Selecting for rust (Puccinia psidii) reistance in Euclyptus grandis in São Paulo state, Brazil

In Brazil, Eucalyptus grandis is a key species for wood production. However, some genotypes are susceptible to rust (Puccinia psidii), mainly in São Paulo State, where climatic conditions are favorable for its development. Rust represents a high economic risk to forest companies because of the high potential of damage to commercial eucalypt plantations. The aims of the present study were (i) to select progenies of E. grandis for stability and adaptability regarding resistance to rust at different locations; (ii) compare the selections under these different climatic conditions; and (iii) compare rust severity in the field with the theoretical model. We observed that climatic conditions were extremely influential factors for rust development, but even under favorable conditions for disease development, we found rust-resistant progenies. In sites unfavorable for rust development, we detected highly susceptible progenies. We found significant correlation among the genetic material, environmental conditions and disease symptoms, however, we observed a simple genotype-environmental interaction and significant genetic variability among the progenies. The average heritability was high among the progenies in all sites, indicating substantial genetic control for rust resistance. We also observed a good relationship between rust severity in the field and the theoretical model that considered annual average temperature and leaf wetness.

Potencial de Invasão de eucalipto pelas sementes produzidas nos plantios comerciais

Over the past few years, the area of planted forests has expanded considerably in Brazil, reaching a level of 6.3 million hectares, which represents approximately 0.7% of the country, mainly with some species of the Eucalyptus genus. However, due to the global concern with biological invasions by exotic species, risk assessment is necessary to evaluate the potential of Eucalyptus species escaping cultivated stands and invading surrounding native ecosystems. Seedlings by natural regeneration from Eucalyptus grandis and E. urophylla, pure and hybrids between the two species were evaluated, by assessing natural regeneration of Eucalyptus in 18 sites located in Brazilian states with plantation forest tradition (Minas Gerais, São Paulo, Rio Grande do Sul and Espírito Santo). Sample plots were installed in the planted stands, along forest roads and in a nearby pasture or native vegetation.,at different distances from the Eucalyptus stands. Regeneration of Eucalyptus was not recorded in 90% of the plots installed outside the eucalipt stands. However, seedlings of eucalypts were observed in 29% of the plots within the commercial stands (mean density of 37 seedlings per hectare) and 40% of the plots located along forest roads (157 seedlings per hectare on average), but no adult plants by natural regeneration were found. The seedlings of eucalypt species studied rarely were found beyond the limits of the cultivated areas. In the planted stands or along forest roads, eucalypts can germinate, but the seedlings apparently do not establish. So the potential for invasion by seeds produced in commercial plantations of Eucalyptus is low.

WOOD NATURAL RESISTANCE OF SEVEN FOREST SPECIES TO WHITE ROT CAUSED BY Pycnoporus sanguineus

This research evaluated the natural resistance of Platanus x acerifolia, Luehea divaricate, Carya illinoinensis, Peltophorum dubium, Araucaria angustifolia, Eucalyptus grandis and Hovenia dulcis, to accelerated decay of the white-rot fungus Pycnoporus sanguineus. The Specific Density at 12% was determinated. The accelerated decay test was conducted with glass bottles (capacity of 500 mL) filled with 100 g of moist soil, autoclaved, and kept at 25 degrees C. The initial establishment of fungal colonies on plates was supported by samples of Pinus elliottii sapwood. In this study, three samples of dimensions 9.0 x 25.0 x 25.0 mm were used for each species evaluated and, after 16 weeks of incubation, the percentage loss of mass was calculated. The degree of natural resistance was performed according to the percentages of mass loss. The results obtained from weight loss were compared by Tukey test at 5%. The natural resistance of woods was not influenced by specific gravity The wood of Carya illinoinensis, Eucalyptus grandis, Platanus x acerifolia, Luehea divaricata and Peltophorum dubium were classified as very resistant, Houvenia dulcis as resistant and Araucaria angustifolia as moderate resistant.

