Organic material decomposition and nutrient dynamics in a mulch system enriched with leguminous trees in the Amazon

The new techniques proposed for agriculture in the Amazon region include rotational fallow systems enriched with leguminous trees and the replacement of biomass burning by mulching. Decomposition and nutrient release from mulch were studied using fine-mesh litterbags with five different leguminous species and the natural fallow vegetation as control. Samples from each treatment were analyzed for total C, N, P, K, Ca, Mg, lignin, cellulose content and soluble polyphenol at different sampling times over the course of one year. The decomposition rate constant varied with species and time. Weight loss from the decomposed litter bag material after 96 days was 30.1 % for Acacia angustissima, 32.7 % for Sclerolobium paniculatum, 33.9 % for Iinga edulis and the Fallow vegetation, 45.2 % for Acacia mangium and 63.6 % for Clitoria racemosa. Immobilization of N and P was observed in all studied treatments. Nitrogen mineralization was negatively correlated with phenol, C-to-N ratio, lignin + phenol/N ratio, and phenol/phosphorus ratios and with N content in the litterbag material. After 362 days of field incubation, an average (of all treatments), 3.3 % K, 32.2 % Ca and 22.4 % Mg remained in the mulch. Results confirm that low quality and high amount of organic C as mulch application are limiting for the quantity of energy available for microorganisms and increase the nutrient immobilization for biomass decomposition, which results in competition for nutrients with the crop plants.

Green manure in coffee systems in the region of Zona da Mata, Minas Gerais: characteristics and kinetics of carbon and nitrogen mineralization

The use of green manure may contribute to reduce soil erosion and increase the soil organic matter content and N availability in coffee plantations in the Zona da Mata, State of Minas Gerais, in Southeastern Brazil. The potential of four legumes (A. pintoi, C. mucunoides, S. aterrimum and S. guianensis) to produce above-ground biomass, accumulate nutrients and mineralize N was studied in two coffee plantations of subsistence farmers under different climate conditions. The biomass production of C. mucunoides was influenced by the shade of the coffee plantation. C. mucunoides tended to mineralize more N than the other legumes due to the low polyphenol content and polyphenol/N ratio. In the first year, the crop establishment of A. pintoi in the area took longer than of the other legumes, resulting in lower biomass production and N2 fixation. In the long term, cellulose was the main factor controlling N mineralization. The biochemical characteristics, nutrient accumulation and biomass production of the legumes were greatly influenced by the altitude and position of the area relative to the sun.

Decomposition and nutrient release of leguminous plants in coffee agroforestry systems

Leguminous plants used as green manure are an important nutrient source for coffee plantations, especially for soils with low nutrient levels. Field experiments were conducted in the Zona da Mata of Minas Gerais State, Brazil to evaluate the decomposition and nutrient release rates of four leguminous species used as green manures (Arachis pintoi, Calopogonium mucunoides, Stizolobium aterrimum and Stylosanthes guianensis) in a coffee agroforestry system under two different climate conditions. The initial N contents in plant residues varied from 25.7 to 37.0 g kg-1 and P from 2.4 to 3.0 g kg-1. The lignin/N, lignin/polyphenol and (lignin+polyphenol)/N ratios were low in all residues studied. Mass loss rates were highest in the first 15 days, when 25 % of the residues were decomposed. From 15 to 30 days, the decomposition rate decreased on both farms. On the farm in Pedra Dourada (PD), the decomposition constant k increased in the order C. mucunoides < S. aterrimum < S. guianensis < A. pintoi. On the farm in Araponga (ARA), there was no difference in the decomposition rate among leguminous plants. The N release rates varied from 0.0036 to 0.0096 d-1. Around 32 % of the total N content in the plant material was released in the first 15 days. In ARA, the N concentration in the S. aterrimum residues was always significantly higher than in the other residues. At the end of 360 days, the N released was 78 % in ARA and 89 % in PD of the initial content. Phosphorus was the most rapidly released nutrient (k values from 0.0165 to 0.0394 d-1). Residue decomposition and nutrient release did not correlate with initial residue chemistry and biochemistry, but differences in climatic conditions between the two study sites modified the decomposition rate constants.

