Low temperature induced spikelet sterility in rice. II. Effects of panicle and root temperatures

Low temperatures impose restrictions on rice (Oryza sativa L.) production at high latitudes. This study is related to low temperature damage that can arise mid-season during the panicle development phase. The objective of this study was to determine whether low temperature experienced by the root, panicle, or foliage is responsible for increased spikelet sterility. In temperature-controlled glasshouse experiments, water depth, and water and air temperatures, were changed independently to investigate the effects of low temperature in the root, panicle, and foliage during microspore development on spikelet sterility. The total number of pollen and number of engorged pollen grains per anther, and the number of intercepted and germinated pollen grains per stigma, were measured. Spikelet sterility was then analysed in relation to the total number of pollen grains per spikelet and the efficiency with which these pollen grains became engorged, were intercepted by the stigma, germinated, and were involved in fertilisation. There was a significant combined effect of average minimum panicle and root temperatures on spikelet sterility that accounted for 86% of the variation in spikelet sterility. Total number of pollen grains per anther was reduced by low panicle temperature, but not by low root temperature. Whereas engorgement efficiency ( the percentage of pollen grains that were engorged) was determined by both root and panicle temperature, germination efficiency (the percentage of germinated pollen grains relative to the number of engorged pollen grains intercepted by the stigma) was determined only by root temperature. Interception efficiency (i.e. percentage of engorged pollen grains intercepted by the stigma), however, was not affected by either root or panicle temperature. Engorgement efficiency was the dominant factor explaining the variation in spikelet sterility. It is concluded that both panicle and root temperature affect spikelet sterility in rice when the plant encounters low temperatures during the microspore development stage.

Response of rice cultivars to nitrogen in upland conditions

Against the background of a growing world population, rice (Oryza sativa L.) consumption is expected to grow faster than its production. Therefore, an appropriate question would be: how to increase productivity in the short-term? In this respect, it becomes important the implementation of modern agricultural production systems, such as upland rice with supplemental sprinkler irrigation. Additional information is needed to maximize the available resources, with special attention given to research on the use of nitrogen. This study aimed to evaluate the agronomic performance of commercial rice cultivars with different plant characteristics in upland conditions with supplemental sprinkler irrigation, when subjected to nitrogen in topdress application at the R1 stage (panicle differentiation). The experiment was arranged in a randomized block with split plot design, with 65 treatments, consisting of the combination of 13 cultivars in the plots, and five nitrogen levels in the subplots (0, 40, 80, 120 and 160 kg ha-1), with four replications. Genetic variability was detected among rice cultivars and the agronomic performance in response to the applied nitrogen. The topdressing application of nitrogen increases, in general, the production components and grain yield in rice. Cultivars BRS Primavera, Caiapó and IAC 202 stood out for grain yield, followed by Baldo, Carnaroli, BRS Curinga and IAC 500 with lower yields.

Early physiological and biochemical responses of rice seedlings to low concentration of microcystin-LR

Microcystin-leucine and arginine (microcystin- LR) is a cyanotoxin produced by cyanobacteria like Microcystis aeruginosa, and it’s considered a threat to water quality, agriculture, and human health. Rice (Oryzasativa) is a plant of great importance in human food consumption and economy, with extensive use around the world. It is therefore important to assess the possible effects of using water contaminated with microcystin-LR to irrigate rice crops, in order to ensure a safe, high quality product to consumers. In this study, 12 and 20-day-old plants were exposed during 2 or 7 days to a M. aeruginosa extract containing environmentally relevant microcystin-LR concentrations, 0.26–78 lg/L. Fresh and dry weight of roots and leaves, chlorophyll fluorescence, glutathione S-transferase and glutathione peroxidase activities, and protein identification by mass spectrometry through two-dimensional gel electrophoresis from root and leaf tissues, were evaluated in order to gauge the plant’s physiological condition and biochemical response after toxin exposure. Results obtained from plant biomass, chlorophyll fluorescence, and enzyme activity assays showed no significant differences between control and treatment groups. How- ever, proteomics data indicates that plants respond to M. aeruginosa extract containing environmentally relevant microcystin-LR concentrations by changing their metabolism, responding differently to different toxin concentrations. Biological processes most affected were related to protein folding and stress response, protein biosynthesis, cell signalling and gene expression regulation, and energy and carbohydrate metabolism which may denote a toxic effect induced by M. aeruginosa extract and microcystin- LR. Theimplications of the metabolic alterations in plant physiology and growth require further elucidation.

