Glucosinolates in brassica vegetables: the influence of the food supply chain on intake, bioavailability and human health

Glucosinolates (GLSs) are found in Brassica vegetables. Examples of these sources include cabbage, Brussels sprouts, broccoli, cauliflower and various root vegetables (e.g. radish and turnip). A number of epidemiological studies have identified an inverse association between consumption of these vegetables and the risk of colon and rectal cancer. Animal studies have shown changes in enzyme activities and DNA damage resulting from consumption of Brassica vegetables or isothiocyanates, the breakdown products (BDP) of GLSs in the body. Mechanistic studies have begun to identify the ways in which the compounds may exert their protective action but the relevance of these studies to protective effects in the human alimentary tract is as yet unproven. In vitro studies with a number of specific isothiocyanates have suggested mechanisms that might be the basis of their chemoprotective effects. The concentration and composition of the GLSs in different plants, but also within a plant (e.g. in the seeds, roots or leaves), can vary greatly and also changes during plant development. Furthermore, the effects of various factors in the supply chain of Brassica vegetables including breeding, cultivation, storage and processing on intake and bioavailability of GLSs are extensively discussed in this paper.

Studies on physiologic specialisation of albugo candida causing white blister on broccoli in Victoria

White blister caused by oomycete Albugo candida (Pers. Ex. Lev.) Kuntze, (AC), is an important disease affecting many cruciferous hosts, including vegetable brassicas. The outbreaks of white blister in broccoli and cauliflower crops (Brassica oleracea var. italica and var. botrytis) in Southern Australia in the last three years led to restrictions on movement of fresh produce and seedlings from the disease-affected areas. Current classification of AC races is based on physiologic specialisation of this pathogen. Race 9 has been identified to cause white blister on B. oleracea in the USA. We report on specialisation of AC causing disease in Victorian broccoli crops and the use of molecular tools for the separation of AC races. In a glasshouse, 12 Brassicaceae species/varieties replicated 6 times, were inoculated twice at the fully developed cotyledon stage with a distilled water suspension of zoosporangia (1x104 per ml) collected from a single broccoli leaf. Two weeks after inoculation the incidence of white blister on cotyledons and seedling leaves of cauliflower, broccoli, black mustard and Indian mustard was 79.7, 78.4, 73.7 and 6.9% respectively. Cabbage plants were symptomless indicating that further specialisation of the pathogen may have occurred in Australia. High disease incidence among black mustard plants shows that the Australian isolate differs from overseas AC race 9. The interaction of a number of B. oleracea varieties to a range of AC isolates from various hosts will be investigated. Degenerate primers are now being used to amplify actin and β-tubulin genes to identify race specific polymorphisms in AC isolates from three different hosts (wild radish, Chinese cabbage, and broccoli). Differing PCR amplification efficiencies from broccoli and wild radish isolates using degenerate actin primers indicates sequence differences in the two isolates. The fragments are now being cloned and sequenced for race comparison.

Nanostructured liquid crystalline particle assisted delivery of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid to weeds, crops and model plants

Routine agricultural practices are heavily dependent on the use of surfactants, many of which are toxic to humans and detrimental to the environment. In proof of concept work we have previously shown the potential of nanostructured liquid crystalline particles (NLCP) to safely interact with plant leaf cuticular surfaces with minimal impact on epicuticular waxes. Here we demonstrate the use of NLCP to effectively deliver the auxin herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) to plant leaves in laboratory and field studies. In the laboratory, the physiological stress responses of lupin, Lupinus angustifolius (L.) (Fabaceae) towards NLCP spray applications were shown to be much reduced in comparison with application of two common surfactants. Phytotoxicity assays of 2,4-D loaded NLCP were used to validate the herbicidal effects on Arabidopsis thaliana (L.) Heynth. (Brassicaceae) and established a similarity with that of surfactant assisted 2,4-D delivery when tested at a concentration of 0.1%. Field trials were conducted to test the efficacy of NLCP-assisted delivery of 2,4-D in comparison with commercial surfactants for the control of the invasive weed wild radish, Raphanus raphanistrum (L.) (Brassicaceae), in wheat, Triticum aestivum (L.) (Poaceae) crop fields. Compared against Estercide 800, a commercially available 2,4-D formulation, NLCP assisted delivery of 2,4-D was effective at low concentrations of 0.03% and 0.06%. The crop yield remained similar for all the tested concentrations and formulations of 2,4-D loaded NLCP and Estercide 800. This is the first report to directly show that, as an alternative to conventional methods, NLCP can be used under both laboratory and field conditions to successfully delivery an agrochemical.