Biochemical properties of a beta-mannanase and a beta-xylanase produced by Ceriporiopsis subvermispora during biopulping conditions

One mannanase and one of the three xylanases produced by Ceriporiopsis subvermispora grown on Pinus taeda wood chips were characterized. A combination of ion exchange chromatography and SDS-PAGE data revealed the existence of a high-molecular-weight mannanase of 150 kDa that was active against galactoglucomannan and xylan, Its activity was optimal at pH 4.5. The K(m) value with galactoglucomannan as substrate was 0.50 mg ml (1). One xylanase with molecular mass of 79 kDa was also purified and characterized. Its activity was optimal at 60 degrees C and pH 8.0. Its K(m) value with birchwood xylan as substrate was 1.65 mg ml (1). Both the mannanase and the 79 kDa xylanase displayed relatively high activity on carboxymethyl cellulose. The sensitivity of the xylanase and mannanase to various salts was evaluated. None of the tested salts inhibited the xylanase, but Mn(+2), Fe(+3), and Cu(+2) were strong inhibitors for the mannanase. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Technological advances and mechanistic basis for fungal biopulping

Biopulping fundamentals, technology and mechanisms are reviewed in this article. Mill evaluation of Eucalyptus grandis wood chips biotreated by Ceriporiopsis subvermispora on a 50-tonne pilot-plant demonstrated that equivalent energy savings can be obtained in lab- and mill-scale biopulping. Some drawbacks concerning limited improvements in pulp strength and contamination of the chip pile with opportunist fungi have been observed. The use of pre-cultured wood chips as inoculum seed for the biotreatment process minimized contamination problems related to the use of blended mycelium and corn-steep liquor in the inoculation step. Alkaline wash restored part of the brightness in biopulps and marketable brightness values were obtained by one-stage bleaching with 5% H2O2 when bio-TMP pulps were under evaluation. Considering the current scenario, the understanding of biopulping mechanisms has gained renewed attention because more resistant and competitive fungal species could be selected with basis on a function-directed screening project. A series of studies aimed to elucidate structural changes in lignin during wood biodegradation by C. subvermispora had indicated that lignin depolymerization occurs during initial stages of wood biotreatment. Aromatic hydroxyls did not increase with the split of aryl-ether linkages, suggesting that the ether-cleavage-products remain as quitione-type structures. On the other hand, cellulose is more resistant to the attack by C subvermispora. MnP-initiated lipid peroxidation reactions have been proposed to explain degradation of non-phenolic lignin substructures by C subvermispora, while the lack of cellobiohydrolases and the occurrence of systems able to suppress Fenton`s reaction in the cultures have explained non-efficient cellulose degradation by this biopulping fungus. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Use of activated charcoal and ion-exchange resin to cleaN up and concentrate enzymes in extracts from biodegraded wood.

Use of activated charcoal and ion-exchange resin to cleaN up and concentrate enzymes in extracts from biodegraded wood. Ceriporiopsis subvermispora was used for the biodegradation of Eucalyptus grandis chips in the presence or absence of co-substrates (glucose and corn steep liquor) during 7, 14 and 28 days. Afterwards, the biodegraded chips were extracted with 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.5) supplemented with 0.01% Tween 60. High activities of manganese peroxidases (MnPs) were observed in all the extracts, both in the absence (430, 765 and 896 UI kg(-1) respectively) and in the presence of co-substrates (1,013; 2,066 and 2,323 UI kg(-1) respectively). The extracts presented a high ratio between absorbances at 280 and 405 nm, indicating a strong abundance of aromatic compounds derived from lignin over heme-peroxidases. Adsorption into activated charcoal showed to be an adequate strategy to reduce the absorbance at 280 urn in all the extracts. Moreover, it allowed to maximize the capacity of an anion exchange resin bed (DEAE-Sepharose) used to concentrate the MnPs present in the extracts. It was concluded that the use of activated charcoal followed by adsorption into DEAE Sepharose is a strategy that can be used to concentrate MnPs in extracts obtained during the biodegradation of E. grandis by C. subvermispora.

Linoleic acid peroxidation and lignin degradation by enzymes produced by Ceriporiopsis subvermispora grown on wood or in submerged liquid cultures

Ceriporiopsis subvermispora is a white-rot fungus used in biopulping processes and seems to use the fatty acid peroxidation reactions initiated by manganese-peroxidase (MnP) to start lignin degradation. The present work shows that C. subvermispora was able to peroxidize unsaturated fatty acids during wood biotreatment under biopulping conditions. In vitro assays showed that the extent of linoleic acid peroxidation was positively correlated with the level of MnP recovered from the biotreated wood chips. Milled wood was treated in vitro by partially purified MnP and linoleic acid. UV spectroscopy and size exclusion chromatography (SEC) showed that soluble compounds similar to lignin were released from the milled wood. SEC data showed a broad elution profile compatible with low molar mass lignin fractions. MnP-treated milled wood was analyzed by thioacidolysis. The yield of thioacidolysis monomers recovered from guaiacyl and syringyl units decreased by 33% and 20% in MnP-treated milled wood, respectively. This has suggested that lignin depolymerization reactions have occurred during the MnP/linoleic acid treatment. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