Regulation of the rice gene OsRMC under salt stress: identification and functional characterization of novel transcription factors

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Influence of abiotic stress factors on VOCs emission from Portuguese rice paddy fields: relation with increased climate change

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Efeitos do tratamento de sementes de algodão (Gossypium hirsutum L.), arroz (Oryza sativa L.) e soja [Glycine max (L.) Merril] com alguns fungicidas não mercuriais

Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de estudar o comportamento de sementes de arroz, algodão e soja, quando tratadas com íungicidas não mercuriais, através de testes de germinação e de vigor. Foram utilizados os seguintes produtos: Arasan (Thiram 75% i.a.), Panoctine (Guazatine 75% i.a.) e Terracoat (23,2% PCNB + 5,8% Terrazole). A dosagem do 1º produto foi de 100 g/100 kg de sementes enquanto que, para os outros dois, foram de 200, 400 e 600 cm³/100 kg. Nas condições do experimento, as três dosagens de Panoctine foram tóxicas para sementes de arroz e a dose mais alta prejudicou o vigor de soja e de algodão. Por outro lado Arasan e Terracoat não prejudicaram a germinação e vigor de arroz e de soja e apresentarm efeitos benéficos sobre o vigor de sementes de algodão.

Influência do peso da semente de arroz (Oryza sativa L.) sobre a germinação

O objetivo principal do presente trabalho foi determinar através do teste de germinação, a importância do peso das sementes de arroz (Oryza sativa L.). Utilizaram-se sementes das variedades Batatais, Pratão Precoce, IAC-120, IAC-435 e IAC-1246. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Sementes do D.A.H. da ESALQ no período de novembro de 1973 a dezembro de 1974. As sementes das cinco variedades foram submetidas à ação de ventilação controlada através de um assoprador, permitindo a separação de cada variedade em três frações com pesos diferentes, isto é, leve, média e pesada. As sementes leves, médias e pesadas, assim obtidas, foram armazenadas em câmara seca e laboratório. Os testes de germinação foram efetuados em três épocas (março/abril, julho e dezembro de 1974), utilizando-se como delineamento experimental um fatorial 3x2, cujas variáveis foram três pesos e dois ambientes de conservação das sementes, com quatro repetições. As análises dos dados e a interpretação dos resultados obtidos permitiram que se chegassem às seguintes conclusões: a) as sementes pesadas e médias apresentaram uma maior porcentagem de germinação que as leves em todas as variedades estudadas; b) este efeito foi menos intenso no caso das sementes das variedades Batatais e IAC-1246; c) o ambiente de câmara seca mostrou-se superior ao de laboratório para a conservação das sementes.

Eficiência comparada da aplicação radicular e foliar de macro e micronutrientes para a correção de deficiências minerais no arroz (Oryza sativa L.)

Deficiências de N, P, K, S, B, Cu ou Zn foram induzidas em dois cultivares de arroz, I.A.C. 47 e I.A.C. 435 até o perfilhamento. O elemento deficiente foi depois aplicado na solução nutritiva ou por via foliar. A eficiência dos tratamentos foi avaliada dividindo-se o peso adicional de grãos pela quantidade de elemento fornecida pelos dois métodos. Verificaram-se, de modo geral, relações maiores no caso da adubação foliar que da radicular, em se tratando de macronutrientes; o oposto foi observado quando se tratava de micronutrientes.

Nota sobre o cultivo do arroz (Oryza sativa L.), cv. IAC 47 e IAC 435 em solução nutritiva

As soluções nutritivas de HOAGLAND & ARNON (1950) nº 2 de KARIM & VLAMIS (1962) foram fornecidas a duas variedades de arroz, uma de sequeiro (IAC 47) e uma de irrigação (IAC 435). A primeira solução, que contém N nítrico e N amoniacal, garantiu maior produção de matéria seca e maior teor de N total nas plantas que foram colhidas no meio do estádio de perfilhamento. A aeração forçada mostrou-se desnecessária para o crescimento.

Sobre a possibilidade de correção de deficiências minerais no arroz (Oryza sativa L. cv. IAC 47 E IAC 435)

Plantas de arroz dos cultivares IAC 47 (sequeiro) e IAC 435 (de irrigação) foram cultivadas em solução nutritiva deficiente em N, P, K, S, B, Cu ou Zn até o estádio de perfilhamento. O elemento em falta foi, então, for necido por via radicular ou foliar na tentativa de correção da deficiência. Foram notadas, em termos de produção de grãos, respostas diferentes em funcão de: cultivar, elemento aplicado e modo de aplicação.

Exigências nutricionais do arroz (Oryza sativa L., cv. IAC 47 e IAC 435)

Analisando-se os diferentes órgãos de plantas de arroz cultivada em solução nutritiva até maturidade completa, foi obtida uma estimativa das exigências nutricionais dos cultivares IAC 47 (sequeiro) e IAC 435 (irrigado). As diferenças encontradas entre os dois cultivares são de vidas principalmente ao nível de produção e não ao teor de elemento na matéria seca.

