Short-term effects of manipulated increase in acid deposition on soil, soil solution chemistry and fine roots in Scots pine (Pinus sylvestris) stand on a podzol

A manipulated increase in acid deposition (15 kg S ha(-1)), carried out for three months in a mature Scots pine (Pinus sylvestris) stand on a podzol, acidified the soil and raised dissolved Al at concentrations above the critical level of 5 mg l(-1) previously determined in a controlled experiment with Scots pine seedlings. The induced soil acidification reduced tree fine root density and biomass significantly in the top 15 cm of soil in the field. The results suggested that the reduction in fine root growth was a response not simply to high Al in solution but to the depletion of exchangeable Ca and Mg in the organic layer, K deficiency, the increase in NH4:NO3 ratio in solution and the high proton input to the soil by the acid manipulation. The results from this study could not justify the hypothesis of Al-induced root damage under field conditions, at least not in the short term. However, the study suggests that a short exposure to soil acidity may affect the fine root growth of mature Scots pine.

Sub-irrigation of Petunia: benefits in dry summers

With the increasing frequency and magnitude of warmer days during the summer in the UK, bedding plants which were a traditional part of the urban green landscape are perceived as unsustainable and water-demanding. During recent summers when bans on irrigation have been imposed, use and sales of bedding plants have dropped dramatically having a negative financial impact on the nursery industry. Retaining bedding species as a feature in public and even private spaces in future may be conditional on them being managed in a manner that minimises their water use. Using Petunia x hybrida ‘Hurrah White’ we aimed to discover which irrigation approach was the most efficient for maintaining plants’ ornamental quality (flower numbers, size and longevity), shoot and root growth under water deficit and periods of complete water withdrawal. Plants were grown from plugs for 51 days in wooden rhizotrons (0.35 m (h) x 0.1 m (w) x 0.065 m (d)); the rhizotrons’ front comprised clear Perspex which enabled us to monitor root growth closely. Irrigation treatments were: 1. watering with the amount which constitutes 50% of container capacity by conventional surface drip-irrigation (‘50% TOP’); 2. 50% as sub-irrigation at 10 cm depth (‘50% SUB’); 3. ‘split’ irrigation: 25% as surface drip- and 25% as sub-irrigation at 15 cm depth (‘25/25 SPLIT’); 4. 25% as conventional surface drip-irrigation (‘25% TOP’). Plants were irrigated daily at 18:00 apart from days 34-36 (inclusive) when water was withdrawn for all the treatments. Plants in ‘50% SUB’ had the most flowers and their size was comparable to that of ‘50% TOP’. Differences between treatments in other ‘quality’ parameters (height, shoot number) were biologically small. There was less root growth at deeper soil surface levels for ‘50% TOP’ which indicated that irrigation methods like ‘50% SUB’ and ‘25/25 SPLIT’ and stronger water deficits encouraged deeper root growth. It is suggested that sub-irrigation at 10 cm depth with water amounts of 50% container capacity would result in the most root growth with the maximum flowering for Petunia. Leaf stomatal conductance appeared to be most sensitive to the changes in substrate moisture content in the deepest part of the soil profile, where most roots were situated.

Contributions of roots and rootstocks to sustainable, intensified crop production

Sustainable intensification is seen as the main route for meeting the world’s increasing demands for food and fibre. As demands mount for greater efficiency in the use of resources to achieve this goal, so the focus on roots and rootstocks and their role in acquiring water and nutrients, and overcoming pests and pathogens, is increasing. The purpose of this review is to explore some of the ways in which understanding root systems and their interactions with soils could contribute to the development of more sustainable systems of intensive production. Physical interactions with soil particles limit root growth if soils are dense, but root–soil contact is essential for optimal growth and uptake of water and nutrients. X-ray microtomography demonstrated that maize roots elongated more rapidly with increasing root–soil contact, as long as mechanical impedance was not limiting root elongation, while lupin was less sensitive to changes in root–soil contact. In addition to selecting for root architecture and rhizosphere properties, the growth of many plants in cultivated systems is profoundly affected by selection of an appropriate rootstock. Several mechanisms for scion control by rootstocks have been suggested, but the causal signals are still uncertain and may differ between crop species. Linkage map locations for quantitative trait loci for disease resistance and other traits of interest in rootstock breeding are becoming available. Designing root systems and rootstocks for specific environments is becoming a feasible target.