EFICIÊNCIA DA ISCA MIREX-S (SULFURAMIDA 0,3%) NO CONTROLE DE Atta cephalotes(HYMENOPTERA: FORMICIDAE) EM TRÊS DOSAGENS

Este trabalho foi realizado em reflorestamentos de eucalipto híbrido urograndis (Eucalyptus urophyllaX Eucalyptus grandis)da Jari Celulose S.A, no município de Almerim, Pará, de julho de 1993 a janeiro de 1994. Objetivou-se testar a eficiência da isca granulada Mirex-S (sulfluramida 0,3%), nas dosagens de 6, 8 e 10 gramas por metro quadrado de formigueiro, em comparação com 10 gramas de uma isca a base de dodecacloro (0,45%) para o controle de Atta cephalotes(Hymenoptera: Formicidae). A isca Mirex-S apresentou índices de controle, respectivamente, de 72,70%, 83,33% e 91,67%, em contrapartida com 87,50% da isca a base de dodecacloro. A isca Mirex-S, a 8 e 10 gramas por metro quadrado de formigueiro, pode substituir com eficiência as iscas à base de dodecacloro para o controle de A. cephalotes.

Estudi de la regulació del procés de formació de la fusta per a l’obtenció de biomassa i biocombustibles: el paper clau de dos factors de transcripció MYB amb funcions antagòniques

Estudi realitzat a partir d’una estada al Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales - Université Toulouse III, entre 2010 i 2012. Durant l’estada s’han pogut complir els principals objectius del projecte de recerca sobre la regulació de la formació de les parets secundàries en un arbre d’importància econòmica, l’eucaliptus. S’ha caracteritzat dos factors de transcripció, EgMYB1 i 2, comparant el seu patró d’expressió espaciotemporal a nivell cel•lular i estudiant l’efecte fenotípic de la pèrdua de funció d’aquests gens. A més, s’ha construït una llibreria de xilema d’eucaliptus adaptada a la tècnica dels dos híbrids i s’ha descobert alguns del partners proteics d’EgMYB1 i 2, els quals estic actualment validant per mètodes alternatius. Augmentant els objectius inicials de la sol•licitud, he aprofitat la recent publicació del genoma de l’Eucalyptus grandis per identificar i caracteritzar el patró d’expressió de vàries famílies gèniques.

Eficiência relativa de fertilizantes fosfatados no crescimento inicial de eucalipto cultivado em solos do cerrado

Tendo como objetivo avaliar a eficiência relativa do superfosfato simples (SS), fosfato parcialmente acidulado (FAPS) e termofosfato magnesiano (TERM) como fonte de P e outros nutrientes para o cultivo de plantações de eucalipto, em dois solos da região dos Cerrados, uma areia quartzosa (50 g kg-1 de argila) álica e um latossolo vermelho-escuro (230 g kg-1 de argila) álico, foi realizado este experimento, sob condições de casa de vegetação, na ESALQ/USP, Piracicaba (SP), em 1993. Subamostras do AQ receberam 0, 75, 150 e 300 mg kg-1 de P e, do LE, 0, 125, 250 e 500 mg kg-1 de P no solo. As doses de P foram estimadas com base na solubilidade dos adubos; SS e FAPS, em citrato de amônio, e TERM, em ácido cítrico 20 g L-1. Em cada vaso (5 kg de solo), deixou-se uma planta de Eucalyptus grandis por 90 dias após a emergência e desbaste das plântulas. Paralelamente ao experimento em casa de vegetação, subamostras de todos os tratamentos, com 2 kg de solo, foram incubadas no interior de sacos plásticos por 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias. Ao término de cada período de incubação, os solos eram amostrados e analisados. Mediante o cálculo de índices de eficiência relativa entre os adubos, verificou-se que o TERM foi superior 64% ao SS e 57% ao FAPS no solo AQ. No LE, o SS foi superior 55% ao TERM e 34% ao FAPS. O TERM foi a fonte de P que promoveu os maiores acréscimos do nível de fertilidade dos solos, com expressiva elevação do pH do solo, redução das concentrações de Al e aumento daquelas de Ca e Mg. Os ganhos de produção das mudas de eucalipto foram altamente correlacionados com a absorção de P, K, Ca, Mg e Zn. O TERM proporcionou as maiores absorções desses nutrientes no solo AQ e, as menores, de P, Ca e Zn no LE. As distintas respostas de crescimento para os adubos avaliados, em ambos os solos, sobretudo para TERM e SS, foram atribuídas, em grande parte, aos efeitos secundários das fontes de P sobre a fertilidade dos solos.

