Variation in seedling growth of 11 perennial legumes in response to phosphorus supply

Phosphorus (P) deficiency is a major problem for Australian agriculture. Development of new perennial pasture legumes that acquire or use P more efficiently than the current major perennial pasture legume, lucerne (Medicago sativa L.), is urgent. A glasshouse experiment compared the response of ten perennial herbaceous legume species to a series of P supplies ranging from 0 to 384 µg g−1 soil, with lucerne as the control. Under low-P conditions, several legumes produced more biomass than lucerne. Four species (Lotononis bainesii Baker, Kennedia prorepens F.Muell, K. prostrata R.Br, Bituminaria bituminosa (L.) C.H.Stirt) achieved maximum growth at 12 µg P g−1 soil, while other species required 24 µg P g−1. In most tested legumes, biomass production was reduced when P supply was ≥192 µg g−1, due to P toxicity, while L. bainesii and K. prorepens showed reduced biomass when P was ≥24 µg g−1 and K. prostrata at ≥48 µg P g−1 soil. B. bituminosa and Glycine canescens F.J.Herm required less soil P to achieve 0.5 g dry mass than the other species did. Lucerne performed poorly with low P supply and our results suggest that some novel perennial legumes may perform better on low-P soils.

Root distributions of Australian herbaceous perennial legumes in response to phosphorus placement

Many Australian plant species have specific root adaptations for growth in phosphorus-impoverished soils, and are often sensitive to high external P concentrations. The growth responses of native Australian legumes in agricultural soils with elevated P availability in the surface horizons are unknown. The aim of these experiments was to test the hypothesis that increased P concentration in surface soil would reduce root proliferation at depth in native legumes. The effect of P placement on root distribution was assessed for two Australian legumes, Kennedia prorepens F. Muell. and Lotus australis Andrews, and the exotic Medicago sativa L. Three treatments were established in a low-P loam soil: amendment of 0.15 g mono-calcium phosphate in either (i) the top 50 mm (120 µg P g–1) or (ii) the top 500 mm (12 µg P g–1) of soil, and an unamended control. In the unamended soil M. sativa was shallow rooted, with 58% of the root length of in the top 50 mm. K. prorepens and L. australis had a more even distribution down the pot length, with only 4 and 22% of their roots in the 0–50 mm pot section, respectively. When exposed to amendment of P in the top 50 mm, root length in the top 50 mm increased 4-fold for K. prorepens and 10-fold for M. sativa, although the pattern of root distribution did not change for M. sativa. L. australis was relatively unresponsive to P additions and had an even distribution of roots down the pot. Shoot P concentrations differed according to species but not treatment (K. prorepens 2.1 mg g–1, L. australis 2.4 mg g–1, M. sativa 3.2 mg g–1). Total shoot P content was higher for K. prorepens than for the other species in all treatments. In a second experiment, mono-ester phosphatases were analysed from 1-mm slices of soil collected directly adjacent to the rhizosphere. All species exuded phosphatases into the rhizosphere, but addition of P to soil reduced phosphatase activity only for K. prorepens. Overall, high P concentration in the surface soil altered root distribution, but did not reduce root proliferation at depth. Furthermore, the Australian herbaceous perennial legumes had root distributions that enhanced P acquisition from low-P soils.

The effect of simulated flooding post-anthesis on pre-harvest sprouting and subsequent seed longevity in contrasting rice cultivars

