Foliar phosphorus application enhances nutrient balance and growth of phosphorus deficient sugarcane

Although it is well known that nutrient imbalance in shoot tissues may impair plant performance, the interactive effect between foliar phosphorus (P) application and varying P availability in the rooting medium on the nutritional status of sugarcane has not been well studied. To fill this research gap, four sugarcane varieties (IAC91-1099, IACSP94-2101, IACSP94-2094 and IACSP95-5000) were evaluated using a combination of two concentrations of P in nutrient solution (P-deficient, PD = 0.02 mmol L^(−1) and P-sufficient, PS = 0.5 mmol L^(−1)) and foliar P application (none and 0.16 mol L^(−1)). The spray was applied until drip point three times during the experiment with 15 days intervals, after which the plants were harvested to quantify growth and shoot concentration of nitrogen (N), P, magnesium (Mg), sulphur (S) and manganese (Mn). The responses of sugarcane plants to foliar P spray at different levels of P supply in the rooting medium was not genotype-dependent. It was demonstrated for the averaged values across varieties, that foliar P application enhanced sugarcane performance under low P, as revealed by improvements of leaf area and dry matter production of shoot and root of PD plants. Under P limitation we also observed diminished shoot concentration of N, P, Mg, S and increased concentration of Mn. However, foliar P spray increased the concentrations of N, P, S and reduced shoot Mn. Furthermore, shoot P:N, P:Mg, P:S, P:Mn and Mg:Mn concentration ratios exhibited a positive relationship with shoot dry matter production. In conclusion, low P supply in the rooting medium impairs nutrient balance in shoot tissues of sugarcane at early growth; however, this effect was ameliorated by foliar P application which merits further study under field conditions.

Sugarcane leaf area estimate obtained from the corrected normalized difference vegetation index (NDVI)

v. 46, n. 2, p. 140-148, apr./jun. 2016.

Selección de la capa salina del suelo que mejor se correlaciona con el rendimiento de azúcar recuperable de la caña de azúcar

El objetivo del experimento fue encontrar qué capa del suelo (salinidad) se correlaciona mejor con la producción de azúcar recuperable de la caña. Se realizó en el campo Zapote, de la empresa Tumán, localizada en la costa norte, departamento de Lambayeque, Perú. Este campo (salinidad 2-8 dSm-1) fue sembrado con caña de azúcar (Saccharum spp.) cultivar H32-8560, en 105 parcelas (cosechadas a cinco edades diferentes) que fueron fertilizadas con cinco dosis de N, y un testigo sin fertilizar. Se realizaron correlaciones lineales entre el rendimiento de azúcar y la salinidad (conductividad eléctrica del extracto de saturación : CEe) de diferentes capas del suelo (0-30 cm, 30-60, 60-90, promedio de 0-60, promedio de 0-90, capa más salina de 0-60, capa menos salina de 0-60 cm). También se correlacionó el rendimiento de azúcar con diez promedios aritméticos y ponderados de la salinidad obtenida antes de la siembra y después de la cosecha. Se encontró mayor correlación cuando se usaron los datos de salinidad de antes de la siembra, que cuando se usaron datos de después de la cosecha.Las más altas correlaciones con el rendimiento de azúcar (salinidad antes de la siembra) correspondieron a la salinidad de la capa promedio 0-60 cm (R: 0,27- 0,84 [(p<0,01]); la capa menos salina de 0-60 cm (R: 0,47 [p<0,01]-0,82 [p<0,01]); la capa más salina de 0-60 cm, (R: 0,04-0,81 [p<0,01]). Conclusión: es suficiente muestrear y analizar los suelos sólo hasta la profundidad de 60 cm antes de la siembra.

