Potencial fisiológico de sementes de milho hidratadas pelo método do substrato de papel toalha

Na avaliação da qualidade de sementes pode ser necessária a hidratação das mesmas, como ocorre no teste de deterioração controlada que requer a uniformização do teor de água na amostra de sementes antes do processo de deterioração. Objetivou-se com o presente trabalho avaliar o potencial fisiológico de sementes de milho após a hidratação pelo método do substrato de papel toalha, sob diferentes temperaturas e quantidades de água no substrato, para elevar o teor de água para 15%, 20% e 25%. Foram avaliadas três quantidades de água no substrato (2,0; 2,5 e 3,0 vezes a massa do papel), sob temperaturas de 20 e 30°C. A qualidade inicial das sementes e após a hidratação foi determinada pelos seguintes testes: teor de água, massa de mil sementes, germinação, massa seca de plântulas, teste de frio, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica, tetrazólio, porcentagem e velocidade de emergência das plântulas em campo. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5%, seguindo o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial (3x2), independentemente para cada teor de água. A hidratação pelo método do substrato de papel toalha não afetou a germinação de sementes de milho, independentemente da temperatura e das proporções de água no substrato. As proporções de 2,0 e 2,5 vezes a massa do substrato papel toalha em água para a temperatura de 30°C e de 3,0 vezes a massa do substrato para a temperatura de 20°C não alteraram o potencial fisiológico das sementes, mostrando-se adequadas para hidratação de sementes de milho para teores de água de 15, 20 e 25%.

Germinação de sementes e vigor de plântulas de milho submetidas ao estresse salino induzido por diferentes sais

O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do estresse salino induzido por diferentes potenciais osmóticos das soluções de NaCl, KCl e CaCl2, na germinação de sementes e no vigor de plântulas de milho. O trabalho foi constituído por dois experimentos realizados no Laboratório de Sementes da Universidade Federal da Grande Dourados e em casa de vegetação da Embrapa Agropecuária Oeste, Dourados-MS. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3 x 6, com quatro repetições, sendo o primeiro fator constituído pelos sais e o segundo pelos potenciais osmóticos: 0,0; -0,2; -0,4; -0,8; -1,2 e -1,6MPa. Foram analisadas as variáveis: Experimento 1 - porcentagem de germinação, comprimento de parte aérea e comprimento da raiz primária; Experimento 2 - altura final de planta, comprimento radicular, diâmetro de colmo, área foliar, teor de clorofila e massa seca de parte aérea e de raiz. A germinação não foi afetada pelo estresse salino. A diminuição do potencial osmótico nas soluções de KCl e NaCl, causou decréscimos no comprimento de parte aérea e acréscimos no comprimento da raiz primária. A condição de estresse provocada pelos sais proporciona comportamento diferenciado no vigor de plântulas de milho. O efeito salino do NaCl é maior nas características altura de planta, comprimento radicular, área foliar e massa seca de raiz.

Influência do tipo de embalagem na qualidade fisiológica de sementes de milho crioulo

Objetivou-se com este trabalho avaliar a qualidade fisiológica de sementes de seis variedades de milho submetidas ao armazenamento em embalagens plásticas a vácuo e em sacos de pano. Para tanto, foram realizadas avaliações do teor de água, germinação, primeira contagem de germinação, emergência, índice de velocidade de emergência, comprimento de parte aérea e massa seca de plântulas. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com os tratamentos arranjados em esquema 6x4x2 (variedades x tempos de armazenamento x embalagens). Durante os seis meses de armazenamento, o teor de água das sementes não ultrapassou os 13%. A germinação foi reduzida nas duas embalagens, sendo que na embalagem plástica, esta queda ocorreu devido à retirada do oxigênio de dentro da embalagem, enquanto, para as sementes armazenadas em sacos de pano, pela infestação dos insetos-praga e o aumento da incidência de fungos, ocasionado pelas condições ambientais durante o período de armazenamento. Na avaliação de emergência, a tendência foi semelhante. Para o comprimento de parte aérea e massa seca para as duas formas de armazenamento, ao final dos seis meses, observaram-se valores próximos ou superiores à condição inicial. A manutenção da qualidade fisiológica de sementes de milho, durante o armazenamento, depende da variedade e do tipo de embalagem.