Unpredictable flooding is a major constraint to rice production. It can occur at any growth stage. The effect of simulated flooding post-anthesis on yield and subsequent seed quality of pot-grown rice (Oryza sativa L.) plants was investigated in glasshouses and controlled-environment growth cabinets. Submergence post-anthesis (9-40 DAA) for 3 or 5 days reduced seed weight of japonica rice cv. Gleva, with considerable pre-harvest sprouting (up to 53%). The latter was greater the later in seed development and maturation that flooding occurred. Sprouted seed had poor ability to survive desiccation or germinate normally upon rehydration, whereas the effects of flooding on the subsequent air-dry seed storage longevity (p50) of the non-sprouted seed fraction was negligible. The indica rice cvs IR64 and IR64Sub1 (introgression of submergence tolerance gene Submergence1A-1) were both far more tolerant to flooding post-anthesis than cv. Gleva: four days’ submergence of these two near-isogenic cultivars at 10-40 DAA resulted less than 1% sprouted seeds. The presence of the Sub1A-1 allele in cv. IR64Sub1 was verified by gel electrophoresis and DNA sequencing. It had no harmful effect on loss in seed viability during storage compared with IR64 in both control and flooded environments. Moreover, the germinability and changes in dormancy during seed development and maturation were very similar to IR64. The efficiency of using chemical spray to increase seed dormancy was investigated in the pre-harvest sprouting susceptible rice cv. Gleva. Foliar application of molybdenum at 100 mg L-1 reduced sprouted seeds by 15-21% following 4 days’ submergence at 20-30 DAA. Analyses confirmed that the treatment did result in molybdenum uptake by the plants, and also tended to increase seed abscisic acid concentration. The latter was reduced by submergence and declined exponentially during grain ripening. The selection of submergence-tolerant varieties was more successful than application of molybdenum in reducing pre-harvest sprouting.

Storage proteins and cell wall mobilisation in seeds of Sesbania virgata (Cav.) Pers. (Leguminosae)

The endosperm of seeds of Sesbania virgata (Cav.) Pers. accumulates galactomannan as a cell wall storage polysaccharide. It is hydrolysed by three enzymes, one of them being alpha-galactosidase. A great amount of protein bodies is found in the cytoplasm of endospermic cells, which are thought to play the major role as a nitrogen reserve in this seed. The present work aimed at understanding how the production of enzymes that degrade storage compounds is controlled. We performed experiments with addition of inhibitors of transcription (actinomycin-d and alpha-amanitin) and translation (cycloheximide) during and after germination. In order to follow the performance of storage mobilisation, we measured fresh mass, protein contents and alpha-galactosidase activity. All the inhibitors tested had little effect on seed germination and seedling development. Actinomycin-d and cycloheximide provoked a slight inhibition of the storage protein degradation and concomitantly lead to an elevation of the alpha-galactosidase activity. Although alpha-amanitin showed some effect on seedling development at latter stages, it presented the former effect and did not change galactomannan degradation performance. Our data suggest that some of the proteases may be synthesised de novo, whereas alpha-galactosidase seems to be present in the endosperm cells probably as an inactive polypeptide in the protein bodies, being probably activated by proteolysis when the latter organelle is disassembled. These evidences suggest the existence of a connection between storage proteins and carbohydrates mobilisation in seeds of S. virgata, which would play a role by assuring a balanced afflux of the carbon and nitrogen to the seedling development.

Características biométricas de colmos e raízes de plantas de cevada e aveia relacionadas à suscetibilidade ao acamamento

O acamamento é um dos principais problemas que prejudica o rendimento e a qualidade de grãos de cevada e aveia no sul do Brasil e as características das plantas relacionadas com o acamamento ainda são pouco conhecidas. Com este trabalho objetivou-se identificar as possíveis causas intrínsecas das plantas associadas à suscetibilidade ao acamamento, em genótipos de aveia branca (Avena sativa) e de cevada (Hordeum vulgare), avaliando características biométricas de colmo e de raiz. Dois experimentos foram realizados nos anos de 2002 e 2003 na EEA/UFRGS. quando foram cultivados quatro genótipos de aveia (L93605, UFRGS 19, URS 21 e UPF 18) e dois de cevada (BRS 195 e MN 698) com doses crescentes de N em cobertura (30, 60, 90, 120, 150 kg ha-1), além da testemunha sem N. Os genótipos menos suscetíveis ao acamamento (BRS 195, UFRGS 19 e L93605) apresentaram colmos mais compactos e com maior resistência mecânica em decorrência do menor porte e melhor distribuição da matéria seca. O sistema radical foi incrementado com a maior disponibilidade de nitrogênio melhorando a ancoragem das plantas. Os genótipos de maior suscetibilidade (MN 698, URS 21 e UPF 18) apresentaram colmos com menor resistência mecânica em decorrência do maior momento de torque pelo maior porte das plantas e pior partição da matéria seca. Estes genótipos exibiriam menor peso das raízes e, conseqüentemente, tiveram pior ancoragem predispondo as plantas ao acamamento de raiz. O acamamento não pôde ser atribuído especificamente a uma ou outra das características estudadas, já que cada genótipo exibiu estratégias diferenciais cujos efeitos aditivos contribuíram com maior ou menor grau de suscetibilidade ao acamamento.