Sustentabilidad de la cañicultura en el NO Argentino : análisis de las dinámicas del agua y la energía

La caña de azúcar es un importante movilizador de la economía del NO argentino. Su cultivo presenta elevados requerimientos hídricos con potenciales impactos ambientales. La crisis energética incrementa la demanda de biocombustibles derivados del azúcar, con posibles aumentos del área cultivada y de sus impactos. Los antecedentes sobre el uso del agua y de la radiación en caña de azúcar involucran el efecto de unos pocos factores y son localmente escasos. El objetivo de esta tesis fue estudiar los controles de la transpiración y de la eficiencia en el uso del agua (EUA) y de la radiación (EUR) en los agroecosistemas de caña de azúcar del NO argentino, e inferir sobre la sustentabilidad ecológica y productiva. Para ello, ambas eficiencias se calcularon como el cociente entre el rendimiento de caña y la cantidad de recursos (agua o radiación) insumidos. El consumo de agua se estimó con el modelo propuesto por la FAO complementado con información satelital (índice verde normalizado, IVN). La radiación absorbida se estimó a partir de su relación con el IVN. Ambas EUA y EUR presentaron una variabilidad que abarcó todo el rango citado en la bibliografía internacional. El genotipo y la edad del cañaveral fueron los factores con mayor influencia sobre dichas eficiencias. Los requerimientos hídricos estimados superaron hasta en un 100 por ciento a los de los de los ecosistemas prístinos (yungas)y a la precipitación, y representaron una pérdida de energía superficial de hasta 72,6 W m-2 (74,3 por ciento de la radiación de onda corta incidente). Los potenciales impactos identificados dependen de las estrategias de manejo, e incluyen: desequilibrios de la red trófica asociados al flujo de energía, alteraciones de los ríos (reducción del caudal, inundaciones luego de eventos lluviosos y contaminación), modificaciones cuali/cuantitativas de las napas, enfriamiento superficial, exportación regional de vapor de agua, entre otros. Los resultados de esta tesis permiten guiar el manejo del cultivo, minimizando la ocurrencia de dichos impactos.

Efeitos da microgravidade em plantas de cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) is a plant from Poaceae family that has an impressive ability to accumulate sucrose in the stalk, making it a significant component of the economy of many countries. About 100 countries produce sugarcane in an area of 22 million hectares worldwide. For this reason, many studies have been done using sugarcane as a plant model in order to improve production. A change in gravity may be one kind of abiotic stress, since it generates rapid responses after stimulation. In this work we decided to investigate the possible morphophysiological, biochemical and molecular changes resulting from microgravity. Here, we present the contributions of an experiment where sugarcane plants were submitted to microgravity flight using a vehicle VSB-30, a sounding rocket developed by Aeronautics and Space Institute teams, in cooperation with the German Space Agency. Sugarcane plants with 10 days older were submitted to a period of six minutes of microgravity using the VSB-30 rocket. The morphophysiological analyses of roots and leaves showed that plants submitted to the flight showed changes in the conduction tissues, irregular pattern of arrangement of vascular bundles and thickening of the cell walls, among other anatomical changes that indicate that the morphology of the plants was substantially influenced by gravitational stimulation, besides the accumulation of hydrogen peroxide, an important signaling molecule in stress conditions. We carried out RNA extraction and sequencing using Illumina platform. Plants subjected to microgravity also showed changes in enzyme activity. It was observed an increased in superoxide dismutase activity in leaves and a decreased in its activity in roots as well as for ascorbate peroxidase activity. Thus, it was concluded that the changes in gravity were perceived by plants, and that microgravity environment triggered changes associated with a reactive oxygen specie signaling process. This work has helped the understanding of how the gravity affects the structural organization of the plants, by comparing the anatomy of plants subjected to microgravity and plants grown in 1g gravity

Aditivos químicos e biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 1. composição química das silagens, ingestão, digestibilidade e comportamento ingestivo

Avaliou-se o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a composição químico-bromatológica das silagens, o comportamento ingestivo, o consumo voluntário e a digestibilidade em bovinos de corte. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso na MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% uréia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. A composição químico-bromatológica da cana-de-açúcar foi alterada após a ensilagem, em relação à cana-de-açúcar original, com redução no teor de carboidratos solúveis e na digestibilidade in vitro e elevação relativa nos teores de FDN e FDA. Os teores de etanol (0,30% da MS) e ácidos orgânicos (0,99% de ácido lático e 2,31% de acético) foram baixos e semelhantes entre as silagens. Os aditivos aplicados na ensilagem não promoveram alterações no consumo e na digestibilidade aparente da MS (7,2 kg/dia e 63,6%, respectivamente). O comportamento ingestivo dos animais também não foi alterado, com tempos médios de 230,6; 519,6 e 672,8 minutos/dia despendidos com ingestão de ração, ruminação e ócio, respectivamente. Os aditivos acrescidos à cana-de-açúcar promoveram pequenas alterações na maioria das variáveis avaliadas.