Vigor de sementes de milho associado à mato-competição

O vigor de sementes está relacionado diretamente com a emergência rápida e uniforme de plântulas e crescimento inicial das plantas, fator que pode auxiliar significativamente na habilidade competitiva por recursos como água, luz e nutrientes. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito do vigor de sementes de milho sobre o crescimento inicial das populações de plantas, produtividade final e competição com plantas daninhas. A pesquisa foi conduzida em área experimental da Universidade de São Paulo, Piracicaba, SP, no ano agrícola de 2007/2008. Foram utilizados quatro lotes de sementes certificadas do milho híbrido DOW8480, com diferentes níveis de vigor, compondo oito tratamentos, com controle e sem controle de plantas daninhas. As análises de campo ocorreram nos estádios fenológicos de 2, 4, 6 e 8 folhas, mensurando-se as plantas quanto altura, diâmetro de colmo e índice de área foliar. Avaliou-se, também, a radiação solar incidente na entrelinha da cultura no estádio fenológico de 4 folhas. No pendoamento, foram realizadas coletas de plantas daninhas presentes nas parcelas, as quais foram avaliadas quanto ao acúmulo de massa de matéria seca e, na colheita, foi avaliada a produtividade de grãos. Os resultados indicaram que vigor das sementes tem efeitos diretos no crescimento inicial da cultura, o que reflete na habilidade competitiva das plantas de milho com plantas daninhas, as quais têm menor crescimento. Além disso, quando em competição maximizada por recursos, o vigor das sementes influencia diretamente na produtividade de grãos.

Contribuição de etapas do beneficiamento na qualidade fisiológica de sementes de dois híbridos de milho

O objetivo do trabalho foi verificar a qualidade fisiológica de sementes durante as após várias etapas do beneficiamento de dois híbridos de milho e a contribuição de cada equipamento na melhoria da qualidade das sementes. Foram coletadas amostras de sementes chatas de dois híbridos, peneira 22 L, na recepção e após as fases de secagem, pré-limpeza, limpeza, separação por espessura, mesa gravitacional e quando as sementes encontravam-se prontas para embalagem, totalizando sete etapas do beneficiamento mais uma testemunha (colheita e debulha manual). Realizou-se o teste de germinação, análise de pureza, primeira contagem, índice de velocidade de germinação, envelhecimento acelerado, teste de tretrazólio, teste de frio, comprimento de raiz primária e parte aérea, matéria seca de plântulas, emergência em solo e deterioração controlada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições por tratamento/teste, analisando-se cada híbrido separadamente. O beneficiamento promoveu melhoria na qualidade das sementes, sendo que aquelas obtidas após a mesa gravitacional e as prontas para ensaque, foram no conjunto de observações, as que apresentaram melhor qualidade fisiológica.

X-Ray analysis to assess mechanical damage in sweet corn seeds

The X-ray test is a precise, fast and non-destructive method to detect mechanical damage in seeds. In the present study, the efficiency of X-ray analysis in identifying the extent of mechanical damage in sweet corn seeds and its relationship with germination and vigor was evaluated. Hybrid 'SWB 551' (sh2) seeds with round (R) and flat (F) shapes were classified as large (L), medium (M1, M2 and M3) and small (S), using sieves with round and oblong screens. After artificial exposure to different levels of damage (0, 1, 3, 5 and 7 impacts), seeds were X-rayed (15 kV, 5 min) and submitted to germination (25 °C/5 days) and cold (10 °C/7 days) tests. Digital images of normal and abnormal seedlings and ungerminated seeds from germination and cold tests were jointly analyzed with the seed X-ray images. Results showed that damage affecting the embryonic axis resulted in abnormal seedlings or dead seeds in the germination and cold tests. The X-ray analysis is efficient for identifying mechanical damage in sweet corn seeds, allowing damage severity to be associated with losses in germination and vigor.

