Photosynthetic activity and early growth of four Cacao genotypes as influenced by different shade regimes under West African dry and wet season conditions

The physiological performance of four cacao clones was examined under three artificial shade regimes over the course of a year in Ghana. Plants under light shade had significantly higher photosynthetic rates in the rainy seasons whereas in the dry season there was a trend of higher photosynthetic rates under heavy shade. The results imply that during the wet seasons light was the main limiting factor to photosynthesis whereas in the dry season vapour pressure deficit was the major factor limiting photosynthesis through stomatal regulation. Leaf area was generally lower under heavier shade but the difference between shade treatments varied between clones. Such differences in leaf area allocation appeared to underlie genotypic differences in final biomass production in response to shade. The results suggest that shade for young cacao should be provided based on the current ambient environment and genotype.

The grass-free lawn: management and species choice for optimum ground cover and plant diversity

In Britain, managed grass lawns provide the most traditional and widespread of garden and landscape practices in use today. Grass lawns are coming under increasing challenge as they tend to support a low level of biodiversity and can require substantial additional inputs to maintain. Here we apply a novel approach to the traditional monocultural lawnscape by replacing grasses entirely with clonal perennial forbs. We monitored changes in plant coverage and species composition over a two year period and here we report the results of a study comparing plant origin native, non-native and mixed) and mowing regime. This allows us to assess the viability of this construct as an alternative to traditional grass lawns. Grass-free lawns provided a similar level of plant cover to grass lawns. Both the mowing regime and the combination of species used affected this outcome, with native plant species seen to have the highest survival rates, and mowing at 4cm to produce the greatest amount of ground coverage and plant species diversity within grass-free lawns. Grass-free lawns required over 50% less mowing than a traditionally managed grass lawn. Observations suggest that plant forms that exhibited: a) a relatively fast growth rate, b) a relatively large individual leaf area, and c) an average leaf height substantially above the cut to be applied, were unsuitable for use in grass-free lawns. With an equivalent level of ground coverage to grass lawns, increased plant diversity and a reduced need for mowing, the grass-free lawn can be seen as a species diverse, lower input and potentially highly ornamental alternative to the traditional lawn format.

Simulation of tree-ring widths with a model for primary production, carbon allocation, and growth

We present a simple, generic model of annual tree growth, called "T". This model accepts input from a first-principles light-use efficiency model (the "P" model). The P model provides values for gross primary production (GPP) per unit of absorbed photosynthetically active radiation (PAR). Absorbed PAR is estimated from the current leaf area. GPP is allocated to foliage, transport tissue, and fine-root production and respiration in such a way as to satisfy well-understood dimensional and functional relationships. Our approach thereby integrates two modelling approaches separately developed in the global carbon-cycle and forest-science literature. The T model can represent both ontogenetic effects (the impact of ageing) and the effects of environmental variations and trends (climate and CO2) on growth. Driven by local climate records, the model was applied to simulate ring widths during the period 1958–2006 for multiple trees of Pinus koraiensis from the Changbai Mountains in northeastern China. Each tree was initialised at its actual diameter at the time when local climate records started. The model produces realistic simulations of the interannual variability in ring width for different age cohorts (young, mature, and old). Both the simulations and observations show a significant positive response of tree-ring width to growing-season total photosynthetically active radiation (PAR0) and the ratio of actual to potential evapotranspiration (α), and a significant negative response to mean annual temperature (MAT). The slopes of the simulated and observed relationships with PAR0 and α are similar; the negative response to MAT is underestimated by the model. Comparison of simulations with fixed and changing atmospheric CO2 concentration shows that CO2 fertilisation over the past 50 years is too small to be distinguished in the ring-width data, given ontogenetic trends and interannual variability in climate.