Aditivos químicos ou biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 2. parâmetros ruminais e degradabilidade da matéria seca e das frações fibrosas

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a degradação de MS e de componentes da parede celular e sobre os parâmetros de fermentação ruminal em bovinos alimentados com dietas contendo essas silagens. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso (%) MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar, sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% ureia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. Os parâmetros ruminais foram afetados de forma moderada pelas silagens e tiveram forte efeito do horário de coleta de amostras. As concentrações molares médias dos ácidos acético, propiônico e butírico foram de 60,9; 19,3 e 10,2 mM, respectivamente. O ambiente ruminal proporcionado por dietas formuladas com silagens de cana-de-açúcar foi satisfatório e similar ao tradicionalmente observado em dietas contendo cana. O uso de aditivos na ensilagem influenciou, de forma não-significativa, a degradabilidade ruminal da MS e da MO, mas não alterou a degradabilidade ruminal da fração fibrosa. Os aditivos aplicados à cana-de-açúcar resultaram em pequenas alterações na maior parte das variáveis avaliadas. Apesar de a degradabilidade ruminal das silagens ter sido pouco afetada pelo uso de aditivos, os valores observados foram próximos aos observados para a cana-de-açúcar in natura.

Thiamethoxam on the histological characteristics of sugarcane young roots

Thiamethoxam is a systemic insecticide from the neonicotinoid group, nitroguanidin family which affects the nicotinic receptor acetyl choline in the insect membrane, wounding the nervous system and causing the death of the insect. It was used with success in the control of initial pests of several crops. It was considered that thiamethoxam has a bioactivator effect, because in the absence of insects promoted increase in vigor, development and productivity of crops. This work was carried out to verify if thiamethoxam causes histological changes in sugarcane roots. In this work, it was used optical microscopy, images arrest, tissue biometrics and statistical analysis, in young roots of sugarcane RB 83 5486 after the treatments with different thiamethoxam concentrations. It was determined changes in histological structure of tissues 7, 14, 21 and 28 days after the treatments, establishing its effects on root plant anatomy. It was verified that thiamethoxam increased root cortex width, increasing the vascular cylinder and the metaxylem vessel elements number in the vascular tissue until 21 days after application.

Influencia de fontes e niveis de nitrogenio na cultura da cana-de-acucar irrigada.

Realizou-se um experimento em um Vertissolo do Submedio Sao Francisco, para avaliar a influencia de fontes e niveis de nitrogenio na produtiivdade da cana-de-acucar (Saccharum officinarum L.). O delineamento usado foi o de blocos ao acaso, com tres repeticoes e 14 tratamentos dispostos da seguinte maneira: 0, 40, 80, 120, 160 e 200 kg/ha de N sob a forma de ureia; 40, 80, 120, 160 e 200 kg/ha de N, sob a forma de sulfato de amonio; e 80, 120 e 160 kg/ha de N, sendo 50% sob a forma de ureia aplicada no plantio e 50% sob a forma de sulfato de amonio aplicado 120 dias apos o plantio. Os resultados mostraram que nao houve influencia das fontes de nitrogenio na produtividade da cana. Os niveis de nitrogenio exerceram uma influencia positiva e altamente significativa na produtividade. A dose economica de nitrogenio foi a de 213 kg/ha de N. Houve correlacoes lineares e positivas dos teores de nitrogenio na folha com os niveis de N aplicado e com a produtividade da cana. Nenhuma influencia foi verificada dos niveis de nitrogenio nos teores de acucar da cana.

Microwave-assisted solvent extraction and analysis of shikimic acid from plant tissues.