Vigor de sementes e desempenho de plantas de milho

Estudou-se os efeitos da utilização de lotes constituídos por sementes de milho de alto ou de baixo vigor, bem como a mistura desses em diferentes proporções, simulando-se o uso de lotes de sementes homogêneos e heterogêneos quanto ao vigor das sementes, sobre o crescimento inicial e produtividade das plantas. Observou-se que plantas originadas de sementes menos vigorosas foram inferiores às originadas de sementes mais vigorosas quanto ao crescimento inicial e, para os componentes de produção, as provenientes de sementes menos vigorosas não foram inferiores nas distribuições onde houve 100% de um tipo de semente, porém, foram inferiores quanto acúmulo de massa de matéria seca, número de grãos por fileira e produtividade de grãos nas demais distribuições. Assim, vigor de sementes está diretamente relacionado ao crescimento inicial das plantas; porém, seus efeitos não persistem até o final do ciclo da cultura quando há o uso de lotes homogêneos quanto ao vigor das sementes. O uso de lotes heterogêneos resulta em maior competição intraespecífica proporcionando menor capacidade competitiva às plantas provenientes de sementes de menos vigorosas, sendo estas dominadas pelas provenientes de sementes de alto vigor, refletindo negativamente em produção por planta.

Avaliação do vigor de sementes de milho superdoce por meio da análise computadorizada de imagens de plântulas

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de verificar a eficiência do sistema computadorizado de avaliação do vigor de sementes (SVIS®), em comparação com outros procedimentos disponíveis, em sementes de milho superdoce. Foram utilizadas sementes dos híbridos SWB 551 e SWB 585, cada uma representada por cinco lotes, conduzindo-se testes de germinação, envelhecimento acelerado (tradicional e com solução saturada de NaCl) e emergência de plântulas em campo. Para a determinação do vigor das sementes por meio do SVIS®, as plântulas foram avaliadas aos três dias após a semeadura do teste de germinação, sendo obtidos dados referentes ao índice de vigor, à uniformidade de desenvolvimento e ao comprimento de plântulas. Para ambos os híbridos avaliados, os resultados fornecidos pelo SVIS® foram coerentes com os do teste de envelhecimento acelerado tradicional. Concluiu-se que o SVIS® é eficiente para avaliação do vigor de sementes de milho superdoce, constituindo alternativa viável para a determinação do potencial fisiológico.

Mechanisms of residue mulch-induced cereal growth increases in West Africa

The use of crop residues (CR) has been widely reported as a means of increasing crop yields across West Africa. However, little has been done to compare the magnitude and mechanisms of CR effects systematically in the different agro-ecological zones of the region. To this end, a series of field trials with millet (Pennisetum glaucum L.), sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench], and maize (Zea mays L.) was conducted over a 4-yr period in the Sahelian, Sudanian, and Guinean zones of West Africa. Soils ranged in pH from 4.1 to 5.4 along a rainfall gradient from 510 to 1300 mm. Treatments in the factorial experiments were three CR rates (0,500, and 2000 kg ha^-1)and several levels of phosphorus and nitrogen. The results showed CR-induced total dry matter (TDM) increases in cereals up to 73% for the Sahel compared with a maximum of 16% in the wetter Sudanian and Guinean zones. Residue effects on weakly buffered Sahelian soils were due to improved P availability and to a protection of seedlings against wind erosion. Additional effects of CR mulching on topsoil properties in the Sahel were a decrease in peak temperatures by 4°C and increased water availability. These mulch effects on soil chemical and physical properties strongly decreased from North to South. Likely explanations for this decrease are the decline of dust deposition and wind erosion hazards, the higher soil clay content, lower air temperature, and a faster decomposition rate of mulch material with increasing rainfall from the Sahel to the Sudanian and Guinean zones.