Caracterização mineralógica, potencial de reserva e sustentabilidade agrícola de alguns sítios florestais de eucalipto da região do Vale do Rio Doce (MG)

Foram estudados alguns solos da região do Vale do Rio Doce (MG) em 1991, nos municípios de Ipatinga, Nova Era e Guanhães, provenientes de áreas de reflorestamento de Eucalyptus grandis. Selecionaram-se oito sítios florestais com solos de diferentes classes taxonômicas, e uma detalhada caracterização mineralógica e avaliação do potencial de reserva de nutrientes foram desenvolvidas. Os solos estudados foram mineralogicamente classificados como: caulinítico não-sesquioxídicos (2 e 5); caulinítico-sesquioxídico (1); gibbsítico-sesquioxídicos (4, 6 e 7); hematítico (3) e gibbsítico (8). Os principais argilominerais e óxidos de ferro e alumínio presentes nesses solos são caulinita, gibbsita, hematita, goethita e maghemita. A reserva mineral de médio a longo prazo para potássio é praticamente inexistente, estando presente, embora com baixa magnitude, nos solos 2 e 5, na forma de micas e feldspatos. As relações Ca-trocável/Ca-total e Mg-trocável/Mg-total exprimem baixa capacidade de reposição desses nutrientes nos solos estudados. Sugere-se a adição de nutrientes de acordo com os níveis críticos exigidos na implantação e manutenção do ciclo do eucalipto, em virtude da ausência de sustentabilidade desses sítios florestais em termos de reserva de nutrientes a curto, médio e longo prazos.

Relações hídricas em povoamento de eucalipto com diferentes densidades populacionais

Em experimento realizado na região de Santa Bárbara (MG), no período de agosto de 1994 a fevereiro de 1995, avaliaram-se a precipitação pluviométrica interna, a evapotranspiração da cultura (ETc) e o regime hídrico do solo sob povoamento de Eucalyptus grandis (dos 32 aos 38 meses de idade) com densidades populacionais variando de 500 a 5.000 plantas ha-1. A umidade volumétrica do solo, em uma seção de controle de 0 a 285 cm de profundidade, foi determinada quinzenalmente, por meio de moderação de nêutrons. A interceptação de água pelas copas aumentou linearmente com o aumento da população de plantas, enquanto a ETc não foi significativamente influenciada. A umidade do solo tendeu a aumentar com a redução da população de plantas. A umidade do solo em todas as épocas monitoradas nunca apresentou valores inferiores àquele correspondente à água retida à tensão de 1,5 MPa.

Dessorção de fósforo por silício em solos cultivados com eucalipto

Com o objetivo de avaliar a dessorção de fósforo por silício nas camadas superficiais de um Latossolo Vermelho-Escuro sob cerrado e de um Cambissolo sob campo cerrado, da zona fisiográfica Campos das Vertentes (MG), foram realizados experimentos em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras (MG), no período de agosto de 1997 a maio de 1998. Cada solo foi submetido a três incubações seqüenciais: (a) CaCO3 + MgCO3, para manter o pH em torno de 6,0; (b) fertilização básica, incluindo o fósforo em dose única, calculada para manter 0,2 mg L-1 de P em solução; (c) seis doses de silício (CaSiO3), definidas com base na dose de fósforo. Plantas de eucalyptus grandis foram cultivadas por 120 dias em vasos com capacidade para 3 dm³ de solo. A produção de matéria seca e o teor de P na matéria seca foram avaliados aos 60, 90 e 120 dias do transplantio das mudas para os vasos. Ajustaram-se superfícies de resposta dessas variáveis às doses de Si e às épocas. O P dessorvido contribuiu com 15,25% do conteúdo do nutriente na matéria seca das plantas cultivadas no Cambissolo (maior teor de caulinita).

