Growth of seedlings of pigeon pea (Cajanus cajan (l.) millsp), wand riverhemp (Sesbania virgata (cav.) pers.), and lead tree (Leucaena leucocephala (lam.) de wit) in an arsenic-contaminated soil

Phytoremediation strategies utilize plants to decontaminate or immobilize soil pollutants. Among soil pollutants, metalloid As is considered a primary concern as a toxic element to organisms. Arsenic concentrations in the soil result from anthropogenic activities such as: the use of pesticides (herbicides and fungicides); some fertilizers; Au, Pb, Cu and Ni mining; Fe and steel production; coal combustion; and as a bi-product during natural gas extraction. This study evaluated the potential of pigeon pea (Cajanus cajan), wand riverhemp (Sesbania virgata), and lead tree (Leucaena leucocephala) as phytoremediators of soils polluted by As. Soil samples were placed in plastic pots, incubated with different As doses (0; 50; 100 and 200 mg dm-3) and then sown with seeds of the three species. Thirty (pigeon pea) and 90 days after sowing, the plants were evaluated for height, collar diameter and dry matter of young, intermediate and basal leaves, stems and roots. Arsenic concentration was determined in different aged leaves, stems and roots to establish the translocation index (TI) between the plant root system and aerial plant components and the bioconcentration factors (BF). The evaluated species showed distinct characteristics regarding As tolerance, since the lead tree and wand riverhemp were significantly more tolerant than pigeon pea. The high As levels found in wand riverhemp roots suggest the existence of an efficient accumulation and compartmentalization mechanism in order to reduce As translocation to shoot tissues. Pigeon pea is a sensitive species and could serve as a potential bioindicator plant, whereas the other two species have potential for phytoremediation programs in As polluted areas. However, further studies are needed with longer exposure times in actual field conditions to reach definite conclusions on relative phytoremediation potentials.

Farinha de folha de leucena (Leucaena leucocephala Lam. de wit) como fonte de proteína para juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum CUVIER, 1818)

O tambaqui (Colossoma macropomum) é um peixe onívoro, natural da bacia amazônica, que possui elevado valor comercial. Características de rusticidade e desempenho produtivo destacam esta espécie para criação em cativeiro. Contudo, em criações comerciais de peixes, os custos com alimentação podem corresponder de 60 a 80% dos custos totais de produção, sendo a proteína o nutriente mais caro da dieta. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho produtivo de juvenis de tambaqui alimentados com rações contendo farinha de folha de leucena como fonte protéica. 240 juvenis foram distribuídos em 12 aquários experimentais (350 L), em um delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro tratamentos (0%, 8%, 16%, 24% de inclusão de farinha de folha de leucena na ração) e três repetições. Foram determinados o ganho de peso, conversão alimentar aparente, taxa de crescimento específico, taxa de eficiência protéica e custo de produção do quilograma de peso vivo ganho. Para as variáveis estudadas, não houve diferença significativa (p>0,05) entre os tratamentos, indicando que é possível incluir até 24% de farinha de folha de leucena em rações para juvenis de tambaqui, sem comprometimento das variáveis estudadas, embora a substituição não tenha representado redução no custo de produção do quilograma de peixe.

Nutrição mineral de leguminosas tropicais II. Carências nutricionais em Leucaena leucocephala (Lamb.) de Wit

Plantas de Leucanena leuoocephala (lamb.) De Wit foram submetidas a tratamentos em soluções nutritivas carentes em N, P. K, Ca, Mg, S e B com o objetivo de se obter o quadro sintomatológivo das carências, assim como teores dos elementos na raiz, caule e folhas. Os sintomas apareceram após 200 dias de cultivo e foram de difícil caracterização. Os teores encontrados nas folhas de plantas com sintomas enormais foram respectivamente: N%-2,77-3,51; P% - 0,11-0,14; K% - 1,33 - 2,75 ; Ca% - 0,41-1,11; Mg% - 0,18-0,42; S% -0,11-0,22; B ppm - 25-127.