Efficient phosphorus application strategies for increased crop production in sub-Saharan West Africa

Comparable data are lacking from the range of environments found in sub-Saharan West Africa to draw more general conclusions about the relative merits of locally available rockphosphate (RockP) in alleviating phosphorus (P) constraints to crop growth. To fill this gap, a multi-factorial field experiment was conducted over 4 years at eight locations in Niger, Burkina Faso and Togo. These ranged in annual rainfall from 510 to 1300 mm. Crops grown were pearl millet (Pennisetum glaucum L.), sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) and maize (Zea mays L.) either continuously or in rotation with cowpea (Vigna unguiculata Walp.) and groundnut (Arachis hypogaea L.). Crops were subjected to six P fertiliser treatments comprising RockP and soluble P at different rates and combined with 0 and 60 kg N ha^-1. For legumes, time trend analyses showed P-induced total dry matter (TDM) increases between 28 and 72% only with groundnut. Similarly, rotation-induced raises in cereal TDM compared to cereal monoculture were only observed with groundnut. For cereals, at the same rate of application, RockP was comparable to single superphosphate (SSP) only at two millet sites with topsoil pH-KCl <4.2 and annual average rainfall >600 mm. Across the eight sites NPK placement at 0.4 g P per hill raised average cereal yields between 26 and 220%. This was confirmed in 119 on-farm trials revealing P placement as a promising strategy to overcome P deficiency as the regionally most growth limiting nutrient constraint to cereals.

Causes of legume-rotation effects in increasing cereal yields across the Sudanian, Sahelian and Guinean zone of West Africa

On-farm experiments and pot trials were conducted on eight West African soils to explore the mechanisms governing the often reported legume rotation-induced cereal growth increases in this region. Crops comprised pearl millet (Pennisetum glaucum L.), sorghum (Sorghum bicolor Moench), maize (Zea mays L.), cowpea (Vigna unguiculata Walp.) and groundnut (Arachis hypogaea L.). In groundnut trials the observed 26 to 85% increases in total dry matter (TDM) of rotation cereals (RC) compared with continuous cereals (CC) in the 4th year appeared to be triggered by site- and crop-specific early season differences in nematode infestation (up to 6-fold lower in RC than in CC), enhanced Nmin and a 7% increase in mycorrhizal (AM) infection. In cowpea trials yield effects on millet and differences in nematode numbers, Nmin and AM were much smaller. Rhizosphere studies indicated effects on pH and acid phosphatase activity as secondary causes for the observed growth differences between RC and CC. In the study region legume-rotation effects on cereals seemed to depend on the capability of the legume to suppress nematodes and to enhance early N and P availability for the subsequent cereal.

Cereal/legume rotation effects on rhizosphere bacterial community structure in West African soils

The increased use of cereal/legume crop rotation has been advocated as a strategy to increase cereal yields of subsistence farmers in West Africa, and is believed to promote changes in the rhizosphere that enhance early plant growth. In this study we investigated the microbial diversity of the rhizoplane from seedlings grown in two soils previously planted to cereal or legume from experimental plots in Gaya, Niger, and Kaboli, Togo. Soils from these legume rotation and continuous cereal plots were placed into containers and sown in a growth chamber with maize (Zea mays L.), millet (Pennisetum glaucum L.), sorghum (Sorghum bicolor L. Moench.), cowpea (Vigna unguiculata L.) or groundnut (Arachis hypogaea L.). At 7 and 14 days after sowing, 16S rDNA profiles of the eubacterial and ammoniaoxidizing communities from the rhizoplane and bulk soil were generated using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). Community profiles were subjected to peak fitting analyses to quantify the DNA band position and intensities, after which these data were compared using correspondence and principal components analysis. The data showed that cropping system had a highly significant effect on community structure (p <0.005), irrespective of plant species or sampling time. Continuous cereal-soil grown plants had highly similar rhizoplane communities across crop species and sites, whereas communities from the rotation soil showed greater variability and clustered with respect to plant species. Analyses of the ammonia-oxidizing communities provided no evidence of any effects of plant species or management history on ammonia oxidizers in soil from Kaboli, but there were large shifts with respect to this group of bacteria in soils from Gaya. The results of these analyses show that crop rotation can cause significant shifts in rhizosphere bacterial communities.

