An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales

An inventory of heavy metal inputs (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr, As and Hg) to agricultural soils in England and Wales in 2000 is presented, accounting for major sources including atmospheric deposition, sewage sludge, livestock manures, inorganic fertilisers and lime, agrochemicals, irrigation water, industrial by-product 'wastes' and composts. Across the whole agricultural land area, atmospheric deposition was the main source of most metals, ranging from 25 to 85% of total inputs. Livestock manures and sewage sludge were also important sources, responsible for an estimated 37-40 and 8-17% of total Zn and Cu inputs, respectively. However, at the individual field scale sewage sludge, livestock manures and industrial wastes could be the major source of many metals where these materials are applied. This work will assist in developing strategies for reducing heavy metal inputs to agricultural land and effectively targeting policies to protect soils from long-term heavy metal accumulation. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Global pollinator declines: trends, impacts and drivers

Pollinators are a key component of global biodiversity, providing vital ecosystem services to crops and wild plants. There is clear evidence of recent declines in both wild and domesticated pollinators, and parallel declines in the plants that rely upon them. Here we describe the nature and extent of reported declines, and review the potential drivers of pollinator loss, including habitat loss and fragmentation, agrochemicals, pathogens, alien species, climate change and the interactions between them. Pollinator declines can result in loss of pollination services which have important negative ecological and economic impacts that could significantly affect themaintenance of wild plant diversity, wider ecosystemstability, crop production, food security and human welfare.

The biosurfactant viscosin produced by Pseudomonas fluorescens SBW25 aids spreading motility and plant growth promotion

Food security depends on enhancing production and reducing loss to pests and pathogens. A promising alternative to agrochemicals is the use of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), which are commonly associated with many, if not all, plant species. However, exploiting the benefits of PGPRs requires knowledge of bacterial function and an in-depth understanding of plant-bacteria associations. Motility is important for colonization efficiency and microbial fitness in the plant environment, but the mechanisms employed by bacteria on and around plants are not well understood. We describe and investigate an atypical mode of motility in Pseudomonas fluorescens SBW25 that was revealed only after flagellum production was eliminated by deletion of the master regulator fleQ. Our results suggest that this ‘spidery spreading’ is a type of surface motility. Transposon mutagenesis of SBW25ΔfleQ (SBW25Q) produced mutants, defective in viscosin production, and surface spreading was also abolished. Genetic analysis indicated growth-dependency, production of viscosin, and several potential regulatory and secretory systems involved in the spidery spreading phenotype. Moreover, viscosin both increases efficiency of surface spreading over the plant root and protects germinating seedlings in soil infected with the plant pathogen Pythium. Thus, viscosin could be a useful target for biotechnological development of plant growth promotion agents.

Water, irrigation and plant diseases

Irrigation is a major husbandry tool, vital for world food production and security. The purpose of this review is twofold:- firstly drawing attention to the beneficial and deleterious aspects of irrigation resulting from interactions with the microbial world; secondly, forming a basis for encouraging further research and development. Irrigation is for example, a valuable component in the control of some soil borne pathogens such as Streptomyces scabies, the cause of potato common scab and Fusarium cubense, a cause of banana wilt. By contrast, applying irrigation encourages some foliar pathogens and factors such as splash dispersal of propagules and the retention of leaf wetness are important elements in the successful establishment of disease foci. Irrigation applied at low levels in the canopy directly towards the stem bases and root zones of plants also provides means encouraging disease development. Irrigation also offers means for the direct spread of microbes such as water borne moulds, Oomycetes, and plasmodial pathogens coming from populations present in the water supply. The presence of plant disease causing microbes in sources of irrigation has been associated with outbreaks of diseases such as clubroot (Plasmodiophora brassicae). Irrigation can be utilised as a means for applying agrochemicals, fungigation. The developing technologies of water restriction and root zone drying also have an impact on the success of disease causing organisms. This is an emerging technology and its interactions with benign and pathogenic microbes require consideration.

Investigation of compounds causing water repellency in the rhizosphere of sandy soils from a wide range of locations.