The endophytic fungus Piriformospora indica protects wheat from Fusarium crown rot disease in simulated UK autumn conditions

The root endophytic fungus Piriformospora indica (Sebacinacea) forms mutualistic symbioses with a broad range of host plants, increasing their biomass production and resistance to fungal pathogens. We evaluated the effect of P. indica on Fusarium crown rot disease of wheat, under in vitro and glasshouse conditions. Interaction of P. indica and Fusarium isolates under axenic culture conditions indicated no direct antagonistic activity of P. indica against Fusarium isolates. Seedlings of wheat were inoculated with P. indica and pathogenic Fusarium culmorum or F. graminearum and grown in sterilised soil-free medium or in a non-sterilised mix of soil and sand. Fusarium alone reduced emergence and led to visible browning and reduced root growth. Roots of seedlings in pots inoculated with both Fusarium isolates and P. indica were free of visible symptoms; seed emergence and root biomass were equivalent to the uninoculated. DNA was quantified by real-time polymerase chain reaction (qPCR). The ratio of Fusarium DNA to wheat DNA rose rapidly in the plants inoculated with Fusarium alone; isolates and species were not significantly different. P. indica inoculation reduced the ratio of Fusarium to host DNA in the root systems. The reduction increased with time. The ratio of P. indica to wheat DNA initially rose but then declined in root systems without Fusarium. With Fusarium, the ratio rose throughout the experiment. The absolute amount of Fusarium DNA in root systems increased in the absence of P. indica but was static in plants co-inoculated with P. indica.

Abscisic acid and auxin accumulation in Catasetum fimbriatum roots growing in vitro with high sucrose and mannitol content

Endogenous contents of indolyl-3-acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) were quantified in excised roots of Catasetum fimbriatum (Orchidaceae) cultured in vitro on solidified Vacin and Went medium with 1, 2, 4, 6, 8 and 10 % sucrose, as well as 2 % sucrose plus mannitol. Maximum root growth was observed in media with 4 % sucrose and 2 % sucrose plus 2.2 % mannitol, suggesting that a moderate water or osmotic stress promotes orchid root growth. Contents of both ABA and IAA increased in parallel to increasing sucrose concentration and a correlation between root elongation and the ABA/IAA ratio was observed. Incubating isolated C. fimbriatum roots with radiolabeled tryptophan, we showed an accumulation of IAA and its conjugates.

Análise multivariada na compactação de um latossolo vermelho cultivado com milho

Os solos submetidos aos sistemas de produção sem preparo estão sujeitos à compactação, provocada pelo tráfego de máquinas, tornando necessário o acompanhamento das alterações do ambiente físico, que, quando desfavorável, restringe o crescimento radicular, podendo reduzir a produtividade das culturas. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de diferentes intensidades de compactação na qualidade física de um Latossolo Vermelho textura média, localizado em Jaboticabal (SP), sob cultivo de milho, usando métodos de estatística multivariada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis intensidades de compactação e quatro repetições. Foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0,02-0,05, 0,08-0,11 e 0,15-0,18 m para determinação da densidade do solo (Ds), na camada de 0-0,20 m. As características da cultura avaliadas foram: densidade radicular, diâmetro radicular, matéria seca das raízes, altura das plantas, altura de inserção da primeira espiga, diâmetro do colmo e matéria seca das plantas. As análises de agrupamentos e componentes principais permitiram identificar três grupos de alta, média e baixa produtividade de plantas de milho, segundo variáveis do solo, do sistema radicular e da parte aérea das plantas. A classificação dos acessos em grupos foi feita por três métodos: método de agrupamentos hierárquico, método não-hierárquico k-means e análise de componentes principais. Os componentes principais evidenciaram que elevadas produtividades de milho estão correlacionadas com o bom crescimento da parte aérea das plantas, em condições de menor densidade do solo, proporcionando elevada produção de matéria seca das raízes, contudo, de pequeno diâmetro. A qualidade física do Latossolo Vermelho para o cultivo do milho foi assegurada até à densidade do solo de 1,38 Mg m-3.

Distribuição volumétrica e diâmetro de gotas de pontas de pulverização de energia hidráulica para controle de corda-de-viola

As pontas de pulverização são responsáveis pela formação das gotas, e cada ponta apresenta características próprias relacionadas ao espectro de gotas e perfil de deposição, específicas para determinados alvos. Este trabalho teve o objetivo de caracterizar o diâmetro e a uniformidade das gotas e o perfil de distribuição volumétrica das pontas de pulverização AI 110015 e TTI 110015, bem como seu efeito sobre a mortalidade de corda-de-viola, com herbicida pré-emergente, associado ou não a adjuvantes. Avaliou-se o número de plantas emergidas e os pesos secos da parte aérea e radicular das plantas. Os perfis de distribuição volumétrica para a altura de 40 cm foram avaliados em mesa de deposição. A partir dos perfis de distribuição, simulou-se o padrão de deposição ao longo da barra de pulverização. O espectro do diâmetro de gotas foi determinado em analisador de tamanho de partículas por difração de luz laser . O herbicida diuron + hexazinona foi eficiente no controle em préemergência de corda-de-viola, podendo ser utilizado polimetil siloxano organomodificado ou óleo mineral como adjuvantes, associados às pontas de pulverização AI 110015 ou TTI 110015. O uso de adjuvantes proporcionou aumento no diâmetro mediano volumétrico e redução na porcentagem de gotas com diâmetro inferior a 100 µm. O espaçamento sugerido entre os bicos na barra de pulverização foi de 70 cm para o modelo AI 110015 e 80 cm para o modelo TTI 110015.

