Competing effects of toxin-producing phytoplankton on overall plankton populations in the Bay of Bengal

The coexistence of a large number of phytoplankton species on a seemingly limited variety of resources is a classical problem in ecology, known as ‘the paradox of the plankton’. Strong fluctuations in species abundance due to the external factors or competitive interactions leading to oscillations, chaos and short-term equilibria have been cited so far to explain multi-species coexistence and biodiversity of phytoplankton. However, none of the explanations has been universally accepted. The qualitative view and statistical analysis of our field data establish two distinct roles of toxin-producing phytoplankton (TPP): toxin allelopathy weakens the interspecific competition among phytoplankton groups and the inhibition due to ingestion of toxic substances reduces the abundance of the grazer zooplankton. Structuring the overall plankton population as a combination of nontoxic phytoplankton (NTP), toxic phytoplankton, and zooplankton, here we offer a novel solution to the plankton paradox governed by the activity of TPP. We demonstrate our findings through qualitative analysis of our sample data followed by analysis of a mathematical model.

Determination of polyamines in organic extracts from roots of Canavalia ensiformis by capillary electrophoresis

A rapid, selective and specific capillary zone electrophoresis method to determine polyamines in organic extracts from roots of Canavalia ensiformis (Jack Beans) was developed using ultra violet (UV) detection. Canavalia ensiformis is relatively free from diseases and it is used as reference in allelopathy studies. Polyamines are widely distributed in plant and it could be involved in plant pathogen interactions. Optimal separation was achieved using 15 mmol.L-1formic acid (pH 3.0) + 4 mmol.L-1 imidazole as a background electrolyte. It was possible to identify and quantify the polyamines on herbal samples in the presence of other phytochemical substances and analyze them quickly (up to 6 min). The applicability of this method was evaluated in crude organic extracts from roots of Canavalia ensiformis.

Koncentrisk hämning och stimulans av bakterietillväxt i agarkulturer

The aim of this study is to elucidate factors that effect growth of Sarcina lutea and Bacillus subtilis, exposed to the growth inhibitor SDS (Sodiumdodecylsulfat). Agar diffusion experiments revealed repeated, concentric zones of inhibition and stimulation upon exposure to Sodiumdodecylsulphate or to Amoxicillin. Temperature, nutrient concentration and inhibitor concentration were controlled. Formation of successively repeated zones of inhibition, stimulation, inhibition and stimulation is discussed: •The extension of the primary inhibition zone is due to the concentration of applied Sodium dodecyl sulphate.•Immediately outside the primary inhibition zone the bacteria have access to diffusing nutrients that have not been consumed in the primary inhabitation zone.•In zones of dense bacterial growth the bacteria may produce inhibiting substances, affecting growth of bacteria in adjacent zones.•In zones of dense bacterial growth the nutrients will soon become depleted, thus affecting bacteria in adjacent zones.

Allelopathic plants. 7. Sunflower (Helianthus annuus L.)

Sunflower is an annual dicotyledonous plant, herbaceous, erect and native of North America. It is thermo- and photo-insensitive, hence, can be grown round the year in sub-tropical and tropical countries. Only two spp. H. annuus and H. tuberosum are cultivated for food, remaining spp. are ornamentals, weeds and wild plants. However, H. annuus is allelopathic and inhibit the growth and development of other plants thus reducing their productivity. Much information is available about the allelopathic effects of sunflower crop on following crops in crop rotations. Although it is harmful to all crops, but, is less harmful to crops of Graminae family than other families. It seems that the harmful effects of sunflower in crop rotations are due to release and accumulation of root exudates during crop growth in soil. Soil incorporation of its fresh (green manure) or dry biomass in soil is inhibitory to both crops and weed spp. Several allelochemicals have been characterized from the H. annuus, which inhibit the seed germination and seedling growth of A. albus, A. viridis, Agropyron repens (Elymus repens), Ambrosia artemsiifolia, Avena fatua, Celosia crustata, Chenopodium album, Chloris barbara, Cynodon dactylon, D. sanguinalis, Dactyloctenium ageyptium, Digitaria ciliaris, Echinochloa crus-galli, Flaveria australasica, Parthenium hysterophorus, Portulaca oleracea, Sida spinosa, Trianthema portulacastrum, Veronica perisca the inhibitory effects of this crop may be used for weed management with less herbicides for sustainable agriculture.