Although soils are generally considered to wet readily, some are actually water repellent at the surface and in the rhizosphere. This phenomenon occurs at low to moderate moisture contents and has been reported from soils under a range of vegetation types and from many regions around the globe. Water repellency in soils can have serious environmental implications including reduced seed germination and plant growth as well as irrigation efficiency, accelerated soil erosion, and enhanced leaching of agrochemicals through preferential flow. it has been proposed that water repellency is caused by the accumulation of hydrophobic organic compounds released as root exudates, microbial byproducts or from decomposing organic matter, which are deposited on mineral or aggregate surfaces, or are present as interstitial matter, Few studies to date have attempted to isolate and characterize these compounds and their structure is therefore only poorly understood, These studies have generally focussed on only a single soil or a small range of samples, have not included non-repellent soils as a control and have not always been able to demonstrate that the substances isolated are indeed responsible for repellency formation.

This study reports on the first part (extraction procedures) of a research programme addressing these gaps in current knowledge by investigating a wide range of severely repellent and wettable ‘control’ samples from different countries, and by including assessments of extraction efficiency and ability of extracts to cause repellency. Analytical methods include DRIFT (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy) of soils and IR (Infrared) analysis of extracts.

Key findings are that (i) soil sample heating after extraction is valuable in assessing the effectiveness of the extraction procedure, (ii) Soxhlet extraction using isopropanol/ ammonia (70/30 v/v) was the most effective method in extracting hydrophobic compounds, while leaving the ability of extracted compounds to induce water repellency virtually unaffected, (iii) wettable control soils also contain hydrophobic substances capable of inducing water repellency, (iv) the amount of organic compounds extracted was poorly related to sample repellency, indicating that compounds responsible for repellency may only represent a small fraction of the extract, (v) differences in extraction efficiency between different samples indicate that the compounds responsible may differ generically and/or in terms of their bonding to minerals, and (vi) the combination of repellency assessments with DRIFT on soils and JR on extracts used with internal standards has considerable potential to allow quantification of CH bearing organic matter in the soil, the efficiency of extraction processes for its removal, and its significance in causing water repellency in soils.

Teores de licopeno e ácido ascórbico em morangos cv. Vila Nova produzidos em sistemas de cultivo orgânico e convencional

Na passagem para o século XX, a agricultura sofreu transformações no modelo de produção. Atualmente, a maior parte dos alimentos são produzidos no modelo da agricultura convencional baseada na utilização intensiva de insumos químicos e alta produtividade, em contraponto, a agricultura orgânica está alicerçada na independência de insumos externos e na qualidade dos alimentos. O morango (Fragaria x Ananassa Duch), reconhecido por suas vitaminas e compostos quimioprotetores, tais como o ácido ascórbico e licopeno, é uma cultura produzida tanto no sistema orgânico, quanto no convencional. Entretanto, não existem informações sobre os tipos de sistemas existentes dentro destas duas formas de fazer agricultura e nem dados sobre os conteúdos de ácido ascórbico e de licopeno. Os objetivos deste trabalho foram: tipificar os sistemas de cultivo praticados e identificar as características básicas da produção de morango em Porto Alegre; quantificar os indicadores nutricionais licopeno e ácido ascórbico em morangos cv. Vila Nova, oriundos de diferentes sistemas de cultivo e avaliar a possibilidade dessas substâncias servirem como descritores da qualidade biológica dos frutos produzidos nestas diferentes formas de fazer agricultura. Foram escolhidos cinco sistemas de produção de morangos no bairro Lami, Porto Alegre/RS, sendo duas propriedades orgânicas (OJ, OS) e três convencionais (CN, CP, CB) Para a tipificação foi usada à observação participativa com registro dos dados sobre a intensidade dos componentes de cultivo (manejos, adubação, controle fitossanitário, técnicas de irrigação) e sócio-econômicos. Para medir os teores de licopeno e ácido ascórbico foram cultivados morangos cv. Vila Nova, os quais foram colhidos maduros e analisados. Dentro do sistema convencional existe uma intensidade variada na utilização de insumos. No sistema orgânico um foi tipificado como agroecológico e outro como em final de transição para o orgânico. Os sistemas convencionais têm alta demanda por produtos externos, principalmente em relação à adubação (adubos minerais de alta solubilidade), irrigação (mangueiras, etc) e controle fitossanitário (produtos químicos de síntese) e os sistemas orgânicos apresentam uma baixa dependência externa em relação ao controle fitossanitários, irrigação e manejo. Eles apresentaram dependência de adubos orgânico de origem animal. Os resultados demonstraram que o conteúdo de licopeno variou de 0,033 a 0,063 mg/100g de peso fresco e que ele não foi eficiente como descritor da qualidade hortícola de morangos cultivados em sistemas orgânicos e convencionais. O conteúdo de ácido ascórbico foi de 30,05 a 69,39 mg/100g de peso fresco. Esta vitamina não discrimina diferenças entre os sistemas, e não pode ser considerada como um descritor de qualidade biológica de morangos cultivados em sistemas orgânicos e convencionais.