Mineralização de nitrogênio em ecossistemas florestais naturais e implantados do estado de São Paulo

No presente estudo, foram usados povoamentos homogêneos de Eucalyptus grandis e Pinus caribaea var. hondurensis, em diferentes estádios de crescimento, bem como fragmentos de florestas naturais de Cerrado e Mata Atlântica. Amostras de solo (0-15 cm) foram incubadas por períodos sucessivos de 3, 3, 4, 4, 6 e 10 semanas, num total de 30 semanas, sob condições aeróbias e anaeróbias, em laboratório (temperatura igual a 20°C). Em campo, amostras de solo foram incubadas in situ no período do inverno (início da primeira semana de 07/96) e verão (início da segunda semana de 12/96). As quantidades acumuladas de N mineralizado, em condições aeróbias e anaeróbias, mostraram uma relação exponencial com o tempo de incubação. A equação Nt = N0 + b/t ajustou-se melhor aos dados do que a equação proposta por Stanford & Smith (1972), Nt = N0 (1 - e-kt), em que N0 é o N potencialmente mineralizável, Nt são as quantidades acumuladas de N mineralizado e t é o tempo de mineralização. Esta equação superestimou os valores de N0 em vários sítios e condições de incubação, além de não modelar-se adequadamente aos dados. As quantidades totais de N0 (camada 0-15 cm), sob condições aeróbias, foram, em média, de 103 ± 53 kg ha-1 de N e, sob condições anaeróbias, em média, de 281 ± 175 kg ha-1 de N. Acredita-se que as reservas médias de N dos sítios pesquisados sejam suficientes para três a cinco rotações de cultivo (7 anos cada) de E. grandis. Em condições de laboratório, em alguns sítios, as quantidades de N potencialmente mineralizável (N0) foram maiores em solos sob mata nativa. Por exemplo, o N0 estimado num fragmento de cerrado, em condições anaeróbias, 173 mg kg-1 de N no solo, foi superior ao obtido num florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, recém-implantado, 44 mg kg-1 de N no solo, o qual foi semelhante ao N0 obtido em um florestamento de Pinus caribaea var. hondurensis, com 20 anos de idade, 45 mg kg-1 de N no solo. A floresta adulta de eucalipto foi capaz de manter no solo níveis de N0 similares aos da floresta nativa. Tomando por base as razões N0/Nt (Nt é o N total do solo), deduziu-se que apenas 5 a 15% do teor de matéria orgânica do solo é decomponível. Esta variação dependeu das características do solo, principalmente aquelas relacionadas com o teor e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) e sua textura. Relacionando as quantidades de N0 (estimado no laboratório) com as quantidades de N mineralizadas (N M) em campo, verificou-se grande potencial preditivo de N M a partir de N0.

Uso de biossólidos em povoamento de eucalipto: efeito em atributos químicos do solo, no crescimento e na absorção de nutrientes

Com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de doses crescentes de biossólido (0, 5, 10, 15, 20 e 40 t ha-1, base seca) em atributos químicos do solo, crescimento e absorção de macro e micronutrientes em um povoamento de Eucalyptus grandis, foi instalado um experimento na Estação Experimental de Itatinga da ESALQ/USP, Itatinga (SP). Alguns tratamentos tiveram suplementação de K e P e, como referência, em um dos tratamentos foi aplicada adubação mineral como praticado em empresas florestadoras com alta tecnologia na região.O solo da área foi caracterizado como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico textura média. Seis meses após a aplicação do biossólido, não foram constatadas alterações do pH e dos teores de P, Mg, Zn, Cu e B no solo. Foi observada elevação dos teores de K, Ca e S no solo, bem como redução das concentrações de Al, Fe e Mn, dependendo da dose de biossólido aplicada. Diferentemente, 13 meses após a aplicação do biossólido, percebeu-se a elevação do pH e dos teores de P, Ca, K e S somente na camada de 0-5 cm. Nas duas épocas de amostragem do solo, a elevação das doses de biossólido ocasionou redução dos teores de MO somente na camada de 0-5 cm. Em compasso com a mineralização da MO no solo, os teores de N e S no tecido foliar elevaram-se com o aumento das doses de biossólido em ambas as épocas de amostragem. A disponibilidade de P assimilável (P-resina) elevou-se, consideravelmente, com o tempo de contato do biossólido com o solo, resultando em maior absorção de P e crescimento das plantas. A aplicação de fertilizante fosfatado no sulco ou cova de plantio, conjuntamente com o biossólido, mostrou-se necessária para elevar o crescimento inicial das plantas, assegurando atendimento das elevadas demandas iniciais deste nutriente. A suplementação de K em plantações jovens de eucalipto poderá não ser necessária para doses de biossólido maiores que 10 t ha-1, quando as concentrações de K trocável forem médias. A elevação das doses de biossólido, de 0 a 40 t ha-1, resultou numa resposta quadrática em termos de produção de madeira. A resposta à aplicação de biossólido elevou-se com a idade, refletindo, principalmente, os efeitos benéficos decorrentes da elevação da disponibilidade de nutrientes para as árvores.