Competition in tree row agroforestry systems. 3. Soil water distribution and dynamics

The purpose of this study was to test the hypothesis that soil water content would vary spatially with distance from a tree row and that the effect would differ according to tree species. A field study was conducted on a kaolinitic Oxisol in the sub-humid highlands of western Kenya to compare soil water distribution and dynamics in a maize monoculture with that under maize (Zea mays L.) intercropped with a 3-year-old tree row of Grevillea robusta A. Cunn. Ex R. Br. (grevillea) and hedgerow of Senna spectabilis DC. (senna). Soil water content was measured at weekly intervals during one cropping season using a neutron probe. Measurements were made from 20 cm to a depth of 225 cm at distances of 75, 150, 300 and 525 cm from the tree rows. The amount of water stored was greater under the sole maize crop than the agroforestry systems, especially the grevillea-maize system. Stored soil water in the grevillea-maize system increased with increasing distance from the tree row but in the senna-maize system, it decreased between 75 and 300 cm from the hedgerow. Soil water content increased least and more slowly early in the season in the grevillea-maize system, and drying was also evident as the frequency of rain declined. Soil water content at the end of the cropping season was similar to that at the start of the season in the grevillea-maize system, but about 50 and 80 mm greater in the senna-maize and sole maize systems, respectively. The seasonal water balance showed there was 140 mm, of drainage from the sole maize system. A similar amount was lost from the agroforestry systems (about 160 mm in the grevillea-maize system and 145 mm in the senna-maize system) through drainage or tree uptake. The possible benefits of reduced soil evaporation and crop transpiration close to a tree row were not evident in the grevillea-maize system, but appeared to greatly compensate for water uptake losses in the senna-maize system. Grevillea, managed as a tree row, reduced stored soil water to a greater extent than senna, managed as a hedgerow.

Ultrastructural alterations in mesophyll and bundle sheath chloroplasts of two maize cultivars in response to chilling at high irradiance

Maize (Zea mays L.) seedlings of two cultivars (cv. Bastion adapted to W. Europe, and cv. Batan 8686 adapted to the highlands of Mexico), raised in a glasshouse (19-25 degrees C), were transferred to 4.5 or 9 degrees C at photon flux density (PPFD) of 950 mu mol m(-2) s(-1) with 10-h photoperiod for 58 h and then allowed to recover at 22 degrees C for 16 h (14 h dark and 2 h at PPFD of 180 mu mol m(-2) s(-1)). The ultrastructural responses after 4 h or 26 h at 4.5 degrees C were the disappearance of starch grains in the bundle sheath chloroplasts and the contraction of intrathylakoid spaces in stromal thylakoids of the mesophyll chloroplasts. At this time, bundle sheath chloroplasts of cv. Batan 8686 formed peripheral reticulum. Prolonged stress at 4.5 degrees C (50 h) caused plastid swelling and the dilation of intrathylakoid spaces, mainly in mesophyll chloroplasts. Bundle sheath chloroplasts of cv. Batan 8686 seedlings appeared well preserved in shape and structure. Batan 8686 had also higher net photosynthetic rates during chilling and recovery than Bastion. Extended leaf photobleaching developed during the recovery period after chilling at 4.5 degrees C. This was associated with collapsed chloroplast envelopes, disintegrated chloroplasts and very poor staining.

Updated empirical model of genetically-modified maize grain production practices to achieve European Union labeling thresholds

An updated empirical approach is proposed for specifying coexistence requirements for genetically modified (GM) maize (Zea mays L.) production to ensure compliance with the 0.9% labeling threshold for food and feed in the European Union. The model improves on a previously published (Gustafson et al., 2006) empirical model by adding recent data sources to supplement the original database and including the following additional cases: (i) more than one GM maize source field adjacent to the conventional or organic field, (ii) the possibility of so-called “stacked” varieties with more than one GM trait, and (iii) lower pollen shed in the non-GM receptor field. These additional factors lead to the possibility for somewhat wider combinations of isolation distance and border rows than required in the original version of the empirical model. For instance, in the very conservative case of a 1-ha square non-GM maize field surrounded on all four sides by homozygous GM maize with 12 m isolation (the effective isolation distance for a single GM field), non-GM border rows of 12 m are required to be 95% confident of gene flow less than 0.9% in the non-GM field (with adventitious presence of 0.3%). Stacked traits of higher GM mass fraction and receptor fields of lower pollen shed would require a greater number of border rows to comply with the 0.9% threshold, and an updated extension to the model is provided to quantify these effects.