Inter-relation between soybean yield and soil compaction under degraded pasture in Brazilian Savannah

The Cerrado (Brazilian Savannah) plays an important economic and financial role in the nation, since the pastures of this biome feed cattle for half of the domestic bovine meat productivity, and its agricultural fields produce a third of the country's grain. The variability and spatial dependence between the soil physical attributes and soybean yield were evaluated in a crop rotation planted on a degraded brachiaria pasture, on a dystroferric Red Latosol of an experimental farm of the State University of São Paulo (UNESP), in the 2005/2006 growing season. The linear and spatial correlations between these attributes were also studied, to determine conditions that would allow increased agricultural productivity. In the above pasture area, a grid was installed with 124 plots, spaced 10.0 x 10.0 m and 5.0 x 5.0 m apart, in a total area of 7,500 m². From the linear and spatial point of view, the high grain yield can be explained by the number of grains per plant and soil macroporosity. The high variability observed for most soil properties indicated that the crop - livestock integration system results in environmental heterogeneity of the soil.

Perdas de solo e de água e infiltração de água em latossolo vermelho sob sistemas de manejo

Os sistemas de manejo do solo alteram o microrrelevo e a cobertura por resíduos vegetais, influenciando a perda de solo e de água. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar as perdas de solo e de água e estimar a taxa de infiltração estável de água no solo (TIE) em diferentes sistemas de manejo, sob chuva simulada. As avaliações de campo foram conduzidas sobre resíduos vegetais, após a colheita da cultura da soja (Glycine max L. Merril). Estudaram-se três sistemas de manejo do solo: semeadura direta, preparo com grade aradora e com escarificador associados a três níveis de cobertura do solo com resíduo vegetal: 0,0; 2,0; e 4,0 Mg ha-1. Para caracterizar a área experimental foram feitas análises de densidade do solo, macroporosidade, estabilidade de agregados, umidade inicial do solo, percentual de cobertura e rugosidade superficial do solo. Por meio do uso do simulador de chuvas portátil, as parcelas receberam aplicação de precipitações de 60 mm h-1. Os tratamentos foram dispostos segundo o delineamento inteiramente casualizado, arranjados em esquema fatorial 3 x 3, com três repetições. As perdas de solo variaram de 1,40 a 116,30 x 10-3 Mg ha-1 h-1, enquanto as de água, de 1,60 a 106,94 m³ ha-1 h-1. Os valores da TIE apresentaram variação entre 23 e 52 mm h-1. Os tratamentos sob semeadura direta sem cobertura do solo e sob preparo com grade aradora apresentaram maiores perdas de solo e de água e valores mais baixos de TIE.

Atributos bioquímicos e químicos do solo rizosférico e não rizosférico de culturas em rotação no sistema de semeadura direta

Sistemas autossustentáveis favorecem as populações microbianas devido à conservação e ao aumento da matéria orgânica no solo. Além disso, as plantas que fazem parte desses sistemas promovem o efeito rizosférico, por meio da zona de influência das raízes, que resulta no aumento da atividade e na modificação da população microbiana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas de inverno sobre sequências de verão, em sistema de semeadura direta, nos atributos bioquímicos (amilase, urease, celulase e protease) e químicos (carbono orgânico total - COT, carboidratos totais e proteínas totais) em solo rizosférico (SR) e não rizosférico (SNR). Este estudo foi constituído de três culturas de inverno: milho (Zea mays L.), girassol (Helianthus anuus L.) e guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), que estavam em rotação sobre três sequências de verão: soja/soja (Glycine max L.), milho/milho e soja/milho, e duas posições no solo: solo aderido às raízes das plantas (SR) e solo da entrelinha de plantio (SNR). As atividades da amilase, celulase, protease e urease no SR foram 16, 85, 62 e 100 % maiores do que no SNR; para COT e proteínas totais a diferença foi de 21 %. Das culturas de inverno, o milho foi a que mais estimulou as atividades das enzimas amilase, celulase, urease e protease no SR, bem como a atividade das enzimas amilase, urease e protease no SNR. De modo geral, os teores de proteínas totais não foram influenciados pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão; os carboidratos totais foram influenciados pelas culturas de inverno milho e girassol. Para o COT houve influência apenas da sequência de verão milho/milho. Os atributos bioquímicos e químicos avaliados neste estudo podem ser utilizados como indicadores das alterações no solo promovidas pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão.

Diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) of soybean seed oil content

The Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) can improve interpretations of leaf analysis to determine the nutrient status. Diagnoses by this method require DRIS norms, which are however not known for oil content of soybean seeds. The aims of this study were to establish and test the DRIS method for oil content of soybean seed (maturity group II cultivars). Soybean leaves (207 samples) in the full flowering stage were analyzed for macro and micro-nutrients, and the DRIS was applied to assess the relationship between nutrient ratios and the seed oil content. Samples from experimental and farm field sites of the southernmost Brazilian state Rio Grande do Sul (28° - 29° southern latitude; 52° -53° western longitude) were assessed in two growing seasons (2007/2008 and 2008/2009). The DRIS norms related to seed oil content differed between the studied years. A unique DRIS norm was established for seed oil content higher than 18.68 % based on data of the 2007/2008 growing season. Higher DRIS indices of B, Ca, Mg and S were associated with a higher oil content, while the opposite was found for K, N and P. The DRIS can be used to evaluate the leaf nutrient status of soybean to improve the seed oil content of the crop.

Aplicação de resíduo de reciclagem de papel em Cambissolo Háplico e seu efeito no solo e no cultivo de plantas

O processo de reciclagem de papel gera grande quantidade de resíduo e a sua aplicação no solo pode ser uma das estratégias de disposição desse produto, sendo necessário estudar os seus efeitos no solo e nas culturas agrícolas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de resíduo de reciclagem de papel sobre atributos químicos de um Cambissolo Háplico muito ácido e na produtividade de grãos de soja e feijão. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos completos casualizados, com três repetições. Os tratamentos foram: testemunha, sem calcário ou resíduo; resíduo da reciclagem de papel nas doses de 50, 100, 150, 250, 400 e 600 Mg ha-1, em base úmida; e calcário dolomítico para elevar o pH do solo em água para 6,0. O resíduo corrigiu a acidez do solo, bem como aumentou os teores de cálcio e fósforo. As doses de resíduo não interferiram nos teores de metais pesados no solo e nos grãos. As máximas produtividades de soja e feijão são obtidas nas doses de 323 e 372 Mg ha-1 de resíduo úmido, respectivamente.

Carbono e nitrogênio nas frações granulométricas da matéria orgânica do solo, em sistemas de culturas sob plantio direto

A qualidade do solo em plantio direto está relacionada ao sistema de culturas e pode ser avaliada pelo teor de matéria orgânica particulada (>53 ∝m), em razão da funcionalidade que essa fração proporciona ao solo e à sua sensibilidade às diferenças de manejo. Visando estudar a qualidade do solo em sistemas de culturas em plantio direto, este trabalho foi conduzido em experimento de longa duração (21 anos) em Latossolo Vermelho distrófico típico nos Campos Gerais do Paraná. Seis sistemas de culturas foram avaliados, em que trigo-TR (Triticum aestivum L.), soja-SO (Glycine max L.), milho-MI (Zea mays L.), aveia-preta-AV, para cobertura (Avena strigosa Schreb.), ervilhaca-ER, para cobertura (Vicia villosa Roth); azevém-AZ, para feno (Lolium multiflorum Lam.); ou alfafa-AL, para feno (Medicago sativa L.) compuseram os seguintes sistemas: TR-SO (referência), ER-MI-AV-SO-TR-SO, ER-MI-TR-SO, AV-MI-TR-SO, AZ-MI-AZ-SO e AL-MI (milho a cada três anos). Os estoques de carbono orgânico total (COT), nitrogênio total (NT) e de C e N na matéria orgânica (MO) particulada (>53 µm) e associada aos minerais (<53 µm) foram determinados em 0-5, 5-10 e 10-20 cm. O sistema semiperene AL-MI apresentou os maiores estoques de COT e NT na camada de 0-20 cm (63,6 Mg ha-1 COT e 4,6 Mg ha-1 NT), com incrementos anuais de 0,23 Mg ha-1 COT e 0,03 Mg ha-1 NT, em relação ao sistema TR-SO. O sistema AL-MI também teve os maiores estoques de C e N na MO particulada nessa camada (12,5 e 0,91 Mg ha-1, respectivamente), por causa da maior adição de fitomassa pelas raízes e a proteção física dos resíduos orgânicos. Os menores estoques de COT e NT na camada 0-20 cm ocorreram no sistema ER-MI-TR-SO (57,8 Mg ha-1 COT e 4,03 Mg ha-1 NT), sem apresentar incremento anual em relação ao sistema TR-SO. Os estoques de C e N na MO particulada foram de 10,4 e 0,67 Mg ha-1, respectivamente. Essa tendência repetiu-se para as camadas individuais, com diferença significativa entre os sistemas na camada de 0-5 cm e não significativa, para as de 5-10 e 10-20 cm. Na média dos sistemas, a MO particulada contribuiu em torno de 30 % para o estoque total de C na camada 0-5 cm. Rotação de culturas com espécies que tenham sistema radicular ativo por mais tempo, como o sistema semiperene AL-MI, tem potencial de incrementar o estoque total de C e N, especialmente da fração MO particulada, proporcionando funcionalidade ao solo e, consequentemente, qualidade.