Semeadora-adubadora: mecanismos de corte de palha e cargas verticais aplicadas

This work had as objective to evaluate the performance of mechanisms of cutting of the no-tillage seedrills in different vegetable coverings and applied vertical loads. The experimental design used was in randomized blocks and factorial scheme 3 x 4, with four replications. The trials were accomplished with three different mechanisms of culting of the straw (plane disc, corrugated disc and wavy disc), using four different vertical loads (750, 1500, 2250 and 3000 N). All treatments were accomplished in five straw coverings (corn, sorghum, triticale, black oats and radish). The results showed that larger the amount of dry matter covering the soil, higher the demand of horizontal and vertical forces. The wavy disc promotes the largest values of area of mobilized soil and requires large horizontal force, vertical force and horizontal force per area of cutting depth of discs (specific force). The treatment with plane disc required higher values of the horizontal forces per area of mobilized soil and of vertical force in the corn and sorghum coverings.

Allelopathic plants. 7. Sunflower (Helianthus annuus L.)

Sunflower is an annual dicotyledonous plant, herbaceous, erect and native of North America. It is thermo- and photo-insensitive, hence, can be grown round the year in sub-tropical and tropical countries. Only two spp. H. annuus and H. tuberosum are cultivated for food, remaining spp. are ornamentals, weeds and wild plants. However, H. annuus is allelopathic and inhibit the growth and development of other plants thus reducing their productivity. Much information is available about the allelopathic effects of sunflower crop on following crops in crop rotations. Although it is harmful to all crops, but, is less harmful to crops of Graminae family than other families. It seems that the harmful effects of sunflower in crop rotations are due to release and accumulation of root exudates during crop growth in soil. Soil incorporation of its fresh (green manure) or dry biomass in soil is inhibitory to both crops and weed spp. Several allelochemicals have been characterized from the H. annuus, which inhibit the seed germination and seedling growth of A. albus, A. viridis, Agropyron repens (Elymus repens), Ambrosia artemsiifolia, Avena fatua, Celosia crustata, Chenopodium album, Chloris barbara, Cynodon dactylon, D. sanguinalis, Dactyloctenium ageyptium, Digitaria ciliaris, Echinochloa crus-galli, Flaveria australasica, Parthenium hysterophorus, Portulaca oleracea, Sida spinosa, Trianthema portulacastrum, Veronica perisca the inhibitory effects of this crop may be used for weed management with less herbicides for sustainable agriculture.

Interações competitivas de triticale (Triticum turgidosecale) e nabiça (Raphanus raphanistrum) em função da população e proporção de plantas

Este trabalho foi realizado com o objetivo de quantificar as interações competitivas e os índices de competitividade entre plantas de triticale e nabiça. A metodologia utilizada foi a de um experimento em monocultura, que variou de 25 a 500 plantas m-2 para determinar o valor a partir do qual a produção se torna independente do aumento da densidade para cada espécie, e um experimento substitutivo, com população total de 300 plantas m-2 e sete proporções de nabiça: triticale (0:300, 50:250, 100:200, 150:150, 200:100, 250:50 e 300:0), sendo conduzidos em delineamento experimental de blocos casualizados, com cinco repetições. Os resultados foram analisados pelo método convencional de análise de experimentos substitutivos e pelo método da produção recíproca total e por planta. Os índices calculados, a partir da massa seca das plantas, indicaram o triticale como competidor superior à nabiça.

Crescimento, produtividade e qualidade de raízes de rabanete cultivadas sob diferentes fontes e doses de adubos orgânicos

Avaliou-se o efeito da aplicação de doses de húmus de minhoca e de esterco bovino no crescimento de rabanete (Raphanus sativus L.), cultivar Crimson Giant, de agosto a setembro de 2002. Fez-se semeadura direta do rabanete com desbaste nove dias após, para adequar ao espaçamento de 0,20 x 0,08 m. Utilizou-se delineamento de blocos ao acaso, com sete tratamentos (15; 30 e 45 t ha-1 de húmus de minhoca e esterco bovino curtido, além do controle sem adição de fertilizante), em três repetições. Houve maior acúmulo de massa seca nas folhas em relação aos demais órgãos da planta, com acúmulo contínuo até os 13 dias após a semeadura, com posterior redução, quando ocorreu o desenvolvimento da raiz. As doses e fontes de adubos orgânicos aplicados pouco influenciaram no crescimento e nas produtividades total e comercial de raízes. O húmus de minhoca apresentou a menor porcentagem de raízes rachadas e isoporizadas nas doses de 9,2 e 20,4 t ha-1, respectivamente. A dose de esterco bovino, de 21,3 t ha-1 promoveu a maior porcentagem de raízes rachadas e a de 45 t ha-1 proporcionou redução em relação à de 15 t ha-1.

