nereistoxina cartape. Moura et al. (2000) trabalhando com seletividade de inseticidas a vespas predadoras, verificaram que P. scutellaris é mais tolerante ao organofosforado fentiom do que P. sylveirae, sendo esta última espécie cerca de duas vezes mais tolerantes ao cartape do que P. scutellaris. Galvan et al. (2002) verificaram que P. exigua é mais tolerante a deltametrina do que P. sylveirae.

Semelhantemente aos mecanismos que conferem seletividade aos inseticidas, a tolerância dos Vespidae predadores pode estar associada à menor taxa de penetração no integumento, maior taxa de metabolização do composto e/ou a alterações no sítio de ação dos inseticidas. Assim, as enzimas oxidases microssomais e esterases, e alterações nos canais de sódio de P. exigua podem estar relacionadas com sua maior tolerância aos piretróides (Yu 1988, Leng & Xiao 1995). A metabolização do etiom por enzimas monooxigenases dependentes de citocromo P450 presentes em P. scutellaris pode estar associado à tolerância desse Vespidae. Essas enzimas normalmente destoxificam compostos lipofílicos, transformando-os em metabólitos polares, possibilitando sua excreção (Brattsten et al. 1986). Alterações na enzima acetilcolinesterase no corpo de P. scutellaris e/ou à alta velocidade com que a enzima catalisa a hidrólise do neurotransmissor acetilcolina podem também ser responsáveis pela tolerância desse Vespidae ao etiom (Silver et al. 1995).

Os mecanismos envolvidos na tolerância de insetos a inseticidas derivados da neirestoxina são menos estudados. Entretanto, por estes compostos agirem com antagonistas da acetilcolina competindo com ela por seus receptores (Eto 1990), mudanças nos receptores deste neurotransmissor podem estar associadas à tolerância de P. sylveirae ao cartape. Siqueira et al. (2000) sugerem o envolvimento de monooxigenases dependentes de citocromo P450 na resistência de Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae) ao cartape. Segundo estes autores as enzimas glutationa-S-transferases e esterases apresentam um papel secundário na resistência de T. absoluta a este inseticida.

Uma vez determinada a necessidade de controle L. coffeella através da amostragem, a escolha do produto deve levar em consideração a eficácia no controle de L. coffeella e a seletividade aos Vespidae predadores, uma vez que estes são os principais agentes controladores da densidade populacional desta praga. As diferenças na tolerância das espécies de vespas aos inseticidas mostram a importância da correta identificação dos Vespidae encontrados no agroecossistema cafeeiro. De uma forma geral, os piretróides foram seletivos a P. sylveirae, P. scutellaris e P. exigua; etiom a P. scutellaris e cartape a P. sylveirae. Espera-se que a seletividade destes inseticidas seja maior no campo, haja visto que a exposição das vespas aos inseticidas em condições naturais é menor. Assim, com intuito de preservar os Vespidae estudados, pode-se, uma vez detectada a necessidade de controle, utilizar os produtos etiom, cartape e piretróides (cipermetrina, deltametrina, betaciflutrina, zetacipermetrina e esfenvalerato) em rotação.

Agradecimentos

Ao Prof. Paulo Sérgio Fiuza Ferreira pela ajuda na identificação das espécies. Agradecemos também ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao PNP&D/Café pelo financiamento do projeto e pelas bolsas concedidas.

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