Effect of cropping systems in no-till farming on the quality of a Brazilian Oxisol

The no-till system with complex cropping sequences may improve the structural quality and carbon (C) sequestration in soils of the tropics. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of cropping sequences after eight years under the no-till system on the physical properties and C sequestration in an Oxisol in the municipality of Jaboticabal, Sao Paulo, Brazil. A randomized split-block design with three replications was used. The treatments were combinations of three summer cropping sequences - corn/corn (Zea mays L.) (CC), soybean/soybean (Glycine max L. Merryll) (SS), and soybean-corn (SC); and seven winter crops - corn, sunflower (Helianthus annuus L.), oilseed radish (Raphanus sativus L.), pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke), pigeon pea (Cajanus cajan (L.) Millsp), grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), and sunn hemp (Crotalaria juncea L.). Soil samples were taken at the 0-10 cm depth after eight years of experimentation. Soil under SC and CC had higher mean weight diameter (3.63 and 3.55 mm, respectively) and geometric mean diameter (3.55 and 2.92 mm) of the aggregates compared to soil under SS (3.18 and 2.46 mm). The CC resulted in the highest soil organic C content (17.07 g kg-1), soil C stock (15.70 Mg ha-1), and rate of C sequestration (0.70 Mg ha-1 yr-1) among the summer crops. Among the winter crops, soil under pigeon pea had the highest total porosity (0.50 m³ m-3), and that under sunn hemp had the highest water stable aggregates (93.74 %). In addition, sunn hemp did not differ from grain sorghum and contained the highest soil organic C content (16.82 g kg-1) and also had the highest rate of C sequestration (0.67 Mg ha-1 yr-1). The soil resistance to penetration was the lower limit of the least limiting water range, while the upper limit was air-filled porosity for soil bulk densities higher than 1.39 kg dm-3 for all cropping sequences. Within the SC sequence, soil under corn and pigeon pea increased least limiting water range by formation of biopores because soil resistance to penetration decreased with the increase in soil bulk density.

Transfer of cadmium and barium from soil to crops grown in tropical soils

Phytotoxicity and transfer of potentially toxic elements, such as cadmium (Cd) or barium (Ba), depend on the availability of these elements in soils and on the plant species exposed to them. With this study, we aimed to evaluate the effect of Cd and Ba application rates on yields of pea (Pisum sativum L.), sorghum (Sorghum bicolor L.), soybean (Glycine max L.), and maize (Zea mays L.) grown under greenhouse conditions in an Oxisol and an Entisol with contrasting physical and chemical properties, and to correlate the amount taken up by plants with extractants commonly used in routine soil analysis, along with transfer coefficients (Bioconcentration Factor and Transfer Factor) in different parts of the plants. Plants were harvested at flowering stage and measured for yield and Cd or Ba concentrations in leaves, stems, and roots. The amount of Cd accumulated in the plants was satisfactorily evaluated by both DTPA and Mehlich-3 (M-3). Mehlich-3 did not relate to Ba accumulated in plants, suggesting it should not be used to predict Ba availability. The transfer coefficients were specific to soils and plants and are therefore not recommended for direct use in risk assessment models without taking soil properties and group of plants into account.