Desempenho de novilhas expostas à reprodução aos 14/15 meses de idade

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar o comportamento reprodutivo de novilhas de corte pertencentes a quatro grupos genéticos (Hereford, ½ Nelore½ Hereford; ¼ Nelore ¾ Hereford; ½ Angus ½ Hereford) acasaladas aos 14/15 meses de idade. No experimento iniciado em 2001 foram utilizadas quatro alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do campo nativo (CN) a 1,5% do peso vivo (PV) com ração comercial (RC) contendo 14% de proteína bruta (PB) e 68% de NDT (S68); b) suplementação do CN a 1,5% do PV com RC contendo 14% de PB e 75% de NDT (S75); c) suplementação em pastagem de azevém (Lolium multiflorum Lan), trevo branco (Trifolium repens) e cornichão (Lotus corniculatus) a 0,5% do PV de milho em grão (SPAS);d) confinamento a céu aberto com silagem de milho e 0,7% do PV de ração (CON). Após, em um só grupo, permaneceram em pastagem de azevém e aveia (Avena sativa) até o início do período reprodutivo. Durante o período de aplicação dos tratamentos alimentares o ganho médio diário (GMD) do tratamento SPAS e CON (0,755 vs 0,784 kg/dia) não apresentou diferença significativa (P>0,05), nem os S68 e S75 (0,511 vs 0,489 kg/dia). Durante o período conjunto em pastagem não foi determinada diferença significativa (P>0,05) no GMD entre S68, S75 e SPAS, nem entre S68, SPAS e CON. O peso ao início do período reprodutivo foi de 233,7 e 232,3 kg para S68 e S75 (P>0,05) e de 260,6 e 254,3 kg para SPAS e CON (P>0,05). As taxas de prenhez do SPAS e COM não apresentaram diferença entre si (62,16% e 53,86%), mas foram significativamente mais elevadas (P<0,05) em relação às S68 e S75 (20,51% e 25,64%) as quais também não diferiram entre si (P>0,05). As novilhas que conceberam foram mais pesadas, apresentaram maiores GMD de peso, condição corporal (CC) e escore trato reprodutivo (ETR) ao início do período reprodutivo em relação às que não conceberam. No experimento iniciado em 2002 foram utilizadas três alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do CN com RC (SUR) a 1% do PV, contendo 14% de PB e 75% de NDT; b) suplementação do CN com farelo de arroz (SUFA) a 0,5% PV; c) pastejo contínuo em pastagem cultivada de azevém (PAST) e aveia. O tratamento PAST (0,478 kg/dia) apresentou GMD de peso mais elevado (P<0,05), seguido do tratamento SUR (0,326 kg/dia) superior (P<0,05) ao tratamento SUFA (0,100 kg/dia). Durante o período em conjunto em pastagem de azevém e aveia os tratamentos SUFA e PAST não apresentaram diferença significativa no GMD de peso (P>0,05) mas, foram superiores (P<0,05) ao tratamento SUR. O peso ao início do período reprodutivo foi de 265,4; 236,7 e 222,6 kg para os tratamentos PAST, SUR e SUFA, respectivamente (P<0,05). A taxa de prenhez do tratamento PAST (61,36%) foi superior (P<0,05) a dos tratamentos SUR e SUFA (20,0 e 22,73%; P>0,05). As novilhas que conceberam foram as mais pesadas e mais velhas, do início dos tratamentos alimentares até o final do período reprodutivo.