Microbial biomass and activity in litter during the initial development of pure and mixed plantations of Eucalyptus grandis and Acacia mangium

Studies on microbial activity and biomass in forestry plantations often overlook the role of litter, typically focusing instead on soil nutrient contents to explain plant and microorganism development. However, since the litter is a significant source of recycled nutrients that affect nutrient dynamics in the soil, litter composition may be more strongly correlated with forest growth and development than soil nutrient contents. This study aimed to test this hypothesis by examining correlations between soil C, N, and P; litter C, N, P, lignin content, and polyphenol content; and microbial biomass and activity in pure and mixed second-rotation plantations of Eucalyptus grandis and Acacia mangium before and after senescent leaf drop. The numbers of cultivable fungi and bacteria were also estimated. All properties were correlated with litter C, N, P, lignin and polyphenols, and with soil C and N. We found higher microbial activity (CO2 evolution) in litter than in soil. In the E. grandis monoculture before senescent leaf drop, microbial biomass C was 46 % higher in litter than in soil. After leaf drop, this difference decreased to 16 %. In A. mangium plantations, however, microbial biomass C was lower in litter than in soil both before and after leaf drop. Microbial biomass N of litter was approximately 94 % greater than that of the soil in summer and winter in all plantations. The number of cultivable fungi and bacteria increased after leaf drop, especially so in the litter. Fungi were also more abundant in the E. grandis litter. In general, the A. mangium monoculture was associated with higher levels of litter lignin and N, especially after leaf drop. In contrast, the polyphenol and C levels in E. grandis monoculture litter were higher after leaf drop. These properties were negatively correlated with total soil C and N. Litter in the mixed stands had lower C:N and C:P ratios and higher N, P, and C levels in the microbial biomass. This suggests more effective nutrient cycling in mixed plantations in the long term, greater stimulation of microbial activity in litter and soil, and a more sustainable system in general.

Qualidade, fenóis e enzimas oxidativas de uva 'Itália' sob influência do cálcio, durante a maturação

Este trabalho foi realizado na Empresa Timbaúba Agrícola S.A., em Petrolina, PE, visando avaliar o efeito da aplicação, pré-colheita, de Ca, sobre a qualidade, teores de fenóis e atividade de enzimas oxidativas da uva (Vitis vinifera L.) 'Itália', durante a maturação. Utilizaram-se doses de Ca de 0, 0,5, 1,0 e 1,5%, na forma de cloreto de Ca diidratado, via imersão por 10 segundos, na fase de mudança de cor e início de amolecimento das bagas (57 dias após a formação dos frutos), em cachos marcados. Realizaram-se avaliações aos 28, 43, 57, 72 e 92 dias após a formação dos frutos. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, num fatorial 4 x 5, com quatro repetições. Analisaram-se as variáveis: sólidos solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT), relação SST/ATT, pH, fenóis totais e atividade das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (PDO). Com o aumento das doses de Ca, o teor de SST e a relação SST/ATT foram reduzidos. Entretanto, os valores de SST verificados atenderam à exigência de mercado. A atividade da PDO foi reduzida em 13,26% pelo Ca na dose de 1,0% e aumentada em 27,15% pelo Ca 1,5%, em comparação com a da testemunha. As demais variáveis não sofreram efeito do Ca exógeno.

Efeitos do flúor em folhas de plantas aquáticas de Salvinia auriculata

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do flúor em folhas de plantas aquáticas de Salvinia auriculata Aubl., visando fornecer subsídios para a utilização dessa espécie, no monitoramento da poluição ambiental, causada por esse elemento tóxico. As plantas foram cultivadas sob condições controladas, em vasos com solução nutritiva, e submetidas à aplicação de chuva simulada contendo KF, nas concentrações de 0, 13, 26 e 39 mM, pela manhã, durante cinco dias sucessivos. Os resultados evidenciaram a ocorrência de alterações morfológicas, com o desenvolvimento de lesões nos tricomas e na porção adaxial do limbo foliar. As alterações nas atividades das enzimas peroxidase, polifenol oxidase, superóxido dismutase e catalase indicaram a ocorrência de danos oxidativos em resposta ao flúor, embora testes relacionados à peroxidação dos lipídios tenham apresentado resultados negativos. As alterações na concentração de pigmentos também direcionam para a ocorrência de estresse oxidativo, causado pelo flúor, presente na chuva simulada. Como as alterações morfológicas, enzimáticas e na composição de pigmentos, de plantas de S. auriculata, são passíveis de detecção por métodos relativamente simples, elas podem ser empregadas no biomonitoramento da poluição atmosférica, causada por esse elemento altamente reativo.