Efeito da germinação de soja CV. BR-13 e Paraná sobre ácido fítico, fósforo total e inibidores de tripsina

Este trabalho foi conduzido para avaliar o efeito da germinação sobre os constituintes antinutricionais da soja, ácido fítico, P total e inibidores de tripsina, que interferem na utilização de proteínas e outras substâncias. A diminuição no aproveitamento de nutrientes resulta em inibição de crescimento, hipoglicemia ou danos a tecidos animais. Para os ensaios foram utilizadas as cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill ) BR-13 e Paraná. As sementes foram incubadas em câmara de germinação a 25°C e 100% de umidade, de 0 a 72 horas, com coleta de amostras em intervalos eqüidistantes de seis horas. A cultivar Paraná apresentou teores superiores de ácido fítico, P total e inibidores de tripsina, em relação à cultivar BR-13. As análises de variância e comparações entre médias indicaram que houve aumentos significativos (p < 0,05) nos teores de P total (8,5% e 3,6% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente) e nos níveis de inibidores de tripsina (22,05% e 17,10% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente), e reduções nos teores de ácido fítico (15,96% e 9,46% nas cultivares BR-13 e Paraná, respectivamente), em 72 horas de germinação.

Performance of food-type soybean genotypes and their possibility for adaptation to Brazilian latitudes

This work was conducted at the Universidade Estadual de Londrina (UEL), in Londrina, State of Paraná, Brazil, with the goal to study food-type soybean (Glycine max (L.) Merrill) genotypes performance for use in cultivation or crosses. A total of 104 genotypes were analyzed: 88 were food-type with large seeds, eight were food-type with small seeds, and eight-grain types adapted cultivars. The experimental plan was in randomized complete block design with four replications, and 12 traits of agronomic importance were considered. Genetic diversity was observed in the food-type germplasm. There were some genotypes with high yield adapted to a normal period of sowing. Soybean genetic improvement programs for direct human consumption in Brazil, either by means of Asiatic pure lines or by means of the incorporation of genes for late flowering in short-day conditions in this lines is highly viable.

Aspectos genéticos do tempo para o florescimento em variantes naturais de soja

Com o objetivo de melhor entender os mecanismos genéticos do tempo para o florescimento em soja (Glycine max (L.) Merrill), foram estudados os genitores e as gerações F2 de um dialelo com a cultivar Paraná e seus variantes naturais Paranagoiana, SS-1 e Pirapó 78. Os dados foram obtidos em condições de campo com o fotoperíodo variando de 13 horas e 31 minutos, na data de semeadura, ao máximo de 14 horas e 23 minutos, 59 dias após. Não foi constatada a presença de epistasia na determinação do caráter. O principal componente de variação genética foi o aditivo. Os resultados evidenciaram que o retardamento do início do florescimento é determinado por alelos recessivos. Os alelos que condicionaram a precocidade exibiram dominância parcial. As herdabilidades nos sentidos amplo e restrito foram 99,68% e 89,96%, respectivamente. As informações genéticas sobre o tempo para o florescimento apresentadas, se avaliadas em conjunto com os resultados obtidos por outros pesquisadores, indicam que o tipo de herança depende mais dos genótipos considerados que de uma faixa fotoperiódica específica.

Diallel analysis for grain yield and mineral absorption rate of soybeans grown in acid brazilian savannah soil

High available aluminium and low levels of calcium below the ploughed zone of the soil are limiting factors for agricultural sustainability in the Brazilian Cerrados (Savannahs). The mineral stresses compound with dry spells effect by preventing deep root growth of cultivated plants and causes yield instability. The mode of inheritance for grain yield and mineral absorption ratio of a diallel cross in soybeans [Glycine max (L.) Merrill] grown in high and low Al areas was identified. Differences among the genotypes for grain yield were more evident in the high Al, by grouping tolerant and non-tolerant genotypes for their respective arrays in the hybrids. A large proportion of genetic variance was additive for grain yield and mineral absorption ratio in both environments. High heritability values suggest that soybeans can be improved by crosses among Al-tolerant genotypes, using modified pedigree, early generation and recurrent selection schemes.