Viabilidade da consorciação de pimentão com repolho, rúcula, alface e rabanete

O trabalho foi conduzido na UNESP, Jaboticabal-SP, de setembro/2003 a janeiro/2004, com objetivo de avaliar a viabilidade da consorciação de pimentão com as culturas de repolho, rúcula, alface e rabanete. O experimento constou de 15 tratamentos, correspondentes a 10 cultivos consorciados (combinações das cinco hortaliças) e cinco monocultivos. Utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados, com seis repetições. Foram utilizados os híbridos Magali R e Kenzan, respectivamente, para pimentão e repolho; e as cultivares Vera, Cultivada e Crimson Gigante, respectivamente, para alface, rúcula e rabanete. As produtividades de pimentão e repolho em cultivo consorciado não diferiram significativamente das obtidas em monocultivo. Maior massa fresca de parte aérea de plantas de alface (438,86 g/planta) foi observada quando a alface foi consorciada com pimentão, diferindo estatisticamente dos demais cultivos que obtiveram em média 323,05 g/planta de alface. Aumento na produtividade de raízes comerciais de rabanete foi observado quando consorciado com pimentão, porém, foi significativamente superior apenas ao cultivo consorciado de pimentão+repolho+rabanete. A massa fresca da parte aérea da rúcula mostrou diferença estatística apenas entre os consórcios de pimentão+rúcula+alface e pimentão+repolho+rúcula. Exceto o consórcio pimentão+repolho que obteve índice de uso eficiente da terra (UET) de 1,92; todos os outros consórcios apresentaram UET superior a 2,0, com maior UET (2,64) obtido no consórcio pimentão+alface. A superioridade de 92 a 164% na produção de alimento por área dos consórcios sobre os monocultivos, demonstra a viabilidade dos policultivos e maior eficiência do uso da terra.

Custo de produção e rentabilidade das culturas de alface, rabanete, rúcula e repolho em cultivo solteiro e consorciadas com pimentão

Realizou-se, o trabalho na UNESP, Jaboticabal, SP, com o objetivo de avaliar a rentabilidade das culturas de alface, rabanete, rúcula e repolho, em cultivo solteiro e consorciadas com pimentão. A determinação dos custos de produção das culturas em cultivo solteiro e em consórcio foi realizada com base na metodologia do custo operacional total (COT), com valores referentes a março de 2005. Para o cálculo da receita bruta, considerou-se o preço do setor atacadista, CEAGESP, no mês de março de 2005. Os COT das culturas de repolho, rúcula, alface e rabanete, quando consorciadas com pimentão, tiveram redução de 34,0%, 24,7%, 21,3% e 20,8% em relação aos seus respectivos cultivos solteiros. As culturas de alface e rabanete consorciadas com pimentão apresentaram aumento na receita líquida em 49,6% e 13,9%, respectivamente, quando comparadas com seus cultivos solteiros. A maior rentabilidade foi obtida em consórcio de pimentão com alface. A taxa de retorno e índice de lucratividade dos consórcios foram superiores aos observados nas monoculturas.

Análise econômica de cultivos consorciados de alface americana x rabanete: um estudo de caso

O trabalho foi realizado para verificar se cultivos consorciados de alface e de rabanete são economicamente viáveis. Foram elaborados os custos de produção das culturas em monocultivo e em consorciação. Alguns indicadores agroeconômicos foram usados para avaliar a eficiência dos sistemas consorciados: índice de uso eficiente da terra, receita bruta, receita líquida, vantagem monetária, vantagem monetária corrigida, taxa de retorno e índice de lucratividade. A associação das culturas da alface e rabanete permitiu um melhor aproveitamento dos fatores de produção, com aumento na produção por unidade de área. Os consórcios estabelecidos ao zero (espaçamento entrelinha 0,30 x 0,30 m) e aos 14 dias após o transplantio da alface (espaçamento entrelinhas de 0,40 x 0,30m) tiveram os melhores indicadores agroeconômicos, com índices de uso eficiente da terra de 1,76 e 1,61, taxas de retorno de 4,13 e 4,53, e índices de lucratividade de 75,77 e 77,94%, respectivamente.

Susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and effect on the nematode population in the maize crop

The aim of this study was to evaluate the susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and their effect on the population of phytonematodes in the maize. To study the effect of the plants on nematodes, an experiment was set up in sandy, naturally-infested soil. The area was divided into strips, consisting of six blocks of 16 treatments, with eight winter treatments, subdivided on the basis of the fertilizer used (organic: bird litter, and synthetic: NPK). The initial nematode population was determined by sampling the soil (100 cm(3)) and weeds (10 g of root). The winter treatments put in place (bristle oats, chickpea, vetch bean, common bean, oilseed radish, wheat, intercropped bristle oats + oilseed radish and fallow), and the nematode population determined 100 days after sowing. Subsequently, two maize crops (summer and short season) were planted, and the nematode population in the soil and roots determined during crop full bloom. To evaluate the susceptibility of winter crops to nematodes, an experiment was conducted under controlled conditions, determining the nematode reproduction factor (RF) in the treatments described above. Both in the field and under controlled conditions, it was observed that the bristle oats, oilseed radish and intercropped oats + oilseed radish exhibited lower reproduction rates for P. brachyurus. In the field, lower population of nematodes was observed with the application of bird litter. Under controlled conditions, the highest RF were observed in the fallow plot and under common bean and chickpea, in that order.

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: II - decomposição e liberação de nutrientes na entressafra

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

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: I - produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes

Em sistema de semeadura direta, os resíduos das culturas de entressafra são utilizados com as finalidades de proteger a superfície do solo dos agentes erosivos e de promover a ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e o acúmulo de nutrientes nos resíduos vegetais provenientes de diferentes sequências de culturas em semeadura direta. O experimento foi conduzido em Jaboticabal-SP (48° 18' W e 21° 15' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de três sequências de culturas de verão (rotação soja-milho e monoculturas de milho e de soja) com sete culturas de entressafra (milho, sorgo, girassol, crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). O experimento iniciou-se em 2002, e o presente estudo refere-se aos anos agrícolas 2007/2008 e 2008/2009. Avaliaram-se as quantidades de matéria seca e o acúmulo de nutrientes pelas culturas. As culturas com colheita de grãos na entressafra (milho, sorgo e girassol) produziram resíduos com menor quantidade de nutrientes acumulados e em menor quantidade de matéria seca, quando comparadas às culturas com trituração no florescimento (crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). Milheto e crotalária apresentaram as maiores produções de matéria seca e os maiores acúmulos de nutrientes. O milheto mostrou os maiores acúmulos de K e Mg, e a crotalária, maiores acúmulos de N e P. As gramíneas cultivadas na entressafra apresentaram maior desenvolvimento quando em sucessão ao cultivo de soja no verão anterior, com maior produção de matéria seca de milheto e, também, maior produtividade de grãos de milho e sorgo.

Crop sequences in no-tillage system: effects on soil fertility and soybean, maize and rice yield

Os resíduos vegetais das culturas, ao se decomporem, alteram os atributos químicos do solo e, como consequência, influenciam a produtividade das culturas em sucessão. O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos químicos do solo e a produtividade das culturas de soja, milho e arroz, cultivadas no verão, em sucessão a culturas de inverno em semeadura direta. O experimento foi realizado em Jaboticabal-SP (48 ° 18 ' 58 '' W e 21 ° 15 ' 22 '' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, no esquema em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de quatro sequências de culturas de verão (monoculturas de milho e soja e rotações soja/milho e arroz/feijão/algodão) com sete culturas de inverno (milho, girassol, nabo forrageiro, milheto, guandu, sorgo e crotalária). Os cultivos iniciaram-se em 2002. Após o manejo das culturas de inverno e antes da semeadura das culturas de verão do ano agrícola 2006/2007, foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-2,5; 2,5-5,0; 5-10; 10-20; e 20-30 cm. Nas amostras de solo, foram determinados: teores de matéria orgânica, pH, teores de P (resina), K, Ca e Mg trocáveis e acidez potencial (H + Al). As sequências de verão rotação soja/milho e milho em monocultura proporcionaram no solo menores teores de matéria orgânica na camada de 0-10 cm e de P do solo na camada de 0-20 cm. Na sequência de verão arroz/feijão/algodão, maiores teores de K foram proporcionados pelas culturas de inverno crotalária e nabo forrageiro, na camada de 0-10 cm, e milheto, na de 0-2,5 cm. Crotalária, milheto, nabo forrageiro e sorgo, cultivados no inverno, proporcionaram maiores teores de matéria orgânica no solo na camada de 0-30 cm. Maiores teores de P no solo foram proporcionados pela crotalária, na camada de 0-2,5 cm, e pelo nabo forrageiro, na de 0-5 cm. Maiores produtividades de soja, como monocultura de verão, foram obtidas após nabo forrageiro e crotalária e, quando em rotação com milho no verão, após nabo forrageiro, crotalária e milheto. Maiores produtividades de milho foram obtidas após nabo forrageiro, milheto e guandu, e menor produtividade de arroz foi obtida após sorgo.

Co-accumulation of microbial residues and particulate organic matter in the surface layer of a no-till Oxisol under different crops

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