Simple measures of climate, soil properties and plant traits predict national scale grassland soil carbon stocks

1. Soil carbon (C) storage is a key ecosystem service. Soil C stocks play a vital role in soil fertility and climate regulation, but the factors that control these stocks at regional and national scales are unknown, particularly when their composition and stability are considered. As a result, their mapping relies on either unreliable proxy measures or laborious direct measurements. 2. Using data from an extensive national survey of English grasslands we show that surface soil (0-7cm) C stocks in size fractions of varying stability can be predicted at both regional and national scales from plant traits and simple measures of soil and climatic conditions. 3. Soil C stocks in the largest pool, of intermediate particle size (50-250 µm), were best explained by mean annual temperature (MAT), soil pH and soil moisture content. The second largest C pool, highly stable physically and biochemically protected particles (0.45-50 µm), was explained by soil pH and the community abundance weighted mean (CWM) leaf nitrogen (N) content, with the highest soil C stocks under N rich vegetation. The C stock in the small active fraction (250-4000 µm) was explained by a wide range of variables: MAT, mean annual precipitation, mean growing season length, soil pH and CWM specific leaf area; stocks were higher under vegetation with thick and/or dense leaves. 4. Testing the models describing these fractions against data from an independent English region indicated moderately strong correlation between predicted and actual values and no systematic bias, with the exception of the active fraction, for which predictions were inaccurate. 5. Synthesis and Applications: Validation indicates that readily available climate, soils and plant survey data can be effective in making local- to landscape-scale (1-100,000 km2) soil C stock predictions. Such predictions are a crucial component of effective management strategies to protect C stocks and enhance soil C sequestration.

Contrasting responses to drought stress in herbaceous perennial legumes

Background and aims Medicago sativa L. is widely grown in southern Australia, but is poorly adapted to dry, hot summers. This study aimed to identify perennial herbaceous legumes with greater resistance to drought stress and explore their adaptive strategies. Methods Ten herbaceous perennial legume species/accessions were grown in deep pots in a sandy, low-phosphorus field soil in a glasshouse. Drought stress was imposed by ceasing to water. A companion M. sativa plant in each pot minimised differences in leaf area and water consumption among species. Plants were harvested when stomatal conductance of stressed plants decreased to around 10% of well watered plants. Results A range of responses to drought stress were identified, including: reduced shoot growth; leaf curling; thicker pubescence on leaves and stems; an increased root:shoot ratio; an increase, decrease or no change in root distribution with depth; reductions in specific leaf area or leaf water potential; and osmotic adjustment. The suite of changes differed substantially among species and, less so, among accessions. Conclusions The inter- and intra-specific variability of responses to drought-stress in the plants examined suggests a wide range of strategies are available in perennial legumes to cope with drying conditions, and these could be harnessed in breeding/selection programs.

Does fertilizer type and method of application cause significant differences in essential oil yield and composition in rosemary (Rosmarinus officinalis L.)?

Organic fertilizers based on seaweed extract potentially have beneficial effects on many crop plants. Herewe investigate the impact of organic fertilizer on Rosmarinus officinalis measured by both yield and oilquality. Plants grown in a temperature-controlled greenhouse with a natural photoperiod and a controlledirrigation system were treated with seaweed fertilizer and an inorganic fertilizer of matching mineralcomposition but with no organic content. Treatments were either by spraying on to the foliage or wateringdirect to the compost. The essential oil was extracted by hydro-distillation with a Clevenger apparatusand analysed by gas-chromatography mass-spectrometry (GC–MS) and NMR. The chemical composi-tions of the plants were compared, and qualitative differences were found between fertilizer treatmentsand application methods. Thus sprayed seaweed fertilizer showed a significantly higher percentage of�-pinene, �-phellandrene, �-terpinene (monoterpenes) and 3-methylenecycloheptene than other treat-ments. Italicene, �-bisabolol (sesquiterpenes), �-thujene, and E-isocitral (monoterpenes) occurred insignificantly higher percentages for plants watered with the seaweed extract. Each was significantly dif-ferent to the inorganic fertilizer and to controls. The seaweed treatments caused a significant increasein oil amount and leaf area as compared with both inorganic treatments and the control regardless ofapplication method.