Efeitos de estimulantes vegetais na germinação do arroz (Oryza sativa L: cv. IAC - 165)

O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito de Triacontanol e Agrostemin em sementes de arroz, através da avaliação da germinação, do crescimento de coleóptiles e raízes das plântulas, em condições de laboratório. As placas de Petri receberam 10 ml de solução (éter e benzeno) correspondente aos tratamentos com Triacontanol, enquanto as dosagens de Agrostemin foram aplicadas em solução de água destilada. Verificou-se que nenhum dos tratamentos mostraram efeitos significativos sobre a porcentagem de germinação, mas provocaram um crescimento diferencial estatisticamente significativo em relação as radículas.

Ação alelopática de alguns extratos de plantas daninhas na germinação do arroz (Oryza sativa L. cv. IAC - 165)

O efeito do extrato aquoso de três plantas daninhas, Cynodon dactylon (l.)Pers., Cyperus rotundus l. e Sorghum halepense (l.) Pers. sobre a germinação e o crescimento de plântulas de arroz (Oryza salina L. cv. IAC-165) foi estudado, com a finalidade de investigar a sensibilidade do arroz aos efeitos alelopáticos dessas plantas. Foram utilizados, na preparação dos extratos, raizes de Cynodon daclylon, tubérculos de Cyperus rolundus: e riomas de Sorglun halepense, os quais foram homoneizados em solução aquosa, submetidos a filtração e centrifugação. O sobrenadante foi aplicado no substrato de germinação das sementes, verificando-se, aos sete dias após a se meadura, que apenas os extratos de Cy-nodon daetylon e Sorghum halepense afetaram a porcentagem de germinação das sementes de arroz. Entretanto, o crescimento da radícula e da parte aérea das plântulas foi prejudicado pelos três extratos testados, sendo o efeito mais drástico causado pelo extrato de Cyperus, retundus.

Estudos sobre a cinética de absorção do fósforo pelo arroz (Oryza sativa L.) e pelo feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.)

Objetivando caracterizar os efeitos das diferentes concentrações de fósforo e da presença de outros íons na cinética de absorção de radiofósforo, foram conduzidos ensaios em solução nutritiva, em condições ambientais controladas. Foram empregadas raízes destacadas de arrroz e feijão para os estudos com diferentes concentrações de fósforo no meio (10-7 M até 5 x 10-2 M) e para avaliar as interações promovidas por Mg+2, Al+3, K+, NH4+, N-NO3-, N-urêia no mecanismo de absorção por períodos de uma hora e meia a duas horas. Em plantas inteiras de arroz procurou-se avaliar os efeitos da presença de Mg e/ou alumínio na absorção e transporte de fósforo quando variava a concentração externa (1 ppm, 5 ppm, 10 ppm e 20 ppm) por um período de 17 horas. Foi constatado um mecanismo duplo de absorção com as duas fases seguindo a cinética simples de Michaelis-Menten, e com ponto de transição entre 1-50x10-5. A transformada de dados segundo Hofstee adaptou-se melhor à interpretação dos dados experimentais. Feijão foi mais eficientes na absorção que arroz para a primeira fase (maior Vmax). Alumínio apresentou efeito estimulatório nítido na absorção de fósforo, promovendo porém, a fixação do ânion na raiz quando consideradas as concentrações mais baixas. Em concentrações altas de P, este último efeito não foi evidenciado. Magnésio não promoveu maior absorção, nem maior transporte do que K+; o mesmo aconteceu com as diferentes formas de nitrogênio. Uréia poderia ter um efeito depressivo maior, embora não significativo. Discutem-se os prováveis mecanismos envolvidos nestas respostas.

Ação de estimulante vegetal na produtividade do arroz (Oryza sativa L: cv. IAC-165)

Este ensaio foi realizado com o objetivo de verificar o efeito do estimulante vegetal Respond, na produção do arroz (Oryza sativa L. cv. IAC-165), em condições de campo. No campo experimental da E.S.A. "Luiz de Queiroz", em Piracicaba (SP), aplicou-se Respond nas dosagens de 1,0 e 1,5 l/ha por ocasião da iniciação da panícula e em plena florescência, além do controle. Por ocasião da colheita observou-se que Respond reduziu a altura das plantas de arroz. Respond 1,5 l/ha diminuiu o perfilhamento e o número de panículas por metro de linha. Respond 1,0 l/ha aumentou o número de sementes por panícula do arroz 'IAC-165'. Outros parâmetros da produção não foram afetados pela aplicação do estimulante vegetal.