Qualidade física de um Latossolo Vermelho cultivado com soja submetido a níveis de compactação e de irrigação

Manter uma boa qualidade física do solo é importante para preservar o meio ambiente, além de maximizar a produtividade das plantas. Um solo compactado poderá interferir na densidade, na porosidade e na resistência do solo à penetração, influenciando no crescimento radicular. A presente pesquisa objetivou avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho eutroférrico, textura argilosa, com a cultivar de soja CAC-1, submetido a quatro níveis de compactação e três níveis de irrigação, utilizando os atributos físicos do solo, assim como a correlação do sistema radicular com a produtividade da cultura. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, com quatro repetições. Os níveis de compactação foram: C0 = 0, C2 = 2, C4 = 4 e C6 = 6 passadas, no mesmo local, de um trator de 11 t. Foram coletadas amostras indeformadas de solo nas entrelinhas da cultura da soja, para determinação dos atributos físicos, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m. A produtividade máxima da soja foi obtida com a resistência do solo à penetração de 0,71 MPa. O sistema radicular correlacionou-se inversamente com a produtividade da soja.

Compactação do solo e intervalo hídrico ótimo no crescimento e na produtividade da cultura do milho

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

Compactação do solo no crescimento radicular e produtividade da cultura do milho

As modificações estruturais causadas no solo pelos diferentes sistemas de manejo podem resultar em maior ou menor compactação, que poderá interferir na resistência mecânica à penetração, densidade e porosidade do solo, influenciando o crescimento radicular e, por fim, a produtividade das culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da compactação sobre determinadas características de um Latossolo Vermelho textura média e associá-las ao crescimento radicular e à produtividade da cultura do milho. Os tratamentos principais foram constituídos por seis níveis de compactação, proporcionados pelo tráfego controlado de tratores, e duas camadas, como subtratamentos, com quatro repetições. Foram coletadas amostras indeformadas do solo nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m, para determinação da resistência do solo à penetração, densidade e porosidade do solo. Para determinação de densidade, superfície, diâmetro e massa seca das raízes, foram retiradas amostras do solo nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m, em cada parcela. O tráfego de tratores sobre o solo provocou maiores níveis de compactação na camada superficial, proporcionando maior densidade e superfície radicular. O diâmetro radicular e a massa seca das raízes aumentaram linearmente com o aumento da resistência à penetração do solo. Verificou-se que valores de resistência à penetração variando entre 1,03 e 5,69 MPa provocaram alterações na morfologia do sistema radicular do milho, reduzindo a produtividade da cultura em 2,581 Mg ha-1, mas não foram impeditivos ao enraizamento.

Fotossíntese, reservas orgânicas e rebrota do capim-mombaça (Panicum maximum Jacq.) sob diferentes intensidades de desfolha do perfilho principal

Buscando-se avaliar morfofisiologicamente a rebrota do capim-mombaça, quatro desfolhas foram impostas ao perfilho principal, sendo estudado o comportamento da planta em termos da taxa de expansão da área foliar, crescimento do sistema radicular, nível de carboidratos totais não estruturais (CTNE) da raiz e do colmo, taxa de crescimento relativo (TCR), taxa de assimilação líquida (TAL) e razão de área foliar (RAF) às idades de 2, 5, 9 e 16 dias após as desfolhas, bem como da taxa fotossintética máxima às idades de 2, 6 e 13 dias das folhas remanescentes à desfolha. As desfolhas foram as seguintes: remoção de todas as lâminas foliares (desfolha total), a remoção da lâmina da folha adulta mais jovem (desfolha superior), a remoção das lâminas das duas folhas adultas mais velhas (desfolha inferior) e controle (sem desfolha), juntamente com o corte dos demais perfilhos, realizado a 8 cm do solo. Foram observadas cinco repetições por tratamento, segundo o delineamento inteiramente casualizado. As folhas adultas não diferiram quanto às taxas fotossintéticas máximas, que exibiram aumento nos primeiros dias após a desfolha, e queda aos 13 dias. A desfolha reduziu os teores de CTNE da base do colmo, principalmente nas plantas sob desfolha total. Comprometimento do crescimento do sistema radicular e do teor de CTNE das raízes foi observado nas plantas sob desfolha total, que também tiveram sua TCR reduzida nos primeiros dias de rebrotação. Entretanto, o aumento na RAF possibilitou a estas plantas recuperação da TCR e alta taxa de expansão da área foliar, igualando a área foliar das demais plantas aos 16 dias de rebrota.