Anthocyanins and tannins in ozone-fumigated guava trees

Psidium guajava ""Paluma"", a tropical tree species, is known to be an efficient ozone indicator in tropical countries. When exposed to ozone, this species displays a characteristic leaf injury identified by inter-veinal red stippling on adaxial leaf surfaces. Following 30 days of three ozone treatments consisting of carbon filtered air (CF - AOT40 = 17 ppb h), ambient non-filtered air (NF - AOT40 = 542 ppb h) and ambient non-filtered air + 40 ppb ozone (NF + O(3) - AOT40 - 7802 ppb h), the amounts of residual anthocyanins and tannins present in 10 P. guajava (""Paluma"") saplings were quantified. Higher amounts of anthocyanins were found in the NF + O(3) treatment (1.6%) when compared to the CF (0.97%) and NF (1.30%) (p < 0.05), and of total tannins in the NF + O(3) treatment (0.16%) compared to the CIF (0.14%). Condensed tannins showed the same tendency as enhanced amounts. Regression analyses using amounts of tannins and anthocyanins, AOT40 and the leaf injury index (LII), showed a correlation between the leaf injury index and quantities of anthocyanins and total tannins. These results are in accordance with the association between the incidence of red-stippled leaves and ozone polluted environments. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Integração de características de planta, de dossel e de solo para maior eficiência da adubação nitrogenada em cobertura em milho

O milho é um das culturas mais exigentes em nitrogênio (N). A sua aplicação na dose e época correta pode aumentar a sua eficiência de uso, diminuindo custos e danos ambientais. Foram estudadas características de planta, de dossel e de solo, como indicadores da disponibilidade de N no sistema solo-planta para predição da necessidade deste nutriente em cobertura em milho. Foram conduzidos cinco experimentos a campo e dois em casa de vegetação, nas estações de crescimento de 2002/03 e 2003/04, na Estação Experimental Agronômica e na Faculdade de Agronomia da UFRGS, em Eldorado do Sul e em Porto Alegre-RS, Brasil, respectivamente, e dois experimentos a campo no ano de 2004 no Estern Cereal and Oilseed Research Center, em Ottawa-Ontário, Canadá. Foram avaliadas, em diferentes locais e situações de manejo, características de planta, de dossel e de solo, citando-se: teores de nitrato, amônio e N mineral no solo e na folha; massa seca e área foliar da folha e da planta, teor e acúmulo de N na folha e na planta; teor relativo de clorofila na folha, medido pelo clorofilômetro, reflectância do dossel, medido por dois tipos de radiômetros e fluorescência da folha, medida pelo fluorômetro. Além disso, foram avaliados o rendimento de grãos e seus componentes e parâmetros de eficiência técnica e econômica de uso de N. Dentre as características de planta, o teor relativo de clorofila na folha, e dentre os de solo, o teor de nitrato no solo, destacaram-se entre os demais avaliados. Foram determinados níveis críticos e doses ótimas de N, bem como estabelecidas curvas de calibração para dois níveis de manejo com base nestas características para monitoramento da lavoura. No que diz respeito às características de dossel estudadas, a reflectância apresentou melhores resultados que a fluorescência como indicador do nível de N no sistema solo-planta. Os estudos realizados mostraram que dentre as caracteríticas avaliadas, atualmente, o teor relativo de clorofila na folha tem o maior potencial para auxiliar na determinação da época mais adequada para aplicação de N em cobertura em milho.

Crescimento e produção de antúrio submetido a diferentes intensidades de desfolha

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o crescimento e a produção de Anthurium andraeanum 'Apalai' submetido a diferentes intensidades de desfolha no Vale do Ribeira, SP. Foram utilizadas mudas micropropagadas dessa espécie, as quais foram plantadas em canteiros construídos sob telado coberto com tela de náilon preta, com malha que proporciona 70% de sombreamento, no espaçamento 0,40x0,40m. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados em parcelas subdivididas, com dezesseis repetições. O efeito da desfolha foi avaliado na parcela e o efeito do tempo após a desfolha na subparcela. As diferentes intensidades de desfolha consistiram em plantas com três, quatro e cinco folhas e plantas sem desfolha, e o tempo após a desfolha, as avaliações realizadas em 2006 e 2007. Ocorreu um aumento na área das folhas individuais em plantas mantidas com quatro e cinco folhas, proporcional à intensidade de desfolha, que pode ser relacionado a uma tentativa de compensação da área foliar perdida. A desfolha com a manutenção de três, quatro ou cinco folhas em plantas de antúrio 'Apalai' é prejudicial para o seu crescimento e produção.