Avaliação da qualidade fisiológica de sementes de soja, após o processo de hidratação-desidratação e envelhecimento acelerado

Foi conduzido um experimento com o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica de sementes de soja (Glycine max (L.) Merrill) , envolvendo as variedades UFV-10, IAC-8 e Doko RC, submetidas ao processo de hidratação-desidratação, seguido por uma condição de estresse induzida pelo teste de envelhecimento acelerado. As sementes foram pré-condicionadas em PEG 6000, com potencial osmótico de -0,8 MPa, a uma temperatura de 20ºC, por quatro dias. Em seguida, as sementes foram novamente desidratadas, até atingir o conteúdo de umidade inicial, sendo então submetidas ao teste de envelhecimento acelerado pelos seguintes períodos: 0, 24, 48 e 72 horas. As sementes pré-condicionadas foram comparadas com duas testemunhas: sementes não-tratadas e sementes embebidas em água. Após cada período de envelhecimento, as sementes foram avaliadas pelo teste padrão de germinação, comprimento de plântula e biomassa seca das plântulas. Em casa de vegetação, determinaram-se o índice de velocidade de emergência e a emergência final em substrato de areia. O tratamento de hidratação-desidratação em solução de PEG 6000 melhorou o desempenho das sementes em termos de germinação e vigor. O aumento nos períodos de envelhecimento acelerado influenciou negativamente o desempenho das sementes, em todos os tratamentos avaliados. Contudo, o tratamento com PEG 6000 foi satisfatório em manter a qualidade das sementes. A embebição das sementes de soja em água desmineralizada prejudicou a qualidade fisiológica. As variedades de soja mostraram resposta diferenciada aos tratamentos de hidratação-desidratação e aos períodos de envelhecimento acelerado.

Composição centesimal e conteúdo de aminoácidos, ácidos graxos e minerais de seis cultivares de soja destinadas à alimentação humana

Seis cultivares de soja (Glycine max L. Merrill): IAS-4, EMBRAPA-4, Davis, BR-16, Iguaçu e IAS-5, destinadas à alimentação humana, foram caracterizadas quanto à composição centesimal, conteúdo de aminoácidos, ácidos graxos e minerais. Os teores de fibra, proteína e óleo variaram significativamente nas amostras analisadas, enquanto que os teores de cinzas não apresentaram diferenças significativas. Com relação aos teores de minerais, o potássio foi o que obteve o maior valor, 1.824,02 mg/100 g para a cultivar Iguaçu, ficando a EMBRAPA-4 com o maior teor de cálcio, 313,93 mg/100 g. Para a composição em ácidos graxos, notou-se que a cultivar IAS-5 apresentou o maior teor de insaturados, 87,45%, enquanto que a Davis, o menor, 83,93%. A cultivar EMBRAPA-4 apresentou um teor de ácido oléico maior e de linoléico e linolênico bem menores que as demais cultivares estudadas, 39,93%, 42,46% e 4,64%, respectivamente. Os demais ácidos graxos estão de acordo com os valores encontrados na literatura no tocante a óleo de soja. Todas as cultivares estudadas apresentaram excelente balanço em aminoácidos essenciais (AAE). Os teores de cada AAE foram superiores aos da proteína padrão estabelecido pela FAO/WHO, com valor total de AAE variando de 39,5 a 45,0 g/100 g de proteína.

Effects of genetics and environment on isoflavone content of soybean from different regions of Brazil

The effects of genetics and environmental factors on isoflavone content of soybean (Glycine max L.) cultivars grown in different locations in Brazil in 1993/94 were evaluated. Seeds of different cultivars were analised by high performance liquid chromatography (HPLC). In Rio Grande do Sul (RS), Paraná (PR), and Mato Grosso do Sul (MS) States, a significant difference in the isoflavone total content average of the cultivars IAS 5 and FT-Abyara (163.9, 116.4 and 79.5 mg/100 g, respectively) was observed. In general, IAS 5 contained higher isoflavone than FT-Abyara. Cultivars IAS 5 and FT-Abyara grown at Vacaria, RS (28°30' S latitude) with temperature average of 19°C, had the highest isoflavone concentrations (218.7 and 163.8 mg/100 g, respectively). In Palotina, PR (24°27' S latitude), where temperature average was 24°C, the isoflavone concentrations were 105.9 and 86.8 mg/100 g, respectively. The lowest isoflavone contents were observed for FT-Estrela and FT-Cristalina, (27.6 and 46.5 mg/100 g, repectively) at Rondonópolis, MT (16°20' S latitude), where the temperature was 27°C.