Time-related action of Lactobacillus plantarum in the bacterial microbiota of shrimp digestive tract and its action as immunostimulant

The objective of this work was to assess the time-related action of probiotic Lactobacillus plantarum in the bacterial microbiota of the digestive tract of Litopenaeus vannamei, and the relation of total haemocyte count and serum phenol oxidase activity of shrimp challenged with Vibrio harveyi. Shrimps were fed with a probiotic-supplemented diet, for eight days, then shifted to a commercial diet. Shrimps fed only with the commercial diet served as control. Evaluations were made on the 8th day of experiment and repeated two, four, six and eight days later. Total lactic bacteria in the digestive tract was higher until the 4th day of evaluation in the probiotic-supplemented group. Vibrio spp. counts were higher in the control at days zero and two. Until the 4th day of evaluation, the total haemocyte counts in shrimps after challenge with V. harveyi were higher in probiotic-supplemented group than in control group. Significant difference was not observed in phenol oxidase activity. On the 6th day after shifting from supplemented to control diet, all parameters were equal in both groups, suggesting that the time-related action of L. plantarum in shrimp is short.

Characterization and multivariate classification of grapes and wines of two Cabernet Sauvignon clones

The objective of this work was to assess and characterize two clones, 169 and 685, of Cabernet Sauvignon grapes and to evaluate the wine produced from these grapes. The experiment was carried out in São Joaquim, SC, Brazil, during the 2009 harvest season. During grape ripening, the evolution of physical-chemical properties, phenolic compounds, organic acids, and anthocyanins was evaluated. During grape harvest, yield components were determined for each clone. Individual and total phenolics, individual and total anthocyanins, and antioxidant activity were evaluated for wine. The clones were also assessed regarding the duration of their phenological cycle. During ripening, the evolution of phenolic compounds and of physical-chemical parameters was similar for both clones; however, during harvest, significant differences were observed regarding yield, number of bunches per plant and berries per bunch, leaf area, and organic acid, polyphenol, and anthocyanin content. The wines produced from these clones showed significant differences regarding chemical composition. The clones showed similar phenological cycle and responses to bioclimatic parameters. Principal component analysis shows that clone 685 is strongly correlated with color characteristics, mainly monomeric anthocyanins, while clone 169 is correlated with individual phenolic compounds.

Etileno e peróxido de hidrogênio na formação de aerênquima em milho tolerante a alagamento intermitente

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel do etileno e do peróxido de hidrogênio (H2O2) na formação do aerênquima em ciclos de seleção genética da cultivar de milho BRS 4154, sob alagamento. Plantas dos ciclos C1 e C18 foram submetidas a alagamento por 7 dias, com coleta das raízes aos 0 (controle, sem alagamento), 1 e 7 dias. Foram analisados: a expressão gênica das enzimas ACC sintase (ACS), ACC oxidase (ACO), dismutase do superóxido (SOD) e peroxidase do ascorbato (APX); a produção de etileno e o conteúdo de H2O2; a atividade da enzima ACO; e a proporção de aerênquima no córtex. Não houve expressão de ACS e ACO. Houve variação na atividade de ACO e na produção de etileno. A expressão da SOD foi maior em plantas C1 e a da APX, em C18, com redução aos 7 dias. O conteúdo de H2O2 não diferiu entre os tratamentos. A proporção de aerênquima aumentou com o tempo, tendo sido maior em plantas C18 e relacionada à taxa de formação do aerênquima. O tempo de alagamento e o nível de tolerância do ciclo de seleção influenciam a produção do etileno. A expressão da APX indica maior produção de H2O2 no início do alagamento.

Color of berry and juice of 'Isabel' grape treated with abscisic acid in different ripening stages

Abstract : The objective of this work was to evaluate the effect of (S)-cis-abscisic acid (S-ABA) application at different ripening stages, in increasing phenolic compounds and color of berry and juice of 'Isabel' grape (Vitis labrusca). The evaluated treatments were: control, without S-ABA application; 400 mg L-1S-ABA applied 7 days before veraison (DBV) + 400 mg L-1S-ABA at 35 days after first application (DAFA); 400 mg L-1S-ABA applied at veraison (V) + 400 mg L-1S-ABA at 35 DAFA; and 400 mg L-1S-ABA applied 7 days after veraison (DAV) + 400 mg L-1S-ABA at 35 DAFA. There was no difference among treatments regarding the physical characteristics of berries and clusters, as well as total polyphenols in berry and juice. However, there was an increase in total anthocyanins in berry and juice with S-ABA application. Colorimetric variables indicated the increase in color of berry treated with S-ABA. Juices produced from grapes treated with S-ABA were more appreciated by tasters. The treatments with 400 mg L-1S-ABA applied 7 days before, during, or 7 days after veraison, combined with an additional application 35 days after the first one, increment total anthocyanin concentration and color of berry and juice of 'Isabel' grape, with better juice acceptance, without affecting total polyphenol concentration.