Estimativa da área foliar do antúrio com o uso de funções de regressão

O presente trabalho teve como objetivo determinar quais variáveis dimensionais da folha são mais adequadas para utilização na estimativa da área foliar do antúrio (Anthurium andraeanum), cv. Apalai, por meio de equação de regressão linear, e comparar o desempenho de diferentes funções de regressão obtidas com o uso de aprendizado de máquina (AM). A variável que melhor estimou a área foliar foi o produto das dimensões lineares (comprimento e largura), CxL, sendo a equação proposta Af = 0.9672 *C x L, com coeficiente de determinação (R²) de 0,99. Verificou-se, também, com o uso de AM, que as funções lineares são mais adequadas para a estimação da área foliar dessa espécie vegetal.

Efeito da luz no crescimento de mudas de Hymenaea parvifolia Huber

Este trabalho teve como objetivo determinar o efeito da intensidade de luz no crescimento de mudas de Hymenaea parvifolia Huber., bem como inferir sobre o seu grau de tolerância à sombra. Para tal, foi instalado um experimento em delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (níveis de luz): pleno sol (PS), 50% de sombreamento, 70% de sombreamento e sombreamento natural (SN). Os níveis de 50 e 70% de sombreamento foram obtidos com o uso de telas de polipropileno preto, e o sombreamento natural constituiu a luminosidade natural sob um dossel fechado de floresta. Cada tratamento foi constituído de 10 repetições. Plantas sob sombreamento (50% e 70% de sombreamento) apresentaram maior altura, área foliar e razão de área foliar e poucas diferenças no acúmulo de massa seca quando comparadas com plantas mantidas a pleno sol. Como conseqüência, poucas diferenças foram observadas na taxa de crescimento relativo das mudas desses tratamentos. Todavia, mudas mantidas sob sombreamento natural foram as que exibiram menor taxa de crescimento relativo e taxa assimilatória líquida. em conjunto, os resultados indicaram que Hymenaea parvifolia foi capaz de se ajustar para maximizar a aquisição de luz mesmo em condição muito limitante, como a proporcionada pelo sombreamento natural, e a produção de mudas dessa espécie vegetal pode ser realizada em viveiro desde a pleno sol, como a 50% ou 70% de sombreamento.

Respostas fisiológicas em mudas de banananeira tratadas com estrobilurinas

There are reports that strobilurin besides having a fungicide effect can promote physiologic benefits to the plants. However, this effect on banana plants was not studied yet. The objective of the present study was to evaluate the effect of strobirulins on the physiology of banana plantlets. For this purpose, cultivar Grand Naine banana plantlets were transferred to pots containing substrate and kept in a nursery with 50% shading. The experimental design was a completely randomized design with three treatments (water, azoxystrobin and pyraclostrobin) and five replications. The treatments were applied at 15, 30, 45, 60 and 75 days after transplanting at a dose 100 g a. i. ha(-1) with manual spray. Plant height, pseudostem diameter, shoot dry matter in strobilurin treated plants were higher than the untreated plants, however, the effect of fungicide treatment was different, being the most pronounced effect of pyraclostrobin compared to azoxystrobin. Plants treated with pyraclostrobin had higher leaf area, nitrate reductase activity and chlorophyll content of leaf total nitrogen than the plants treated with azoxystrobin and water, which did not differ. Strobilurins affect the physiology of the banana plantlets differently, the effect being more pronounced by pyraclostrobin.