A better method for determination of shikimate in plant tissues is needed to monitor exposure of plants to the herbicide glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] and to screen the plant kingdom for high levels of this valuable phytochemical precursor to the pharmaceutical oseltamivir. A simple, rapid, and efficient method using microwave-assisted extraction (MWAE) with water as the extraction solvent was developed for the determination of shikimic acid in plant tissues. High performance liquid chromatography was used for the separation of shikimic acid, and chromatographic data were acquired using photodiode array detection. This MWAE technique was successful in recovering shikimic acid from a series of fortified plant tissues at more than 90% efficiency with an interference-free chromatogram. This allowed the use of lower amounts of reagents and organic solvents, reducing the use of toxic and/or hazardous chemicals, as compared to currently used methodologies. The method was used to determine the level of endogenous shikimic acid in several species of Brachiaria and sugarcane (Saccharum officinarum) and on B. decumbens and soybean (Glycine max) after treatment with glyphosate. The method was sensitive, rapid and reliable in all cases.

Teste do bulbo molhado para o plantio de cana-de-açúcar com irrigação localizada.

No Submédio do Vale do São Francisco, o sistema de cultivo da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é baseado no fornecimento da água durante todo o seu ciclo. Nesta região, a irrigação na cana-de-açúcar tem sido feita por sulcos, aspersão (pivô central e linear) e por gotejamento subsuperficial, os quais proporcionam índices variáveis de eficiência no uso de água pela cultura. Dentre eles, o gotejamento subsuperficial é o mais eficiente, uma vez que disponibiliza água próximo ao sistema radicular e facilita a automação do sistema para irrigação e fertirrigação durante o ciclo da cultura.

Natural parasitism of lepidopteran eggs by Trichogramma species (Hymenoptera: Trichogrammatidae) in agricultural crops in Minas Gerais, Brazil.

The genus Trichogramma Westwood (Hymenoptera: Trichogrammatidae) includes insect egg parasitoids that are widely used throughout the world as control agents of pest insects. The aim of this study was to identify the species of Trichogramma naturally associated with the eggs of lepidopteran pests of the following agricultural and horticultural crops: collards, Brassica oleracea L. (Brassicales: Brassicaceae); papaya, Carica papaya L. (Capparales: Caricaceae); tomato, Lycopersicon esculentum Mill. (Solanales: Solanaceae); cassava, Manihot esculenta Crantz (Malpighiales: Euphorbiaceae); banana, Musa sp. L. (Zingiberales: Musaceae); passion fruit, Passiflora sp. Degener (Malpighiales: Passifloraceae); sugarcane, Saccharum sp. L. (Poales: Poaceae); and corn (maize), Zea mays L. (Poales: Poaceae); and an invasive species (Sodom?s apple milkweed, Calotropis procera Aiton; Gentianales: Apocynaceae) in the semiarid region of Minas Gerais, Brazil. We report natural parasitism by Trichogramma in eggs of Agraulis vanillae vanillae (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae), Antichloris eriphia F. (Lepidoptera: Arctiidae), Danaus sp. (L.) (Lepidoptera: Nymphalidae), Diatraea saccharalis F. (Lepidoptera: Crambidae), Erinnyis ello L. (Lepidopera: Sphingidae), and Protambulyx strigilis L. (Lepidopera: Sphingidae). In total, 2,242 specimens of Trichogramma were obtained, belonging to the species T. pretiosum Riley, T. manicobai Brun, Moraes & Soares, T. marandobai Brun, Moraes & Soares, and T. galloi Zucchi. These species of Trichogramma may be candidates for biological control programs of lepidopteran pests in the semiarid region of Minas Gerais and in other semiarid regions.