Períodos de dessecação de Urochloa ruziziensis e seu reflexo na produtividade da soja RR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atividade alelopática de extratos aquosos de plantas medicinais na germinação de Lactuca sativa L. e Bidens pilosa L.

O potencial alelopático de quatro diferentes extratos de plantas medicinais (Eclipta alba, Gomphrena globosa, Tabernaemontana catharinensis e Tithonia diversifolia) foi avaliado na germinação de Bidens pilosa e Lactuca sativa. Dentre os resultados obtidos no teste de germinação, notou-se um maior poder inibitório do extrato de G. globosa sobre sementes e plântulas de Bidens pilosa e Lactuca sativa independente da concentração utilizada e aumento da atividade inibitória de extratos T. catharinensis e de T. diversifolia com aumento da concentração destes. Quanto ao Índice de Velocidade de Germinação, os dados demonstraram redução do índice devido a elevada mortalidade das plântulas submetidas aos extratos de G. globosa e de T. catharinensis e a germinação tardia das sementes submetidas ao extrato de T. diversifolia. Quanto ao vigor das sementes, as menores porcentagens de sobrevivência ocorreram extratos à 2,5% para B. pilosa e 10% para L. sativa.

Influência de extratos aquosos de sorgo sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja

Estudos conduzidos em laboratório ou em condições de campo demonstram o potencial alelopático da espécie Sorghum bicolor L., seja inibindo a germinação e o desenvolvimento de plantas daninhas ou até mesmo de plantas cultivadas em sucessão. Com o objetivo de avaliar os efeitos potencialmente alelopáticos de extratos aquosos das folhas, caules e raízes de cinco híbridos de sorgo (SARA, DKB860, DKB 599, XBG00478 e XBG06020), sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja, cv. MG/BR 46 (Conquista), foram conduzidos dois bioensaios no período de março a junho de 2002. Foram estabelecidas como testemunhas: água destilada (com pH 8,0); água destilada com pH ajustado para 4,5; água destilada com pH ajustado para 6,0 e solução de polietilenoglicol (PEG) equivalente ao potencial osmótico de 0,1 MPa. Dentre as características avaliadas, houve efeito significativo apenas no comprimento de radícula das plântulas de soja, sendo que aquelas tratadas com os extratos de sorgo apresentaram menor radícula, diferindo significativamente das plântulas testemunhas. Observou-se que, com os extratos de raízes dos híbridos SARA, DKB860, XBG00478 e XBG06020 ocorreram os menores comprimentos de radículas de soja, diferindo do DKB 599. O extrato de folhas do XBG00478 resultou em menor média, não diferindo dos extratos de DKB860, DKB599 e XBG06020. No entanto, para o extrato de caule, o SARA resultou em menor radícula, diferindo apenas do XBG00478. Verificou-se, também, que, para os extratos de DKB860 e XBG00478, os extratos de folhas proporcionaram menor média, diferindo dos extratos de raiz e caule, enquanto para DKB599, XBG06020 e SARA, não houve diferença significativa entre os extratos de folha e caule.

Interferência da palhada de capim-braquiária, sobre o crescimento inicial de eucalipto

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar os possíveis efeitos da interferência, particularmente a alelopática, da palhada de Brachiaria decumbens (BRADC), resultante de controle químico com glyphosate (1440 g e.a./ha), sobre o crescimento inicial de plantas de Eucalyptus grandis. Os tratamentos experimentais foram os seguintes: eucalipto convivendo com a BRADC até 230 dias após o transplante (D.A.T.); eucalipto convivendo com BRADC, mas sendo essa controlada aos 106 D.A.T. com capina manual ou com uso de glyphosate; eucalipto sem convivência com BRADC, mas com simulação dos controles aos 106 D.A.T.; eucalipto sem conviver com BRADC e recebendo a palhada da planta daninha obtida em área tratada com os dois métodos de controle, adotando como testemunha a cobertura com Sphagnum. Ao final do período experimental (230 D.A.T.) constatou-se que as plantas de eucalipto que cresceram em convivência com BRADC apresentaram reduções significativas na altura, diâmetro do caule, número de folhas e de ramos e área foliar quando comparadas com as plantas que cresceram nos recipientes que receberam a cobertura morta de BRADC, independente do método de controle empregado. Observou-se, que tanto o controle químico como a capina manual, não afetaram o crescimento inicial das plantas de eucalipto, independentemente da situação de convivência ou de simulação. Com base nesses resultados, pode-se concluir que o capim-braquiária, quando controlado quimicamente com glyphosate, não exerceu efeito sobre o crescimento inicial do eucalipto.