Estudo sobre o crescimento de fedegoso

O crescimento de Senna obtusifolia foi estudado sob condições de casa-de-vegetação, num delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições . As plantas cresceram em vasos de 6 litros preenchidos com areia e irrigados com solução completa de Hoaglan d, duas vezes por dia. O crescimento das plantas foi avaliado a partir de 21 até 161 dias após a emergência, em intervalos de 14 dias. Os resultados evidenciaram que as plantas de S. obtusifolia acumularam o máximo de matéria seca aos 147 dias após à emergência (D.A.E.) com um período de maior intensidade de crescimento compreendido entre 21 e 63 D.A. E. A partir da emergência até 63 dias, o maior acúmulo de maté ria seca foi verificado nas raízes, após esta data até o final do ciclo do fedegoso, maior proporção foi alocada nos caules. Aos 63 D.A. E. todas as plantas tinham florescido. A taxa de crescimento relativo decresceu rapidamente até 63 dias, mantendo-se baixa e constante até o final do período experimental. Este parâmetro de crescimento foi fortemente influenciado pela tal, a qual foi constante após 91 dias, provavelmente devido ao auto -sombreamento da planta . A área foliar cresceu amplamente até os 35 dias, tornando-se estável a partir dos 119 dias após a emergência das plantas. Considerando-se um período correspondente a dois terços do ciclo médio de cultura s anuais, de dez semanas, S. obtusif olia quando comparada a outras espécies daninhas, apresenta taxas de crescimento inicial menores, o que pode caracterizá-la como uma planta infestante tardia.

Estimativa da área foliar de plantas daninhas: Solanum americanum Mill

A maria pretinha (Solanum americanum Mill) é uma planta daninha infestante de diversas culturas e além da competição pode causar outros problemas. Nos estudos envolvendo a biologia e o controle de plantas daninhas, a área foliar é uma das mais importantes características a serem avaliadas, mas tem sido pouco estudada porque sua determinação exige equipamentos sofisticados ou utiliza técnicas destrutivas. Visando obter equações que permitissem a estimativa da área foliar desta planta daninha utilizando características lineares do limbo foliar, facilmente mensuráveis em plantas no campo, foram estudadas correlações entre a área foliar real e as seguintes características das folhas: comprimento ao longo da nervura principal (C), largura máxima do limbo (L) e o produto (C x L). Para tanto, foram mensuradas 200 folhas coletadas de plantas sujeitas às mais diversas condições ecológicas em que a espécie sobrevive, considerando-se todas as folhas das plantas desde que não apresentassem deformações oriundas de fatores, tais como, pragas, moléstias e granizo. Todas as equações, lineares simples, geométricas e exponenciais, permitiram boa estimativa da área foliar (Af) da maria pretinha. do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo o produto (C x L), a qual apresentou o menor QM Resíduo. Assim, a estimativa da área foliar de S. americanum pode ser efetuada pela equação AF = 0,5632 x (C x L), com coeficiente de determinação (R2) de valor igual a 0,9516.

Efeitos da calagem do solo no crescimento inicial e absorção de macronutrientes por plantas de trapoeraba (Commelina benghalensis)

A presente pesquisa foi conduzida visando estudar os efeitos da calagem do solo sobre o crescimento inicial e absorção de macronutrientes por plantas de trapoeraba (Commelina benghalensis L.). A fase experimental foi conduzida em casa de vegetação, em vasos de cinco litros e o substrato foi coletado na camada arável de um Latossolo Vermelho Escuro, distrófico, classe textural franco-argilo-arenosa e valor original de pH igual a 3,8. O experimento foi instalado no delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições e os tratamentos constaram da incorporação de quantidades correspondentes às doses 0, I, 2, 3, 4 e 5 t/ha de calcário dolomítico calcinado. Foi efetuada uma incubação por 15 dias antes do plantio das mudas da trapoeraba. Os resultados foram avaliados 49 dias após o transplante. A planta daninha respondeu intensamente à calagem incrementando a área foliar e os acúmulos de matéria seca e de N, P, Ca, Mg e S. Os padrões de distribuição dos diferentes macronutrientes nas diversas estruturas morfológicas da planta foram alterados. O acúmulo de K cresceu até a dose de 2 t/ha de calcário e depois decresceu, possivelmente devido ao antagonismo com Mg, adicionado através do calcário.