Sistema radicular e produtividade de soqueiras de cana-de-açúcar sob diferentes quantidades de palhada.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes quantidades de palhada sobre o sistema radicular e a produtividade da cana‑de‑açúcar (Saccharum officinarum), de primeira e segunda soqueiras, em Latossolo Vermelho eutroférrico. Seis tratamentos foram avaliados: 0, 5 (25%), 10 (50%), 15 (75%) e 20Mgha‑1 (100%) de palhada e cana‑queimada, na primeira e segunda soqueiras. Utilizou‑se a cana‑de‑açúcar 'SP80‑1816'. Avaliou‑se a massa de raízes a 0,45 e 0,75m de distância da linha de plantio, até 0,60 m de profundidade. Na primeira soqueira, os tratamentos com 50, 75 e 100% de palhada proporcionaram maior massa radicular até 0,20m de profundidade, em comparação aos tratamentos cana‑queimada, 0 e 5 Mg ha‑1 (25%) de palhada. Os tratamentos com 50 e 75% de palhada proporcionaram produtividades 43% maiores do que a da cana‑queimada (110Mgha‑1). O tratamento com 10Mgha‑1 (50%) foi suficiente para proporcionar aumento da massa radicular e da produtividade da cana‑de‑açúcar. O sistema radicular e a produtividade da cana‑de‑açúcar são favorecidos pela mudança do sistema de colheita de cana‑queimada para o de cana sob palhada.

Maturation curves of sweet sorghum genotypes.

O sorgo sacarino [Sorghum bicolor (L.) Moench] se destaca como cultura complementar à cana-de-açúcar Saccharum spp. na produção de etanol, uma vez que este possui colmos suculentos com presença de açúcares diretamente fermentescíveis. Em decorrência deste fato, existe a necessidade de se analisar as propriedades do sorgo, a fim de atender às demandas da agroindústria. No presente trabalho, buscou-se desenvolver e estudar as curvas de maturação de sete cultivares de sorgo sacarino em dez épocas de colheita. Os resultados mostram que houve diferença significativa para cultivares e épocas de colheita para todos os parâmetros (p≤0,01). Quanto aos teores de açúcares, as cultivares BRS508, XBWS80147 e CMSXS629 apresentaram as maiores médias para as variáveis açúcares redutores totais (ART) e açúcares totais recuperáveis (ATR). Em relação à produção de etanol por tonelada de biomassa, as cultivares BRS 508 e a CMSXS629 apresentaram os melhores resultados.

Ocorrência de micorrizas arbusculares e da bactéria diazotrofica Acetobacter diazotrophicus em cana-de-açúcar.

Foi avaliada a ocorrência e a distribuição de espécies de fungos micorrízicos arbusculares e A. diazotrophicus em plantios de cana-de-açúcar em diferentes tipos de manejo nos Estados do Rio de Janeiro e Pernambuco. Foram feitas 35 coletas de amostras de solo da rizosfera e de raízes de 14 variedades de cana-de-açúcar para extração de esporos e isolamento da bactéria. O numero de esporos variou de 18 a 2.070/ 100 mL de solo, e os maiores numero e diversidade de espécies foram verificados nos canaviais de Campos, RJ, especialmente naqueles que não adotam a queima de palhico. As espécies predominantes nas três localidades amostradas foram: Acaulospora sp., Scutellospora heterogama, Glomus etunicatum, Glomus occultum e Gigaspora margarita. A. diazotrophicus estava presente nas amostras de raízes colhidas em canaviais de Campos, com exceção de uma coleta de cana-de-açúcar plantada num solo usado como bacia de sedimentação de vinhaça. Não foi possível isolar essa bactéria a partir de esporos desinfestados dos FMAs nativos, apenas dos esporos lavados com agua estéril The occurrence and distribution of species of arbuscular mycorrhizae fungi and Acetobacter diazotrophicus in sugar cane (Saccharum officinarum) grown in different regimes of crop management in the States of Rio de Janeiro and Pernambuco were studied. Thirty five samples of the rhizosphere soil and roots were collected from 14 varieties of sugar cane for the extraction of spores and isolation of the bacterium. The number of spores varied from 18 to 2.070 per 100 mL of soil, and the greatest diversity of fungal species was found in the sugarcane fields of Campos (Rio de Janeiro State), especially in those where the sugarcane trash was not burned at harvest. The predominant species found in the three localities sampled were: Scutellospora heterogama, Glomus etunicatum, Glomus occultum, Glomus macrocarpum, Acaulospora sp. and Gigaspora margarita. A. diazotrophicus was present in almost all samples of root with the exception of one harvest of sugar cane taken from an area used for the sedimentation of vinasse (distillery waste). It was not possible to detect the bacterium from surface sterilised spores of native arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), only from washed ones using sterile water.