Nutrição mineral de leguminosas tropicais: III. concentração e acúmulo de macronutrientes e determinação do coeficiente de digestibilidade in vivo da Leucaena leucocephala (LAM.) de Wit cv. Peru em função da idade

As leguminosas tropicais constituem atualmente uma fonte de proteína de alta qualidade além de outras qualidades como produção de madeira no caso das arbustivas e como proteção contra erosão nas demais. Sendo a leucena (Leucaena leucooephala (Lam.) de Wit cv. Peru) uma espécie bastante promissora para a pecuária brasileira, foi conduzido um ensaio de campo com a finalidade de se conhecer o hábito alimentar dessa leguminosa. O ensaio foi instalado visando obter dados para análise de crescimento, concentração e extração dos macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S, Mn e Zn) e matéria seca digestível das folhs "in vivo", em bovino, em função da idade da planta. A partir dos dados obtidos, constatou-se que: a) a produção de matéria seca total é maxima aos 360 dias de idade e o maior incremento na produção de folhas, expresso em matéria seca, se dá dos 240 aos 360 dias; b) as concentrações de nitrogênio e potássio diminuem nas folhas e caules com a idade da planta, ao passo que a de cálcio no caule não é afetada pela idade; c) aos 360 dias, época de produção máxima de matéria secam as folhas contém em 535,46 g/planta: 16,36 g nitrogênio, 0,61 g de fósforo, 10,65 g de potássio, 8,08 g de cálcio, 1,58 g de magnésio, 0,51 g de enxofre; d) aos 360 dias, os caules contém em 1783 g/planta: 15,82 g de nitrogênio, 0,65 g de fósforo, 20,37 g de potássio, 7,01 g de cálcio, 0,44g de magnésio, 1,06 g de enxofre; e) o acúmulo de macronutrientes na planta aos 360 dias obedece a seguinte ordem: N > K > a > g > S > P; f) aos 360 dias, a matéria seca digestível das folhas é 51,05%.

Nutrição mineral de leguminosas tropicais: IV - concentração e acúmulo de micronutrientes em Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit cv. Peru em função da idade

Sendo a leucena (Leucaena leucocephala Lam.) de Wit cv. Peru) uma espécie bastante promissora para a pecuária brasileira, foi conduzido um ensaio de campo com a finalidade de se conhecer o hábito alimentar dessa leguminosa. O ensaio foi instalado visando obter dados de concentração e extração dos micronutrientes (B, Cu, Fe, Mn e Zn) em função da idade. A partir dos dados obtidos constatou-se que: a) as concentrações de boro e ferro nas folhas não são afetadas pela idade; b) a concentração de manganês diminui nas folhas e caules com a idade; c) as folhas aos 360 dias contém em 535,46 g de matéria seca por planta: 22 mg de boro; 7 mg de cobre; 204 mg de ferro; 19 mg de manganês e 11 mg de zinco; d) os caules aos 360 dias contém em 1-783,33 g de matéria seca/planta: 20 mg de boro; 13 mg de cobre; 84mg de ferro; 10 mg de manganês e 36 mg de zinco; e) o acumulo de micronutrientes pela planta aos 360 dias obedece a seguinte ordem: Fe > Zn > B > Mn > Cu

Efeito do alumínio e de Glomus leptotichum Shenck e Smith no desenvolvimento de cultivares de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit tolerante e intolerante ao alumínio

Com o objetivo de avaliar a interação micorrízica X Al tóxico no substrato efetuou-se um experimento fatorial 2x2x2, em casa de vegetação, no Departamento de Genética da ESALQ/USP, em Piracicaba. Foram empregadas duas cultivares de Leucaena leucocephala, uma Al - tolerante (Planta 49 - Estrada do Bongue) e outra Al-intolerante (NO749), cultivadas em areia lavada e esterilizada, com adição de solução nutritiva. A micorriza foi estabelecida com a inoculação de Glomus teptotichum Shenck e Smith no substrato, mantendo-se como testemunha a ausência do fungo. Dois níveis de Al foram avaliados, 0 e 9 ppm, adicionados à solução nutritiva. Aos 65 dias após o transplante das plântulas procedeu-se à colheita e foram determinados o peso da metária seca da parte aérea, altura de planta, porcentagem de colonização radicular, teor e quantidade acumulada de N, P, K, Ca, Mg e Al na parte aérea. Observou-se um acentuado efeito promotor da micorriza em Leucaena, o que geroulhe incrementos tanto no desenvolvimento da planta como na absorção de nutrientes. A cultivar intolerante ao Al tóxico mostrou-se mais dependente da micorriza e inclusive mais beneficiada,apresentando os maiores acréscimos na produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes na parte aérea. Nas condições do experimento não houve acentuada diferença entre as doses de Al empregadas e, apesar do maior acúmulo do elemento em plantas micorrizadas, não foi observado interferência no desenvolvimento das cultivares.