Tratamento térmico na manutenção da coloração de lichias

O objetivo do trabalho foi avaliar a influência do tratamento térmico na coloração de frutos de lichia. Os frutos foram tratados por 0; 5; 10; 15; 20 e 25 minutos de imersão em água a 45ºC, embalados em bandejas de poliestireno expandido e filme de policloreto de vinila 0,020mm e armazenados em B.O.D. a 5ºC e 90±5 % de UR. O delineamento experimental foi em esquema inteiramente casualizado, com 6 tempos de armazenamento para as análises de coloração e enzimática, e até atingirem o limite de comercialização para a análise da vida útil, sendo os frutos analisados a cada 3 dias, com 3 repetições e 10 frutos por unidade experimental. Os parâmetros avaliados foram: análise visual do escurecimento, coloração e atividade específica da polifenol oxidase e da peroxidase. Os tratamentos usando 5 e 10 minutos de imersão foram os que apresentaram melhores resultados na manutenção da coloração dos frutos e na diminuição da atividade enzimática.

Controle da maturação de caqui 'Fuyu' com aplicação de aminoetoxivinilglicina e 1-metilciclopropeno

O armazenamento de caquis é uma ferramenta importante na manutenção da qualidade e no prolongamento da oferta do fruto após a colheita. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de AVG em pré-colheita, e do 1-MCP, em pré e pós-armazenamento, sobre a manutenção da qualidade pós-colheita e seu efeito na incidência de distúrbios em caquis 'Fuyu' armazenados em atmosfera controlada a -0,5 ºC e transferidos a condição de ambiente (20 ºC) por 6 dias. Os tratamentos foram: [1] controle; [2] aplicação de AVG (123 g ha-1); [3] aplicação de 1-MCP (1,0 µL L-1) em pré-armazenamento; [4] aplicação de AVG e 1-MCP em pré-armazenamento; [5] aplicação de 1-MCP em pós-armazenamento; [6] aplicação de AVG e 1-MCP em pós-armazenamento. Os frutos foram avaliados quanto à qualidade na ocasião da colheita, visando à caracterização do lote e, após quatro meses de armazenamento a -0,5 ºC e mais seis dias a 20 ºC, quanto à firmeza da polpa, pH, coloração da casca, índices de amaciamento e de escurecimento, teores de sólidos solúveis e de acidez titulável, respiração, produção de etileno, além da atividade da enzima ACC oxidase. Os resultados indicaram que a aplicação de 1-MCP em pré ou em pós-armazenamento foi eficiente em conter o amaciamento da polpa de caquis 'Fuyu' previamente armazenados em atmosfera controlada a -0,5 ºC e mantidos a 20 ºC por seis dias. Todavia, o uso deste fitorregulador em pré-armazenamento ocasionou maior escurecimento da epiderme. O uso de AVG em pré-colheita não retardou a maturação de caquis 'Fuyu' armazenados na mesma condição.

Antioxidant compoundsand total antioxidant activity in fruits of acerola from cv. Flor Branca, Florida Sweet and BRS 366

Information on antioxidant properties at different ontological stages may help producers and food technologists to identify which cultivar and/or maturity stage are most adequate for their need, therefore this work aimed to study the changes in the antioxidant metabolism during acerola development. Fruit from cv. Flor Branca, BRS366 and Florida Sweet were harvested at different stages: immature green colored (I), physiologically mature with green color and maximum size (II), breaker (III) and full red ripe (IV). After harvest, fruits were selected, divided into four replications with 500 g each and evaluated regarding their titratable acidity, pH, soluble solids, total soluble sugar, vitamin C, polyphenol, anthocyanin, yellow flavonoid, total antioxidant activity and antioxidant enzyme activity. Anthocyanin and flavonoid were determined through LC-DAD-ESI/MS and all analysis followed a completely randomized factorial 3 x 4 design. Fruits of 'Florida Sweet' presented significantly higher soluble solids (9.46ºBrix). Vitamin C content decreased during ripening, but ripe 'BRS 366' fruits showed the greatest values (1363 mg.100 g-1) and highest TAA with 42.36 µM TEAC.g-1FW. Cyanidin 3-rhamnoside (520.76 mg.100 g-1 DM) and quercetin 3-rhamnoside (33.72 mg.100 g-1 DM) were the most abundant anthocyanin and yellow flavonoids found mainly in 'Flor Branca' fruit of acerola, whose antioxidant enzymes activities were also higher. Ripe 'Florida Sweet' fruit presents a great potential for fresh consumption, meanwhile physiologically mature 'BRS 366' fruit seems the best option for the bioactive compounds processing industry. As 'Flor Branca' fruit of acerola kept the highest activity levels, it could be an indicative of greater potential for postharvest conservation.