A proteção dos direitos de propriedade intelectual e as estratégias das empresas de sementes e biotecnologia: uma comparação dos casos americano e brasileiro

O tema central de pesquisa deste estudo é avaliar se a adoção de regras de proteção à novas cultivares de plantas e à modificação genética, impactou as estratégias adotadas pelas empresas nos segmentos de sementes de soja e milho do Brasil, quando comparadas às dos Estados Unidos. Os resultados dessa dupla comparação demonstraram que, no caso do milho híbrido, por contar com uma proteção natural, o estímulo aos investimentos privados ocorreram independentemente da existência de regras formais de apropriação. Essas regras foram essenciais para favorecer tais investimentos na soja, como se nota na transformação da indústria no Brasil após meados da década de 1990. Além disso, embora a modificação genética tenha ocorrido tanto em eventos com características agronômicas, os quais promovem como consequência o aumento de produtividade, quanto para a modificação qualitativa do produto, a demanda do produtor agrícola concentrou-se pelo primeiro tipo, cujo retorno é diretamente apropriado pelo agricultor. Verifica-se ainda, que a complexidade do processo de pesquisa e desenvolvimento e a necessidade de investimentos com altas características locacionais justificam o alto nível de consolidação global dos segmentos de sementes com os de biotecnologia e agroquímicos. Nesses segmentos, a possibilidade de apropriação sobre os direitos da inovação, mostra-se fundamental para motivar os investimentos privados.

Atividade bioinseticida e mecanismo de ação de vicilinas de sementes Erythrina velutina sobre moscas-das frutas Ceratitis capitata

The fruit fly Ceratitis capitata is considered the most destructive pest of the world fruitculture. Many pest management practices, mainly based on agrochemicals, have been developed to allow the world-wide commerce of fruit. Solutions to decrease the use of synthetic insecticides in agriculture are based on the development of new target-specific compounds which cause less damage to the environment, especially vegetal proteins with insecticidal effects. The aim of this work was to evaluate the deleterious effect of a purified vicilin of E. velutina (EvV) seeds to C. capitata larvae and adult insects and to investigate the mechanisms involved in these effects. EvV was purified, characterized and its deleterious effect was tested in bioassay systems. EvV mechanism of action was determined by immunodetection techniques and fluorescence localization in chitin structures that are present in C. capitata digestory system. EvV is a glycoprotein with affinity to chitin. Its molecular weight, of 216,57 kDa, was determined by gel filtration chromatography in FPLC system. Using SDS-PAGE, it was possible to observe EvV dissociation in two main subunits of 54,8 and 50,8 kDa. When it was submitted to eletrophoresis in native conditions, EvV presented only one band of acid characteristic. The WD50 and LD50 values found in the bioassays were 0,13% and 0,14% (w/w), respectively for the larvae. EvV deleterious effects were related to the binding to chitin structures presented in peritrophic membrane and gut epithelial cells, associated with its low digestibility in C. capitata digestive tract. The results described herein are the first demonstration of the larvicidal effects of plant protein on C. capitata larvae. EvV may be part of the pest management programs, in the toxic bait composition, or an alternative in plant improvement program