Co-cultivation of plant cells as a technique for the elicitation of secondary metabolite production

Cells of Mikania glomerata, Cephaelis ipecacuanha and Maytenus aquifolia were co-cultured in a two-phase system using filter paper as a solid support. The species were co-cultured in all possible paired combinations. Interaction between Mikania and Maytenus cells resulted in increased biomass production of Maytenus cells, but the friedelin content was reduced. Co-cultivation of Cephaelis and Mikania cells enhanced coumarin content, but inhibited the growth of Mikania cells. However, yield of emetine as well as Cephaelis biomass accumulation were positively stimulated by the co-cultivation. Results indicate a possible occurrence of allelopathy in such a system.

Crescimento inicial da soja sob efeito de resíduos de sorgo

O presente trabalho foi desenvolvido em casa de vegetação na Faculdade de Ciências Agronômicas UNESP, com o objetivo de determinar o efeito no crescimento inicial da soja e na formação do sistema radicular ao longo do tempo da presença de resíduos de sorgo-de-guiné e forrageiro. As unidades experimentais constituíram-se de tubos de PVC (rhizotron) com volume de terra de 16 dm-3. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado num fatorial 2 x 3, sendo duas variedades de sorgo e três manejos dos resíduos de sorgo, com quatro repetições. A palha de sorgo-de-guiné na superfície do solo levou à diminuição na saturação do solo por bases. As palhas de sorgo de ambas as variedades, na superfície do solo, prejudicaram o crescimento da soja, o que também foi observado no caso das raízes do sorgo forrageiro. Resíduos culturais do sorgo-de-guiné, principalmente a palha, são os responsáveis por menores crescimentos das partes aérea e radicular da soja e, conseqüentemente, pelo menor acúmulo de nutrientes.

Efeito alelopático de capim-braquiária (Brachiaria decumbens) sobre o crescimento inicial de sete espécies de plantas cultivadas

O presente trabalho constou de sete experimentos, que foram conduzidos na Faculdade de Ciências Agronômicas, campus de Botucatu, UNESP, São Paulo, Brasil, com o objetivo de avaliar os efeitos alelopáticos de Brachiaria decumbens, colhida em diferentes épocas, sobre o crescimento inicial de milho, arroz, trigo, soja, feijão, algodão e capim-braquiária (B. decumbens), bem como a dinâmica do nitrogênio no solo. A parte aérea de B. decumbens foi coletada durante as estações seca (outono-inverno) e chuvosa (primavera-verão), em área de pastagem localizada no município de Botucatu-SP. A matéria seca triturada de B. decumbens foi incorporada ao solo dos vasos na proporção de 3% p/p. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com cinco repetições. Contando-se a partir do transplante, o experimento foi conduzido por 21 dias para milho e feijão, 24 dias para soja e trigo, 28 dias para arroz e 30 dias para algodão e capim-braquiária. O crescimento dessas plantas foi reduzido com a adição de capim-braquiária para as duas épocas, sendo o próprio capim-braquiária o mais afetado. Os efeitos inibitórios foram mais intensos para capim-braquiária coletado na estação chuvosa. A incorporação da matéria seca da parte aérea de B. decumbens reduziu, significativamente, os teores de nitrato no solo, em todos os estudos realizados.