Avaliação da irrigação por sulcos em solos com camada de impedimento

O objetivo deste trabalho foi o de analisar o movimento da água no perfil de solos hidromórficos, do tipo glei, com camada de impedimento, quando irrigados por sulcos. Esses solos têm vocação para o cultivo do arroz irrigado por inundação, sendo considerados marginais para outros cultivos. A monocultura, decorrente dessas características, traz consigo o surgimento de limitações ao cultivo, destacando-se entre elas o surgimento de invasoras como arroz vermelho e preto, (Oryza sativa L.) que, por serem da mesma espécie da planta cultivada, não podem ser erradicadas por meio de controle químico com aplicação de herbicidas. A introdução de cultivos alternativos ao de arroz é limitada, entre outros fatores, pela pequena capacidade de armazenamento de água desses solos, o que torna a irrigação prática imprescindível nesses casos. A pequena profundidade da camada impermeável, entretanto, constitui um impedimento à penetração tanto do sistema radicular como da água. Considerando que, neste método a profundidade de umedecimento não é a mesma, em conseqüência de o tempo de permanência da lâmina sobre a superfície também não ser o mesmo, para que a profundidade mínima de irrigação seja igual à profundidade do sistema radicular, haverá sempre um excesso que irá percolar além dessa profundidade. Como a profundidade destes solos está em torno de 0,40m, o excesso de água ao ter sua percolação impedida, tende a saturar o perfil de maneira ascendente, a partir da camada de impedimento. Buscando uma contribuição para a solução da problemática, procurou-se acompanhar o movimento da água de irrigação no perfil desse tipo de solo, quando irrigado pelo método de sulcos. Para tal, foi implantado um cultivo de sorgo granífero (Sorghun bicolor L.), irrigado por sulcos retilíneos com 200m de comprimento e espaçamento de 0,95m. O movimento da água no interior do solo foi monitorado por meio das variações de umidade, com a utilização da prática da reflectometria no domínio do tempo (TDR). As variações do conteúdo de água do solo, durante e após 24 horas cessada a irrigação, indicaram que a distribuição da água no perfil do solo foi bastante boa, não restando pontos com deficiência de umidade e não alcançando, a saturação, uma altura muito significativa, que pudesse comprometer o desenvolvimento de cultivos mesofíticos. A eficiência de aplicação calculada foi de 84%, considerada muito alta para esse método de irrigação. Foi aplicado, utilizando-se os dados do experimento, um modelo de simulação de irrigação superficial, desenvolvido pelo U. S. Water Conervation Laboratory, do U. S. Department of Agriculture, Simulation Irrigation Model SRFR. A simulação realizada pelo modelo não representou o movimento da água no solo, da mesma forma como este foi observado no campo.

Desenvolvimento de uma estratégia de fusão gênica visando à localização de proteínas em plantas

Uma significativa quantidade de proteínas vegetais apresenta-se compartimentalizada nas diversas estruturas celulares. A sua localização pode conduzir à elucidação do funcionamento dos processos biossintéticos e catabólicos e auxiliar na identificação de genes importantes. A fim de localizar produtos gênicos relacionados à resistência, foi utilizada a fusão de cDNAs de arroz (Oryza sativa L.) ao gene da proteína verde fluorescente (GFP). Os cDNAs foram obtidos a partir de uma biblioteca supressiva subtrativa de genes de arroz durante uma interação incompatível com o fungo Magnaporthe grisea. Estes cDNAs foram fusionados a uma versão intensificada de gfp e usados para transformar 500 plantas de Arabidopsis thaliana. Outras 50 plantas foram transformadas com o mesmo vetor, porém sem a fusão (vetor vazio). Foram obtidas aproximadamente 25.500 sementes oriundas das plantas transformadas com as fusões EGFP::cDNAs e 35.000 sementes das transformadas com o vetor vazio, produzindo, respectivamente, 750 e 800 plantas tolerantes ao herbicida glufosinato de amônio. Após a seleção, segmentos foliares das plantas foram analisados por microscopia de fluorescência, visando o estabelecimento do padrão de localização de EGFP. Foram observadas 18 plantas transformadas com a fusão EGFP::cDNAs e 16 plantas transformadas com o vetor vazio apresentando expressão detectável de GFP. Uma planta transformada com uma fusão EGFP::cDNA apresentou localização diferenciada da fluorescência, notadamente nas células guarda dos estômatos e nos tricomas. Após seqüenciamento do cDNA fusionado, foi verificado que esta planta apresentava uma inserção similar a uma seqüência codificante de uma quinase, uma classe de enzimas envolvidas na transdução de sinais em resposta à infecção por patógenos.