Ácido 2,3,5-tri-iodobenzoico (TIBA) na micropropagação de abacaxizeiro 'IAC Gomo-de-Mel'

O abacaxi 'IAC Gomo-de-Mel' é uma espécie economicamente importante devido a diversas características sensoriais. Uma das técnicas para obter maior número de plantas é a micropropagação. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a ação do TIBA (ácido 2,3,5-tri-iodobenzoico) na formação de brotos e raízes do abacaxizeiro 'IAC Gomo-de-Mel', assim como possíveis alterações na morfologia de tecidos foliares. Foram utilizados segmentos das gemas da coroa de abacaxi, com aproximadamente 1 cm, oriundos de cultivo em meio líquido, suplementadas com 1,0 mg L-1 BAP+ 0,5 mg L-1 NAA , sendo posteriormente inoculados em meio MS líquido contendo diversas concentrações de TIBA, em condição de luz e temperatura controladas, implantando 3 diferentes experimentos para as análises biométrica, bioquímica e anatômica. Os experimentos foram implantados em delineamento experimental inteiramente ao acaso, com 8 tratamentos, com 4 repetições para as análises biométricas e 5 repetições para a bioquímica e anatômica. Ao final de 60 dias, foram avaliados o número e o comprimento das brotações, o comprimento da planta-mãe e o número de raízes. A análise da atividade de AIA-oxidase foi realizada no dia da instalação do experimento e aos 15; 30; 45 e 60 dias de cultivo. Conclui-se que o TIBA isoladamente não induz brotações. A redução na atividade da AIA-oxidase foi relacionada com a emissão de novas raízes, e o aumento na espessura dos tecidos foliares ocorreu após aplicação exógena de TIBA, em abacaxizeiro in vitro.

ATIVIDADE RESPIRATÓRIA EM MITOCÔNDRIAS ISOLADAS DA POLPA DO MAMÃO UENF/CALIMAN 01 E TAINUNG 01 NA CONSERVAÇÃO DO FRUTO EM PÓS-COLHEITA

Este trabalho teve como objetivo comparar a atividade respiratória em mitocôndrias isoladas e os atributos físicos e químicos da polpade dois híbridos de mamão, UENF/Caliman01 (UC01) e Tainung01,durante o amadurecimento dos frutos. Oamadurecimento dos frutos não mostrou diferenças significativas entre os genótipos na luminosidade (L), no croma (C) e no ângulo hue da casca. A perda de massa (PM)e as firmezas do fruto (FF) e domesocarpo (FM) diferiram entre os genótipos, sendo que a FF e a FM diminuíram com o tempo após a colheita,ao contrário da PM, que aumentou no mesmo período. A atividade respiratória nas mitocôndrias isoladas mostrou diferenças entre os genótipos quanto à respiração total (RT), sendo maior e decrescente no Tainung01 e constante no UC01 durante o amadurecimento dos frutos. Durante esse período, verificou-se que a participação da via oxidase alternativa (AOX) foi crescente, contra uma participação decrescente da via citocromo oxidase (COX) em ambos os híbridos, indicando um crescente desacoplamento das mitocôndrias, o que pode estar associado às rápidas transformações bioquímicas que acarretam a senescência do órgão. A partir desses resultados, sugere-se investigar materiais genéticos com menor atividade AOX, ou formas de minimizar a atividade respiratória nos frutos em pós-colheita. A AOX apresentou alta correlação positiva com a PM e negativa com a FF e a FM. O inverso foi observado para COX. A RT apresentou correlação positiva apenas com a FM. As correlações apontam a viabilidade de estimar a atividade respiratória por meiode análises mais simples, como a PM, a FF e a FM, facilitando a pesquisa na área.