Efeito da associação do herbicida clomazone a nanoesferas de alginato/quitosana na sorção em solos

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

Paraquat-loaded alginate/chitosan nanoparticles: Preparation, characterization and soil sorption studies

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

Toxicidade residual de alguns agrotóxicos recomendado na agricultura sobre Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae)

O objetivo do trabalho foi avaliar a toxicidade residual de alguns agrotóxicos utilizados em citros sobre Neoseiulus californicus (McGregor) em condições de laboratório. O método de bioensaio adotado foi o de contato residual. Folhas de citros da variedade Pêra, acondicionadas em arenas, foram pulverizadas em torre de Potter. A toxicidade residual dos produtos foi avaliada duas horas e 1; 3; 5; 7; 10; 14 e 21 dias após a aplicação. em cada arena, foram transferidas dez fêmeas adultas de N. californicus, juntamente com uma quantidade suficiente de Tetranychus urticae, como fonte de alimento. As avaliações de mortalidade foram realizadas 72 horas após a transferência dos ácaros para as arenas. Os agrotóxicos acrinathrin, deltamethrin, dinocap, enxofre, fenpropathrin, óxido de fenbutatin e propargite não causaram mortalidades significativas em adultos de N. californicus. Foram registradas mortalidades de 29,8; 24,0 e 34,1% para ácaros N. californicus expostos a resíduos de duas horas de idade de abamectim, azocyclotin e cyhexatin, respectivamente. Dicofol, pyridaben e chlorfenapyr causaram 100% de mortalidade aos ácaros predadores expostos aos resíduos tóxicos dos acaricidas, com duas horas de idade. Abamectin provocou mortalidade significativa por um período inferior a um dia. Resíduos dos acaricidas azocyclotin, cyhexatin, dicofol, pyridaben e chlorfenapyr provocaram mortalidades significativas por períodos de 1; 1; 10; 10 e 21dias, respectivamente. Os resultados obtidos no presente experimento servem de subsídio para a escolha adequada dos agrotóxicos a serem utilizados em pomares de citros nos quais N. californicus esteja presente ou naqueles em que o predador venha a ser liberado. Esses resultados também servem para a escolha do momento mais favorável para a liberação dos ácaros predadores dessa espécie no campo, após a aplicação de agrotóxicos nos pomares. Estudos conduzidos em condições de campo ainda são necessários para se compreender melhor o efeito desses agrotóxicos sobre o ácaro predador.

Tensão superficial estática de soluções aquosas com óleos minerais e vegetais utilizados na agricultura

O trabalho teve como objetivo avaliar a tensão superficial estática de soluções aquosas com formulações de óleos minerais e vegetais emulsionáveis utilizados como adjuvantes na agricultura. Os óleos minerais e vegetais, quando adicionados aos produtos fitossanitários, podem imprimir características desejáveis à calda de pulverização, como reduzir a tensão superficial em soluções aquosas, possibilitar maior contato da calda com a superfície vegetal ou reduzir o potencial de deriva durante as pulverizações. Foram testados os seguintes produtos comerciais: óleos minerais (Assist, Attach, Dytrol, Iharol, Mineral Oil, Spinner, Sunspray-E e Triona) e óleos vegetais (Agrex'oil Vegetal, Crop Oil, Natur'l Óleo, Óleo Vegetal Nortox e Veget Oil), todos com registro de uso na agricultura. A tensão superficial das soluções aquosas foi avaliada em 11 concentrações para cada produto (0,025; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0% v/v). Essa propriedade dos óleos minerais e dos óleos vegetais foi estimada medindo-se a massa das gotas formadas na extremidade de uma bureta. Ao conjunto de dados obtidos para cada produto, na avaliação da tensão superficial, foram determinadas as análises de variância e de regressão, ajustando-se os dados ao Modelo de Mitscherlich. Entre os óleos minerais, destacaram-se os produtos: Assist, Dytrol, Iharol e Mineral Oil por apresentarem as menores tensões superficiais mínimas estimadas pelo Modelo, respectivamente, 29,255; 28,442; 26,097 e 28,584 mN m-1. Os óleos vegetais que apresentaram os menores valores de tensão superficial mínima estimados pelo Modelo, foram: Agrex' oil Vegetal (27,716 mN m-1), Natur'l óleo (28,216 mN m-1), Veget Oil (27,308 mN m-1) e Crop Oil (29,964 mN m-1).