As metodologias de índices de seleção aplicadas ao melhoramento de plantas forrageiras

Existe a necessidade da sustentação da produção vegetal no período de inverno no Rio Grande do Sul para a produção animal, e há duas espécies potenciais para isto, o trevo vermelho e a alfafa. No entanto, vários são os fatores que são necessários para a implantação destas culturas cujo custo, por ser elevado, deve ser justificado. O melhoramento genético vegetal é uma das áreas que pode contribuir na maior produção destas espécies principalmente de matéria seca e de produção de sementes. Especificamente, os índices de seleção que associam diversas características de interesse na seleção são ferramentas importantes. Desta forma, o objetivo deste trabalho é verificar a eficiência da utilização de diferentes metodologias de índices de seleção na escolha das melhores plantas cultivadas à campo. Os dados sobre características agronômicas de duas populações de trezentas plantas, uma de trevo vermelho (Trifolium pratense L.) e outra de alfafa (Medicago sativa L.) avaliadas a campo de forma individualizada, dispostas em seis blocos, com cinqüenta plantas em cada bloco, foram investigadas. Utilizou-se a análise de correlações residuais entre as variáveis analisadas, para se determinar quais seriam as características que seriam incluídas nos índices, eliminando-se uma de cada duas altamente correlacionadas. Foram construídos seis índices de seleção: o multiplicativo de Elston, o base de Baker, os base de Williams via componentes principais e via função discriminante canônica, um índice construído através da correlação canônica e o de soma de postos de Mulamba e Mock. Estudos de concordância, entre os diferentes índices, foram realizados através da correlação de Sperman. A concordância quanto às plantas selecionadas, pelos diferentes índices de seleção, foi procedida sob uma seleção de 20% das plantas. As metodologias de seleção de plantas individuais foram eficientes, na escolha de plantas promissoras, levando em consideração simultaneamente às várias características. Os índices de seleção apresentaram alta concordância em relação às plantas selecionadas.

Cadmium availability and accumulation by lettuce and rice

Among the toxic elements, Cd has received considerable attention in view of its association with a number of human health problems. The objectives of this study were to evaluate the Cd availability and accumulation in soil, transfer rate and toxicity in lettuce and rice plants grown in a Cd-contaminated Typic Hapludox. Two simultaneous greenhouse experiments with lettuce and rice test plants were conducted in a randomized complete block design with four replications. The treatments consisted of four Cd rates (CdCl2), 0.0; 1.3; 3.0 and 6.0 mg kg(-1), based on the guidelines recommended by the Environmental Agency of the State of São Paulo, Brazil (Cetesb). Higher Cd rates increased extractable Cd (using Mehlich-3, Mehlich-1 and DTPA chemical extractants) and decreased lettuce and rice dry matter yields. However, no visual toxicity symptoms were observed in plants. Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA extractants were effective in predicting soil Cd availability as well as the Cd concentration and accumulation in plant parts. Cadmium concentration in rice remained below the threshold for human consumption established by Brazilian legislation. on the other hand, lettuce Cd concentration in edible parts exceeded the acceptable limit.

Aspectos sanitários do cultivo da alface americana, irrigada com águas recptoras de efluentes urbanos

Avaliou-se a influência da disposição de mangueiras gotejadoras nos canteiros e a injeção ou não de cloro na água de irrigação, nas condições sanitárias do solo e da alface americana irrigada (Lactuca sativa L.) com águas receptoras de efluentes urbanos. Foram realizadas análises microbiológicas de amostras de água do solo e da alface, no decorrer de todo o ciclo de cultivo. Objetivou-se determinar a possível existência de Salmonella spp. e de formas evolutivas de parasitos humanos e a quantidade de coliformes fecais, em pontos e épocas diferentes do experimento, impedindo assim o consumo da alface. Os resultados não indicaram a presença dos dois primeiros em nenhuma das amostras, mas sim de parasitos não humanos (nematóides) de vida livre no solo. em relação à quantidade de coliformes fecais (NMP ml-1), o valor encontrado na cultura atende às exigências da Secretaria de Vigilância Sanitária do Ministério da Saúde brasileiro, porém a presença dos nematóides em quantidades superiores ao permitido pela Organização Mundial de Saúde (OMS) inviabiliza o seu consumo.