Efeitos da compactação em algumas propriedades físicas do solo e seu reflexo no desenvolvimento das raízes de plantas de soja

Estudou-se o efeito de vários níveis de compactação na densidade do solo, porosidade total e resistência à penetração, objetivando determinar o nível que impede o desenvolvimento das raízes de plantas de soja. O trabalho foi realizado em casa de vegetação, com amostras deformadas do horizonte superficial de uma terra roxa estruturada e de um latossolo roxo, controlando os níveis de compactação e o teor de água. A influência da compactação no desenvolvimento das raízes foi avaliada um mês após a germinação. Os valores de densidade do solo, para um mesmo nível de compactação, foram maiores para a terra roxa estruturada. O teor de água ótimo para a compactação foi de 21,0% para a terra roxa estruturada e de 29,8 para o latossolo roxo. A compactação artificial do solo acarretou aumento da resistência à penetração e diminuição da porosidade total. A elevação da sua densidade de 0,90 para 1,30 kg/m³ para a terra roxa estruturada, e de 0,90 para 1,23 kg/m³ para o latossolo roxo, promoveu, respectivamente, diminuição de 39 e de 41% na massa seca das raízes. O desenvolvimento das raízes das plantas ficou impedido quando a densidade do solo atingiu valores de 1,30 e 1,23 kg/m³, respectivamente, para a terra roxa estruturada e o latossolo roxo.

Sistema radicular e nutrição da soja em função da compactação do solo

A compactação do solo diminui o crescimento radicular, podendo afetar tanto o desenvolvimento quanto a produtividade da soja. No presente trabalho, estudaram-se os efeitos da compactação subsuperficial na morfologia radicular da soja (Glycine max L. Merrill), procurando relacioná-los ao crescimento e à nutrição da planta. O 'Primavera' foi cultivado até os 37 dias da emergência, em vasos onde a camada de 15-18,5 cm de profundidade foi campactada a 1,03, 1,25, 1,48 e 1,72 g/cm³, em um latossolo vermelho-escuro com 80% de areia e 16% de argila e cuja compactação em subsuperfície levou a um acúmulo de raízes na camada superficial do vaso, sem grandes conseqüências na nutrição da planta. Na densidade aparente de 1,72 g/cm3, as raízes não conseguiram penetrar, embora já houvesse alguma restrição ao crescimento na densidade de 1,25 g/cm³. Quando a camada compactada apresentava resistência à penetração de 0,69 MPa, houve uma redução de 50% no crescimento radicular da soja.

Tratamento de sementes de soja com inseticidas e um bioestimulante

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento de sementes com inseticidas e um bioestimulante na germinação no crescimento da planta e raiz de soja. Foram realizados dois experimentos em delineamento de blocos ao acaso, em que as sementes foram tratadas com aldicarb, thiametoxan, imidacloprid e duas testemunhas: uma sem produto e uma com bioestimulante. em laboratório, as unidades experimentais constituíram-se de rolos de papel toalha com sementes de soja, para avaliar o vigor, a germinação, as plantas anormais e mortas, o comprimento de radículas e de plântulas. Nos testes em casa de vegetação, as unidades experimentais constituíram-se de tubos de PVC, com volume de 16 dm³, e foram avaliados: os teores de N, P e K; a matéria seca; o comprimento, a área e o raio médio radicular; a eficiência de absorção de N, P e K; e a taxa de crescimento radicular da soja. Os tratamentos de sementes de soja com os inseticidas e o bioestimulante levam à formação de raízes mais finas, o que caracteriza um efeito tônico. O produto aldicarb, na dose empregada, prejudica o vigor e a germinação das sementes de soja. O tratamento de sementes com inseticidas e bioestimulante não proporciona maior crescimento das raízes das plantas de soja.

Condições climáticas, caracteristicas do fruto e sistema de colheita na qualidade fisiológica de sementes de jacarandá

As características dos frutos coletados e o sistema de colheita utilizado dependem da espécie que se está estudando. Esses parâmetros devem ser bem estabelecidos para permitir a obtenção de sementes com máxima germinação e vigor. Com o objetivo de determinar as características dos frutos e o sistema de colheita mais favorável à qualidade fisiológica de sementes de Jacaranda cuspidifolia Mart., por dois anos consecutivos foram colhidos frutos na árvore (verdes fechados, marrons fechados e marrons abertos) e frutos marrons no chão. As sementes foram extraídas, limpas e avaliadas quanto ao teor de água, germinação e vigor (primeira contagem do teste de germinação, comprimento da parte aérea e da radícula das plântulas e porcentagem de emergência). Para a obtenção de sementes de jacarandá com melhor qualidade fisiológica, os frutos devem ser colhidos na árvore marrons, abertos ou fechados e com teor de água inferior a 24,4%.