Estratégia de vida do peixe anual Hypsolebias antenori (Cyprinodontiformes: Rivulidae) do semiárido brasileiro

This work deals with the life strategy of an endangered annual fish, Hypsolebias antenori (Cyprinodontiformes: Rivulidae), of the Brazilian semiarid region. The eggs of these fish hatch at the onset of the rainy season, grows rapidly and they reproduce during the rainy season. When the water puddles dry out, the entire population dies. The resistant eggs which are buried in the bottom of the dried pools go through diapause stages, during which time the embryonic development becomes temporarily arrested. With the onset of the next rainy season, the eggs hatch and a new generation is formed. Specimens of H. antenori were captured during 2011 and 2013, in temporary water pools located in the hydrographic basin of river Jaguaribe in Ceará, Brazil. Sex ratio, the length-weight relationship, the growth type, first sexual maturity, anatomy and histology of the digestive tract, development of gonads, reproductive strategy, karyotypic pattern of the species, and the conservation status of H. antenori were investigated. The results of this study are presented in the form of eight articles. The first article is about the fish faunal composition of the hydrographic basins of Rio Grande do Norte, Brazil, wherein the record of H. antenori is included. The second article deals with the sex ratio, secondary sexual characteristics of males, the length-weight relationship and the type of growth. Males show a pattern of intense coloration with well developed fins. The sex ratio showed a significant predominance of females (1M:1.7 F). Males were larger in length and weight. The equation of weight and total length relationship was Wt=0.0271Lt3,8937, showing a positively allometric growth, indicating greater increase in weight than in length. The third article discusses the anatomy and histology of the digestive tract of H. antenori. It is considered as a generalist feeder with characteristics of omnivore, which utilizes different food sources. The fourth article discusses the stages and phases of gonad development and type of spawning of H. antenori. The fifth article is about the r reproductive strategy adopted by H. antenori which helps in successful reproduction over a short period of life. The sixth article deals karyotypic pattern of the species, constituting the first cytogenetic contribution to the genus. The seventh article discusses about the risk of extinction of this species which suffers a series of threats, such as, habitat loss through land use, deforestation, construction of reservoirs, pollution due to domestic and industrial sewage, besides pesticides and agrochemicals. Furthermore, decreasing rainfall and intensification of aridity due to global climate changes, interferes with the reproductive cycle. The eighth article deals with aggressive behavior adopted between males and among females during reproduction. All temporary water pools sampled during this study were in high degree of degradation, mainly due to human action. There is a great need for conservation measures to protect the populations of annual fish, including the creation of protected areas in the semiarid ephemeral aquatic environments of Brazil

Custo de produção de amora-preta em região tropical

O cultivo da amora-preta é recente no Brasil. A espécie apresenta elevada adaptabilidade, baixa exigência em frio, facilidade de manejo, rusticidade e pouca utilização de defensivos agrícolas. É uma fruta que vem despertando elevada atenção dos consumidores devido à presença de compostos fenólicos com propriedades antioxidantes. Com este trabalho, objetivou-se analisar o custo de produção do cultivo da amora-preta, em primeiro ano de produção. Para estimar a matriz de coeficientes técnicos e os custos de produção, em 2007, os preços de venda foram levantados junto a um produtor, e o restante das informações foi obtido de um experimento. de acordo com os dados e os cálculos de custos, a primeira produção da cultura foi de 3.000 kg.ha-1, com custo de implantação e condução, no primeiro ano, de R$ 8.710,63, e no segundo ano, apresentou custo de R$ 6.467,50. o custo de produção foi relativamente baixo comparado com outras frutíferas perenes cultivadas na região, evidenciando que esta atividade pode ser mais uma alternativa de renda para agricultura familiar.