Desempenho de cultivares de alface crespa em dois ambientes de cultivo em sistema hidropônico

Este trabalho foi desenvolvido em Ribeirão Preto-SP, de 06/02 a 07/04 de 2006. O objetivo foi avaliar o desempenho de cinco cultivares de alface (Pira Roxa, Belíssima, Locarno, Crespona Gigante e Verônica) em dois ambientes de cultivo (casa de vegetação climatizada e não climatizada) em sistema hidropônico NFT. O delineamento experimental foi em blocos casualizados para cada ambiente com três repetições sendo cinco cultivares. Os ambientes foram comparados por meio de análise conjunta. Avaliaram-se a massa fresca e seca da parte aérea, massas fresca e seca do caule, massa fresca e seca da raiz, número de folhas maiores que 10 cm e número total de folhas. Não houve efeito significativo da interação cultivares e ambientes, demonstrando que as cultivares tiveram comportamento similar em ambos os ambientes.

Avaliação de resíduo do herbicida imazethapyr e da interferência de plantas daninhas na cultura da alfafa

Foram conduzidos dois experimentos de campo em área experimental do Departamento de Nutrição Animal e Pastagens da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Campus de Jaboticabal, com o objetivo de observar resíduos do herbicida imazethapyr na forragem da alfafa e analisar a interferência de plantas daninhas monocotiledôneas e dicotiledôneas. No primeiro experimento, o herbicida foi aplicado nas doses de 0,5 e 1,0 l do p.c./ha, nos estádios de desenvolvimento: início de brotação das gemas basais, estádio vegetativo, ou seja, antes da cobertura total do solo e início do florescimento da alfafa. Foi observado que o herbicida não deixou resíduo nas plantas da alfafa, podendo estas serem consumidas pelos animais, logo após seu tratamento. No segundo experimento, foi estabelecido com base no manejo de cortes da área experimental e na presença de plantas daninhas, quatro tratamentos: 1)corte no verão de 1996, sem a presença de invasoras, 2)corte no inverno de 1996, sem a presença de invasoras, 3)corte no verão de 1997, com predominância de espécies monocotiledôneas, 4)corte no verão de 1997, com predominância de espécies dicotiledôneas. A presença de plantas daninhas reduziu a produção de matéria seca da alfafa. Quanto aos valores de parede celular, observou menores de Hem (5,7) e Lig (5,1) e maior de PB (26,1%) nas plantas colhidas no inverno, devido à maior proporção de folhas.

Identification of new Bremia lactucae races in lettuce in São Paulo state

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

Adubação nitrogenada em cultivares de arroz de terras altas

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes doses de N em cobertura (0, 30, 60, 90 e 120 kg ha-1) sobre as características agronômicas de diferentes cultivares de arroz de terras altas (Caiapó, Primavera, Confiança, IAC 202 e Carisma) sob irrigação por aspersão durante os anos agrícolas 2003/04 e 2004/05, em área experimental da FCAV - UNESP - Jaboticabal (SP). Os cultivares Caiapó, IAC 202 e Carisma são os de maior produtividade, com o Primavera não respondendo ao incremento da adubação nitrogenada; o IAC 202 e Carisma são possuidores de índice de colheita mais elevado e responsivos ao nitrogênio aplicado em cobertura, sugerindo-se indicá-los para sistemas produtivos mais evoluídos; o cultivar Caiapó demonstra ser mais eficiente em absorver e utilizar o N contido no solo, sugerindo sua indicação para sistemas produtivos de menor aporte de tecnologia.