Fixação do N2 em leucena (Leucaena leucocephala) em solo da região semi-árida brasileira submetido à salinização

Com a finalidade de avaliar a tolerância de rhizobium loti em Leucaena leucocephala cv K8, submetida a níveis crescentes de salinidade, realizou-se um experimento em casa de vegetação, usando-se um Podzólico Vermelho-Amarelo textura franco-arenosa, coletado em Serra Talhada (PE). O experimento obedeceu ao arranjo fatorial 5 x 4, no delineamento em blocos ao acaso, com 3 repetições. Foram usados 5 níveis de salinidade do solo (C.E. = 1,5; 6,6; 10,1; 12,8 e 14,4 dS m-1) e 2 tratamentos inoculados (NFB 494 e SEMIA 6069), fertilização nitrogenada com 200 mg kg-1 de N (NH4NO3), e o controle sem inoculação e sem adubação nitrogenada. O incremento dos níveis crescentes de salinidade reduziu a nodulação (número e massa de nódulos), o rendimento de matéria seca e a acumulação de N na parte aérea. O tratamento com fertilização nitrogenada inibiu totalmente a nodulação em leucena, em todos os níveis de salinidade; contudo, promoveu melhores rendimentos na acumulação de N e na produção de matéria seca. Observou-se resposta significativa das plantas inoculadas com a estirpe SEMIA 6069, em todas as características avaliadas, superando os resultados obtidos com o isolado NFB 494.

Expressão dos genes nod de Rhizobium tropici, R. etli e R. leguminosarum bv. phaseoli e estabelecimento da nodulação do feijoeiro na presença de exsudatos de sementes de Mimosa flocculosa e Leucaena leucocephala

Na etapa inicial da troca de sinais moleculares entre macro e microssimbiontes, a interação do feijoeiro e estirpes de Rhizobium tropici, R. etli e R. leguminosarum bv. phaseoli foi avaliada pela expressão dos genes nod de estirpes bacterianas, contendo a fusão nodA::gusA. Esta avaliação foi efetuada por meio da atividade da enzima ß-glucuronidase, utilizando, como indutores, exsudatos liberados pelas sementes de Mimosa flocculosa e Leucaena leucocephala. Além disso, avaliou-se o efeito da adição desses exsudatos no estabelecimento da nodulação do feijoeiro, cv. Carioca. Nos testes "in vitro", a mistura de exsudatos de sementes de feijoeiro e M. flocculosa promoveu aumentos sinergísticos significativos na expressão dos genes nod, tanto das estirpes de R. tropici (CIAT 899/pGUS 32 e F 98.5/pGUS 32) quanto de R. etli (CFN 42/pGUS 32). Em condições controladas, a adição dos exsudatos, tanto de M. flocculosa quanto de L. leucocephala, proporcionou aumento significativo na nodulação inicial do feijoeiro, quando foi inoculada a estirpe CFN 42 (R. etli). A nodulação do feijoeiro cultivado em vasos com solo não foi inibida pelo suprimento de N-mineral, quando se inoculou a estirpe CIAT 899 (R. tropici) e foram fornecidos exsudatos de sementes de M. flocculosa.

Environmental and agricultural benefits of a management system designed for sandy loam soils of the humid tropics

A sustainable management of soils with low natural fertility on family farms in the humid tropics is a great challenge and overcoming it would be an enormous benefit for the environment and the farmers. The objective of this study was to assess the environmental and agronomic benefits of alley cropping, based on the evaluation of C sequestration, soil quality indicators, and corn yields. Combinations of four legumes were used in alley cropping systems in the following treatments: Clitoria fairchildiana + Cajanus cajan; Acacia mangium + Cajanus cajan; Leucaena leucocephala + Cajanus cajan; Clitoria fairchildiana + Leucaena leucocephala; Leucaena leucocephala + Acacia mangium and a control. Corn was used as a cash crop. The C content was determined in the different compartments of soil organic matter, CEC, available P, base saturation, percentage of water saturation, the period of the root hospitality factor below the critical level and corn yield. It was concluded that alley cropping could substitute the slash and burn system in the humid tropics. The main environmental benefit of alley cropping is the maintenance of a dynamic equilibrium between C input and output that could sustain up to 10 Mg ha-1 of C in the litter layer, decreasing atmospheric CO2 levels. Alley cropping is also beneficial from the agricultural point of view, because it increases base saturation and decreases physical resistance to root penetration in the soil layer 0 - 10 cm, which ensures the increase and sustainability of corn yield.