Influência da distribuição espacial do milho e da Brachiaria brizantha consorciados sobre a população de plantas daninhas em sistema plantio direto na palha

O cultivo consorciado de milho com forrageiras tropicais no sistema plantio direto na palha pode diminuir a incidência de plantas daninhas em decorrência da elevada produção de fitomassa e da alelopatia proporcionada pela deposição superficial de palha no solo. Este trabalho objetivou avaliar a influência da distribuição espacial da cultura do milho com Brachiaria brizantha, cultivados em consórcio no sistema plantio direto na palha, sobre a população de plantas daninhas. O experimento foi instalado em condições de campo, nos anos agrícolas 2002/03 e 2003/04, na Fazenda Experimental Lageado, em Botucatu-SP. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em esquema fatorial simples 2 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos foram dois espaçamentos entre linhas de milho (E1-45 cm e E2- 90 cm) e quatro modalidades de cultivo (MCS - cultivo do milho solteiro; MBL - cultivo do milho com B. brizantha na linha de semeadura; BEM - cultivo do milho com B. brizantha na entrelinha; e MBLE - cultivo do milho com B. brizantha simultaneamente na linha e na entrelinha). Foram avaliados a produtividade de matéria seca da forrageira, a caracterização fitossociológica, a incidência e o controle de plantas daninhas. O cultivo MBLE a 90 cm foi a modalidade de consorciação que proporcionou maior produção de palhada. A presença de B. brizantha em cultivo consorciado diminuiu a densidade de plantas daninhas. A utilização do cultivo consorciado do milho com B. brizantha na linha+entrelinha proporcionou índice de controle de 95%, independentemente do espaçamento utilizado.

Possíveis efeitos alelopaticos de Brachiaria decumbens sobre o crescimento inicial de limão cravo (Citrus limonia)

Foram estudados os possíveis efeitos alelopáticos da incorporação da matéria seca da parte aérea de Brachiaria decumbens, ao substrato, nas concentrações de 0, 1,5 e 3,0% (p/p) sobre o crescimento inicial de limão cravo (Citrus limonia Osbeck), em casa-de-vegetação. Foram determinados os parâmetros biométrico s e algumas propriedades físico-químicas da solução do solo. A maior quantidade de matéria seca incorporada causou redução de 44, 42, 57 e 55% das médias da altura, teor de clorofila, área foliar e acúmulo de matéria seca total, respectivamente. O potencial osmótico, pH, condutividade elétrica e os teores de nutrientes da solução do solo foram alterados. Provavelmente, a redução do crescimento observada seja devida a deficiência de N causada por alterações na dinâmica do N-solo em função da incorporação de B. decumbens.

Potencial alelopático de soluções de solo cultivado com Brachiaria brizantha: efeitos sobre a germinação de gramíneas forrageiras e plantas daninhas de pastagens

O objetivo desta pesquisa foi obter informações que possam favorecer o entendimento da atuação dos compostos alelopáticos sobre o banco de sementes do solo e sobre a seleção de plantas invasoras e indicar espécies que favoreçam a renovação dos pastos. Assim, soluções de solo de uma área de pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu formada há mais de cinco anos foram extraídas para avaliar os efeitos alelopáticos dessa espécie sobre a germinação, a dormência de sementes e o vigor de plântulas de B. brizantha cv. Marandu, Panicum maximum cv. Tanzânia, Sida rhombifolia e Peschiera fuchsiaefolia. O experimento foi instalado e conduzido no Laboratório de Matologia do Departamento de Produção Vegetal da FCA/UNESP - campus de Botucatu-SP. O substrato de germinação foi umedecido com 12 mL dos seguintes tratamentos: solução do solo de uma área cultivada com B. brizantha; solução do solo de uma área sem B. brizantha (mata nativa); água destilada; solução de polietilenoglicol com potencial osmótico idêntico ao da solução do solo sob B. brizantha; e solução de polietilenoglicol com potencial osmótico idêntico ao da solução de solo de uma mata nativa. A porcentagem de sementes normais, mortas, anormais e dormentes de B. brizantha não foi influenciada por nenhuma das soluções testadas, o que evidencia a não-ocorrência de efeito auto-alelopático. Foram verificados possíveis efeitos alelopáticos negativos sobre a porcentagem e velocidade de germinação de P. maximum cv. Tanzânia e sobre o crescimento radicular de S. rhombifolia. Esta última também se mostrou sensível ao efeito alelopático da solução de solo de mata, que promoveu redução no crescimento radicular. P. fuchsiaefolia não foi afetada por nenhuma das soluções testadas.