Enzymatic activity and mineralization of carbon and nitrogen in soil cultivated with coffee and green manures

There are great concerns about degradation of agricultural soils. It has been suggested that cultivating different plant species intercropped with coffee plants can increase microbial diversity and enhance soil sustainability. The objective of this study was to evaluate enzyme activity (urease, arylsulfatase and phosphatase) and alterations in C and N mineralization rates as related to different legume cover crops planted between rows of coffee plants. Soil samples were collected in a field experiment conducted for 10 years in a sandy soil in the North of Paraná State, Brazil. Samples were collected from the 0-10 cm layer, both from under the tree canopy and in-between rows in the following treatments: control, Leucaena leucocephala, Crotalaria spectabilis, Crotalaria breviflora, Mucuna pruriens, Mucuna deeringiana, Arachis hypogaea and Vigna unguiculata. The soil was sampled in four stages of legume cover crops: pre-planting (September), after planting (November), flowering stage (February) and after plant residue incorporation (April), from 1997 to 1999. The green manure species influenced soil enzyme activity (urease, arylsulfatase and phosphatase) and C and N mineralization rates, both under the tree canopy and in-between rows. Cultivation of Leucaena leucocephala increased acid phosphatase and arilsulfatase activity and C and N mineralization both under the tree canopy and in-between rows. Intercropped L. leucocephala increased urease activity under the tree canopy while C. breviflora increased urease activity in-between rows.

Variabilidade intra e intergenotípica em uma população de híbridos entre Leucaena leucocephala e L. diversifolia

O objetivo deste trabalho foi estimar a variabilidade de algumas características morfológicas em híbridos de Leucaena leucocephala e L. diversifolia (Leguminosae). Foram estabelecidos 20 genótipos, com 30 indivíduos cada, dispostos em seis blocos casualizados. As características morfológicas analisadas foram: comprimento de folha, número de pares de folíolos e foliólulos, número de nectários extraflorais; comprimento e largura de legumes e número de sementes por legume. O menor e o maior comprimento médio de folha foram, respectivamente, 8,6 cm e 30,6 cm. A população apresentou variação de 10,7 a 53,4 pares de foliólulos por folíolo. Em número de pares de folíolos por folha o menor valor médio foi 5,6 e o maior foi 20,3. A média de um nectário extrafloral por folha foi identificada na maioria dos indivíduos. O maior valor médio de número de sementes por legume foi 24,1 e o menor 5,0. Cinco genótipos se destacaram por sua uniformidade em relação às características analisadas.

Cultivo de Gliricidia sepium e Leucaena leucocephala em alamedas visando a melhoria dos solos dos tabuleiros costeiros

O objetivo deste trabalho foi avaliar a biomassa da parte aérea de gliricídia (Gliricidia sepium) e leucena (Leucaena leucocephala) em cultivos em alameda, e o efeito da adição dessa biomassa sobre propriedades químicas e físicas de um Latossolo Amarelo dos tabuleiros costeiros de Sergipe. A produção de mandioca nas alamedas dessas leguminosas também foi determinada. A gliricídia foi plantada, em 1994, por estacas, e a leucena, em 1995, por mudas, utilizando-se o espaçamento de 3 x 1 m, para ambas as espécies. Em intervalos de três a cinco meses, foram realizados cortes e incorporação do material ao solo. Caules com diâmetro superior a 1 cm foram desconsiderados na biomassa. A matéria seca desses cortes foi determinada anualmente, e em 1998 realizaram-se análises químicas e físicas do solo. Amostras de solo de área contígua foram utilizadas como controle. Foram produzidas, respectivamente, 4,87 e 5,80 t ha-1 ano-1 de parte aérea, em média, por leucena e gliricídia. A gliricídia exerceu menor competição com a mandioca na entrelinha. Com a incorporação dessas leguminosas ao solo elevaram-se o pH e os teores de Ca+Mg, não sendo alteradas, porém, a matéria orgânica e a CTC. Também foi observada redução de densidade e elevação da macroporosidade em resposta à adição das leguminosas. Esses efeitos foram mais acentuados em menores profundidades.

Extratos vegetais com propriedades nematicidas e purificação do princípio ativo do extrato de Leucaena leucocephala

Inicialmente buscou-se identificar plantas com extratos metanólicos ativos in vitro contra o nematóide Panagrellus redivivus. Das 24 espécies vegetais estudadas, constatou-se que os melhores resultados foram obtidos com Leucaena leucocephala, que causou mortalidade de 93% dos indivíduos expostos ao seu extrato por 24 h. Em seguida, submeteu-se o referido extrato a fracionamento direcionado pelos testes in vitro com P. redivivus, o que possibilitou isolar uma substância nematicida que, segundo análises preliminares, correspondia a um alcalóide.

Efeito de fungos micorrízicos arbusculares no crescimento de mudas de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. em solos de caatinga sob impacto de mineração de cobre

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) podem conferir às plantas maior tolerância a metais pesados e têm sido indicados para uso em processos de revegetação. Foi avaliado o efeito de FMA no crescimento de mudas de Leucaena leucocephala (leucena), em solos de áreas de caatinga impactados por mineração de cobre (Mineradora Caraíba, Município de Jaguarari, Bahia). O delineamento foi do tipo inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3 × 4, correspondendo ao substrato das áreas de empréstimo (local em que a camada superficial do solo foi removida) e de rejeito de cobre, ao solo de caatinga preservada e a quatro tratamentos de inoculação (controle não-inoculado, inoculado com Glomus etunicatum, com Acaulospora longula e com a mistura dos dois fungos), com cinco repetições. Independentemente do tratamento de inoculação, o substrato da área de empréstimo mostrou-se mais indicado para o preparo de mudas de leucena, enquanto o da área de rejeito foi inviável para o cultivo dessa planta e estabelecimento da associação micorrízica. Embora infectivo, G. etunicatum foi ineficiente em promover o crescimento de leucena nas áreas impactadas, enquanto os FMA nativos, A. longula e a mistura dos fungos contribuíram para o desenvolvimento das mudas.

Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit (Fabaceae): invasora ou ruderal?

A utilização de espécies exóticas em plantios de recuperação de áreas degradadas tem sido condenada com base no argumento de que tais espécies podem se comportar como invasoras e contaminar os ecossistemas naturais ao redor das áreas onde forem plantadas. Leucaena leucocephala (leucena) é espécie leguminosa exótica que tem sido frequentemente cultivada no Brasil para recuperação florestal, uma vez que apresenta simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio, melhorando a fertilidade dos solos. O potencial de invasão e persistência da leucena foi analisado a partir de um plantio misto, efetuado em 1983 em terreno com afloramento rochoso, parte do mosaico de uma paisagem dominada por matriz agrícola, com alguns fragmentos remanescentes de floresta estacional semidecidual e plantios arbóreos diversos. Em uma área de 200 ha, cada uma das 11 unidades do mosaico foi amostrada por meio de seis parcelas de 16 x 3 m (48 m²), em que foram identificados e medidos (DAP) todos os indivíduos de espécies arbóreas (altura mínima de 50 cm), para verificar se a área ocupada pela espécie está se expandindo. Na área em que foi utilizada leucena no plantio, analisou-se a estrutura da comunidade, com base na distribuição dos indivíduos em classes de tamanho, para verificar se a proporção da espécie exótica tende a aumentar com o tempo, configurando a persistência no ecossistema. Uma vez que nenhum indivíduo de L. leucocephala foi registrado entre os 4.599 amostrados além dos limites da área onde a espécie foi plantada, a conclusão é de que a espécie não está se comportando como invasora de ecossistemas naturais nessa condição ambiental, enquadrando-se melhor como ruderal. A análise da comunidade em regeneração sob as árvores plantadas evidenciou que a proporção da espécie exótica, que é intolerante à sombra, tende a diminuir com o tempo, ainda que lentamente, perdendo espaço para espécies nativas tolerantes, que poderão ocupar o dossel no futuro.